Ugavi wa Umeme wa Mkate wa DIY: Hatua 5 (na Picha)

2025 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2025-01-23 15:11

Siku zote nilitaka usambazaji wa umeme unaobebeka haswa uliotengenezwa kwa ubao wa mkate. Kwa kuwa sioni kuuzwa, ilibidi nifanye yangu. Nakualika ufanye vivyo hivyo.

PCB iliyofadhiliwa na JLCPCB. $ 2 kwa PCB na Usafirishaji wa Bure Agizo la Kwanza:

vipengele:

• Matokeo 5V 1A.
• Plugs kwenye kiwango chochote cha mkate cha kiwango cha 400 au 830.
• Chaja na malipo ya ziada, malipo ya ziada na ulinzi wa kupita kiasi.
• Kiashiria cha betri na LED ya rangi mbili (kijani 50-100%, manjano 20-50%, nyekundu 0-20%).
• Pato la chini / pigo la kelele na diode ya kukandamiza.

Hatua ya 1: Vifaa

Vifaa kuu:

• 18650 betri ya lithiamu-ioni. Nilichukua yangu kutoka kwa kompyuta iliyovunjika. Nilitumia moja kwa mradi huu kufanya kila kitu iwe sawa / nyepesi iwezekanavyo lakini unaweza kutumia betri mbili sambamba ili kuongeza uwezo. Ikiwa unatumia betri mbili hakikisha kuwa ni 100% chapa sawa, mfano, umri / kuvaa na uwezo, na zina malipo sawa wakati wa kuziunganisha. Nunua hapa:
• Moduli ya sinia ya TP4056 na kinga ya betri. Kuna toleo bila ulinzi wa betri ambalo haupaswi kununua. Hakikisha unanunua ambayo ina unganisho 6, kama picha. Nunua hapa:
• Moduli ya kubadilisha fedha ya MT3608. Ina potentiometer kuchagua voltage. Kwenye kesi hii mimi huchagua 5V. Nunua hapa:
• Kitufe cha kujifunga kilipimwa kwa 3A / 125V na kipenyo cha shimo cha 12mm. Nunua hapa:
• 470µF 25V capacitor elektroni. Hii inapunguza kushuka kwa voltage tunapoanzisha mzigo mkubwa. Nunua hapa:
• 100nF kauri capacitor. Hupunguza mtikisiko / kelele ya masafa ya juu. Nunua hapa:
• 1nF kauri capacitor. Hupunguza mtikisiko / kelele ya juu sana. Nunua hapa:
• Diode ya Schottky 1A 40V. Hii ni kulinda vifaa vilivyounganishwa kwenye ubao wa mkate kutoka kwa spikes zenye nguvu zinazosababishwa na coil yoyote kwenye mzunguko. Nunua hapa:
• 2x8cm pembeni. Nunua hapa:
• X2 safu mbili 2x3 2.54mm vichwa vya kichwa vya kiume. Nanos zingine za bei rahisi za arduino huja na hizi na kawaida huwa siziuzi kwa hivyo niliwachukua kwa mradi huu. Unaweza kuzinunua kwa pembe ya digrii 90 ambayo inaweza kuwa chaguo bora kuwezesha usanikishaji. Nunua hapa:

• Epoxy:

Kumbuka: Kama Mshirika wa Amazon ninapata kutoka kwa ununuzi unaostahiki.

Vifaa vya kiashiria cha betri (hiari):

• 3mm rangi ya bi-LED (nyekundu-kijani). Ninaweka michoro na faili za gerber za PCB kwa anode za kawaida na taa za kawaida za cathode kwa hivyo ama ingefanya kazi. Hakikisha ina usambazaji wa kutosha kwamba wakati wa kugeuza LED zote mbili kwa wakati mmoja kungesababisha rangi ya manjano hata. Kuna LED nyingi zenye ubora wa rangi mbili ambazo rangi zote hazichanganyiki vizuri. Nunua hapa:
• NE5532P op-amp. Nunua hapa:
• S8050 NPN transistor. Kwa kweli transistor yoyote ya NPN ingefanya kazi, ingawa. Nunua hapa:

• Resistors (1% ya 1 / 4W au 1 / 8W):

  • R1: 6.2K kwa upande hasi wa msuluhishi wa voltage kwa op-amp 2IN + inayodhibiti wakati LED nyekundu inawasha. Nunua hapa:
  • R2: 2.2K kwa upande mzuri wa msuluhishi wa voltage kwa op-amp 2IN + inayodhibiti wakati LED nyekundu inawasha. Nunua kitanda cha kupinga ambacho kinajumuisha dhamana hii na zingine nyingi:
  • R3: 51K kwa maoni ya kubadilisha voltage ya kumbukumbu wakati LED nyekundu inawasha kuwa na mpito thabiti.
  • R4: 2K kwa LED nyekundu. Thamani hii inaweza kuwa tofauti kulingana na LED yako.
  • R5: 6.8K kwa upande hasi wa mgawanyiko wa voltage kwa op-amp 1IN- inayodhibiti wakati LED ya kijani inazimwa.
  • R6: 2.7K kwa upande mzuri wa mgawanyiko wa voltage kwa op-amp 1IN- inayodhibiti wakati LED ya kijani inazimwa. Nunua hapa:
  • R7: 100K kwa maoni ya kubadilisha voltage ya kumbukumbu wakati LED ya kijani inazimwa kuwa na mpito thabiti.
  • R8: 100 kwa LED ya kijani. Thamani hii inaweza kuwa tofauti kulingana na LED yako.
  • R9: 5.1K kwa uingizaji wa transistor. Transistor ya NPN inafanya kazi kama inverter ya pato ili maoni iwe na polarity sahihi.
  • R10: 2K kuvuta-chini kwa uingizaji wa transistor.

Kumbuka: Thamani zote za kupinga kwa wagawanyaji wa voltage na maoni ni muhimu sana kufikia matokeo yaliyotafutwa. Ikiwa utabadilisha thamani moja ya kupinga, unaweza kutaka kubadilisha vipinga vingine kufidia. Au ikiwa kwa makusudi unataka kubadilisha voltage ambapo taa zinawasha / ZIMA, unaweza kuifanya ukibadilisha maadili haya ya vipinga.

Vifaa vya hiari:

• 3mm bi-color LED (nyekundu-kijani) anode ya kawaida kwa kiashiria cha sinia. Moduli ya chaja ina LED mbili zilizojengwa: nyekundu moja kuonyesha kuwa inachaji; na ile ya samawati kuonyesha mchakato wa kuchaji umekamilika. LED hii yenye rangi mbili inaweza kuchukua nafasi ya hizo LED ikiwa unataka. Nunua hapa:
• Kontena la 2.2K kuchukua nafasi ya R3 kwenye moduli ya sinia ili kuweka kiwango cha juu cha kuchaji karibu na 500mA, badala ya 1A kwa chaguo-msingi. Je! Ni kipinga-uso lakini kwa kuwa ninanunua tu vipinga-shimo nilitumia hiyo.

Hatua ya 2: Maandalizi

Kabla ya kuuza kitu chochote jaribu vifaa vyote, haswa moduli.

Kigeuzi cha kuongeza ina potentiometer kuchagua voltage ya pato. Hakikisha unaiacha saa 5V kabla ya kuuzia vifaa vingine kwa sababu hautaki iwekwe kwa voltage kubwa unapoiwasha kwanza na kila kitu kilichounganishwa. Unaweza kupiga capacitor electrolytic au kuchoma op-amp kwenye kiashiria cha betri. Ili kurekebisha kibadilishaji cha kuongeza lazima uiunganishe na betri na multimeter. Pinduka saa moja kwa moja ili kupunguza voltage; kugeuza saa ya kukabiliana na kuongeza voltage.

Ikiwa unapanga kufanya marekebisho kadhaa kwenye moduli ya sinia, fanya sasa kabla ya kuungana na vifaa vingine. Kuna marekebisho matatu niliyoyafanya. Kwanza mimi hubadilisha kipinga R3 kuwa 2.2K kuweka upeo wa sasa wa kuchaji hadi karibu 500mA, badala ya 1A ambayo ni chaguo-msingi. Sababu ni kwamba IC inapata moto wakati wa kuchaji. Nilitaka kupunguza joto kupunguza sasa ya kuchaji. Kwa kweli inachukua muda mrefu kuchaji betri, lakini kwa maoni yangu ni haraka vya kutosha.

Marekebisho ya pili ilikuwa kuchukua nafasi ya viashiria viwili vya LED kuwa moja ya rangi mbili-rangi ya LED (nyekundu-kijani) anode ya kawaida. Nilifanya hivi ili kuonekana bora na kutoshea muundo wangu, lakini sio lazima ufanye hivi.

Na jambo la mwisho nililofanya kwenye moduli ya sinia ni kuimarisha kutengenezea pande za kontakt USB ndogo. Kontakt hii inahusika na kusimama kwa hivyo napendekeza kuongeza solder zaidi kati ya ganda la chuma la kontakt na PCB. Napenda kuvuruga na unganisho halisi la umeme nyuma, ingawa. Kuwa mwangalifu usiongeze solder nyingi kwa sababu inaweza kuingia ndani ya kiunganishi kuiharibu.

Nimeona adapta za umeme za ubao wa mkate (bila betri) ambazo huziba mwisho wa ubao wa mkate na unaweza kuchukua muundo huo ikiwa ndivyo unavyotaka, lakini kawaida niliweka nanos za arduino kwenye ncha zote za ubao wa mkate na sikutaka chochote kinachozuia kiunganishi cha USB.

Hatua ya 3: Kiashiria cha Betri (hiari)

Ninabuni kiashiria cha msingi cha betri na taa ya rangi mbili-kijani (nyekundu-kijani) ambayo inang'aa kijani wakati betri iko kwenye 50% (3.64V) au hapo juu; inageuka manjano ikiwa kati ya 50% na 20% (3.64V - 3.50V); na nyekundu ikiwa chini ya 20% (3.50V). Inatumia op-amp kuunda vichocheo viwili vya schmitt kuzuia taa za LED kutingisha kizingiti.

Nilitaka kuwa thabiti sana kwa hivyo napendekeza kutumia mpangilio wangu. Au bora zaidi, pakia faili yangu ya kijinga na agiza PCB yangu maalum kutoka kwa wavuti kama JLCPCB.com. Kwa njia hiyo lazima ubadilishe vifaa bila kushughulika na unganisho kwenye PCB. Hivi sasa wana matangazo ambapo unaweza kununua PCB ndogo 10 kwa 2 USD na usafirishaji wa bure kwa agizo la kwanza.

Ninaunda PCB kwenye easyEDA kwa hivyo unaweza kupakia mradi na hata kubadilisha mpangilio jinsi unavyotaka.

Rangi ya Kawaida ya Katikati ya LED:

Anode ya kawaida ya LED ya rangi mbili:

Hatua ya 4: Mkutano

Kwanza solder capacitors 3 kwa pato la kibadilishaji cha kuongeza. Hizi capacitors husaidia kupunguza sababu yoyote ya kelele na kelele na kibadilishaji cha kuongeza au mizigo kwenye pato. Ninashauri sana kuziweka. Ikiwa hauna maadili halisi, weka maadili sawa badala yake.

Baada ya kujaribu mzunguko kuu, kata ubao 2x8cm ili utengeneze nafasi ya studio ambazo ubao wa mkate una upande wao. Usipofanya hivyo benki yako ya betri haitaweza kuendana na aina kadhaa za ubao wa mkate, angalau sio bila kuunganisha reli za nguvu nyuma. Sio bodi zote za mkate zilizo na studi kwa upande mmoja, na zingine hata zina studio 4 badala ya jadi 3. Ikiwa unachagua kuunda benki ya betri iunganishwe mwisho wa ubao wa mkate, bado unaweza kuhitaji nafasi ya studio ambazo bodi zingine za mkate zina mwisho huo pia.

Weka pini za kiume za 2x3 kwenye ubao wa mkate ili utumie kama mwongozo wa kuziunganisha kwenye ubao katika nafasi sahihi.

Ongeza diode ya schottky (1A 40V au zaidi) kwenye pato. Diode hii inalinda sehemu yoyote iliyounganishwa kwenye reli ya nguvu kutoka kwa spikes zenye nguvu nyingi na coils kama vile relays, motors, inductors, solenoids, nk Hakikisha upande hasi wa diode (laini nyeupe) huenda upande mzuri wa pato.

Kwa kesi / kifuniko nilitumia kadibodi nyeusi. Sio chaguo bora kwa sababu inaweza kuwaka lakini unaweza kutumia chochote unachotaka.

Hatua ya 5: Hitimisho

Vidokezo muhimu:

• Usitumie benki ya umeme wakati wa kuchaji. Mchakato wa kuchaji unalemaza huduma kadhaa za ulinzi ambazo zinaweza kuharibu betri, na mzigo unaweza kusababisha hali ya kuzidisha. Pia, kuwa na ulinzi wa kupita kiasi walemavu kunaweza kuharibu hata ubao wa mkate yenyewe.
• Ulinzi wa overcurrent humenyuka haraka sana kwa hivyo hupunguza nguvu wakati hugundua mzunguko mfupi. Ili kuweka upya hii, Zima umeme kwa karibu sekunde 3.

Takwimu husika:

Haya ni matokeo ya baadhi ya vipimo vyangu. Inaweza kuwa tofauti na yako lakini unaweza kuitumia kama kumbukumbu ya nini cha kutarajia:

• Kuchaji wakati kutoka tupu hadi kamili (saa 560mA): masaa 4:30.
• Na mzigo wa 50mA, betri kamili ilidumu masaa 23 na dakika 17.
• Na mzigo wa 500mA, betri kamili ilidumu masaa 2 na dakika 21. Hii ni karibu 1630mAh kwenye pato.
• Niliona kushuka kwa voltage mara kwa mara juu ya pato la 0.03V wakati umeunganishwa na mzigo wa 500mA, kwa hivyo kwa jumla hutoa 5V thabiti sana. Nimeona vigeuzi vingine vidogo vya kuongeza ambapo huacha voltage na 0.7V chini ya 5V (4.3V) ambayo naona haikubaliki.
• Voltages ya kiashiria cha betri imewekwa karibu 50% = 3.64V, 20% = 3.50V. Maoni hubadilisha thamani kuwa +/- 0.7V. Unaweza kujaribu maadili tofauti ya kupinga kupinga voltages ambapo LED zinawasha / ZIMA lakini maadili yangu yaliyopendekezwa yanategemea vipimo na mahesabu yangu, na inapaswa kuomba kwa betri nyingi 18650.

Inawezekana kutumia betri mbili sambamba na kuongeza uwezo mara mbili. Nilijenga toleo hilo pia lakini ni wazi ni kubwa na nzito kwa hivyo sio chaguo langu la kwanza. Unaamua ni toleo gani la kujenga.

Hiyo ndio. Ikiwa una swali, niambie.

Bahati njema.