Cách tạo nguồn cung cấp 5V theo quy định từ nguồn cấp 5V không được kiểm soát

15

Tôi có một dự án liên quan đến một máy tính bảng đơn cụ thể * và hàng trăm đèn LED RGB "thông minh" WS2812B *, tất cả đều chạy từ nguồn cung cấp 5V.

Tôi có một nguồn cung cấp điện 5 volt 15 amp không được kiểm soát. Mặc dù đèn LED vẫn ổn với nguồn điện không được kiểm soát, nhưng vi điều khiển tôi đang sử dụng có xu hướng gặp sự cố khi điện áp không ổn định.

Vì tôi muốn chạy tất cả từ một nguồn điện, tôi muốn tạo ra khoảng 1 amp công suất 5V được điều tiết từ nguồn 5V 15A không được kiểm soát.

Tôi muốn xây dựng bộ chuyển đổi năng lượng này lên PCB, vì vậy tôi đang tìm kiếm một thiết kế tôi có thể thực hiện và không phải là một bảng được làm sẵn. Thiết kế cuối cùng của tôi sẽ là một chiếc mũ Pi, nghĩa là nó sẽ kẹp vào các cổng GPIO của Pi và ngồi trên cùng.

Tất cả điều này sẽ được hàn thủ công (thông qua lỗ hoặc bề mặt gắn kết) vì vậy lý tưởng là nó sẽ không liên quan đến nhiều bộ phận hơn mức cần thiết. Đây là một trong những vì vậy trong khi chi phí là một mối quan tâm tôi không cố gắng để tiết kiệm xu.

Loại mạch chuyển đổi năng lượng nào tôi có thể xây dựng trên bảng của mình có thể làm điều này? Chuyển đổi chỉ 1 amp tôi sẽ gặp phải vấn đề nhiệt đáng kể?

Tôi không yêu cầu bất cứ ai thiết kế nó cho tôi, thay vào đó chỉ cho tôi đi đúng hướng.

* WS2812B là nguồn sáng LED RGB được điều khiển dữ liệu nối tiếp 'thông minh' được tích hợp trong gói 5050. Kết nối là nối tiếp kỹ thuật số vào và ra cộng với 5V & nối đất. ghim. Nó cũng bao gồm một bộ tạo dao động bên trong chính xác và ổ đĩa không đổi (tạo ra bên trong) 12V. Các thiết bị được nối tiếp chuỗi (Dout to Din tiếp theo) cho phép tối đa 1024 thiết bị và chuỗi dài 5 mét trên một kết nối loạt.
Để biết thêm chi tiết, xem bảng dữ liệu tại đây

* Mâm xôi Pi 2 B

power-supply dc-dc-converter

— HighInBC
nguồn

3

Tôi là người mới ở đây vì vậy nếu bất cứ ai bỏ phiếu cho tôi có thể giải thích lý do tại sao điều đó sẽ giúp tôi làm tốt hơn vào lần sau.

— HighInBC

7

Họ nghĩ sai rằng đây là một câu hỏi mua sắm, bởi vì bạn là người mới và đã đề cập đến Arduino / RPi. Mọi người xung quanh ghét ai đó nhắc đến những người đó. Tôi ngạc nhiên khi nó chưa được tự tay di chuyển ra ngoài.

— Người qua đường

14

Tôi sẽ ghi nhớ điều đó và lần tới chỉ cần gọi nó là "máy tính nhỏ 5V".

— HighInBC

2

Việc sử dụng cuối không quan trọng. Một câu hỏi về làm thế nào để điều chỉnh một máy biến áp không quy định của cùng một điện áp là chủ đề chính.

— Người qua đường

1

Đừng quá coi trọng vấn đề này (nhưng hãy chú ý đầy đủ về anh ta về bất cứ điều gì về kỹ thuật) - đây là vấn đề chính trị định kỳ với anh ta, vì vậy anh ta sử dụng bất kỳ lý do nào để đánh bại con ngựa chết này hơn nữa. [[:-)]] Đừng quá coi trọng nhận xét của tôi về Olin, ngoại trừ những nhận xét về khả năng kỹ thuật của anh ấy, đây là một định kỳ .... -> Abend: Phát hiện vòng lặp đệ quy đang chờ xử lý. | | Nhận xét của Olin WS2812B cũng có thể đúng. Hoặc những người xuống ngẫu nhiên có thể đã chọn bạn cho món quà hàng ngày của họ, dường như xảy ra.

— Russell McMahon

3

Bảng dữ liệu của bộ chuyển đổi XL6009 có một số sơ đồ tham chiếu, bao gồm một sơ đồ cho bộ chuyển đổi boost-buck không đảo ngược:

Bạn sẽ phải điều chỉnh nó thành đầu ra 5V thay vì 12V bằng cách thay R2 bằng điện trở 3.0K, theo công thức trên. Phạm vi đầu vào phụ thuộc vào điện áp và dòng điện đầu ra, vì vậy nguồn 5V không được kiểm soát của bạn phải nằm trong phạm vi cho đầu ra được điều chỉnh 5V.

— Dmitry Grigoryev
nguồn

1

Bảng dữ liệu cho XL6009 cho biết điện áp đầu vào có thể nằm trong khoảng từ 5V-32V. Nếu nguồn cung cấp 5V không được kiểm soát của tôi giảm xuống dưới 5V thì đó có phải là vấn đề không?

— HighInBC

1

Nhận xét công bằng, thực sự. Tôi đã sử dụng chip này với Li-Ion làm đầu vào (giữa 3.7 và 4.2V) mà không có vấn đề gì, và ví dụ trang này tuyên bố bộ chuyển đổi tăng cường của họ dựa trên XL6009 hoạt động từ 3V trở lên, nhưng thông số kỹ thuật không đảm bảo.

— Dmitry Grigoryev

1

Tôi sẽ đưa thực tế qua thông số kỹ thuật bất cứ ngày nào.

— HighInBC

Ít nhất là xếp hạng tối đa tuyệt đối của XL6009 không cấm bạn xuống dưới 5V. Tôi đoán bạn có thể không nhận được hiệu quả được yêu cầu hoặc dòng chuyển đổi 4A đầy đủ mặc dù. Cảm ơn đã đề cập đến nó, tôi bỏ qua dòng này của spec.

— Dmitry Grigoryev

Một giải pháp khác có thể là bổ sung các mạch điều tiết vào nguồn cung không được kiểm soát, để cung cấp 5v 1A theo quy định cũng như 5v 15A không được kiểm soát. Bạn sẽ "chạm" vào nguồn của 5v không được kiểm soát.

— Guill

13

Những gì bạn muốn được giới thiệu là "công cụ chuyển đổi buck-boost không đảo ngược". Có một vài cấu trúc liên kết khác nhau của bộ chuyển đổi chế độ chuyển đổi có thể đạt được điều đó.

Thật không may, tất cả chúng đều phức tạp hơn một bộ chuyển đổi buck đơn giản (chỉ bước xuống) hoặc bộ chuyển đổi boost (chỉ bước lên).

Một google nhanh chóng tìm thấy một appnote Ti so sánh các tùy chọn. http://www.ti.com/lit/an/slyt584/slyt584.pdf

Chất bán dẫn quốc gia có một công cụ trực tuyến gọi là webbench sẽ thiết kế công cụ này cho bạn. Chỉ có nhược điểm tôi đã tìm thấy với nó là nó thích chọn các bộ phận là Pita để hàn.

— Peter Green
nguồn

+1 Đây là thông tin tốt. Tôi có một chút đọc để làm.

— HighInBC

1

Hãy để tôi thông báo rằng Bán dẫn quốc gia không còn nữa. Họ đã được TI mua ra một thời gian trước đây. Vì thực tế bây giờ bạn có thể tìm thấy công cụ thiết kế WebBebch được lưu trữ trên trang web www.ti.com.

— Michael Karas

Tôi đã chấp nhận câu trả lời này vì nó dường như đang chỉ cho tôi đi đúng hướng.

— HighInBC

6

Bạn có thể cân nhắc chỉ cần tăng đủ để sau đó điều chỉnh tuyến tính trở lại 5V. Ít hiệu quả hơn và có thể không thực tế, nhưng ít nhất bạn nên thực hiện các khoản tiền.

1

Một bộ chuyển đổi tăng theo sau là một bộ điều chỉnh tuyến tính có thể có độ phức tạp tổng thể tương tự như một bộ chuyển đổi tăng tốc buck hoặc chuyển đổi kép. Vì vậy, tôi không chắc chắn tôi thấy nhiều điểm.

— Peter Green

2

Tại sao phải tự xây dựng một cái khi bạn có thể mua một bộ chuyển đổi boost-buck nhỏ với giá dưới mười đô la? Tôi có một kinh nghiệm khá tích cực với cái này . Đó là cấu hình nhỏ, cấu hình thấp và dễ dàng hàn (4 lỗ ở các góc, 2 cho đầu vào và 2 cho đầu ra):

FYI, kích thước của thứ này là 44x21x13mm, vì vậy nó có thể phù hợp giữa PCB tùy chỉnh của bạn và RPi.

— Dmitry Grigoryev
nguồn

1

Như tôi đã đề cập, tôi đang xây dựng một PCB cần phải phù hợp với một yếu tố hình thức. Tôi chắc chắn có thể sử dụng các thành phần và thiết kế từ một bảng như vậy mặc dù.

— HighInBC

2

Tại sao trả lời theo cách đó, khi nó được nêu rõ trong câu hỏi rằng anh ta không tìm kiếm bảng làm sẵn? Ngay cả khi anh ấy không nói điều đó - đây không phải là trả lời các câu hỏi theo bất kỳ cách nào, mọi người đọc stackexchange để học, không phải khuyến nghị mua sắm, đọc điện tử.stackexchange.com / help / on-topic Những thứ như thế này nên được bình luận, không có câu trả lời (nếu hoàn toàn có thể, bởi vì câu hỏi đặc biệt nói "không" với các bảng ngoài lề)

— ScienceSamovar

2

chưa kể rằng các bộ chuyển đổi trên liên kết của bạn có giá quá cao, bạn có thể tìm thấy các bộ chuyển đổi giống hệt (thậm chí từ cùng một nhà sản xuất) rẻ hơn nhiều (khoảng 3 đô la mỗi bộ)

— ScienceSamovar

Tại sao không thể xếp bảng này được tạo sẵn lên PCB tùy chỉnh và được thực hiện với bộ chuyển đổi, tập trung vào phần còn lại của thiết kế thay vì phát minh lại bánh xe? Cuối cùng, tất nhiên, đó là sự lựa chọn của bạn.

— Dmitry Grigoryev

1

@DmitryGrigoryev, vì vấn đề là học cách làm và áp dụng các kỹ năng này trong các dự án tiếp theo (ví dụ như đi vào sản xuất, bạn không thể sử dụng loại điều này trong sản xuất). Tất nhiên bạn có thể sử dụng bảng được tạo sẵn và mã viết sẵn cho mọi thứ, nhưng điều đó có nghĩa là cuối cùng bạn hầu như không biết chính xác mạch của mình làm gì, bạn chỉ cần biết các mô-đun lớn. Dù sao đó không phải là vấn đề, quan điểm của tôi là nếu mọi người hỏi bạn cách tạo ra một số mạch và tính toán - cho anh ta liên kết để lưu trữ và nói "đừng bận tâm, chỉ mua" sẽ khiến anh ta không học được.

— ScienceSamovar

-2

Raspberry pi 2012-2013 của tôi được quảng cáo là cần "5V quy định" hóa ra cần 4,88 đến 5,02 V để khởi động và> 4,4V để tiếp tục hoạt động. Vì nguồn cung cấp chính 15A của bạn trong giây lát có thể tăng hơn 5,0 volt, tôi không tin tưởng nó.

Nếu bạn có thể chịu được một số đèn LED màu xanh lục luôn bật, bạn có thể sử dụng một số đèn LED 'tràn' ở mức 4.9 Volts với các cặp đèn xanh song song với rPi, đi từ ngưỡng độ sáng tối thiểu ở khoảng 4,8V đến khá sáng 5.2V. Từ nguồn cung cấp 15A của bạn, hãy chạy một đoạn cáp có độ dài 2Amp đến bảng "bộ điều chỉnh tràn" của bạn, không có gì ngoài cặp đèn LED màu xanh lá cây, và đủ để đổ một Ampe ở mức 5,2V, mặc dù thông thường họ nên sử dụng ít hơn rất nhiều. Aim là để nó ổn định đến gần 5V trên bảng này khi tắt rPi. sử dụng cáp cung cấp 2A dài hơn (cho điện trở của nó) nếu cần thiết. Tùy thuộc vào loại cung cấp 15A không được kiểm soát, bạn cũng có thể muốn có một tụ điện chất béo trên bảng "điều chỉnh tràn". Từ 5V rms không được kiểm soát đã được chỉnh sửa (một trong những loại không được kiểm soát tồi tệ nhất),

Tiếp theo, bạn muốn có đủ chiều dài của dây xếp hạng 2A từ bảng này đến các dòng "0" và "+5" của pi, có thể có một công tắc trong đó, và nhắm tới 1/20 đến 1/8 ohms trong các đạo trình cung cấp này. (hầu hết các vạn năng không đo thấp như vậy đúng cách). Bật rPi sẽ làm cho màu xanh lá cây mờ đi rõ rệt và cung cấp cho bạn 4,9V ổn định tại rPi.

Vui lòng đăng ở đây và trên một diễn đàn rPi điện áp đo được giữa TP1 và TP2 vì đó là nơi tôi mong đợi nó cần 4.9Volts (được quảng cáo là "5")

— cháu trai
nguồn

2

Sử dụng đèn LED để điều chỉnh điện áp là không chuyên nghiệp để nói rằng ít nhất. Điện áp kết quả sẽ trôi đi rất nhiều theo thời gian khi đèn LED nóng lên. Ngoài ra, đó là một sự lãng phí của đèn LED hoàn toàn tốt.

— Dmitry Grigoryev

một diode zener sẽ thích hợp hơn nhiều.

— Stefan Paul Noack

1

@ noah1989 yeah, nhưng bạn sẽ cần rất nhiều trong số chúng để ổn định 2A, vì vậy bạn sẽ thêm một bóng bán dẫn và chế tạo bộ điều chỉnh tuyến tính. Và sau đó, bạn sẽ tính đến việc điện áp đầu vào của bạn có thể thấp hơn 5V và thêm một bộ chuyển đổi tăng cường cho nó. Cuối cùng, cuối cùng bạn sẽ nhận được trình chuyển đổi boost-buck (không phải cá nhân bạn, chỉ là ai đó đang cố gắng làm theo phương pháp này).

— Dmitry Grigoryev