ספק כוח מתכוונן: 6 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

מדריך זה עוסק כיצד לייצר אספקת חשמל עם תפוקה מתכווננת וניתן להפעיל אותו עם כל האפשרויות השונות. כל מה שאתה צריך זה ידע באלקטרוניקה.

אם יש לך שאלות או בעיות אתה יכול לפנות אליי בדואר שלי: [email protected] אז נתחיל

רכיבים המסופקים על ידי DFRobot

שלב 1: חומרים

ניתן לרכוש כמעט את כל החומרים הדרושים לפרויקט זה בחנות המקוונת: DFRobot לפרויקט זה נצטרך:

-פנל סולארי 9V

-מנהל חשמל סולרי

ממיר הגברת DC-DC

-מטען ליפו סולרי

-מד מתח LED

-חוטים

מארז תיבת צומת חשמלי אטום משטח פלסטיק

סוללת ליתיום -3.7V

-מחברים שונים

מתג SPTT 4x

-חיבור מסוף 4 מ מ אדום ושחור

שלב 2: מודולים

לפרויקט זה השתמשתי בשלושה מודולים שונים.

מנהל חשמל סולארי

מודול זה שימושי מאוד מכיוון שניתן להפעיל אותו עם היצע שונה. כך שניתן להשתמש בו בהרבה פרויקטים.

ניתן להפעיל אותו עם פאנל סולארי 7-30V, סוללת ליתיום 3.7 או עם כבל USB.

יש לו ארבעה יציאות שונות. מ 3.3V עד 12V, עם יציאת USB 5V ועל פלט אחד אתה יכול לבחור מתח 9V או 12V.

מפרטים:

• מתח כניסה סולארי: 7V ~ 30V קלט סוללה
• כניסת סוללה: סוללת ליתיום פולימר/ליתיום תא 3.7V

• ספק כוח מוסדר:

  • OUT1 = 5V 1.5A;
  • OUT2 = 3.3V 1A;
  • OUT3 = 9V/12V 0.5A

ממיר הגברת DC-DC

כמו כן, מודול שימושי מאוד אם אתה רוצה לבצע אספקת חשמל משתנה במהירות. המתח מוסדר באמצעות גוזם 2Mohm.

מפרטים:

• מתח כניסה: 3.7-34V
• מתח יציאה: 3.7-34V
• זרם כניסה מקסימלי: 3AMax
• הספק: 15W

מטען ליפו סולארי

מיועד לטעינה, עם הגנה על קוטביות הפוכה. יש לו 2 נוריות LED לחיווי טעינה.

מפרטים:

• מתח כניסה: 4.4 ~ 6V
• זרם טעינה: 500mA מקס
• מתח ניתוק טעינה: 4.2V
• סוללה נדרשת: סוללת ליתיום 3.7V

אם אתה רוצה לדעת יותר על מודולים אלה אתה יכול לבקר: DFRobot Product Wiki

שלב 3: דיור ספק כוח

לדיור השתמשתי במארז תיבת צומת חשמלי אטום משטח פלסטיק.

ראשית שיחקתי כל רכיב כך שאדע את כל הממדים. הבטתי כדי לצייר על קופסת החיבור כך שראיתי איך הכל ייראה. כשהייתי מרוצה מהעיצוב התחלתי לעשות חורים לרכיבים.

השתמשתי בשני מדי מתח LED לתצוגת מתח. האחד מציג פלט מתכוונן והאחר מציג פלט 9V/12V, כך שתדע באיזה מתח בחרת. מדי מתח LED זה מאוד שימושי מכיוון שאתה פשוט מחבר אותם למקור המתח וזהו. התכונה הרעה היחידה היא שהוא אינו מציג מתח מתחת ל- 2.8V.

השתמשתי בכריכת מסוף 4 מ מ כך שתוכל לחבר עומס לאספקת החשמל. ספק כוח זה כולל 3 יציאות מתח (9V/12V, 5V ופלט מתכוונן).

הוספתי גם שתי יציאות USB כך שתוכל לחבר ישירות את הארדואינו שלך או מכשיר אחר. זה יכול לשמש גם לטעינה טלפונית. הפלט האחרון משמש לטעינת סוללות (Li-po, Li-ion עד 4V). לשם כך השתמשתי במטען סוללות סולאריות.

שלב 4: אספקה

ניתן לספק ספק כוח זה עם מקורות כוח שונים.

1. זכר שקע DC

ניתן להפעיל אותו באמצעות כבל שקע DC. אספקה זו מומלצת אם ברצונך להפעיל מקורות הזקוקים למעט יותר חשמל. אספקה זו מספקת גם את רוב היציבות לתפוקות, כלומר כאשר אתה מחבר צרכן חשמלי לפלט, מתח המוצא לא יורד הרבה.

2. סוללה 3.7V

אתה יכול להשתמש סוללת ליתיום פולימרית או סוללת ליתיום בתא יחיד של 3.7V. במקרה שלי השתמשתי בסוללת ליתיום 3.8V מהסלולרי הישן שלי. זה יכול להיות מסופק במלואו רק עם סוללה זו, אבל אז יש לו כמה מגבלות על מתח היציאה והזרם.

יעילות אספקת חשמל מוסדרת (סוללת 3.7V IN)

• OUT1: 86%@50%עומס
• OUT2: 92%@50%עומס
• OUT3 (9V OUT): 89%@50%עומס

אפשרות זו טובה מאוד כאשר אתה עובד במקום בו אין לך חשמל.

3. פאנל סולארי

לאפשרות השלישית אני בוחר באספקת חשמל סולארית. ניתן להפעיל אותו באמצעות פאנל סולארי 7V-30V.

במקרה שלי השתמשתי בפאנל סולארי 9V המפיק 220mA. במבט ראשון נראה כי הוא יוכל להפעיל את ספק הכוח הזה. אבל כאשר הבטתי בבדיקת הפרויקט הזה באמצעות פאנל סולארי דבר מאוד נכבה מכיוון שפאנל סולארי לא הצליח לספק מספיק כוח לספק הכל. כשהוא מואר במלואו הוא מייצר בסביבות 10V וכ -2.2W.

אז אז בהיתי כדי לפצות זאת בהנחות אחרות. שילבתי סוללה 3.7V ופאנל סולארי. במהלך הבדיקה הוא הראה כי סוללה ופאנל סולארי יחד מסוגלים להניע את ספק הכוח הזה.

אז לאספקה זו תזדקק לפאנל סולארי המסוגל לייצר יותר כוח.

לדוגמא:

יעילות טעינה סולארית (18V SOLAR IN): 78%@1A

אם תספק לו פאנל סולארי 18V, זרם הטעינה שלו יהיה בסביבות 780mA.

שלב 5: שינוי מודולים

עבור הפרויקט הזה הייתי צריך לבצע שינויים קטנים במודולים. כל השינויים בוצעו על מנת להפוך את ספק הכוח לקל יותר לשימוש.

ראשית שיניתי מודול מנהל חשמל סולארי. הסרתי את מתג ה- smd המקורי והחלפתי אותו במתג 3 פינים של מוט אחד כפול. זה הופך את המעבר בין 9V ל 12V לפשוט יותר וזה גם טוב יותר מכיוון שאתה יכול להרכיב מתג על הדיור. ניתן לצפות בשינוי זה גם בתמונה. למודול מנהל החשמל יש אפשרות להפעיל יציאות ON/OFF. חיברתי את הפינים למתגי SPST כך שתוכל לנהל יציאות

השינוי השני בוצע על מטען הסוללות. הסרתי נוריות SMD מקוריות והחלפתי אותן ב- LED אדום וירוק רגיל.

שלב 6: בדיקה

כאשר חיברתי הכל יחד הייתי צריך לעשות בדיקה אם הכל עובד כפי שתכננתי.

לבדיקת מתח יציאה השתמשתי במולטימטר Vellemans.

מדדתי תפוקה של 5V. תחילה כאשר מנהל החשמל סופק רק עם סוללת 3.7V ולאחר מכן כשהוא מופעל באמצעות מתאם 10V. מתח היציאה היה זהה בשני המקרים, בעיקר מכיוון שהפלט לא נטען.

לאחר מכן מדדתי פלט של 12V ו- 9V. השוויתי את ערך המתח על מולטימטר וולמן ומד מתח LED. ההבדל בין ערך מולטימטר לערך מד מתח LED ב- 9V היה כ- 0.03V וב- 12V הוא היה בערך 0.1V. אז אנחנו יכולים לומר שמד המתח LED הזה מדויק במידה ניכרת.

ניתן להשתמש בפלט מתכוונן להפעלת נוריות LED, מאווררי DC או משהו כזה. בדקתי את זה עם משאבת מים של 3.5 וואט.