DIY Breadboard цахилгаан хангамж: 5 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:03

Би зөөврийн цахилгаан хангамжийг ялангуяа талхны тавцанд зориулагдсан байхыг үргэлж хүсч байсан. Би үүнийг зарах гэж олж чадаагүй тул би өөрөө хийх ёстой байсан. Би чамайг мөн адил хийхийг урьж байна.

ПХБ -ийг JLCPCB ивээн тэтгэсэн. ПХБ болон үнэгүй хүргэлтийн анхны захиалга $ 2:

Онцлог:

• 5V 1А гаралт.
• Ямар ч стандарт 400 эсвэл 830 цэгийн самбар дээр залгаарай.
• Хэт цэнэг, хэт цэнэг, хэт гүйдлийн хамгаалалттай цэнэглэгч.
• Хоёр өнгийн LED бүхий зайны үзүүлэлт (ногоон 50-100%, шар 20-50%, улаан 0-20%).
• Дарах диодтой бага долгион/дуу чимээ гаралт.

Алхам 1: Материал

Үндсэн материалууд:

• 18650 лити-ион батерей. Би эвдэрсэн зөөврийн компьютерээс минийхийг авсан. Би энэ төсөлд зориулж бүх зүйлийг аль болох нягт/хөнгөн болгохын тулд ашигласан боловч та хүчин чадлаа нэмэгдүүлэхийн тулд хоёр батерейг зэрэг ашиглаж болно. Хэрэв та хоёр батерей ашиглаж байгаа бол тэдгээр нь 100% ижил бренд, загвар, нас/хувцас, хүчин чадалтай эсэхийг шалгаарай. Эндээс худалдаж аваарай:
• Зайны хамгаалалттай TP4056 цэнэглэгч модуль. Батерейны хамгаалалтгүй хувилбар байдаг бөгөөд үүнийг худалдаж авах ёсгүй. Зураг дээрх шиг 6 холболттой нэгийг худалдаж аваарай. Эндээс худалдаж аваарай:
• MT3608 өргөлтийн хөрвүүлэгч модуль. Энэ нь хүчдэлийг сонгох потенциометртэй. Энэ тохиолдолд би 5V -ийг сонгоно. Эндээс худалдаж аваарай:
• 12А мм-ийн диаметртэй 3A/125V хүчдэлтэй өөрийгөө түгжих товчлуур. Эндээс худалдаж аваарай:
• 470μF 25V электролитийн конденсатор. Энэ нь ихээхэн ачаалал өгөх үед хүчдэлийн уналтыг бууруулдаг. Эндээс худалдаж аваарай:
• 100nF керамик конденсатор. Өндөр давтамжийн долгион/дуу чимээг бууруулдаг. Эндээс худалдаж аваарай:
• 1nF керамик конденсатор. Маш өндөр давтамжийн долгион/дуу чимээг бууруулдаг. Эндээс худалдаж аваарай:
• Шоттки диод 1А 40В. Энэ нь талбар дээр холбогдсон эд ангиудыг хэлхээний аливаа ороомогоос үүдэлтэй өндөр хүчдэлийн үсрэлтээс хамгаалах зорилготой юм. Эндээс худалдаж аваарай:
• 2х8 см хэмжээтэй перфбон самбар. Эндээс худалдаж аваарай:
• X2 давхар эгнээ 2х3 2.54мм голтой эрэгтэй толгой. Зарим хямд ардуино нано эдгээр дагалдах хэрэгсэлтэй ирдэг, би ихэвчлэн гагнахгүй, тиймээс би энэ төсөлд зориулж авсан. Та тэдгээрийг 90 градусын өнцгөөр худалдаж авах боломжтой бөгөөд энэ нь суулгалтыг хөнгөвчлөх илүү сайн сонголт байж магадгүй юм. Эндээс худалдаж аваарай:

• Эпокси:

Анхаарна уу: Амазоны түншийн хувьд би шаардлага хангасан худалдан авалтаас олдог.

Батерейны индикаторын материал (заавал биш):

• 3 мм-ийн хоёр өнгийн LED (улаан-ногоон). Би диаграмм, ПХБ -ийн гербер файлуудыг нийтлэг анод ба нийтлэг катодын LED -д зориулж байрлуулсан тул аль аль нь ажиллах болно. Зөвхөн LED -ийг хоёуланг нь эргүүлэхэд жигд шар өнгөтэй болох хангалттай тархалттай эсэхийг шалгаарай. Муу чанар сайтай хоёр өнгийн LED байдаг бөгөөд хоёулаа хоёулаа сайн нийлдэггүй. Эндээс худалдаж аваарай:
• NE5532P op-amp. Эндээс худалдаж аваарай:
• S8050 NPN транзистор. Гэсэн хэдий ч бараг ямар ч NPN транзистор ажиллах болно. Эндээс худалдаж аваарай:

• Эсэргүүцэл (1/4W буюу 1/8W -ийн 1%):

  • R1: 6.2K нь улаан LED асах үед хянадаг op-amp 2IN+ хүчдэл хуваагчийн сөрөг тал юм. Эндээс худалдаж аваарай:
  • R2: Улаан LED асах үед хянадаг op-amp 2IN+ хүчдэл хуваагчийн эерэг талын хувьд 2.2K. Энэ болон бусад ихэнх утгыг агуулсан резистор хэрэгсэл худалдаж аваарай:
  • R3: 51K нь улаан LED асаалттай байх үед шилжилтийн хүчдэлийг өөрчлөх боломжтой.
  • Улаан LED -ийн хувьд R4: 2K. Таны LED -ээс хамааран энэ утга өөр байж болно.
  • R5: 6.8K нь ногоон LED унтрах үед хянадаг оптик өсгөгч 1IN-ийн хүчдэл хуваагчийн сөрөг тал юм.
  • R6: 2.7K нь ногоон LED унтрах үед хянадаг оптик өсгөгч 1IN-ийн хүчдэл хуваагчийн эерэг талуудын хувьд. Эндээс худалдаж аваарай:
  • Ногоон LED унтрах үед шилжилтийн хүчдэлийг өөрчлөхийн тулд санал хүсэлт нь R7: 100K байна.
  • Ногоон LED -ийн хувьд R8: 100. Таны LED -ээс хамааран энэ утга өөр байж болно.
  • R9: 5.1K транзисторын оролт. NPN транзистор нь гаралтын инвертер болж ажилладаг тул санал хүсэлт нь зөв туйлшралтай байдаг.
  • R10: Транзисторын оролтын хувьд 2K доош татна.

Тэмдэглэл: Хүссэн үр дүнд хүрэхийн тулд хүчдэл хуваагч ба эргэлтийн эсэргүүцлийн бүх утга нь маш чухал юм. Хэрэв та резисторын нэг утгыг өөрчилбөл бусад резисторыг сольж, нөхөхийг хүсч магадгүй юм. Эсвэл хэрэв та LED асаах/унтраах хүчдэлийг санаатайгаар өөрчлөхийг хүсч байвал эдгээр эсэргүүцлийн утгыг өөрчилж болно.

Нэмэлт материалууд:

• Цэнэглэгчийн заагчийн 3 мм-ийн хоёр өнгийн LED (улаан-ногоон) нийтлэг анод. Цэнэглэгч модуль нь хоёр LED-тэй: нэг нь цэнэглэж байгааг илтгэх улаан; Цэнхэр өнгө нь цэнэглэх процесс дууссан болохыг илтгэнэ. Энэхүү хоёр өнгийн LED нь хүсвэл эдгээр LED-ийг сольж болно. Эндээс худалдаж аваарай:
• Цэнэглэгч модулийн R3 -ийг орлуулах 2.2K эсэргүүцэл нь хамгийн их цэнэглэх гүйдлийг анхдагчаар 1А биш харин 500 мА орчим болгож тохируулна. Энэ нь гадаргуу дээр суурилуулсан резистор боловч би зөвхөн нүхний эсэргүүцэл худалдаж авдаг тул үүнийг ашигласан.

Алхам 2: Бэлтгэл ажил

Аливаа зүйлийг гагнахаасаа өмнө бүх эд ангиудыг, ялангуяа модулийг туршиж үзээрэй.

Өргөлтийн хөрвүүлэгч нь гаралтын хүчдэлийг сонгох потенциометртэй. Бусад эд ангиудад гагнахаасаа өмнө 5V -д үлдээсэн эсэхээ шалгаарай, учир нь та үүнийг холбогдсон бүх зүйлээр асаахад өндөр хүчдэлд оруулахыг хүсэхгүй байна. Та электролитийн конденсаторыг үлээж эсвэл зайны индикатор дээрх оп-амперыг шатааж болно. Өргөлтийн хөрвүүлэгчийг тохируулахын тулд та батерей болон мултиметрийг холбох хэрэгтэй. Хүчдэлийг бууруулахын тулд цагийн зүүний дагуу эргүүлэх; хүчдэлийг нэмэгдүүлэхийн тулд цагийн зүүний эсрэг эргүүлэх.

Хэрэв та цэнэглэгчийн модульд зарим өөрчлөлт оруулахаар төлөвлөж байгаа бол бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй холбогдохоосоо өмнө яг одоо хийгээрэй. Миний хийсэн гурван өөрчлөлт байна. Нэгдүгээрт, би R3 эсэргүүцлийг 2.2K болгож сольж, хамгийн их цэнэглэх гүйдлийг 500 мА орчим болгож, анхдагчаар 1А -ийн оронд оруулдаг. Үүний шалтгаан нь IC цэнэглэх үед үнэхээр халуун болдог. Цэнэглэх гүйдлийг бууруулах температурыг бууруулахыг хүссэн. Мэдээжийн хэрэг батерейг цэнэглэхэд илүү их хугацаа шаардагддаг, гэхдээ миний бодлоор хангалттай хурдан.

Хоёрдахь өөрчлөлт нь хоёр LED индикаторыг нэг өнгийн LED (улаан ногоон) нийтлэг анод болгон солих явдал байв. Би үүнийг илүү гоё харагдуулж, загвартаа тохируулахын тулд хийсэн, гэхдээ та үүнийг хийх шаардлагагүй.

Цэнэглэгч модульд хийсэн хамгийн сүүлчийн зүйл бол бичил USB холбогчийн хажуу талын гагнуурыг бэхжүүлэх явдал юм. Энэ холбогч нь тоормослоход мэдрэмтгий байдаг тул холбогчийн металл бүрхүүл ба ПХБ -ийн хооронд илүү их гагнуур нэмж өгөхийг зөвлөж байна. Гэсэн хэдий ч би арын цахилгаан холболтыг эвдэхгүй. Хэт их гагнуур оруулахаас болгоомжлох хэрэгтэй, учир нь энэ нь холбогчийг гэмтээж болзошгүй юм.

Би талхны хавтангийн (батерейгүй) тэжээлийн адаптеруудыг талхны хавтангийн төгсгөлд залгасан байхыг харсан бөгөөд хэрэв та үүнийг хүсч байвал ийм загварыг авч болно, гэхдээ би ихэвчлэн самбарын хоёр үзүүрт ардуино нано тавьдаг байсан ч би хүсээгүй. USB холбогчийг хаадаг зүйл.

Алхам 3: Зайны үзүүлэлт (заавал биш)

Би батерейны 50% (3.64V) буюу түүнээс дээш байх үед ногоон өнгөөр гэрэлтдэг хоёр өнгийн LED (улаан ногоон) бүхий маш энгийн батерейны индикаторыг зохион бүтээдэг. 50% -20% (3.64V - 3.50V) хооронд шар өнгөтэй болдог; улаан нь 20% (3.50V) -аас доош байх үед. Энэ нь LED-ийг босгон дээр анивчихаас сэргийлэхийн тулд op-amp ашиглан хоёр schmitt триггерийг бий болгодог.

Би маш авсаархан байхыг хүсч байсан тул өөрийн зохион байгуулалтыг ашиглахыг зөвлөж байна. Эсвэл бүр илүү сайн бол миний гербер файлыг байршуулаад JLCPCB.com гэх мэт вэбсайтаас захиалгат ПХБ -ээ захиалаарай. Ингэснээр та ПХБ -ийн холболттой ажиллахгүйгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг гагнах хэрэгтэй болно. Яг одоо тэдэнд 10 долларын жижиг ПХБ -ийг 2 доллараар худалдаж авах боломжтой бөгөөд эхний захиалгаар үнэгүй хүргүүлэх боломжтой байна.

Би ПХБ -ийг easyEDA дээр зохион бүтээдэг тул та төслийг ачаалж, зохион байгуулалтыг хүссэн хэлбэрээр өөрчлөх боломжтой.

Хоёр өнгийн LED нийтлэг катод:

Хоёр өнгийн LED нийтлэг анод:

Алхам 4: угсрах

Эхлээд 3 конденсаторыг өргөлтийн хөрвүүлэгчийн гаралт руу гагнана. Эдгээр конденсаторууд нь хөрвүүлэгч эсвэл гаралтын ачаалал нэмэгдэхээс үүсэх долгион, дуу чимээг бууруулахад тусалдаг. Би тэдгээрийг суулгахыг зөвлөж байна. Хэрэв танд яг ийм утга байхгүй бол үүнтэй ижил утгыг оруулна уу.

Үндсэн хэлхээг туршиж үзсэний дараа 2х8 см хэмжээтэй самбарыг хайчилж, талхны тавцангийн хажуу тал дээр бэхэлгээ хийх боломжтой болно. Хэрэв та үүнийг хийхгүй бол таны батерейны банк зарим төрлийн талхны хавтантай таарахгүй байх болно, наад зах нь цахилгаан дамжуулах замыг арагш нь холбохгүй байх болно. Бүх талхны тавцан нэг талдаа бэхэлгээтэй байдаггүй, зарим нь уламжлалт 3 -ийн оронд 4 ширхэг бэхэлгээтэй байдаг. талхны тавцангийн зарим хэсэг нь тэдгээр үзүүрт байдаг.

2х3 хэмжээтэй эрэгтэй тээглүүрийг талхны тавцан дээр байрлуулж, тэдгээрийг зөв байрлалд перформатонд гагнах гарын авлага болгон ашиглаарай.

Гаралт дээр schottky диод (1A 40V ба түүнээс дээш) нэмнэ. Энэхүү диод нь цахилгаан дамжуулах замд холбогдсон бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг реле, мотор, ороомог, ороомог гэх мэт ороомгийн улмаас үүсэх өндөр хүчдэлийн үсрэлтээс хамгаалдаг. Диодын сөрөг тал (цагаан шугам) гаралтын эерэг тал руу явж байгаа эсэхийг шалгаарай.

Кейс/хавтасны хувьд би хар картон ашигласан. Шатамхай тул хамгийн сайн сонголт биш, гэхдээ та хүссэн зүйлээ ашиглаж болно.

Алхам 5: Дүгнэлт

Зарим чухал зөвлөмжүүд:

• Цэнэглэж байхдаа цахилгаан банк бүү ашиглаарай. Цэнэглэх процесс нь батерейг гэмтээж болзошгүй хэд хэдэн хамгаалалтын функцийг идэвхгүй болгодог бөгөөд ачаалал нь хэт их цэнэглэх нөхцөлийг үүсгэдэг. Түүнчлэн, хэт гүйдлийн хамгаалалтыг идэвхгүй болгох нь талхны хавтанг өөрөө гэмтээж болзошгүй юм.
• Хэт гүйдлийн хамгаалалт нь маш хурдан хариу үйлдэл үзүүлдэг тул богино холболтыг илрүүлэх үед хүчийг бууруулдаг. Үүнийг дахин тохируулахын тулд тэжээлийг 3 секундын турш унтраа.

Холбогдох өгөгдөл:

Эдгээр нь миний хийсэн зарим туршилтын үр дүн юм. Энэ нь таныхаас өөр байж болох ч та үүнийг юу хүлээж байгааг лавлах зорилгоор ашиглаж болно.

• Хоосон байдлаас цэнэглэх хугацаа (560mA үед): 4:30 цаг.
• 50 мА -ийн ачаалалтай, бүтэн зай 23 цаг 17 минут үргэлжилсэн.
• 500 мА -ийн ачаалалтай, бүрэн зай нь 2 цаг 21 минут үргэлжилсэн. Энэ нь гаралтын үед ойролцоогоор 1630 мАч байна.
• Би 500мА ачаалалтай холбогдсон үед 0.03В -ийн гаралтын хамгийн их тогтмол хүчдэлийн уналтыг ажигласан тул ерөнхийдөө маш тогтвортой 5V гаргадаг. Би хүчдэлийг 5V (4.3V) дор 0.7 В -ээр бууруулдаг бусад жижиг өргөлтийн хөрвүүлэгчдийг харсан бөгөөд үүнийг хүлээн зөвшөөрөх боломжгүй гэж би үзсэн.
• Зайны индикаторын хүчдэлийг ойролцоогоор 50% = 3.64V, 20% = 3.50V гэж тохируулсан болно. Санал хүсэлт нь утгыг +/- 0.7V болгон өөрчилдөг. Та LED -ийг асаах/унтраах хүчдэлийг өөрчлөхийн тулд эсэргүүцлийн өөр өөр утгыг туршиж үзэж болно, гэхдээ миний санал болгож буй утга нь миний туршилт, тооцоонд үндэслэсэн бөгөөд ихэнх 18650 батерейнд хамаарах ёстой.

Хүчин чадлыг хоёр дахин нэмэгдүүлэхийн тулд хоёр батерейг зэрэгцээ ашиглах боломжтой. Би бас энэ хувилбарыг бүтээсэн боловч илүү том, хүнд байх нь миний анхны сонголт биш юм. Аль хувилбарыг бүтээхээ та өөрөө шийднэ.

Ингээд л боллоо. Хэрэв танд асуулт байвал надад мэдэгдээрэй.

Амжилт хүсье.