Πώς να φτιάξετε τροφοδοτικό Breadboard: 7 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Μια μονάδα τροφοδοσίας είναι ένα πολύ συνηθισμένο εργαλείο που χρησιμοποιείται από τους περισσότερους μηχανικούς κατά το στάδιο ανάπτυξης. Προσωπικά το χρησιμοποιώ πολύ όταν πειραματίζομαι με τα σχέδια κυκλωμάτων μου στο Breadboard ή για να ενεργοποιήσω μια απλή μονάδα. Τα περισσότερα από τα ψηφιακά κυκλώματα ή τα ενσωματωμένα κυκλώματα έχουν τυπική τάση λειτουργίας είτε 5V είτε 3.3V, έτσι αποφάσισα να δημιουργήσω ένα τροφοδοτικό που μπορεί να τροφοδοτήσει 5V/3.3V στις ράγες τροφοδοσίας του breadboard και ταιριάζει άνετα στο breadboard.

Το πλήρες τροφοδοτικό θα σχεδιαστεί σε PCB χρησιμοποιώντας το EasyEDA. Το κύκλωμα χρησιμοποιεί ένα 7805 για να τροφοδοτεί 5V και ένα LM317 για να τροφοδοτεί 3,3V με μέγιστη ονομαστική ένταση ρεύματος 1,5A, το οποίο είναι αρκετά υψηλό για πηγή για κυκλώματα ψηφιακών IC και μικροελεγκτών. Ας ξεκινήσουμε λοιπόν….

Απαιτούμενα υλικά

• LM317 Ρυθμιστής μεταβλητής τάσης
• 7805
• DC Barrel Jack
• Αντίσταση 330ohm και 560 ohm
• Πυκνωτής 0,1 και 1uF
• Φως LED
• Male Bergstik

Βήμα 1: Διάγραμμα κυκλώματος

Για να κατανοήσουμε εύκολα το κύκλωμα, χωρίζεται σε τέσσερα μέρη. Το επάνω αριστερό και το κάτω αριστερό μέρος είναι ο ρυθμιστής 5V και ο ρυθμιστής 3.3V αντίστοιχα. Το πάνω δεξιά και κάτω δεξιά μέρος είναι οι ακίδες κεφαλίδας από τις οποίες μπορούμε να πάρουμε είτε 5V είτε 3,3V όπως απαιτείται αλλάζοντας τη θέση του βραχυκυκλωτήρα.

Για τους ανθρώπους που είναι νέοι στις ετικέτες, είναι απλώς ένα εικονικό καλώδιο που χρησιμοποιείται στα διαγράμματα κυκλωμάτων για την κατασκευή του πιο τακτοποιημένου και ευκολονόητου. Στο παραπάνω κύκλωμα τα ονόματα +12V, +5V και +3.3V είναι ετικέτες. Οποιαδήποτε δύο σημεία όπου είναι γραμμένη η ετικέτα +12V συνδέονται στην πραγματικότητα με ένα καλώδιο, το ίδιο ισχύει και για άλλες δύο ετικέτες +5V και +3,3V επίσης.

Βήμα 2: Κύκλωμα ρυθμιστή +5V

Χρησιμοποιήσαμε ρυθμιστή θετικής τάσης 7805 για να λάβουμε ρυθμιζόμενη παροχή +5V. Η είσοδος του IC είναι από έναν προσαρμογέα 12V που τροφοδοτείται μέσω ενός γρύλου βαρελιού DC. Για την αφαίρεση των κυματισμών χρησιμοποιήσαμε έναν πυκνωτή 1uF στο τμήμα εισόδου και έναν πυκνωτή 0.1uF στο τμήμα εξόδου. Η ρυθμιζόμενη τάση εξόδου +5V μπορεί να ληφθεί για τον πείρο 3. Με την κατάλληλη ψύκτρα θερμότητας μπορούμε να πάρουμε περίπου 1,5Α από το 7805 IC.

Βήμα 3: Κύκλωμα ρυθμιστή +3.3V

Ομοίως για να λάβουμε +3.3V χρησιμοποιήσαμε έναν ρυθμιστή μεταβλητής τάσης LM317. Το LM317 είναι ένας ρυθμιζόμενος ρυθμιστής τάσης που λαμβάνει τάση εισόδου 12V και παρέχει σταθερή τάση εξόδου 3,3V. Η τάση εξόδου Vout εξαρτάται από τις τιμές εξωτερικής αντίστασης R1 και R2, σύμφωνα με την ακόλουθη εξίσωση:

Vout = 1,25*(1+ (R2/R1))

Η συνιστώμενη τιμή για το R1 είναι 240Ω, αλλά μπορεί επίσης να είναι κάποια άλλη τιμή μεταξύ 100Ω και 1000Ω. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτόν τον διαδικτυακό υπολογιστή για τον υπολογισμό των τιμών των R1 και R2, έχω καθορίσει την τιμή του R1 σε 330R και την τιμή της τάσης εξόδου στα 3.3V. Μετά το πάτημα του κουμπιού υπολογισμού έλαβα το ακόλουθο αποτέλεσμα.

Δεδομένου ότι δεν έχουμε αντίσταση 541.19 ohm, χρησιμοποιήσαμε την πλησιέστερη δυνατή τιμή που είναι 560 ohm. Προσθέσαμε επίσης ένα LED μέσω άλλης αντίστασης 560 ohm, το οποίο θα λειτουργήσει ως δείκτης ισχύος.

Τοποθέτηση των ακίδων κεφαλίδας:

Στα δύο παραπάνω μπλοκ κυκλωμάτων έχουμε ρυθμίσει +5V και +3,3V σχηματίζουν πηγή 12V. Τώρα πρέπει να παρέχουμε μια επιλογή στον χρήστη για να επιλέξει μεταξύ της τάσης +5V ή της τάσης +3.3V, όπως απαιτείται από τον χρήστη. Για να γίνει αυτό, χρησιμοποιήσαμε αρσενικές καρφίτσες κεφαλίδας με άλτες. Ο χρήστης μπορεί να αλλάξει το βραχυκυκλωτήρα για να επιλέξει μεταξύ των τιμών τάσης +5V και +3.3V. Έχουμε επίσης τοποθετήσει μια άλλη καρφίτσα κεφαλίδας στο κάτω μέρος του PCB, ώστε να μπορούμε να το τοποθετήσουμε απευθείας πάνω από ένα Breadboard.

Βήμα 4: Σχεδιασμός PCB με χρήση EasyEDA

Για να σχεδιάσουμε αυτό το τροφοδοτικό Bread board, επιλέξαμε το διαδικτυακό εργαλείο EDA που ονομάζεται EasyEDA. Έχω χρησιμοποιήσει στο παρελθόν το EasyEDA πολλές φορές και το βρήκα πολύ βολικό στη χρήση, καθώς έχει μια καλή συλλογή αποτυπωμάτων και είναι ανοιχτού κώδικα. Αφού σχεδιάσουμε το PCB, μπορούμε να παραγγείλουμε τα δείγματα PCB με τις χαμηλού κόστους υπηρεσίες κατασκευής PCB. Προσφέρουν επίσης υπηρεσίες προμήθειας εξαρτημάτων όπου διαθέτουν μεγάλο απόθεμα ηλεκτρονικών εξαρτημάτων και οι χρήστες μπορούν να παραγγείλουν τα απαιτούμενα εξαρτήματά τους μαζί με την παραγγελία PCB.

Ενώ σχεδιάζετε τα κυκλώματα και τα PCB σας, μπορείτε επίσης να δημοσιοποιήσετε τα σχέδια των κυκλωμάτων και των PCB σας, ώστε οι άλλοι χρήστες να μπορούν να τα αντιγράψουν ή να τα επεξεργαστούν και να επωφεληθούν από τη δουλειά σας. Έχουμε επίσης δημοσιοποιήσει ολόκληρες τις διατάξεις κυκλωμάτων και PCB για αυτό το κύκλωμα, ελέγξτε τον παρακάτω σύνδεσμο:

easyeda.com/circuitdigest/breadboard-power-supply-circuit

Μπορείτε να δείτε οποιοδήποτε στρώμα (πάνω, κάτω, Topsilk, bottomsilk κ.λπ.) του PCB επιλέγοντας το επίπεδο από το παράθυρο "Layers".

Μπορείτε επίσης να δείτε το PCB, πώς θα φαίνεται μετά την κατασκευή χρησιμοποιώντας το κουμπί Προβολή φωτογραφίας στο EasyEDA:

Βήμα 5: Υπολογισμός και παραγγελία δειγμάτων στο διαδίκτυο

Αφού ολοκληρώσετε τον σχεδιασμό αυτού του PCB τροφοδοσίας πίνακα ψωμιού, μπορείτε να παραγγείλετε το PCB μέσω JLCPCB.com. Για να παραγγείλετε το PCB από το JLCPCB, χρειάζεστε το αρχείο Gerber. Για να κατεβάσετε τα αρχεία Gerber του PCB σας, απλά κάντε κλικ στο κουμπί Δημιουργία αρχείου κατασκευής στη σελίδα επεξεργασίας EasyEDA και, στη συνέχεια, κάντε λήψη του αρχείου Gerber από εκεί ή μπορείτε να κάνετε κλικ στην Παραγγελία στο JLCPCB. Αυτό θα σας ανακατευθύνει στο JLCPCB.com, όπου μπορείτε να επιλέξετε τον αριθμό των PCB που θέλετε να παραγγείλετε, πόσες στρώσεις χαλκού χρειάζεστε, το πάχος του PCB, το βάρος του χαλκού και ακόμη και το χρώμα του PCB.

Τώρα πηγαίνετε στο JLCPCB.com και κάντε κλικ στο κουμπί Quote Now ή Buy Now, στη συνέχεια μπορείτε να επιλέξετε τον αριθμό των PCB που θέλετε να παραγγείλετε, πόσες στρώσεις χαλκού χρειάζεστε, το πάχος του PCB, το βάρος του χαλκού, ακόμη και το χρώμα του PCB.

Αφού ορίσετε όλες τις επιλογές, κάντε κλικ στην επιλογή "Αποθήκευση στο καλάθι" και στη συνέχεια θα μεταφερθείτε στη σελίδα όπου μπορείτε να ανεβάσετε το αρχείο Gerber που έχουμε κατεβάσει από το EasyEDA. Ανεβάστε το αρχείο Gerber και κάντε κλικ στην επιλογή "Αποθήκευση στο καλάθι". Και τέλος κάντε κλικ στο Checkout Securely για να ολοκληρώσετε την παραγγελία σας και, στη συνέχεια, θα λάβετε τα PCB σας λίγες ημέρες αργότερα. Κατασκευάζουν το PCB σε πολύ χαμηλό ρυθμό που είναι $ 2. Ο χρόνος κατασκευής τους είναι επίσης πολύ μικρότερος, δηλαδή 48 ώρες με παράδοση DHL 3-5 ημερών, βασικά θα λάβετε τα PCB σας μέσα σε μια εβδομάδα από την παραγγελία.

Αφού παραγγείλετε το PCB, μπορείτε να ελέγξετε την πρόοδο παραγωγής του PCB σας με ημερομηνία και ώρα. Μπορείτε να το ελέγξετε πηγαίνοντας στη σελίδα λογαριασμού και κάντε κλικ στο σύνδεσμο "Πρόοδος παραγωγής" κάτω από το PCB like.

Μετά από λίγες ημέρες παραγγελίας PCB, πήρα τα δείγματα PCB σε ωραία συσκευασία, όπως φαίνεται στις συνημμένες εικόνες.

Και αφού πήρα αυτά τα κομμάτια έχω κολλήσει όλα τα απαιτούμενα εξαρτήματα πάνω από το PCB.

Βήμα 6: Λειτουργία κυκλώματος τροφοδοσίας Breadboard

Αφού συναρμολογήσετε το PCB σας, βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχει συγκόλληση εν ψυχρώ και καθαρίστε όλη την περίσσεια ροής στην πλακέτα σας. Στερεώστε την πλακέτα στο πάνω μέρος του ψωμιού σας και θα πρέπει να βρίσκεται άνετα ανάμεσα στις δύο ράγες τροφοδοσίας του breadboard σας, τώρα χρησιμοποιήστε έναν προσαρμογέα 12V για να τροφοδοτήσετε την πλακέτα σας μέσω της υποδοχής DC και θα δείτε να ανάβει το LED τροφοδοσίας (εδώ λευκό χρώμα). Στη συνέχεια, μπορείτε να ρυθμίσετε το βραχυκυκλωτήρα είτε στην πλευρά των 5V είτε στην πλευρά των 3.3V χρησιμοποιώντας τις πληροφορίες της μεταξοτυπίας. Βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε τους βραχυκυκλωτήρες αλλιώς δεν θα έχουμε καμία τάση στην πλευρά εξόδου.

Στην παραπάνω εικόνα έχω τοποθετήσει το βραχυκυκλωτήρα για να παρέχει +5V και μετρώντας το ίδιο χρησιμοποιώντας ένα πολύμετρο που δείχνει επίσης 4,97V που είναι αρκετά κοντά. Ομοίως, μπορείτε επίσης να ελέγξετε τα 3.3V. Η πλήρης εργασία και δοκιμή του έργου φαίνεται επίσης στο βίντεο στο τέλος.

Τώρα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτόν τον πίνακα για να τροφοδοτήσετε όλα τα μελλοντικά σας ηλεκτρονικά σχέδια στο ψωμί σας με 5V ή 3.3V. Ελπίζουμε ότι καταλάβατε το έργο και σας άρεσε να το χτίζετε, εάν αντιμετωπίζετε κάποιο πρόβλημα με το πώς μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε, μπορείτε να το δημοσιεύσετε στην ενότητα σχολίων ή να χρησιμοποιήσετε τα φόρουμ μας για περισσότερα τεχνικά ερωτήματα.