Блок живлення на Ардуіно: види, особливості, можлива схема

1. Призначення блоку живлення на Ардуіно
2. Види блоку живлення
3. компоненти пристрою
4. Особливості та характеристика
5. висновок

Часто початківці електронщики задаються питанням: чи можна зробити блок живлення на Ардуіно. Це можливо. Блок живлення зламаного комп'ютера відмінно підійде для створення зарядного пристрою для мікроконтролера Ардуіно та інших приладів, які потребують електричне живлення. При створенні блоку живлення важливо враховувати особливості обраної моделі.

Сьогодні ми докладніше розберемо як можна за допомогою плати Ардуіно створити контрольований блок живлення своїми руками. Після конструювання вийде справжній регулювальник харчування, який здатний працювати в наступних режимах: час відпочинку, режим економії для слабкої електроніки і робота в десяток ампер на 5 Вольт або 12 Вольт, якщо це необхідно.

Призначення блоку живлення на Ардуіно

Всі види блоків живлення створені з однією метою - перетворити отриману з мережі змінного струму електричну енергію для повноцінної роботи комп'ютерного пристрою. Блок живлення для Ардуіно перетворюватиме мережеве змінну напругу, що надходить в розмірі 220 Вольт і 50 Гц, в напругу постійного характеру 5 або 12 Вольт або ж в 3,3 Вольт, підтримується в деяких системах.

Якщо потрібно блок живлення для цифрової схеми, а до цієї категорії відноситься системна плата, платформа різних адаптерів і накопичувачі з інформацією у вигляді дисків, потрібно налаштувати робочу напругу на 3,3 Вольта.

При конструюванні джерела живлення для двигунів, дисководів і вентиляторів, робоча напруга підвищується на 9 Вольт. Комп'ютер не зламається і не вийде з ладу, якщо напруга в мережі відповідає покладеної нормі.

Типовий паспорт блоків містить інформацію про те, що джерело переробляється - потрібно позитивне напруга і негативне. Для нормальної роботи електронних схем і різного виду двигунів необхідно 5+ або 12+ Вольт. Тут виникає питання: навіщо потрібно негативна напруга? Негативна напруга використовувалося в старих комп'ютерах. Сучасні пристрої працюють тільки з позитивним зарядом.

Види блоку живлення

Джерела харчування поділяють на види за типом їх працездатності:

1. Трансформаторний, по-іншому лінійний.
2. Імпульсний, по-іншому інверторний.

Перший вид зроблений з трансформатора зниження і випрямляча. Така конструкція перетворює змінний струм в постійний. Після цього встановлений фільтр у вигляді конденсатора. Він згладжує пульсації, тим самим стабілізуючи вихідні параметри і захищаючи пристрій від коротких замикань.

Плюси трансформаторного блоку:

• надійність;
• легко ремонтувати;
• конструкція швидко розбирається;
• практично відсутні перешкоди при роботі;
• низька вартість.

Мінусів всього 2 - велика маса і низький ККД.

Ще одна найпростіша схема:

Другий вид побудований за принципом инверторной системи, де змінна напруга переробляється в постійне. Після цієї операції створюються високочастотні імпульси, які також проходять трансформацію. Якщо пристрій підтримує гальванічну розв'язку, то створені імпульси будуть передаватися трансформатору. В іншому випадку імпульси переходять прямо до НЧ фільтру, який вбудований на виході електронного приладу.

Для формування високочастотних сигналів в імпульсний блок живлення Ардуіно впровадили невеликий за розміром трансформатор. Така конструкція помітно менше за габаритами і масою на відміну від трансформаторного джерела живлення. Щоб стабілізувати напругу в мережі, необхідно використовувати зворотний зв'язок з негативним показником. Тому на виході в мережі нічого не замкне, так як тут тримається постійний і оптимальний рівень напруги, який не залежить від величини навантаження.

Схема імпульсного блоку живлення може бути такою:

Плюси другого виду джерел живлення:

• невелика маса;
• маленькі габарити;
• високий ККД;
• Середня вартість.

Крім того, такий блок має додатковий захист, яка забезпечує безпеку при експлуатації електронного пристрою. БП імпульсного характеру оснащені захистом від раптових коротких замикань або поломки комп'ютерних комплектуючих.

До мінусів можна віднести відсутність гальванічної розв'язки, при якій ремонтні роботи проходять швидко і легко. Крім цього значного мінуса є ще 2 - навантаження на нижню межу обмежена, прилад часто провокує перешкоди високої частоти. Коли апарат не набирає необхідну потужність, комп'ютерний пристрій не запрацює.

Інвертором називають девайс, який популярний серед власників автомобілів. Він перетворює напругу 12 або 24 Вольта в змінне на 220 Вольт. Електричний струм в блок подається безпосередньо від акумулятора машини. Прилад особливо стане в нагоді в тому випадку, коли потрібно підключити електроприймач, форма сигналу якого не ідеальна по синусоидальному стандарту. Перед підключенням до мережі необхідно перевірити необхідну для роботи напругу, щоб уникнути поломки або замикання.

Плата імпульсного блоку живлення

Плюси вищевказаного приладу:

• компактність;
• невелика маса;
• передбачений захисний механізм проти стрибків напруги;
• пристрій легко експлуатувати.

До недоліків можна віднести велику ціну і мінімальну надійність платформи управління мікропроцесором.

компоненти пристрою

Інструменти, які необхідні для створення лабораторного блоку живлення на Ардуіно:

1. Паяльний апарат.
2. Ножиці.
3. Сірники або запальничка для підігріву термоусадочної трубки.

Список деталей:

1. Термозбіжна трубка.
2. Резистор 1К, номінал підійде будь-хто.
3. Провід з БЛС штирями - 3 штуки.
4. Подовжувач АТХ кабелю для підключення до материнської плати.

Основні компоненти;

1. Джерело живлення АТХ.
2. Транзистори, які підтримують високу потужність для комутації.
3. Мікропроцесор Ардуіно приблизно на 5 Вольт.

Особливості та характеристика

Щоб лабораторний блок живлення на Аrduino безперебійно працював, потрібно, при підключенні схем, бути уважним і обережним. Для початку береться червоний АТХ провід і підключається до 5+ Вольт. А провід чорного кольору підключається до GND.

Терморегулятори роз'ємів живлення ATX

Потім зелений провід приєднується до керуючого виходу. Можна використовувати контакт А0. Однак загальні висновки цифрових входів і виходів працюють за однією схемою. Завершуємо операцію підключенням АТС. Тепер мікропроцесор Ардуіно отримує резервний струм, при цьому вентилятор вимкнений.

Для того щоб електронний пристрій працювало на всіх потужностях, необхідно задати команду:

const int ctrlPina = 15; // Якщо номер Піна дорівнює D15, при необхідності, можна до іншого контакту digitalsWrite (ctrlPina, LOW);

Щоб вимкнути вищезгадану функцію, задаємо в програмі

digitalsWrite (ctrlPina, HIGH);

Схожа рядок:

pinMode (ctrlPinа, INPUT);

В кінці операції необхідно підключити високоточну навантаження. Це можна зробити з будь-яким з роз'ємів по виду МОЛЕКС блоків АТС. Управління проводиться за допомогою транзисторів. Якщо користувачеві потрібно більш високу напругу, струм регулюється командами, описаними вище.

Важливо! Ви повинні бути обережні, підключаючи Arduino прямо до +5. Якщо ви також підключіть USB-кабель, ви можете отримати струм, поточний на USB-порт вашого ПК, тому стежте за тим, щоб одночасно підключати тільки одне джерело живлення.

Специфікація ATX передбачає, що ви можете як утримувати + 5 В так і відключити / роз'єднати (встановити високий опір), щоб відключити основне живлення.

висновок

Варіант того, що можна отримати дивіться на відео нижче:

Самостійно сконструйований блок в домашніх умовах обійдеться набагато дешевше магазинного апарату. Ціна електронного пристрою в магазинах - від 700 рублів. Сьогодні 5 Вольт цілком достатньо для підключення будь-яких мікроконтролерів, які працюють під цим напругою.