พาวเวอร์ซัพพลายที่ปรับได้: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

คำแนะนำนี้เป็นเกี่ยวกับวิธีการสร้างแหล่งจ่ายไฟด้วยเอาต์พุตที่ปรับได้และสามารถขับเคลื่อนด้วยแหล่งจ่ายต่างๆ สิ่งที่คุณต้องมีคือความรู้ด้านอิเล็กทรอนิกส์

หากคุณมีคำถามหรือปัญหาใด ๆ คุณสามารถติดต่อเราได้ที่อีเมลของฉัน: [email protected] เริ่มกันเลย

ส่วนประกอบที่จัดเตรียมโดย DFRobot

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุ

วัสดุที่จำเป็นสำหรับโครงการนี้เกือบทั้งหมดสามารถซื้อได้ที่ร้านค้าออนไลน์: DFRobotสำหรับโครงการนี้ เราจะต้อง:

-แผงโซล่าเซลล์ 9V

-ผู้จัดการพลังงานแสงอาทิตย์

-DC-DC เพิ่มตัวแปลง

- เครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ Lipo

- เครื่องวัดแรงดันไฟ LED

-สายไฟ

- กล่องแยกไฟฟ้าพลาสติกปิดผนึกบนพื้นผิว

-3.7V แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

-ตัวเชื่อมต่อต่างๆ

-SPST สวิตช์ 4x

- เข้าเล่มขั้วต่อ 4 มม. สีแดงและสีดำ

ขั้นตอนที่ 2: โมดูล

สำหรับโครงการนี้ ฉันใช้โมดูลที่แตกต่างกันสามโมดูล

ผู้จัดการพลังงานแสงอาทิตย์

โมดูลนี้มีประโยชน์มากเพราะสามารถขับเคลื่อนด้วยแหล่งจ่ายต่างๆ จึงสามารถนำไปใช้ได้หลายโครงการ

สามารถขับเคลื่อนด้วยแผงโซลาร์เซลล์ 7-30V, แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 3.7 หรือสาย USB

มีสี่เอาท์พุตที่แตกต่างกัน ตั้งแต่ 3.3V ถึง 12V ด้วยเอาต์พุต USB 5V และเอาต์พุตเดียว คุณสามารถเลือกแรงดันไฟฟ้า 9V หรือ 12V ได้

ข้อมูลจำเพาะ:

• โซลา แรงดันไฟฟ้าอินพุต: 7V ~ 30V ใส่แบตเตอรี่
• อินพุตแบตเตอรี่: 3.7V เซลล์ Li-polymer / Li-ion เซลล์เดียว

• แหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุม:

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

ตัวแปลงบูสต์ DC-DC

โมดูลที่มีประโยชน์มากเช่นกันหากคุณต้องการสร้างแหล่งจ่ายไฟแบบแปรผันอย่างรวดเร็ว แรงดันไฟฟ้าถูกควบคุมด้วยทริมเมอร์ 2Mohm

ข้อมูลจำเพาะ:

• แรงดันไฟฟ้าขาเข้า:3.7-34V
• แรงดันขาออก:3.7-34V
• กระแสไฟเข้าสูงสุด:3AMax
• กำลังไฟ:15W

เครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ Lipo

ออกแบบมาสำหรับการชาร์จ พร้อมการป้องกันขั้วอินพุตย้อนกลับ มีไฟ LED 2 ดวงสำหรับแสดงการชาร์จ

ข้อมูลจำเพาะ:

• แรงดันไฟฟ้าขาเข้า: 4.4 ~ 6V
• กระแสไฟชาร์จ: 500mA Max
• แรงดันตัดการชาร์จ: 4.2V
• แบตเตอรี่ที่ต้องการ: แบตเตอรี่ลิเธียม 3.7V

หากคุณต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับโมดูลนี้ คุณสามารถไปที่: DFRobot Product Wiki

ขั้นตอนที่ 3: ตัวเรือนพาวเวอร์ซัพพลาย

สำหรับตัวเรือน ฉันใช้กล่องรวมสายไฟแบบพลาสติกปิดผนึกที่พื้นผิว

อันดับแรก ฉันวัดทุกองค์ประกอบเพื่อที่ฉันจะได้รู้ทุกมิติ ที่ผมจ้องจะวาดบนกล่องรวมสัญญาณเพื่อให้เห็นว่าทุกอย่างจะออกมาเป็นอย่างไร เมื่อฉันพอใจกับการออกแบบ ฉันก็เริ่มทำรูสำหรับส่วนประกอบต่างๆ

ฉันใช้เครื่องวัดแรงดันไฟ LED 2 ตัวสำหรับการแสดงแรงดันไฟฟ้า หนึ่งกำลังแสดงเอาต์พุตที่ปรับได้และอีกอันหนึ่งกำลังแสดงเอาต์พุต 9V/12V เพื่อให้คุณรู้ว่าคุณเลือกแรงดันไฟฟ้าใด มิเตอร์วัดแรงดันไฟ LED นี้มีประโยชน์มากเพราะคุณเพียงแค่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายแรงดันไฟแค่นั้นเอง คุณลักษณะที่ไม่ดีเพียงอย่างเดียวคือไม่แสดงแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า 2.8V

ฉันใช้การผูกขั้วต่อขนาด 4 มม. เพื่อให้คุณสามารถเชื่อมต่อโหลดกับแหล่งจ่ายไฟได้ แหล่งจ่ายไฟนี้มีเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้า 3 ตัว (9V/12V, 5V และเอาต์พุตที่ปรับได้)

ฉันยังเพิ่มเอาต์พุต USB สองช่องเพื่อให้คุณสามารถเชื่อมต่อ Arduino หรืออุปกรณ์อื่นๆ ได้โดยตรง สามารถใช้สำหรับชาร์จโทรศัพท์ได้ เอาต์พุตสุดท้ายใช้สำหรับชาร์จแบตเตอรี่ (Li-po, Li-ion สูงสุด 4V.) เพื่อที่ฉันใช้เครื่องชาร์จแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์

ขั้นตอนที่ 4: จัดหา

แหล่งจ่ายไฟนี้สามารถจ่ายให้กับแหล่งพลังงานต่างๆ

1. DC แจ็คชาย

มันสามารถขับเคลื่อนด้วยสายแจ็ค DC ขอแนะนำแหล่งจ่ายไฟนี้หากคุณต้องการแหล่งพลังงานที่ต้องการพลังงานเพิ่มขึ้นอีกเล็กน้อย การจ่ายไฟนี้ยังให้ความเสถียรสูงสุดแก่เอาต์พุต ซึ่งหมายความว่าเมื่อคุณเชื่อมต่อผู้ใช้ไฟฟ้ากับเอาต์พุต แรงดันเอาต์พุตจะไม่ลดลงมากนัก

2. แบตเตอรี่ 3.7V

คุณสามารถใช้แบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์เซลล์เดียวหรือแบตเตอรี่ Li-ion 3.7V ในกรณีของฉัน ฉันใช้แบตเตอรี่ Li-ion 3.8V จากโทรศัพท์มือถือเครื่องเก่าของฉัน สามารถใช้แบตเตอรี่นี้ได้อย่างเต็มที่ แต่มีข้อจำกัดบางประการเกี่ยวกับแรงดันไฟขาออกและกระแสไฟ

ประสิทธิภาพการจ่ายไฟที่มีการควบคุม (แบตเตอรี่ 3.7V IN)

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

ความเป็นไปได้นี้จะดีมากเมื่อคุณทำงานที่ไหนสักแห่งที่คุณไม่มีไฟฟ้าใช้

3. แผงโซลาร์เซลล์

สำหรับตัวเลือกที่สาม ฉันเลือกแหล่งจ่ายไฟพลังงานแสงอาทิตย์ สามารถขับเคลื่อนด้วยแผงโซลาร์เซลล์ 7V-30V

ในกรณีของฉันฉันใช้แผงโซลาร์เซลล์ 9V ซึ่งผลิต 220mA เมื่อดูในตอนแรกดูเหมือนว่าจะสามารถจ่ายไฟให้กับแหล่งจ่ายไฟนี้ได้ แต่เมื่อฉันทดสอบโปรเจ็กต์นี้กับแผงโซลาร์เซลล์ บางสิ่งก็ปิดตัวลงเพราะแผงโซลาร์เซลล์ไม่สามารถจ่ายพลังงานได้เพียงพอสำหรับจ่ายทุกอย่าง เมื่อส่องสว่างเต็มที่ มันจะผลิตประมาณ 10V และประมาณ 2.2W

ดังนั้นฉันจึงจ้องมองเพื่อชดเชยกับอุปทานอื่นๆ ฉันรวมแบตเตอรี่ 3.7V และแผงโซลาร์เซลล์ ขณะทดสอบพบว่าแบตเตอรี่และแผงโซลาร์เซลล์สามารถจ่ายไฟให้กับแหล่งจ่ายไฟนี้ได้

ดังนั้นสำหรับการจัดหานี้ คุณจะต้องมีแผงโซลาร์เซลล์ที่สามารถผลิตพลังงานได้มากขึ้น

ตัวอย่างเช่น:

ประสิทธิภาพการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ (18V SOLAR IN):78%@1A

หากคุณใช้แผงโซลาร์เซลล์ 18V กระแสไฟชาร์จจะอยู่ที่ประมาณ 780mA

ขั้นตอนที่ 5: การปรับเปลี่ยนโมดูล

สำหรับโครงการนี้ ฉันต้องทำการปรับเปลี่ยนโมดูลเล็กน้อย การปรับเปลี่ยนทั้งหมดทำขึ้นเพื่อให้แหล่งจ่ายไฟนี้ใช้งานง่ายขึ้น

ก่อนอื่นฉันแก้ไขโมดูลตัวจัดการพลังงานแสงอาทิตย์ ฉันลบสวิตช์ smd ดั้งเดิมและแทนที่ด้วยสวิตช์โยนคู่ขั้วเดี่ยว 3 พิน ทำให้การสลับระหว่าง 9V และ 12V ง่ายขึ้นและดีขึ้นด้วยเพราะคุณสามารถติดตั้งสวิตช์เข้ากับตัวเครื่องได้ การปรับเปลี่ยนนี้สามารถดูได้บนรูปภาพ โมดูลตัวจัดการพลังงานมีตัวเลือกในการเปิด/ปิดเอาต์พุต ฉันเชื่อมต่อพินนี้กับสวิตช์ SPST เพื่อให้คุณสามารถจัดการเอาต์พุตได้

การดัดแปลงครั้งที่สองเกิดขึ้นกับเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ ฉันลบ LED smd ดั้งเดิมและแทนที่ด้วย LED สีแดงและสีเขียวปกติ

ขั้นตอนที่ 6: การทดสอบ

เมื่อฉันเชื่อมต่อทุกอย่างเข้าด้วยกัน ฉันต้องทดสอบว่าทุกอย่างเป็นไปตามที่ฉันวางแผนไว้หรือไม่

สำหรับการทดสอบแรงดันไฟขาออก ฉันใช้มัลติมิเตอร์ Vellemans

ฉันวัดเอาต์พุต 5V ครั้งแรกเมื่อตัวจัดการพลังงานมาพร้อมกับแบตเตอรี่ 3.7V เท่านั้นและเมื่อขับเคลื่อนด้วยอะแดปเตอร์ 10V แรงดันเอาต์พุตเท่ากันในทั้งสองกรณี ส่วนใหญ่เป็นเพราะเอาต์พุตไม่ได้โหลด

จากนั้นฉันวัดเอาต์พุต 12V และ 9V ฉันเปรียบเทียบค่าแรงดันไฟฟ้ากับมัลติมิเตอร์ Velleman และเครื่องวัดแรงดันไฟฟ้า LED ความแตกต่างระหว่างค่ามัลติมิเตอร์และค่ามิเตอร์วัดแรงดันไฟ LED ที่ 9V คือประมาณ 0.03V และที่ 12V ประมาณ 0.1V ดังนั้นเราจึงสามารถพูดได้ว่าเครื่องวัดแรงดันไฟฟ้า LED นี้มีความแม่นยำมาก

เอาต์พุตที่ปรับได้สามารถใช้กับไฟ LED, พัดลม DC หรืออะไรทำนองนั้น ฉันทดสอบกับปั๊มน้ำ 3.5W