Zasilacz 5V z USB (+stabilizator) - kontrola pomysłu

[matnik]

Witam!

Chciałbym stworzyć takie małe coś, co z portu USB będzie pozyskiwać mi 5V stałego napięcia (przyda się do programatorów/płytek testowych etc.)

Na początku myślałem o przecięciu kabla USB i wyrwania plusa i minusa żywcem, jednak gdzieś obiło mi się o uszy, że przydałby się stabilizator. Nie usłyszałem jednak, czy to ma być stab. napięcia, czy prądu, jednak zakładam, że napięcia (domyślam się, że chodzi o wyregulowanie skoków napięcia - proszę o poprawienie jeżeli jestem w błędzie). W związku z tym przygotowałem taki sobie układzik:

Mam do niego następujące pytania:

1. Czy ten oto układ będzie spełniał swoją funkcję?

2. Po co są tam kondensatory C1 i C2?

3. Jaką pojemność muszą mieć kondensatory C1 i C2?

4. Jakie natężenie jestem z tego w stanie wycisnąć?

Z góry dziękuję za wszystkie odpowiedzi i cierpliwość (jestem mocno początkujący =) )

[prokto]

Nie będzie działać, spadek napięcia na stabilizatorze 7805 to chyba 2V, więc zasilać go musisz min 7V, kondensatory "wygładzają" napięcie, filtrują szpilki. Wartości można dobrać z noty katalogowej.

Z USB możesz bezpiecznie pociągnąć do 500mA. Stabilizator Ci nie potrzebny, z USB masz napięcie stabilizowane, dodatkowy kondensator nie zaszkodzi.

[matnik]

Czyli jak pociągnę od plusa i minusa z wtyczki usb kable, to bez problemu mogę je używać do zasilania uC?

[szimon]

1. Jako że USB daje napięcie zasilające 5V, stosowanie stabilizatora sprawi, że układ nie będzie działał - tranzystor szeregowy w stabilizatorze się nie otworzy i żadnego prądu z USBka nie pociągniesz. Ja zasilam układy mikroprocesorowe bezpośrednio ze złącza, chociaż na pewno nie wpłynęłoby źle na pracę układu wstawienie między +5V a masę kondensatora rzędu kilkudziesięciu uF.

2. Kondensatory przy stabilizatorze powinny być używane ze względu na dość skomplikowaną budowę takowego stabilizatora - w środku masz kilkanaście struktur tranzystorowych i pętlę sprzężenia zwrotnego. Przy pewnych warunkach układ może się wzbudzić, stać się generatorem. Tak teoretycznie przynajmniej, bo ja nigdy nie używam kondensatorów i nic podobnego mi się jeszcze nie zdarzyło.

3. Pojemności kondensatorów są podane w nocie katalogowej stabilizatora. Zazwyczaj są to dwa kondensatory ceramiczne 100nF montowane możliwie blisko stabilizatora. Przed stabilizatorem daje się często kondensatory filtrujące rzędu kilkudziesięciu uF.

4. W USB v2.0 można pociągnąć do 500mA, w USB v3.0 do 900mA.

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Zuk]

Witam.

Po pierwsze skoro jesteś "mocno początkujący" to szczerze odradzam takie eksperymenty

bo w najlepszym wypadku możesz spalić sobie kontroler USB na płycie głównej

a w najgorszym całego kompa.

Proponowałbym raczej zainwestować w stary zasilacz komputerowy i przerobić go

na laboratoryjny. (w necie jest sporo opisów jak to zrobić)

Jeśli jednak będziesz się upierał przy tym rozwiązaniu to stabilizator tego typu

na pewno nie spełni swojej roli - po co chcesz stabilizować już wystabilizowane napięcie?

Proponowałbym raczej wyposażyć się w zabezpieczenie przeciwprzeciążeniowe.

Są takie wynalazki np. na stronie elfy.

7805 zasilony napięciem 5V da ok 2,0 - 2,5V mniej, wynika to z jego charakteru pracy.

Musi być zasilony napięciem co najmniej 2,5V wyższym niż to, jakie stabilizuje czyli

nie mniej niż 7,5V.

Kondensatorów powinno być 2 po obydwu stronach.

jeden duży do tłumienia tętnień (elektrolit o rozsądnej pojemności - ja stosuję 2,2 - 100uF

w zależności co akurat mam pod ręką)

drugi ceramiczny 100nF do filtrowania szpilek.

Natężenie prądu zależy od typu i obudowy oraz warunków odprowadzania ciepła.

Stabilizator w obudowie TO-220 wytrzyma nawet 3A, a np w obudowie TO-92 może 250mA

Jest to podane w dużym uproszczeniu - wylicza się to z mocy traconej na elemencie.

Moc ta jest wydzielana jako ciepło i trzeba jakoś to ciepło odprowadzić.

[Sabre]

Z USB możesz bezpiecznie pociągnąć do 500mA. Stabilizator Ci nie potrzebny, z USB masz napięcie stabilizowane, dodatkowy kondensator nie zaszkodzi.

4. W USB v2.0 można pociągnąć do 500mA, w USB v3.0 do 900mA.

Zapominacie o jednym, USB samo z siebie praktycznie nigdy nie daje 500mA, w rzeczywistości maksymalnie jest około 450mA (różnie w zależności od płyty), ale tylko jeśli urządzenie podłączone pod USB "poprosi" o ten prąd. Kontroler USB daje zawsze na początku jedną część, która jest równa około 150mA i tyle bez żadnej elektroniki można pociągnąć z USB2.0, jeśli urządzenie ma większy pobór prądu, musi "poprosić" kontroler o pozostałe części.

[OldSkull]

Trzeba też pmiętać o tym, że często te 500mA jest podzielone na kilka portów USB, a 5V jest w miarę stabilne tak długo jak się nie ciągnie większego prądu - w zależności od jakości płyty głównej oraz poboru z pozostałych portów USB może już przy 100mA "zejść" z napięciem poniżej 4.5V. Zasilacze też czasem mają ograniczony prąd linii 5Vstab. Oprócz tego uważaj aby czegoś nie uszkodzić, USB jest czasem delikatne - w dobrych płytach głównych (czyli drogich) jest odpowiednio zabezpieczone przed zwarciem, w słabych (czyli średnich bądź tanich) raczej nie.

Najlepiej albo wziąć oddzielny zasilacz, albo sobie wyprowadzić na obudowę gniazdo zasilania podłączone w komputerze do którejś wtyczki molex.

[feriar]

matnik, uważam że możesz na żywca pociągnąć zasilanie do programowania proców z USB przy STK200 ja tak robie i żaden proc nie poleciał na "pysk"

[wsowa]

Moim zdaniem możesz ciągnąć prosto z kable. Kondensator nie zaszkodzi, a może pomóc więc daj coś miedzy 100n a 10u i bedzie git.

Prąd jaki pociągniesz z portu to 100 (albo 150 - nie pamietam dokładnie) mA. Jeżeli chcesz więcej, musisz się dogadać z kontrolerem i zadeklarować ile prądy będziesz potrzebować. Tak przynajmniej mówi standard. W praktyce może być tak, że kontroler nie implementuje software'owego limitowania prądu i da 500mA bez gadania. Może ale nie musi. Opierałbym się o standard USB i przyjął, że da jedynie 100 (150?)mA.

Co od zwarcia i przeciążenia. Ja przypadkiem zwarłem +5 i GND z USB i nic się strasznego nie stało. Co ciekawe w logach system napisał coś w stylu "Overcurrent on USB port 3-1 occured" więc kontroler orientuje się, że jest przeciążenie/zwarcie i odłącza/limituje zasilanie na porcie. Oczywiście inny kontroler może się zachować inaczej i zamiast poinformować użytkownika wpisem w logach może go poinformować dymem.

[Hudyvolt]

mi też się kilka razy zdarzyło, że wyskoczył komunikat o zwarciu na porcie USB kliknąłem "dalej" kontroler się zresetował i wszystko działa. Natomiast kolega podłączając drukarkę spalił całą szynę zasilającą USB (zostało mu tzw. USB pasywne ;] ) drukarka działała nadal, ale pendrive'y i inne co prądu potrzebują już nie

[Gość]

Czy oryginalną ładowarkę HUAWEI od telefonu na USB można traktować jako zasilacz 5V? Czy trzeba dodać jeszcze kondensatory etc?

[Treker (Damian Szymański)]

kokodyn, zależy do czego. Przy większości zastosowań powinno wystarczy, ale jakiś drobny kondensator nigdy nie zaszkodzi 🙂