Układ zasilania - proszę o poradę

[marek1707]

Może warto się przekonać? Weź opornik kilka Ω (4.7-10) o mocy 2-3W i podłącz go do jednego z ogniw. Do opornika przyczep krokodylkami woltomierz, włącz, patrz i czekaj. Na początku napięcie będzie spadało powoli, ale poniżej ok. 3.4-3.3V zacznie lecieć na łeb. W ciągu kilku minut powinno spaść do 3V i wtedy musisz już bardzo uważać. Jeżeli aku ma zabezpieczenie, gdzieś w okolicach 2.6-2.8V napięcie powinno gwałtownie spaść do zera i tak pozostać. Układ zabezpieczający jest teraz w stanie odcięcia a akumulator wydaje się martwy (ok. 0V). Ponowne jego załączenie nastąpi po podłączeniu zewnętrznego źródła napięcia, np. ładowarki LiPol lub zasilacza laboratoryjnego z odpowiednio ustawionym ograniczeniem prądu np. 4.2V/100mA.

Jeżeli układu zabezpieczającego nie ma i napięcie na oporniku nie zostanie odłączone, dalsze rozładowywanie grozi bezpowrotnym uszkodzeniem ogniwa. Dlatego najpóźniej przy 2.6V odłączasz opornik a ogniwko od razu pakujesz do ładowarki (masz jakąś?). Pamiętaj, że LiPole najlepiej przechowują się naładowane do 50-60% pojemności. Nigdy nie odkładaj na dłużej rozładowanych poniżej 30% ani naładowanych powyżej 80% - szkoda pieniędzy.

W przypadku gdy Twoje aku mają zabezpieczenia będziesz mógł trochę spokojniej prowadzić eksperymenty, bez nerwowego spoglądania na woltomierz, choć i tak normalnie lepiej do granicy 3V się nie zbliżać.

[Rayu85]

Tak jak obiecałem wrzuacm kilka zdjęć z gotowego modułu

Nie obeszło się bez kilku drobnych utrudnień montażowych ale ważne że się udało:)

Nachodzi mnie jednak po wszystkim jedno pytanie, najpierw złożyłem układ na płytce stykowej i uzyskiwane napięcie ze stabilizatora 5V wynosiło 5,05V a po polutowaniu na płytkę jest 4,95V wiem że to nie będzie mieć wpływu na funkcjonowanie ale zastanawia mnie gdzie to uciekło?

Opór lutowanych ścieżek? wydaje się dość spory spadek na kilku centymetrach ścieżki.

Dodam że stabilizator 3,3V nie zmienił generowanego napięcia po polutowaniu.

No i najważniejsze zgodnie z tym co mówiłem zabieram się teraz za przygotowanie zasilania pod mój 2gi projekt czyli regulowanego zasilacza z sieci:)

potrzebuję dostać 6,6V do serw Projekt biurkowy więc nie ma sensu kożystanie z ogniw:)

W związku z tym będę liczył na kolejną porcję konstruktywnej krytyki moich schematów

[marek1707]

Jestem pod wrażeniem, naprawdę.

Tak z ciekawości naładuj kiedyś oba ogniwa do pełna, włącz stabilizator 5V i daj mu na wyjściu jakiś opornik, np. 10Ω. Ponieważ napięcie będzie stałe to i prąd też będzie stały w czasie. Teraz wystarczy tylko zmierzyć czas do chwili gdy akumulatory będą mieć np. 6V i wyjdzie ich pojemność. Napisz ile wyszło, bo te 5Ah to jednak gruba ściema...

Stabilizatory mają w środku źródło napięcia odniesienia. Może ono być lepsze lub gorsze. Na pewno będzie płynąć z czasem i z temperaturą. Może też lekko zmienić się jednorazowo pod wpływem samego procesu lutowania - tak wygląda rzeczywista elektronika. Na szczęście 1% to zmiana niezauważalna w typowych układach cyfrowych więc nie masz się czym przejmować.

Na tym układzie możesz wykonać kilka eksperymentów, np. zbadać zależność napięcia wyjściowego od obciążenia - podłączając różne oporniki 100-4.7Ω na tyle krótko by stabilizator się nie nagrzał, np. przez sekundę a potem czekając minutę by wrócił do temperatury pokojowej. Potem możesz sprawdzić wpływ temperatury - podłączasz opornik np. 4.7Ω do wyjścia 5V i notujesz napięcie co 5 sekund aż radiator zacznie parzyć lub napięcie zacznie wyraźnie spadać bo 7805 postanowi się odłączyć termicznie.

A co do krytyki - do usług

[Rayu85]

Powracamy do tematu po krótkiej przerwie jako że już mam za sobą grzebanie w aluminium itd, przyszedł czas na odpowiednie zasilenie mojej maszynki więc podejmuję się tematu zasilania regulowanym napięciem. Robiąc poprzednie zamówienie w botlandzie kupiłem sobie 2 stabilizatory:

- https://botland.com.pl/stabilizatory-regulowane-/5262-stabilizator-napiecia-lm317t-12-37v-tht-to220.html

- https://botland.com.pl/regulatory-napiecia/788-stabilizator-ldo-adj-lm1117t-tht-to220.html pytanie którego polecacie użyć ?

Ten tańszy wydaje się lepszy i pozwoli nam dostarczyć więcej prądu.

Ale pozory często mylą.

Ściągnąłem dane katalogowe do stabilizatorów, wziąłem kartkę i ołówek i zaczęły się schody

w pliku jest omówione wiele możliwości podłączenia takiego stabilizatora ale udało mi się dojść do tego że ja potrzebuję podłączenia "Figure 6. Basic adjustable regulator". (Przynajmniej tak sądzę).

Schemat niby mały prosty, zaledwie 3 elementy a oglądam schemat i nic nie rozumiem, nie widzę tam nigdzie ani potencjometru do regulacji napięcia tylko 2 oporniki ( Chyba że R2 to jest potencjometr).

Mogli byście pomóc mi zrozumieć ten schemat na początek?

[marek1707]

Zarówno 317 jak i 1117 działają na podobnej zasadzie: starają się utrzymać napięcie 1.25V między nóżką wyjściową (Output) a odniesienia (ADJ). Zauważ, że one "nie wiedzą" jakie naprawdę panuje napięcie na wyjściu całego zasilacza, które Ty widzisz względem masy, bo one "nie widzą" masy. I teraz, dokładając dzielnik rezystorowy, "pokazujesz" im tylko część napięcia wyjściowego. Stabilizator zadba wyłącznie o to, by na górnym rezystorze było te 1.25V a przez R1 będzie wtedy płynął prąd Idz = 1.25V/R1. Jeżeli przy tym założymy, że prąd wypływający z pinu ADJ (Iadj) jest równy 0 (to naprawdę niezłe przybliżenie) to prąd płynący przez R1 "nie ma się gdzie podziać" i płynie przez R2 do masy, produkując na nim spadek napięcia Ur2 = Idz * R2. Na wyjściu zasilacza będzie oczywiście napięcie równe sumie napięć na obu rezystorach czyli Uout = 1.25V + (Idz * R2). Jeśli to przeliczysz to wyjdzie podstawowy wzór na napięcie wyjściowe tego rodzaju układów, do znalezienia na dalszych stronach datasheet:

Uout = Vref * (1 + (R2/R1))

Możesz zatem założyć np. R1=220Ω i pobawić się wzorem (przyjmij Vref=1.25V) przekształcając go tak wy wyznaczyć R2 dla żądanego Uout a potem zastąpić R2 na schemacie potencjometrem i cieszyć się zasilaczem regulowanym. Pod warunkiem, że będziesz pamiętał o kilku rzeczach:

- LM317 potrzebuje nawet 3V między wejściem a wyjściem do poprawnej pracy. Spadek ten zależy trochę od prądu, ale głównie od konstrukcji stabilizatora. LM1117 zadowala się już 0.8V.

- Jeżeli myślisz o kierunku "Aptekarstwo", do wzoru możesz wstawić prąd pinu ADJ wypływający z niego w dół i tworzący na R2 dodatkowe napięcie Ux=Iadj*R2. Na szczęście prąd ten jest w miarę stały i mały (ok. 50uA dla LM317 ) więc wpływa w minimalnym stopniu na napięcie wyjściowe, zwiększając je właśnie o Ux.

- Oba stabilizatory cierpią na minimalny prąd wyjściowy w tym sensie, że nie może on być mniejszy niż pewna wartość - do znalezienia w datasheet - zwykle w okolicach kilku mA. Możesz na wyjściu wstawić np. diodkę LED ale zwykle robi się to przez odpowiedni dobór rezystorów w dzielniku tak, by to sam dzielnik pobierał ten prąd nawet przy najmniejszym ustawionym napięciu wyjściowym.

- Oba stabilizatory są liniowe więc grzeją się ostro, szczególnie przy większych prądach i dużych różnicach napięć we-wy: P = (Uwe-Uwy) * Iout

- Mają też ograniczenie na maksymalną różnicę napięć we-wy. LM317 większą, ale 1117 jest dużo delikatniejszy - także do znalezienia w datasheet.

- Podstawowy schemat wymaga uzupełnienia o pojemności: wejściową i wyjściową. Czasem R2 także dostaje swój kondensator.

- Jeżeli istnieje niebezpieczeństwo nagłego spadku/odpięcia zasilania po stronie wejściowej, musisz jeszcze dodać jedną albo dwie diody prostownicze.

[Rayu85]

Witam po przerwie, żeby nie zaśmiecać Cię toną analiz dałem sobie czas na przeanalizowanie tego co napisałeś

Mniej więcej zrozumiałem jak to działa, i zabrałem się za próby na płytce stykowej.

Próbowałem podłączyć to na różne sposoby, bardziej zgodnie z tym co na schemacie, czasami mniej zgodnie, nawet próbowałem po omacku coś zrobić ale wynik ciągle negatywny.

Przeanalizowałem wiele wariantów podłączeń na tyle bez skutecznie że postanowiłem nie wrzucać żadnego schematu. Bo żadne podłączenie dało chociaż trochę pozytywnego efektu.

Jedyne co udało mi się ustalić to że stabilizator LM317 pokazywał zawsze na out i ADJ 0V, a LM1117 ok 2,5V na nóżce OUT oraz ADJ (po podpięciu 8V do nóżki IN). Testowałem z podpiętymi woltomierzami.

Czy mógłbyś narysować odręcznie jakiś schemat jak to podłączyć na płytce?

Bo ja już się poddałem więc zwracam się o pomoc.

[marek1707]

Ojej, nie zauważyłem tego Twojego rozpaczliwego trochę wpisu. Jednak schematy są konieczne, bo to język uniwersalny. Zacznijmy od tego co konkretnie chciałeś zrobić, co osiągnąć?

"Próbowałem podłączyć to na różne sposoby, bardziej zgodnie z tym co na schemacie, czasami mniej zgodnie, nawet próbowałem po omacku coś zrobić ale wynik ciągle negatywny."

Takie próby bardzo często kończą się uszkodzeniem scalaka. Mimo dużych obudów i prądów są to delikatne elementy i raz popełniona głupota wyłącza je na zawsze. Nigdy ni pozwól, by Twoje ręce zrobiły coś czego Twoja głowa nie rozumie lub nie przemyślała. W sumie wydaje się, że aplikacja (czyli sposób stosowania, schemat) LM317 jest prosta jak drut: kondensator, wejście, scalak, dzielnik rezystorowy, kondensator, wyście. Co tu można skopać???

1. Upewniasz się, że schemat ideowy Twojego układu jest poprawny. Ew. przeliczasz jeszcze raz oporniki albo zastanawiasz się gdzie wprowadzić elementy regulacji np. który opornik stały zastąpić potencjometrem. Na tym etapie musisz już wiedzieć wszystko o elementach:napięcia kondensatorów, moce oporników, straty na stabilizatorach (radiatory) itd. Jeśli nie jesteś pewien czegoś, pytasz - na tym etapie to jeszcze nic nie kosztuje. Jeśli nie jesteś w stanie samodzielnie narysować schematu ideowego, doczytujesz lub dopytujesz. Na tym etapie już można powiedzieć jakie osiągi będzie miał układ - możesz ocenić czy Ci one odpowiadają.

2. Przeprowadzasz identyfikację pinów scalaków: bierzesz kartę katalogową 317 (lub co tam akurat masz) i znajdujesz rysunek/plan wyprowadzeń dokładnie tej obudowy w jakiej kupiłeś swoją sztukę. Upewniasz się, że nie patrzysz na scalak np. z odwrotnej strony i sprawdzasz czy wiesz gdzie są wszystkie nóżki które widzisz podłączone na schemacie ideowym.

3. Rysujesz na kartce schemat montażowy czyli rzeczywiste elementy tak jak one wyglądają połączone drutami lub wetknięte w płytkę stykową. Potem jeszcze dwa razy zastanawiasz się gdzie zrobiłeś błąd. W przypadku płytki upewniasz się, że wiesz które otworki są połączone z którymi a które nie i czy to jest OK: nie robią się dziwne ukryte zwarcia albo brak połączeń.

4. Łączysz wszystko najlepiej w takiej kolejności jak biegną sygnały w układzie, np. masa a potem od wejścia do wyjścia) wciąż mając przed oczami oba schematy. Za każdym razem wiesz do czego dane połączenie jest, nie robisz tego bezmyślnie. Dzięki temu na każdym etapie wszystkie poprzednie są weryfikowane. W sumie jesteś zdany na siebie a jak wiadomo "kontrola wyższą formą zaufania". Uważaj na tego gościa co grzebie w Twoim układzie

5. A dalej to uruchamianie, przydaje się zasilacz regulowany a jeśli właśnie go robisz , zachowujesz ekstremalną ostrożność. Generalnie im mniej masz możliwości pomiarowych, doświadczenia i sprzętu, tym bardziej musisz polegać na porządku i zgodności ze schematami. Przed pierwszym załączeniem dobrze jest zastanowić się co będziesz zmierzył (multimetr obowiązkowy) i czego tam się spodziewasz. Powinieneś wpisać oczekiwane napięcia i prądy na schemat ideowy.

6. W przypadku poważnych niezgodności pomiarów lub wręcz zachowania układu (grzanie się, dym lub zero reakcji) z oczekiwaniami, natychmiast wyłączasz i sprawdzasz zgodność ze schematem - jednym i drugim. W razie poważniejszych problemów mierzysz napięcia w kilku ważnych węzłach, wrzucasz te rzeczywiste wartości na schemat (może być odręczny, to nie apteka) i zapodajesz posta. Na schemacie musisz wstawić wszystkie prawdziwe wartości elementów jakie użyłeś, nazwy scalaków (nie takie jakie miały być tylko jakie kupiłeś w sklepie) itp. Zdjęcie układu jest też dobrym potwierdzeniem Twoich umiejętności manualnych i planowania projektu.

[buchbuch]

Ja tak przy okazji Witajcie! odnośnie tego pierwszego projektu dopytam tylko czy nie można by było podłączyć wejście stabilizatora 3,3v do wyjścia tego 5v? a jeśli już w ten sposób to czy nie lepiej te ledy podpiąć pod wejścia stabilizatorów a na wyjścia po 100nF dla cyfroniki? No i jeszcze pytanie do autora: skąd ten woltomierz? Pozdro

[Rayu85]

1. W zasadzie wydaje mi się że można by podpiąć stabilizator 3.3V za 5V w sumie pomysł wydaje się nawet fajny bo spadek napięcia a zarazem temperatura na stabilizatorze rozłożyła by się na 2 stabilizatory.

2. Nie rozumem za bardzo pytania o woltomierz?

Jeśli pytasz gdzie go kupiłem to kiedyś ściągnąłem ich chyba z 20szt z chin za jakieś śmieszne pieniądze