Щит питания Arduino своими руками с вариантами выхода 3,3 В, 5 В и 12 В

При разработке электронных проектов источник питания является одной из наиболее важных частей всего проекта, и всегда требуется источник питания с несколькими выходными напряжениями. Это связано с тем, что для эффективной работы разным датчикам требуется разное входное напряжение и ток. В этом случае очень важен источник питания, который может выдавать несколько напряжений. Существуют варианты, которые инженер может использовать для внешнего источника питания, например RPS (регулируемый источник питания) или адаптеры переменного тока, но тогда потребуется несколько источников питания, и вся система станет громоздкой.

Итак, сегодня мы займемся разработкой универсального источника питания. Питания будет Arduino UNO питания Щит, который будет выводить диапазон напряжения множественного, такие как 3,3, 5В и 12В. Shield будет типичным экраном Arduino UNO со всеми контактами Arduino UNO, которые могут использоваться вместе с дополнительными контактами для 3,3 В, 5 В, 12 В и GND. Здесь печатная плата разработана в EasyEDA PCB Designer и изготовлена PCBGoGo.

Также проверьте наши предыдущие DIY Arduino Shield:

Сделай сам Arduino Motor Driver Shield
Щит для драйвера реле Arduino своими руками
Сделай сам Arduino Wi-Fi Shield
DIY LED VU Meter как Arduino Shield

Необходимые компоненты

LM317 - 1 шт.
LM7805 - 1 шт.
Светодиод (любой цвет) - 1 шт.
Разъем для цилиндра 12 В постоянного тока - блок
Резистор 220 Ом - 1 шт.
Резистор 560 Ом - 2 шт.
Конденсатор 1 мкФ - 2 шт.
Конденсатор 0,1 мкФ - 1 шт.
Булавки Burg (20 мм) - 52 шт.

Принципиальная электрическая схема

Принципиальная схема и схема для Arduino Power Supply Shield довольно просты и не содержат большого количества компонентов. Мы будем использовать цилиндрический разъем 12 В постоянного тока для входа основного напряжения для всего Arduino UNO Shield. LM7805 преобразует 12В выход 5V, аналогично в LM317 преобразует 12В выход 3.3В. LM317 - это популярная микросхема стабилизатора напряжения, которую можно использовать для построения схемы регулятора переменного напряжения.

Чтобы преобразовать 12 В в 3,3 В, мы используем 330 Ом и 560 Ом в качестве схемы делителя напряжения. Важно разместить выходной конденсатор между выходом LM7805 и землей. Аналогично между LM317 и Ground. Помните, что все заземления должны быть общими, а требуемая ширина дорожки должна выбираться в зависимости от тока, протекающего по цепи.

Изготовление печатной платы для экрана источника питания Arduino

После того, как схема была готова, самое время приступить к проектированию нашей печатной платы с использованием программного обеспечения для проектирования печатных плат. Как было сказано ранее, мы используем EasyEDA PCB Designer, поэтому нам просто нужно преобразовать схему в плату PCB. Когда вы конвертируете схему в плату, вам также необходимо разместить компоненты в местах согласно проекту. После преобразования схемы выше на плату моя печатная плата выглядела так, как показано ниже.

Вы можете загрузить файл Gerber по этой ссылке и отправить его производителю PCBGOGO онлайн или изменить макет платы в соответствии с вашим индивидуальным дизайном и приложением.

Заказ печатной платы в PCBGoGo

Теперь, когда готов дизайн, пора их изготовить. Сделать печатную плату довольно просто, просто выполните следующие действия.

Шаг 1. Зайдите на сайт www.pcbgogo.com, зарегистрируйтесь, если вы впервые. Затем на вкладке прототипа печатной платы введите размеры вашей печатной платы, количество слоев и количество требуемых печатных плат. Предполагая, что размер печатной платы составляет 80 см × 80 см, вы можете установить размеры, как показано ниже.

Шаг 2: Продолжите, нажав кнопку Цитировать сейчас . Вы попадете на страницу, где при необходимости установите несколько дополнительных параметров, например, используемый материал, интервал дорожек и т. Д. Но в большинстве случаев значения по умолчанию будут работать нормально. Единственное, что мы должны здесь учитывать, - это цена и время. Как видите, время сборки составляет всего 2-3 дня, а для нашего PSB это всего лишь 5 долларов. Затем вы можете выбрать предпочтительный способ доставки в зависимости от ваших требований.

Шаг 3: Последний шаг - загрузить файл Gerber и продолжить оплату. Чтобы убедиться, что процесс проходит гладко, PCBGOGO проверяет, действителен ли ваш файл Gerber, прежде чем продолжить оплату. Таким образом, вы можете быть уверены, что ваша печатная плата удобна для изготовления и будет доставлена вам в установленном порядке.

Сборка печатной платы

После того, как плата была заказана, она пришла ко мне через несколько дней, хотя курьер доставил ее в аккуратно маркированную, хорошо упакованную коробку, и, как всегда, качество печатной платы было потрясающим.

Возьмите набор для пайки и начните размещать все компоненты в правильных площадках печатной платы. Пайку легко завершить, так как в этом проекте используется не так много компонентов.

Когда пайка будет завершена, ваша плата должна выглядеть, как показано ниже.

В этом Power Shield используются штырьки типа «папа-папа» диаметром 20 мм. Вы можете использовать булавки от Male до Female Burg в зависимости от наличия. Штыри размером 20 мм подходят для Arduino Shield и хорошо подходят для Arduino UNO.

Тестирование блока питания Arduino Shield

Проверить щит Arduino действительно легко. Просто поместите экран на Arduino UNO и подайте на него питание 12 В от входного цилиндрического разъема. Щит может принимать входное напряжение максимума до 34V без повреждения компонентов.

Вы можете проверить все выходное напряжение, то есть 3,3 В, 5 В и 12 В с помощью цифрового мультиметра. Если все прошло хорошо, включая проектирование и пайку компонентов, вы сможете записать точное выходное напряжение на выходных контактах.

Подробное видео о том, как спроектировать и заказать плату для щита, представлено ниже.

На этом завершается полное руководство по созданию экрана источника питания Arduino Uno. Если у вас возникнут какие-либо трудности, не стесняйтесь оставлять комментарии ниже или обратитесь на наш форум за дополнительной помощью.