Использование регулятора напряжения 5 В - Необходимы ли конденсаторы? Лучшие варианты?

11

Я очень новичок в электронике. Я учусь на ходу, и я не совсем нашел ответы, которые мне нужны; когда дело доходит до программирования, я не боюсь ошибок, поскольку они случаются постоянно. С электроникой, однако, я не хочу покупать запчасти снова, потому что я их обжарил!

Я пытаюсь создать что-то, что содержит три различных компонента: 12-вольтовый 4,3-дюймовый ЖК-экран, 5-вольтовый Raspberry Pi и 12-вольтовое пользовательское устройство. У меня была идея, что я могу разделить питание, которое мне нужно, тремя способами от 12-вольтового источника питания: один непосредственно на ЖК-экран, другой - на пользовательское устройство, а другой - на 5-вольтовый регулятор , после чего встраивая его в USB-кабель для подключения к Pi. Как я исследовал, я заметил, что люди говорят, что конденсаторы в цепи до и после регулятора являются обязательными для предотвращения колебаний тока.

Вопрос 1: Является ли это трехстороннее разделение с регулятором здравой идеей, или я что-то упустил? Я понимаю, что на регуляторе может потребоваться радиатор. Это не проблема для меня, если это необходимо.

Вопрос 2: Требуются ли в моей схеме указанные конденсаторы? Если да, то какой вид / качество будет лучшим? Я пока мало знаю об конденсаторах. Кроме того, я столкнулся с этим компонентом , читая другой вопрос / ответ здесь; может быть, это будет лучше, чем обычный регулятор?

Вопрос 3: Кто-то, кто не очень хорошо разбирается в электронике, но определенно лучше меня, сказал, что может быть проще использовать одно из этих 12-вольтных автомобильных зарядных устройств USB вместо регулятора, что имеет смысл - USB - это 5- Вольтовый мир от природы, и мне не нужно беспокоиться о соединении USB-кабеля для Pi; подключить автомобильный адаптер будет легко. И у меня достаточно места для автомобильного адаптера; коробка, в которую я помещаю все это, будет относительно пустой для того, насколько она велика. Это хорошая идея? Возможно, это лучше / проще / безопаснее для Pi, чем использование ранее подключенных регуляторов и конденсаторов, подключенных к USB-кабелю?

Что касается силы тока, я все еще изучаю, сколько нужно нарисовать пользовательское устройство и ЖК-экран, чтобы убедиться, что достаточно тока. Это не будет большой проблемой, если только я не пропущу что-то о регуляторе, требующем значительного количества силы тока больше, чем выдает ... но я не думаю, что это будет проблемой. Я планирую получить блок питания с хорошей силой тока больше, чем теоретически требуется для моей установки - на всякий случай.

weildish
источник

Ответы:

9

1: Да, вы можете сделать это. По сути, так работают источники питания. Они могут обрабатывать несколько параллельных сетей в пределах их текущей емкости. Что касается радиатора, это зависит от регулятора, потребляемой мощности, температуры окружающей среды, эффективности и т. Д. Это не просто да или нет.

2: Конденсаторы также зависят от регулятора. Некоторые требуют их все время, некоторые требуют только их в зависимости от условий ввода или вывода, некоторые никогда не требуют их. NTE1960, на который вы ссылаетесь, не имеет обширной таблицы данных, но очень похож на LM7805. Конденсаторы в значительной степени необходимы для стабильного использования. Но это линейные регуляторы. Не эффективны, и они превращают потраченную энергию в тепло. Переход от 12 В до 5 В, скажем, 700 мА, который является верхним пределом для RPI, означает 12 - 5 = 7 В * 700 мА = 4,9 Вт энергии, преобразуемой в тепло. Требуется радиатор.

Импульсный регулятор более эффективен с точки зрения энергии и тепла. Компонент OKI-78SR, который вы выбрали, является переключающим регулятором. Это показывает, что радиатор не понадобится в той же ситуации (но не в моторном отсеке, это другая история). Это также полный модуль, включающий конденсаторы и резисторы, в которых он нуждается. Было бы лучше.

3: Автомобильный USB-регулятор будет нормально работать в вашем случае, если его использование ниже максимального значения. Некоторые - 500 мА, некоторые - 1 А, или лучше, или между ними, но некоторые не могут на самом деле подать ток, который, как он говорит, должен, поэтому вам нужно будет проверить. Модель B имеет предел потребления тока 700 мА, модель А - 500 мА. Большинство из этих USB-регуляторов являются переключающими источниками питания, и для ваших целей автомобильный USB-адаптер будет в точности похож на OKI-78SR . При цене 4 доллара за OKI-78SR (плюс доставка) по сравнению с несколькими долларами за автомобильный USB-адаптер, все зависит от того, от чего вам легче. Даже в розницу вы можете приобрести приличный автомобиль в любом удобном для вас месте или в авто магазине за 10 баксов.

Вы даже можете потрепать автомобильный USB-адаптер для платы внутри. Эти вещи настолько малы, что теперь они меньше автомобильного прикуривателя с корпусом и размером с SD-карту без корпуса.

проезжий
источник
Спасибо за ваш подробный ответ. Это помогает мне чувствовать себя намного лучше о том, что я делаю! Я могу пойти по маршруту автомобильного адаптера. Кажется, немного проще, и примерно так же дешево.
Weildish
С другой стороны, Pis, как известно, обычно потребляет 700 мА, и если некоторые адаптеры не выдают столько тока, сколько они рекламируют ... что ж, OKI-78SR на 1,5 А будет безопаснее. Посмотрим. Я сделаю еще несколько исследований по различным моделям. Еще раз спасибо.
Weildish
2

1) То, что вы планируете сделать, это звук, и он обычно используется во многих проектах с несколькими устройствами, требующими различного напряжения. В зависимости от мощности вам может понадобиться или не потребоваться радиатор. Линейный регулятор напряжения (например, серия 78xx) рассеивает входное напряжение - выходное напряжение × потребляемый ток. Если ваша нагрузка составляет 1 А при 5 В, рассеиваемая мощность = (12-5) × 1 = 7 Вт. 7W теряется здесь как тепло, и вам понадобится радиатор.

2) Конденсаторы уменьшат пульсацию напряжения, если вы не уверены, что ваш вход действительно хороший, желательно иметь эти конденсаторы. Керамические конденсаторы должны работать нормально.

Компонент, с которым вы столкнулись, называется импульсным источником питания (SMPS). Мы рассчитали 7 Вт потерь с помощью линейного регулятора. Вы теряете 58% входной мощности в виде тепла! SMPS имеют гораздо более высокую эффективность. Как правило, они тоже стоят дороже. Учитывая, что вы используете RPi, который может потреблять около 1 А в зависимости от периферии, вам лучше использовать SMPS.

3) Проверьте номинальную мощность автомобильного источника USB, чтобы убедиться, что он может обеспечить требуемую мощность.

Shungun
источник
Спасибо за ответ. Они оба помогают совсем немного.
Weildish