Шилд источника питания для Arduino с выходными напряжениями 3.3, 5 и 12 В

При разработке электронных проектов вопрос электропитания является одним из самых важных, ведь без него не будет работать ни одна электронная схема (ну за исключением, пожалуй, только детекторного приемника). При этом зачастую для электронных устройств требуется несколько номиналов напряжения питания, поскольку, некоторые датчики, к примеру, работают от напряжения 3.3 В, а некоторые – от напряжения 5 В. При этом и напряжение 12 В очень часто востребовано в современных электронных схемах. Конечно, для этой цели можно использовать несколько отдельных источников питания, но в большинстве случаев это не очень удобно – хотелось бы иметь один универсальный источник питания.

Внешний вид шилда источника питания для Arduino с выходными напряжениями 3.3, 5 и 12 В

Поэтому в данной статье мы рассмотрим создание шилда (платы расширения) источника питания для платы Arduino Uno с выходными напряжениями 3.3, 5 и 12 В. Это будет полноценный шилд для платы Arduino Uno со всеми ее контактами, но, кроме этого, он будет содержать дополнительные контакты для 3.3V, 5V, 12V и GND. Для этого проекта в симуляторе EasyEDA спроектирована печатная плата, которая изготовлена с помощью сервиса PCBGoGo.

Необходимые компоненты

  1. Плата Arduino Uno (купить на AliExpress).
  2. Микросхема LM317(купить на AliExpress).
  3. Микросхема LM7805 (купить на AliExpress).
  4. Светодиод (купить на AliExpress).
  5. Разъем 12V.
  6. Резисторы 220 Ом (1 шт.) и 560 Ом (2 шт.) (купить на AliExpress).
  7. Конденсатор 1 мкФ – 2 шт. (купить на AliExpress).
  8. Конденсатор 0,1 мкФ (купить на AliExpress).
  9. Соединительные колодки (20 мм) – 52 шт.

Схема проекта

Схема шилда источника питания для Arduino Uno с выходными напряжениями 3.3, 5 и 12 В представлена на следующем рисунке.

Схема шилда источника питания для Arduino Uno с выходными напряжениями 3.3, 5 и 12 В

В качестве входа основного источника питания мы использовали разъем 12V (12V DC Barrel Jack) – через него будет запитываться весь шилд. Далее с помощью микросхемы LM7805 напряжение 12V преобразуется в напряжение 5V, аналогично с помощью микросхемы LM317 напряжение 12V преобразуется в напряжение 3.3V. И LM7805, и LM317 являются микросхемами регулятора напряжения, которые широко используются в современных электронных схемах.

Для преобразования 12V в 3.3V мы используем резисторы 330 Ом и 560 Ом в схеме делителя напряжения. При этом необходимо разместить конденсатор между выходом микросхемы LM7805 и землей (Ground). Также помните о том, что все общие провода схемы (земля) должны быть объединены вместе.

Дизайн печатной платы для проекта

Для дизайна печатной платы нашего шилда для Arduino мы использовали симулятор EasyEDA. Для этого нам в этом редакторе необходимо нарисовать схему нашего проекта, после чего симулятор поможет нам смоделировать печатную плату. После проведения этих манипуляций мы получили чертеж печатной платы нашего шилда, показанный на следующем рисунке.

Чертеж печатной платы для нашего шилда

Скачать Gerber файлы для печатной платы нашего шилда вы можете по следующей ссылке.

Заказ изготовления печатной платы

Для заказа изготовления печатной платы выполните следующую последовательность шагов.

Шаг 1. Перейдите на сайт https://www.pcbgogo.com, зарегистрируйтесь на нем если вы там еще не зарегистрированы. Затем на вкладке PCB Prototype введите размеры своей печатной платы, число ее слоев и число требуемых вам экземпляров печатной платы. Введенные нами параметры показаны на следующем рисунке.

Ввод основных параметров печатной платы на сервисе PCBGOGO

Шаг 2. После заполнения всех этих полей нажмите на кнопку Quote Now. Далее вам предстоит ввести еще несколько параметров требуемой вам печатной платы, но в большинстве случаев вы можете оставить их такими, какими их предлагает сервис по умолчанию. Обратите только внимание на цену и время изготовления. В нашем случае сервис выдал время изготовления 2-3 дня и стоимость $5. Можно выбрать предпочтительный способ доставки вам печатной платы.

Ввод дополнительных параметров печатной платы на сервисе PCBGOGO

Шаг 3. Теперь заключительным шагом загрузите Gerber файлы в сервис и оплатите стоимость заказа. Перед изготовлением платы сервис PCBGOGO проверяет вашу печатную плату на корректность – это делает взаимодействие с сервисом исключительно дружественным.

Разумеется, вы можете использовать любой другой удобный вам сервис изготовления печатных плат, с которым вы привыкли работать.

Сборка конструкции проекта

Внешний вид изготовленной для нас печатной платы показан на следующих рисунках.

Внешний вид изготовленной для нас печатной платы

После этого на печатную плату необходимо припаять все необходимые компоненты. У нас после этого получилась конструкция следующего вида.

Конструкция шилда питания в сборе

Далее на печатную плату шилда необходимо установить соединительные колодки 20 мм. Можно использовать колодки типа "мама" или типа "папа" в зависимости от того какие вам больше необходимы.

Плата Arduino Uno с прикрепленным к ней шилдом источника питания

Тестирование работы шилда

Для тестирования работы спроектированного нами шилда поместите его на плату Arduino Uno и подайте 12V на разъем 12V шилда. Максимальное напряжение, которое можно подавать на данный разъем шилда без ущерба для его компонентов, составляет 34V.

Вы можете протестировать все выходные напряжения шилда (3.3V, 5V и 12V) с помощью цифрового мультиметра.

Тестирование напряжения 3.3V на шилде

Тестирование напряжения 5V на шилде

В видео, приведенном в конце статьи, вы можете посмотреть все процессы проектирования и заказа печатной платы данного шилда, а также тестирование его работы.

Видео, демонстрирующее работу проекта

(Проголосуй первым!)
Загрузка...
143 просмотров

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *