Ich habe ein Projekt, das einen bestimmten Einplatinencomputer * und mehrere hundert "intelligente" RGB-LEDs * des Typs WS2812B umfasst , die alle mit 5 V betrieben werden.
Ich habe eine 5 Volt 15 Ampere ungeregelte Stromversorgung. Während die LEDs mit einem ungeregelten Netzteil in Ordnung sind, treten bei dem von mir verwendeten Mikrocontroller häufig Probleme auf, wenn die Spannung nicht konstant ist.
Da ich alles an einer Stromquelle betreiben möchte, möchte ich aus der ungeregelten 15-A-5-V-Quelle etwa 1 Ampere geregelten 5-V-Strom erzeugen.
Ich möchte diesen Stromrichter auf eine Leiterplatte aufbauen, daher suche ich nach einem Design, das ich implementieren kann, und nicht nach einer vorgefertigten Platine. Mein endgültiges Design wird ein Pi-Hut sein, das heißt, er wird auf die GPIO-Ports des Pi geklipst und sitzt oben.
Dies alles wird manuell gelötet (Durchgangsbohrung oder Oberflächenmontage), so dass idealerweise nicht mehr Teile benötigt werden. Dies ist eine einmalige Sache, also versuche ich nicht, ein paar Cent zu sparen, obwohl die Kosten ein Problem sind.
Welche Art von Stromrichterschaltung könnte ich auf meine Platine aufbauen, die dies kann? Wenn ich nur 1 Ampere umwandle, stoße ich auf erhebliche Hitzeprobleme?
Ich bitte niemanden, dies für mich zu entwerfen, sondern weise mich in die richtige Richtung.
* Der WS2812B ist eine "intelligente" serielle datengesteuerte LED-RGB-Lichtquelle, die in einem 5050-Gehäuse integriert ist. Die Anschlüsse sind digitale serielle Ein- und Ausgänge sowie 5 V und Masse. Stifte. Es enthält außerdem einen internen Präzisionsoszillator und einen (intern erzeugten) 12-V-Konstantstromantrieb. Die Geräte sind in Reihe geschaltet (Dout to next Din), sodass bis zu 1024 Geräte und ein 5 Meter langer String an einer einzigen Reihenschaltung angeschlossen werden können.
Weitere Details finden Sie im Datenblatt hier
* Himbeer-Pi 2 B
quelle
Antworten:
Das Datenblatt des XL6009- Konverters enthält mehrere Referenzschemata, darunter eines für nicht invertierende Boost-Buck-Konverter:
Sie müssen es anpassen, um 5 V anstelle von 12 V auszugeben, indem Sie R2 durch einen 3,0-K-Widerstand gemäß der obigen Formel ersetzen. Der Eingangsbereich hängt von der Ausgangsspannung und dem Ausgangsstrom ab. Daher sollte Ihre ungeregelte 5-V-Quelle für einen geregelten 5-V-Ausgang im Bereich liegen.
quelle
Was Sie wollen, wird als "nicht invertierender Buck-Boost-Wandler" bezeichnet. Es gibt einige verschiedene Topologien von Switched-Mode-Wandlern, die dies erreichen können.
Leider sind alle komplexer als ein einfacher Abwärtswandler (nur Abwärtswandler) oder Aufwärtswandler (nur Aufwärtswandler).
Eine schnelle Google fand eine Ti-Appnote, die die Optionen vergleicht. http://www.ti.com/lit/an/slyt584/slyt584.pdf
National Semiconductor hat ein Online-Tool namens webbench, das dieses Material für Sie entwickelt. Der einzige Nachteil, den ich dabei festgestellt habe, ist, dass es gerne Teile auswählt, die ein PITA zum Löten sind.
quelle
Warum selbst einen bauen, wenn Sie einen kleinen Boost-Buck-Wandler für weniger als zehn Dollar kaufen können? Ich habe eine ziemlich positive Erfahrung mit diesem . Es ist klein, flach und leicht zu löten (4 Löcher in den Ecken, 2 für die Eingabe und 2 für die Ausgabe):
Zu Ihrer Information, die Größe dieses Dings ist 44x21x13mm, es kann also gut zwischen Ihrer benutzerdefinierten Platine und dem RPi passen.
quelle
Mein 2012-2013 Himbeer-Pi, der als "5V reguliert" beworben wurde, benötigte zum Booten 4,88 bis 5,02 V und> 4,4 V, um den Betrieb fortzusetzen. Da Ihre 15-A-Hauptversorgung zeitweise möglicherweise über 5,02 Volt liegt, würde ich ihr nicht vertrauen.
Wenn Sie es tolerieren können, dass eine grüne LED immer an ist, können Sie einige als "Überlauf" bei 4,9 Volt mit Grünpaaren parallel zum rPi verwenden, die von der Schwelle minimaler Helligkeit bei etwa 4,8 V bis ziemlich hell bei gehen 5,2 V. Verlegen Sie von Ihrer 15-A-Versorgung ein Kabel mit einer Nennleistung von 2 Ampere zu Ihrer "Überlaufregler" -Platine, das nur grüne LED-Paare enthält, und genug davon, um einen Verstärker mit 5,2 V zu entladen. Normalerweise sollten sie jedoch viel weniger Strom verbrauchen. Ziel ist es, sich auf diesem Board mit ausgeschaltetem rPi auf nahe 5 V einzustellen. Verwenden Sie ggf. ein längeres 2A-Versorgungskabel (wegen des Widerstands). Abhängig von der Art der ungeregelten 15-A-Versorgung möchten Sie möglicherweise auch einen Fettkondensator auf der Karte "Überlaufregler". Ab 5V rms ungeregelt gleichgerichtet (eine der schlimmsten ungeregelten Arten),
Als nächstes möchten Sie eine ausreichende Länge von 2A-Draht von dieser Platine zu den "0" - und "+5" -Leitungen des Pi, möglicherweise mit einem Schalter darin, und mit dem Ziel von 1/20 bis 1/8 Ohm in diesen Versorgungsleitungen. (Die meisten Multimeter messen nicht so niedrig wie das richtig). Durch Einschalten des rPi sollten die Grüns merklich dunkler werden und Sie gleichmäßige 4,9 V am rPi erhalten.
Bitte posten Sie hier und in einem RPI-Forum die gemessene Spannung zwischen TP1 und TP2, da ich davon ausgehe, dass dort 4,9 Volt benötigt werden (was als "5" angekündigt wird).
quelle