J'ai un projet qui implique un ordinateur monocarte spécifique * et plusieurs centaines de LED RGB "intelligentes" WS2812B , toutes fonctionnant à partir d'une alimentation 5V.
J'ai une alimentation non régulée de 5 volts 15 ampères. Bien que les LED soient correctes avec une alimentation non régulée, le microcontrôleur que j'utilise a tendance à avoir des problèmes lorsque la tension n'est pas stable.
Puisque je veux tout faire fonctionner à partir d'une seule source d'alimentation, je voudrais créer environ 1 ampère de puissance 5V régulée à partir de la source 15A 5V non régulée.
Je veux construire ce convertisseur de puissance sur un PCB, donc je cherche un design que je peux implémenter et non une carte pré-faite. Ma conception finale sera un chapeau Pi, c'est-à-dire qu'il se clipse sur les ports GPIO du Pi et s'assoit sur le dessus.
Tout cela sera soudé manuellement (à travers un trou ou un montage en surface), donc idéalement, cela n'impliquera pas plus de pièces que nécessaire. Ceci est unique, alors que le coût est une préoccupation, je n'essaie pas d'économiser des sous.
Quel type de circuit de convertisseur de puissance pourrais-je construire sur ma carte pour faire cela? La conversion d'un seul ampli vais-je rencontrer des problèmes de chaleur importants?
Je ne demande à personne de concevoir cela pour moi, mais plutôt de m'orienter dans la bonne direction.
* Le WS2812B est une source de lumière LED RGB «intelligente» contrôlée par données série intégrée dans un boîtier 5050. Les connexions sont des entrées et sorties série numériques plus 5V et masse. broches. Il comprend également un oscillateur interne de précision et un variateur de courant constant (généré en interne) de 12V. Les appareils sont enchaînés en série (Dout au prochain Din) permettant jusqu'à 1024 appareils et une chaîne de 5 mètres de long sur une seule connexion série.
Pour plus de détails voir la fiche technique ici
* Raspberry Pi 2 B
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Réponses:
La fiche technique du convertisseur XL6009 comprend plusieurs schémas de référence, dont un pour le convertisseur boost-buck non inverseur:
Vous devrez l'adapter à la sortie 5V au lieu de 12V en remplaçant R2 par une résistance 3.0K, selon la formule ci-dessus. La plage d'entrée dépend de la tension et du courant de sortie, donc votre source 5V non régulée doit être dans la plage pour une sortie régulée 5V.
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Ce que vous voulez est appelé "convertisseur buck-boost non inverseur". Il existe plusieurs topologies différentes de convertisseur en mode commuté qui peuvent y parvenir.
Malheureusement, tous sont plus complexes qu'un simple convertisseur abaisseur (seulement descend) ou un convertisseur boost (seulement monte).
Un rapide google a trouvé une note app Ti comparant les options. http://www.ti.com/lit/an/slyt584/slyt584.pdf
National semiconductor dispose d'un outil en ligne appelé webbench qui concevra ce genre de choses pour vous. Le seul inconvénient que j'ai trouvé avec, c'est qu'il aime choisir des pièces qui sont un PITA à souder.
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Pourquoi en construire un vous-même alors que vous pouvez acheter un petit convertisseur boost-buck pour moins de dix dollars? J'ai une expérience plutôt positive avec celui-ci . C'est petit, profil bas et c'est un jeu d'enfant à souder (4 trous dans les coins, 2 pour l'entrée et 2 pour la sortie):
Pour info, la taille de ce truc est de 44x21x13mm, donc il peut très bien se loger entre votre PCB personnalisé et le RPi.
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Mon Raspberry Pi 2012-2013 annoncé comme ayant besoin d'une "régulation 5 V" s'est avéré avoir besoin de 4,88 à 5,02 V pour démarrer et> 4,4 V pour continuer à fonctionner. Étant donné que votre alimentation principale 15A peut momentanément dépasser 5,02 volts, je ne lui ferais pas confiance.
Si vous pouvez tolérer que certaines LED vertes soient toujours allumées, vous pouvez en utiliser comme un `` débordement '' à 4,9 Volts avec des paires de verts parallèles au rPi, qui vont du seuil de luminosité minimale à environ 4,8 V à très brillamment allumé à 5.2V. À partir de votre alimentation de 15 A, faites passer une longueur de câble évalué à 2 A à votre carte de «régulateur de débordement» ne comprenant que des paires de LED vertes, et suffisamment d'entre elles pour décharger un ampli à 5,2 V, bien qu'elles devraient normalement utiliser beaucoup moins. Le but est qu'il se stabilise à près de 5V sur cette carte avec le rPi éteint. utiliser un câble d'alimentation 2A plus long (pour sa résistance) si nécessaire. Selon le type d'alimentation non régulée de 15 A, il se peut que vous souhaitiez également un gros condensateur sur la carte "régulateur de débordement". De 5V rms non régulé rectifié (un des pires types de non régulé),
Ensuite, vous voulez une longueur suffisante de fil 2A de cette carte aux lignes "0" et "+5" du pi, éventuellement avec un interrupteur, et visant 1/20 à 1/8 ohms dans ces fils d'alimentation. (la plupart des multimètres ne mesurent pas aussi bas que cela correctement). L'activation du rPi devrait rendre les verts sensiblement plus faibles et vous donner un 4.9V constant au rPi.
Veuillez poster ici et sur un forum rPi la tension mesurée entre TP1 et TP2 car c'est là que je m'attends à ce qu'elle ait besoin de 4,9 volts (ce qui est annoncé comme "5")
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