Brainbooster
Semplice alimentatore variabile per progetti arduinici
Tutorials -
Venerdì 08 Ottobre 2010 20:21
Scritto da Brainbooster

Progettiamo un semplice alimentatore variabile

A volte abbiamo la necessità di avere una corrente o una tensione più alta per alimentare i nostri circuiti, visto che arduino può fornire su ogni pin in uscita una corrente massima di circa 40mA ed una tensione di 5V, che potrebbero essere insufficienti per alimentare per esempio dei motori in cc o dei led un pò più potenti dei soliti ecc.

Per questo ho deciso di scrivere questo piccolo tutorial che vi permetterà di progettare un semplice alimentatore in grado di fornire da 2 a 25 volts ed una corrente fino a 5A!

Nell'esempio utilizzeremo un integrato abbastanza comune che è l' LM317 del quale di seguito trovate il dtasheet:

http://www.national.com/ds/LM/LM117.pdf

Come vedete dall'immagine qui sotto, si tratta di un componente con tre terminali

lm317

che sul datasheet vencono segnati come Vin (tensione in entrata), Vout (tensione in uscita) e Adj (terminale di regolazione)

il pinout

Nell'immagine qui sopra possiamo vedere la piedinatura di questo integrato, visto di fronte.

Le caratteristiche di questo stabilizzatore si possono riassumere con i dati più importanti riportati qui sotto:

Massima tensione in uscita = 40V (mai superare i 36V, comunque)

Minima tensione in uscita= 1,2V (dovere dare almeno 4,5V in entrata per avere 1,2V stabilizzati)

Dropout = 3V (immaginatela come la tensione che si mangia l'integrato per funzionare)

Massima corrente in uscita = 1,5A

Quindi diciamo che questo componente ci permette di avere delle tensioni stabilizzate con un range che và da 1,2V a 25V ed in grado di erogare una corrente massima di 1,5A se dotato di una robusta aletta di raffreddamento; non vi basta? volete più corrente? allora sappiate che esistono anche l'LM350 che ha caratteristiche identiche all'LM317 ma è in grado di erogare fino a 3A ed anche l'LM338 che dà fino a 5A! tutti compatibili pin to pin e quindi scambiabili all'occorrenza senza variare il resto del circuito, ma solo facendo attenzione alla tensione in gioco ed alla corrente per il dimensionamento dei componenti.

Nel resto dell'articolo la tensione di lavoro consigliata è di 35V per essere sicuri, ma se il vostro circuito eroghrà per esempio 12v potrete abbassare la tensione di lavoro dei condenstori a 25v per esempio.

ma vediamo di cos'altro avremo bisogno per costruire il nostro alimentatore...

Sempre sul datasheet troviamo i parametri consigliati dal produttore per questo tipo di applicazione

Loschema

I valori consigliati chiaramente sono inferiori alle capacità massime di questo integrato, per evitare di lavorare al limite (che non è mai una cosa buona).

Come vedete il circuito è semplicissimo ed i componenti sono veramente pochi, si tratta di un condeensatore da 0.1uF (C1) , un potenziometro ( o un trimmer o altra resistenza variabile di pari valore) da 5KOhm, una resistenza da 240Ohm 1/4W ed un condensatore elettrolitico da 1uF (C2).

Io consiglio di aggiungere anche altri componenti oltre a quelli di base, sopratutto se la tensione in entrata da stabilizzare/regolare non proviene da una batteria ma da un trasformatore.

Condiodi

Come vedete quello che nello schema precedente era C1 adesso è diventato C2 e gli si è aggiunto in parallelo un altro condensatore elettrolitico C1, ci sono anche i due diodi D1 e D2 in più rispetto a prima, quindi ricapitoliamo l'elenco dei componenti:

C1=1000uF 35V

C2=0,1uF 35V

D1,D2=1n4007 (usare diodi che sopportano correnti più alte in caso si usi l'LM380 o l'LM338)

C3=10uF 50V

C4=100uF 50V

R1=240 Ohm 1/4W

R2=5K Ohm trimmer o potenziometro lineare

IC1=LM317

I valori sopraelencati sono scelti scelti in base alle seguenti necessità:

C1 ha quel valore perchè la sua reattanza sopprime tutti i disturbi che potrebbero derivare dai residui di alternta che passando dal trsformatore al ponte raddrizzatore potrebbero raggiungere l'integrato rendendo difficile la stabilizzazione.

C2 ha un valore così piccolo perchè la sua funzione è sia quella di sopprimere eventuali disturbi ad alta frequenza, sia di evitare pericolosi inneschi di autooscillazioni dell'integrato.

C3 serve a mantenere più stabile possibile la tensione applicata al piedino di riferimento dell'integrato.

C4 è un pò come C1 ed elimina eventuali disturbi alternati in uscita.

D1 e D2 messi in quel modo servono per impedire l'eventualità che dopo aver tolto la tensione in entrata, il condenstore C4 si scarichi indietro verso l'integrato danneggiandolo.

Per quanto riguarda i valorii di R1 ed R2 invece il discorso è un pò più ampio...

Se guardate il datasheet troverete la formula che regola la tensione in uscita che è:

Vout = [(R2 : 240) + 1] x 1,25

Solitamente R1 viene mantenuto fisso e si fà variare solo il valore di R2 per ottenere in uscita tutti i valori di tensione intermedi fra la tensione in entrata (tolti i 3V di dropout) ed il minimo della tensione in uscita.

Alcune considerazioni derivate dalla pratica...

Ricordate che se volete avere una corrente superiore ai 500mA, dovrete obbligatoriamente fissare una aletta di raffreddamento.

Fate in modo che la differenza fra tensione in entrata e quella in uscita sia massimo di 6V quindi se vogliamo ad esempio 12V in uscita dovremo avere in entrata una tensione continua di non più di 21V (12+6+3) e non meno di 15V (12+3).

Per facilitare  e velocizzare la progettazione ho scritto un programmino per vedere come variano i parametri dell'alimentatore cambiando i valori di alcuni componenti.

Lo trovate qui: http://digilander.libero.it/Brainbastard/PSU_Spanno_Calc.rar

è un pò "spannometrico" (da quì il nome :) ) ma vi evita di inserire nel progetto componenti di valori esagerati, ed anche a stabilire un valore fisso che sostituisca R2 se volete un alimentatore a tensione fissa e non variabile ;)

Spero di essere stato utile.

Ciao da Brainbooster, divertitevi!


 

Gioblu Robotics © 2010 - 2012 · Sitemap · privacy

gioscarab@gmail.com

Gioblu BOTServer è online dal 10 Aprile 2010 - 319.232 Visite - 1.027.175 Pagine visualizzate - 182.309 Visitatori unici - 536 utenti attivi