DIY ब्रेडबोर्ड बिजली की आपूर्ति: 5 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

मैं हमेशा एक पोर्टेबल बिजली की आपूर्ति चाहता था जो विशेष रूप से ब्रेडबोर्ड के लिए बनाई गई हो। चूंकि मुझे यह बिक्री के लिए नहीं मिला, इसलिए मुझे अपना बनाना पड़ा। मैं आपको ऐसा करने के लिए आमंत्रित करता हूं।

पीसीबी जेएलसीपीसीबी द्वारा प्रायोजित है। पीसीबी और मुफ़्त शिपिंग के लिए $2 पहला ऑर्डर:

विशेषताएं:

• आउटपुट 5 वी 1 ए।
• किसी भी मानक 400 या 830 बिंदु ब्रेडबोर्ड पर प्लग।
• ओवरचार्ज, ओवरडिस्चार्ज और ओवरकरंट प्रोटेक्शन वाला चार्जर।
• द्वि-रंग एलईडी (हरा 50-100%, पीला 20-50%, लाल 0-20%) के साथ बैटरी संकेतक।
• दमन डायोड के साथ कम तरंग/शोर आउटपुट।

चरण 1: सामग्री

मुख्य सामग्री:

• 18650 लिथियम-आयन बैटरी। मैंने एक टूटे हुए लैपटॉप से अपना लिया। मैंने इस परियोजना के लिए सब कुछ यथासंभव कॉम्पैक्ट/हल्का बनाने के लिए एक का उपयोग किया लेकिन आप क्षमता बढ़ाने के लिए समानांतर में दो बैटरी का उपयोग कर सकते हैं। यदि आप दो बैटरियों का उपयोग करते हैं, तो सुनिश्चित करें कि वे 100% समान ब्रांड, मॉडल, आयु/पहनने और क्षमता हैं, और जब आप उन्हें कनेक्ट करते हैं तो उनके पास समान चार्ज होता है। यहां खरीदें:
• बैटरी सुरक्षा के साथ TP4056 चार्जर मॉड्यूल। बैटरी सुरक्षा के बिना एक संस्करण है जिसे आपको नहीं खरीदना चाहिए। सुनिश्चित करें कि आप चित्र की तरह ही 6 कनेक्शन वाले एक को खरीदते हैं। यहां खरीदें:
• MT3608 बूस्ट कन्वर्टर मॉड्यूल। इसमें वोल्टेज का चयन करने के लिए एक पोटेंशियोमीटर है। इस मामले में मैं 5V चुनता हूं। यहां खरीदें:
• सेल्फ़-लॉकिंग बटन को 12mm के होल डायमीटर के साथ 3A/125V पर रेट किया गया है। यहां खरीदें:
• 470μF 25V इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर। जब हम काफी लोड पेश करते हैं तो यह वोल्टेज ड्रॉप को कम करता है। यहां खरीदें:
• 100nF सिरेमिक कैपेसिटर। उच्च आवृत्ति तरंग/शोर को कम करता है। यहां खरीदें:
• 1nF सिरेमिक कैपेसिटर। बहुत उच्च आवृत्ति तरंग/शोर को कम करता है। यहां खरीदें:
• Schottky डायोड 1A 40V। यह ब्रेडबोर्ड पर जुड़े घटकों को सर्किट पर किसी भी कॉइल के कारण उच्च वोल्टेज स्पाइक्स से बचाने के लिए है। यहां खरीदें:
• 2x8 सेमी परफ़ॉर्मर। यहां खरीदें:
• X2 डबल पंक्ति 2x3 2.54 मिमी पिन पुरुष हेडर। कुछ सस्ते arduino नैनो इनके साथ आते हैं और मैं आमतौर पर इन्हें मिलाप नहीं करता इसलिए मैं उन्हें इस परियोजना के लिए ले गया। आप उन्हें 90 डिग्री के कोण से खरीद सकते हैं जो कि स्थापना की सुविधा के लिए एक बेहतर विकल्प हो सकता है। यहां खरीदें:

• एपॉक्सी:

नोट: एक अमेज़ॅन सहयोगी के रूप में मैं योग्य खरीद से कमाता हूं।

बैटरी संकेतक के लिए सामग्री (वैकल्पिक):

• 3 मिमी द्वि-रंग एलईडी (लाल-हरा)। मैं आम एनोड और आम कैथोड एल ई डी के लिए आरेख और पीसीबी गेरबर फाइलें डालता हूं ताकि या तो काम कर सकें। बस सुनिश्चित करें कि इसमें पर्याप्त प्रसार है कि एक ही समय में दोनों एल ई डी को चालू करने पर एक समान पीला रंग दिखाई देगा। कई खराब गुणवत्ता वाले द्वि-रंग एलईडी हैं जहां दोनों रंग अच्छी तरह से मिश्रित नहीं होते हैं। यहां खरीदें:
• NE5532P सेशन amp। यहां खरीदें:
• S8050 NPN ट्रांजिस्टर। व्यावहारिक रूप से कोई भी एनपीएन ट्रांजिस्टर काम करेगा, हालांकि। यहां खरीदें:

• प्रतिरोधी (1/4W या 1/8W का 1%):

  • R1: 6.2K op-amp 2IN+ के लिए वोल्टेज डिवाइडर के नकारात्मक पक्ष के लिए जो लाल एलईडी के चालू होने पर नियंत्रित करता है। यहां खरीदें:
  • R2: 2.2K op-amp 2IN+ के लिए वोल्टेज डिवाइडर के सकारात्मक पक्ष के लिए जो लाल एलईडी के चालू होने पर नियंत्रित करता है। एक प्रतिरोधक किट खरीदें जिसमें यह मान और अन्य शामिल हों:
  • R3: 51K प्रतिक्रिया के लिए संदर्भ वोल्टेज को बदलने के लिए जब लाल एलईडी एक ठोस संक्रमण के लिए चालू होता है।
  • R4: 2K लाल एलईडी के लिए। यह मान आपके LED के आधार पर भिन्न हो सकता है।
  • R5: 6.8K op-amp 1IN के लिए वोल्टेज डिवाइडर के नकारात्मक पक्ष के लिए- जो हरे एलईडी के बंद होने पर नियंत्रित करता है।
  • R6: 2.7K op-amp 1IN के लिए वोल्टेज डिवाइडर के सकारात्मक पक्ष के लिए- जो हरे एलईडी के बंद होने पर नियंत्रित करता है। यहां खरीदें:
  • R7: 100K प्रतिक्रिया के लिए संदर्भ वोल्टेज को बदलने के लिए जब हरे रंग की एलईडी एक ठोस संक्रमण के लिए बंद हो जाती है।
  • R8: 100 ग्रीन एलईडी के लिए। यह मान आपके LED के आधार पर भिन्न हो सकता है।
  • R9: 5.1K ट्रांजिस्टर इनपुट के लिए। एनपीएन ट्रांजिस्टर आउटपुट के लिए इन्वर्टर के रूप में काम करता है इसलिए फीडबैक में सही पोलरिटी होती है।
  • R10: ट्रांजिस्टर इनपुट के लिए 2K पुल-डाउन।

नोट: वांछित परिणाम प्राप्त करने के लिए वोल्टेज डिवाइडर और फीडबैक के लिए सभी प्रतिरोधी मान बहुत महत्वपूर्ण हैं। यदि आप एक प्रतिरोधक मान बदलते हैं, तो आप क्षतिपूर्ति करने के लिए अन्य प्रतिरोधों को बदलना चाह सकते हैं। या यदि आप जानबूझकर उस वोल्टेज को बदलना चाहते हैं जहां एल ई डी चालू/बंद हो जाते हैं, तो आप इसे इन प्रतिरोधों के मूल्यों को बदलकर कर सकते हैं।

वैकल्पिक सामग्री:

• चार्जर संकेतक के लिए 3 मिमी द्वि-रंग एलईडी (लाल-हरा) आम एनोड। चार्जर मॉड्यूल में दो अंतर्निर्मित एल ई डी हैं: एक लाल यह इंगित करने के लिए कि यह चार्ज हो रहा है; और चार्जिंग प्रक्रिया समाप्त होने का संकेत देने वाला नीला रंग। यदि आप चाहें तो यह द्वि-रंग एलईडी उन एल ई डी को बदल सकता है। यहां खरीदें:
• 2.2K रोकनेवाला चार्जर मॉड्यूल पर R3 को बदलने के लिए डिफ़ॉल्ट रूप से 1A के बजाय अधिकतम चार्जिंग करंट को लगभग 500mA पर सेट करता है। एक सरफेस-माउंट रेसिस्टर है, लेकिन चूंकि मैं केवल थ्रू-होल रेसिस्टर्स खरीदता हूं, इसलिए मैंने इसका इस्तेमाल किया।

चरण 2: तैयारी

टांका लगाने से पहले सभी घटकों, विशेष रूप से मॉड्यूल का परीक्षण करें।

आउटपुट वोल्टेज का चयन करने के लिए बूस्ट कन्वर्टर में एक पोटेंशियोमीटर होता है। सुनिश्चित करें कि आप इसे अन्य घटकों में टांका लगाने से पहले 5V पर छोड़ दें क्योंकि आप नहीं चाहते कि इसे उच्च वोल्टेज पर सेट किया जाए जब आप इसे पहली बार कनेक्टेड सब कुछ के साथ चालू करते हैं। आप इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर को उड़ा सकते हैं या बैटरी इंडिकेटर पर op-amp जला सकते हैं। बूस्ट कन्वर्टर को एडजस्ट करने के लिए आपको इसे बैटरी और एक मल्टीमीटर से कनेक्ट करना होगा। वोल्टेज कम करने के लिए दक्षिणावर्त मुड़ें; वोल्टेज बढ़ाने के लिए वामावर्त घुमाएं।

यदि आप चार्जर मॉड्यूल में कुछ संशोधन करने की योजना बना रहे हैं, तो अन्य घटकों से कनेक्ट करने से पहले इसे अभी करें। मैंने तीन संशोधन किए हैं। पहले मैं डिफ़ॉल्ट रूप से 1A के बजाय अधिकतम चार्जिंग करंट को लगभग 500mA पर सेट करने के लिए R3 रोकनेवाला को 2.2K से बदल देता हूं। कारण यह है कि चार्ज करने पर आईसी वास्तव में गर्म हो जाता है। मैं चार्जिंग करंट को कम करने वाले तापमान को कम करना चाहता था। बेशक बैटरी को चार्ज होने में अधिक समय लगता है, लेकिन मेरी राय में यह काफी तेज है।

दूसरा संशोधन दो एलईडी संकेतकों को एक द्वि-रंग एलईडी (लाल-हरा) आम एनोड में बदलना था। मैंने इसे बेहतर दिखने और अपने डिजाइन में फिट करने के लिए किया था, लेकिन आपको ऐसा करने की आवश्यकता नहीं है।

और आखिरी चीज जो मैंने चार्जर मॉड्यूल के लिए की थी, वह है माइक्रो यूएसबी कनेक्टर के किनारों पर सोल्डरिंग को सुदृढ़ करना। यह कनेक्टर ब्रेक लगाने के लिए अतिसंवेदनशील है इसलिए मैं कनेक्टर के धातु के खोल और पीसीबी के बीच अधिक मिलाप जोड़ने की सलाह देता हूं। हालांकि, मैं पीठ पर वास्तविक विद्युत कनेक्शन के साथ खिलवाड़ नहीं करूंगा। सावधान रहें कि बहुत अधिक मिलाप न डालें क्योंकि यह कनेक्टर के अंदर जाकर इसे खराब कर सकता है।

मैंने ब्रेडबोर्ड (बैटरी के बिना) के लिए पावर एडेप्टर देखे हैं जो ब्रेडबोर्ड के अंत में प्लग करते हैं और यदि आप चाहते हैं तो आप उस डिज़ाइन को ले सकते हैं, लेकिन मैं आमतौर पर ब्रेडबोर्ड के दोनों सिरों पर आर्डिनो नैनो डालता हूं और मैं नहीं चाहता था कुछ भी उनके यूएसबी कनेक्टर को अवरुद्ध कर रहा है।

चरण 3: बैटरी संकेतक (वैकल्पिक)

मैं एक द्वि-रंग एलईडी (लाल-हरा) के साथ एक बहुत ही बुनियादी बैटरी संकेतक डिज़ाइन करता हूं जो बैटरी के 50% (3.64V) या उससे अधिक होने पर हरे रंग में चमकता है; 50% और 20% (3.64V - 3.50V) के बीच होने पर पीला हो जाता है; और लाल जब 20% (3.50V) से कम हो। यह एल ई डी को दहलीज पर टिमटिमाने से रोकने के लिए दो श्मिट ट्रिगर बनाने के लिए एक op-amp का उपयोग करता है।

मैं बहुत कॉम्पैक्ट बनना चाहता था इसलिए मैं अपने लेआउट का उपयोग करने की सलाह देता हूं। या इससे भी बेहतर, मेरी gerber फ़ाइल अपलोड करें और JLCPCB.com जैसी वेबसाइट से मेरे कस्टम PCB को ऑर्डर करें। इस तरह आपको पीसीबी पर कनेक्शन से निपटने के बिना घटकों को मिलाप करना होगा। अभी उनके पास एक प्रचार है जहां आप 2 यूएसडी के लिए 10 छोटे पीसीबी खरीद सकते हैं और पहले ऑर्डर के लिए मुफ्त शिपिंग कर सकते हैं।

मैं ईज़ीईडीए पर पीसीबी डिजाइन करता हूं इसलिए आप प्रोजेक्ट को लोड कर सकते हैं और यहां तक कि लेआउट को अपनी इच्छानुसार बदल सकते हैं।

द्वि-रंग एलईडी कॉमन कैथोड:

द्वि-रंग एलईडी कॉमन एनोड:

चरण 4: विधानसभा

बूस्ट कन्वर्टर के आउटपुट में पहले 3 कैपेसिटर को मिलाप करें। ये कैपेसिटर बूस्ट कन्वर्टर या आउटपुट पर लोड के कारण किसी भी तरंग और शोर को कम करने में मदद करते हैं। मैं दृढ़ता से उन्हें स्थापित करने का सुझाव देता हूं। यदि आपके पास वे सटीक मान नहीं हैं, तो इसके बजाय समान मान डालें।

मुख्य सर्किट का परीक्षण करने के बाद, स्टड के लिए जगह बनाने के लिए 2x8 सेमी के परफ़ॉर्मर को काटें जो कुछ ब्रेडबोर्ड के पास है। यदि आप ऐसा नहीं करते हैं तो आपका बैटरी बैंक कुछ प्रकार के ब्रेडबोर्ड के साथ संगत नहीं होगा, कम से कम पावर रेल को पीछे की ओर जोड़े बिना नहीं। सभी ब्रेडबोर्ड में एक ही तरफ स्टड नहीं होते हैं, और कुछ में पारंपरिक 3 के बजाय 4 स्टड भी होते हैं। यदि आप बैटरी बैंक को ब्रेडबोर्ड के सिरों पर प्लग करने के लिए डिज़ाइन करना चुनते हैं, तो आपको अभी भी जगह बनाने की आवश्यकता हो सकती है। स्टड जो कुछ ब्रेडबोर्ड के सिरों पर भी होते हैं।

ब्रेडबोर्ड पर 2x3 नर पिन रखें ताकि उन्हें सही स्थिति में परफ़ॉर्म करने के लिए एक गाइड के रूप में उपयोग किया जा सके।

आउटपुट पर स्कूटी डायोड (1A 40V या अधिक) जोड़ें। यह डायोड पावर रेल से जुड़े किसी भी घटक को रिले, मोटर, इंडक्टर्स, सोलनॉइड आदि जैसे कॉइल के कारण उच्च वोल्टेज स्पाइक्स से बचाता है। सुनिश्चित करें कि डायोड का नकारात्मक पक्ष (सफेद रेखा) आउटपुट के सकारात्मक पक्ष में जाता है।

केस / कवर के लिए मैंने ब्लैक कार्डबोर्ड का इस्तेमाल किया। सबसे अच्छा विकल्प नहीं है क्योंकि ज्वलनशील है लेकिन आप जो चाहें उपयोग कर सकते हैं।

चरण 5: निष्कर्ष

कुछ महत्वपूर्ण टिप्स:

• चार्ज करते समय पावर बैंक का इस्तेमाल न करें। चार्जिंग प्रक्रिया कुछ सुरक्षा सुविधाओं को अक्षम कर देती है जो बैटरी को नुकसान पहुंचा सकती हैं, और लोड से अधिक चार्ज की स्थिति पैदा हो सकती है। इसके अलावा, ओवरकुरेंट सुरक्षा अक्षम होने से ब्रेडबोर्ड को भी नुकसान हो सकता है।
• ओवरकुरेंट संरक्षण वास्तव में त्वरित प्रतिक्रिया करता है इसलिए शॉर्ट सर्किट का पता लगाने पर यह बिजली काट देता है। इसे रीसेट करने के लिए, लगभग 3 सेकंड के लिए बिजली बंद करें।

प्रासंगिक डेटा:

ये मेरे कुछ परीक्षणों के परिणाम हैं। यह आपके लिए अलग हो सकता है लेकिन आप इसका उपयोग इस संदर्भ के रूप में कर सकते हैं कि क्या उम्मीद की जाए:

• खाली से पूर्ण चार्ज करने का समय (560mA पर): 4:30 घंटे।
• 50mA के भार के साथ, एक पूर्ण बैटरी 23 घंटे 17 मिनट तक चलती है।
• 500mA के भार के साथ, एक पूर्ण बैटरी 2 घंटे 21 मिनट तक चलती है। यह आउटपुट पर लगभग 1630mAh है।
• 500mA लोड से कनेक्ट होने पर मैंने 0.03V के आउटपुट पर अधिकतम निरंतर वोल्टेज ड्रॉप देखा, इसलिए कुल मिलाकर यह एक बहुत ही स्थिर 5V आउटपुट करता है। मैंने अन्य छोटे बूस्ट कन्वर्टर्स देखे हैं जहां वे वोल्टेज को 5V (4.3V) के तहत 0.7V तक गिराते हैं जो मुझे अस्वीकार्य लगता है।
• बैटरी संकेतक के लिए वोल्टेज लगभग 50% = 3.64V, 20% = 3.50V पर सेट हैं। प्रतिक्रिया मान को +/- 0.7V में बदल देती है। आप वोल्टेज को बदलने के लिए अलग-अलग प्रतिरोधक मानों की कोशिश कर सकते हैं जहां एल ई डी चालू/बंद हो जाते हैं लेकिन मेरे अनुशंसित मूल्य मेरे परीक्षणों और गणनाओं पर आधारित होते हैं, और उन्हें अधिकांश 18650 बैटरी के लिए लागू होना चाहिए।

क्षमता को दोगुना करने के लिए समानांतर में दो बैटरियों का उपयोग करना संभव है। मैंने वह संस्करण भी बनाया था लेकिन जाहिर है कि यह बड़ा और भारी है इसलिए यह मेरी पहली पसंद नहीं है। आप तय करते हैं कि कौन सा संस्करण बनाना है।

बस, इतना ही। यदि आपका कोई प्रश्न है तो मुझे बताएं।

आपको कामयाबी मिले।