Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Relpol przekaźniki
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Zasilacz impulsowy na potrzeby IoT AC230/DC5V

23 Sty 2018 17:34 1689 20
  • Poziom 11  
    Witam, chciałbym zrobić sobie projekt uniwersalnego zasilacza impulsowego obniżającego napięcie z AC 230V np. na DC 5-7V (max 12-18V), którego mógłbym stosować w swoich konstrukcjach związanych z mikrokontrolerami na potrzeby IoT dla zrobienia sobie sterowania rożnymi rzeczami elektrycznymi w domu.

    Do tej pory zwykle stosuje konstrukcje oparte na transformatorze + jakiś popularny LM albo mały gotowy moduł przetwornicy obniżającej napięcie z DC-DC.
    Przykłady z moich projektów:
    Zasilacz impulsowy na potrzeby IoT AC230/DC5VZasilacz impulsowy na potrzeby IoT AC230/DC5V

    Wszystko działa ładnie pięknie jednakże problemem są gabaryty tego rozwiązania, mimo zastosowania nawet dość małego transformatora + elementów na SMD to i tak układ taki jest za duży jak bym chciał go umieścić np. w lampie na suficie, gniazdku pod tynkiem, wentylatorze łazienkowym, żaluzji elektrycznej itp.

    Zacząłem eksperymenty z wyciąganiem płytek z zasilaczy od telefonów komórkowych, a nawet kupiłem sobie gotowe rozwiązanie jak np.:
    Zasilacz impulsowy na potrzeby IoT AC230/DC5V

    Już jest lepiej, jednakże wołałbym mieć swoje urządzenie jakby na "jednym" PCB wraz z mikrokontrolerem, modułem WiFi i triakiem lub przekaźnikiem.
    Chciałbym po rostu zbudować sobie coś na wzór urządzenia Sonoff Link
    Zasilacz impulsowy na potrzeby IoT AC230/DC5V
    Zasilacz impulsowy na potrzeby IoT AC230/DC5V


    Wydajność takiej przetwornicy jaka by mi wystarczyła to z 350-500mA.
    Z mikrokontrolerem, modułem WiFi, oprogramowaniem poradzę sobie bez problemu jednakże w temacie takiego zasilacza impulsowego, wiem praktycznie nic.

    Może ktoś z forumowiczów mógłby się podzielić schematem, albo nawet gotowym projektem np. w Eaglu razem z PCB takiej przetwornicy jaka była by wytaczająca do zastosowań, o których napisałem albo ktoś może podpowie o istniejącym jakimś gotowym dedykowanym układzie scalonym z minimalną ilością elementów i w dość prostej implementacji z noty katalogowej, lub jakimś innym rozwiązaniu.
  • Relpol przekaźniki
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    Wielu producentów ma w ofercie specjalizowane scalaki które maja w środku kontroler z wbudowanym kluczem, na zewnątrz potrzeba bardzo niewiele elementów.
    Power Integrations udostępnia program który policzy ci wszystko co potrzeba do ich scalaków.
  • Poziom 11  
    Dziękuję wam za szybkie odpowiedzi.

    Widzę że to zagadnienie przetwornic impulsowych nie jest takie proste jak transformator + LM7805 :D

    No ten schemat Sonoff bardzo kuszący do przerysowania, na pierwszy rzut oka wydaje się dla mnie zrozumiały, spróbuje na jego podstawie narysować go Eaglu szukając elementów np. w TME bo to jest też kluczowe żeby były one dostępne.

    Odnośnie Power Integrations muszę się temu bliżej przyjrzeć i rozpoznać ten program ale wstępnie widzę iż to jakaś potężna firma gdzie ich rozwiązania pracują prawie we wszystkim.

    No i na koniec deser od kolegi tos18, bym powiedział że wręcz rewelacja jeśli chodzi o prostotę i wygodę rozwiązania dla mnie,
    wybrałem sobie wstępnie tak na szybko dwa zasilacze jakie bym widział w swoich projektach:

    Zasilacz impulsowy na potrzeby IoT AC230/DC5VZasilacz impulsowy na potrzeby IoT AC230/DC5V

    MEAN WELL IRM-02-5 Link
    MEAN WELL IRM-05-5 Link

    Nie jest to może rozwiązanie super małe jak w Sonoff ale zdecydowanie mniejsze niż transformator o podobnej wydajności, zwłaszcza w przypadku wydajności 1A.

    Ja korzystam w swoich projektach ostatnio głownie z mikrokontrolerów STM32 zasilanych z 3,3V i wsadzie mam pytanie o wasze zdanie odnośnie jakości takich przetwornic impulsowych, a dokładnie tętnień jakie one dają na wyjściu.
    Bo widzę iż jest gotowy zasilacz na 3,3V:

    Zasilacz impulsowy na potrzeby IoT AC230/DC5V

    MEAN WELL IRM-03-3.3S Link

    Czy można prosto z niego zasilać cały układ? Czy mikrokontroler nie będzie się wieszał lub Wifi albo czy pomiar przetwornika ADC znacząco "pływał"? (będę z niego korzystał np. w przypadku pomiaru natężenia światła)

    Czy raczej lepszym rozwiązaniem jest wybrać wersje na 5V DC lub więcej i zbijać napięcie stabilizatorem liniowym LDO jak to robię dotychczas?
  • Relpol przekaźniki
  • Poziom 43  
    Intre napisał:
    Ja korzystam w swoich projektach ostatnio głownie z mikrokontrolerów STM32 zasilanych z 3,3V i wsadzie mam pytanie o wasze zdanie odnośnie jakości takich przetwornic impulsowych, a dokładnie tętnień jakie one dają na wyjściu.
    Bo widzę iż jest gotowy zasilacz na 3,3V:

    Zasilacz impulsowy na potrzeby IoT AC230/DC5V

    MEAN WELL IRM-03-3.3S Link

    Czy można prosto z niego zasilać cały układ? Czy mikrokontroler nie będzie się wieszał lub Wifi albo czy pomiar przetwornika ADC znacząco "pływał"? (będę z niego korzystał np. w przypadku pomiaru natężenia światła)

    Czy raczej lepszym rozwiązaniem jest wybrać wersje na 5V DC lub więcej i zbijać napięcie stabilizatorem liniowym LDO jak to robię dotychczas?

    Przecież wystarczy zajrzeć do datasheeta.
    Piszą tam że tętnienia wynoszą 100mVp-p.
    Jak dla mnie zasilanie z tego mikrokontrolera mającego robić pomiary ADC zupełnie odpada.
    Zasilanie mikrokontrolera z ADC za pośrednictwem stabilizatora LDO też nie jest za dobrym pomysłem.
    Lepiej użyć stabilizatora nie LDO. Chodzi o stabilność z obciążeniem pojemnościowym.
    Przy czym wiele stabilizatorów ma w nazwie LDO a nie są stabilizatorami LDO (co najwyżej quasi-LDO). Np. LD1117.
    Do zasilania układów z ADC (gdy VCC ma być napięciem referencyjnym) polecam stabilizatory SPX1117. Mają one bardzo dobrą stabilność napięcia w funkcji temperatury oraz prądów obciążenia.
    Są też stabilizatory LDO ale mogące pracować z obciążeniem pojemnościowym (to się nazywa "ceramic stability", "all cap stability", czy inaczej).
    Takim stabilizatorem jest np. MCP1700.
    Pomiędzy przetwornicą sieciową a stabilizatorem pasuje też dać koralik ferrytowy (plus odpowiednie kondensatory, i to wszystko odpowiednio obliczone).
  • Poziom 11  
    No przetworniki MEAN WELL do mnie już doszły :) Malutkie, eleganckie :)

    Zrobiłem wstępny projekt urządzenia:

    Zasilacz impulsowy na potrzeby IoT AC230/DC5VZasilacz impulsowy na potrzeby IoT AC230/DC5V


    Mam do was pytanie czy jest potrzebny bezpiecznik? Czy wystarczą w zupełności zabezpieczenia jakie są w module przetwornicy MEAN WELL IRM-02-5 (przeciążenie, wzrost napięcia, zwarcie)

    Chce się zmieścić urządzenie w takiej obudowie

    Zasilacz impulsowy na potrzeby IoT AC230/DC5V


    I chciałbym coś dodać jeszcze ale brakuje mi miejsca.

    Ewentualnie jak macie jakieś jeszcze sugestie do schematu czy PCB to poproszę.
  • Poziom 43  
    Kolejność podłączenia elementów na PCB jest niewłaściwa. GND powinieneś brać z kondensatora elektrolitycznego (jeżeli już łączysz się tam za pomocą ścieżek a nie pola masy).
    Dla zoptymalizowania ilości miejsca lepiej umieszczać elementy SMD na dole a przewlekane na górze. Tym sposobem byś to upchał na znacznie mniejszej ilości miejsca.
  • Poziom 43  
    Coś źle rozumiesz bo ani słowem nie wspomniałem o bezpieczniku.
  • Poziom 11  
    atom1477 napisał:
    Coś źle rozumiesz bo ani słowem nie wspomniałem o bezpieczniku.


    Intre napisał:
    Mam do was pytanie czy jest potrzebny bezpiecznik? Czy wystarczą w zupełności zabezpieczenia jakie są w module przetwornicy MEAN WELL IRM-02-5 (przeciążenie, wzrost napięcia, zwarcie)


    Pytałem w poprzednim poście.

    Poprawiłem póki co tak i GND idzie z elektrolita wg. zaleceń. SMD nie chce mi się już przerabiać na dół :)

    Zasilacz impulsowy na potrzeby IoT AC230/DC5VZasilacz impulsowy na potrzeby IoT AC230/DC5VZasilacz impulsowy na potrzeby IoT AC230/DC5V
  • Poziom 43  
    No pytałeś, ale mi nie chodzi o pytanie tylko o moją odpowiedz.
    Źle zrozumiałeś moją odpowiedz bo nie dotyczyła ona bezpiecznika. Bo skoro zrozumiałeś ją jako mówiącą o bezpieczniku to znaczy że źle ją zrozumiałeś.

    Ale skoro już pytasz o bezpiecznik to uważam że nie jest on konieczny.
    Jeżeli już to wstaw tam rezystor bezpiecznikowy. Zajmie mniej miejsca i będzie tańszy (choć będzie trudny do kupienia, trzeba by od razu kupić ze 100 sztuk).

    Mogłeś już dać cała tą ścieżkę GND na warstwie Top, żeby nie było przelotki na ścieżce masy. Choć przelotka na masie akurat w tym miejscu nie przeszkadza, no ale jakoś tak ładniej bez przelotki na masie.
    Za to można by dać dużo przelotek pomiędzy warstwami masy w tej części z procesorem i modułem ESP. Ja bym to całkowicie przerobił, ale jak nie chcesz to przynajmniej przelotki powstawiaj.

    Dodatkowo daj jakiś gasik na styki przekaźnika. Uniwersalny do obciążenia nieznanego typu można dać np. 10nF/630V + 33R/2W.
  • Poziom 11  
    Mam takie rezystory bezpiecznikowe:

    ROYAL OHM FRN02WK0101A10 100Ω 2W Link

    Ale chyba jednak zostawię ten bezpiecznik dla tzw św. spokoju jak by mi się miała chata spalić :D

    Gasik do przekaźnika? tak jak to się robi przy triaku? Nie wiedziałem że też to się daje. Wiedziałem o diodzie na cewce i ona jest.

    W ten sposób podłączyć?

    Zasilacz impulsowy na potrzeby IoT AC230/DC5V

    Ale czy będzie to działać bez tego? Bo jednak miejsce znów mi to zabiera. I żeby był to nie ma opcji bezpiecznik musi wylecieć.
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    Intre napisał:
    Mam takie rezystory bezpiecznikowe:

    ROYAL OHM FRN02WK0101A10 100Ω 2W Link

    Trochę duży ten rezystor. Ja by raczej dał rezystor bezpiecznikowy o wielkości klasycznego rezystora 1/4W. Oczywiście pod warunkiem że o spaleniu wytrzyma napięcie sieciowe. Nie wiem czy takie są. Ale powszechnie widuję takie w sprzęcie zasilanym z 230V. Nie wiem czy to są specjalne rezystory na wysokie napięcia, czy o prostu Chińczycy oszczędzają i wstawiają mniejsze. Trzeba by poszukać.
    Ale ten duży co zamieściłeś też mógł by ostatecznie być.

    Intre napisał:
    Ale chyba jednak zostawię ten bezpiecznik dla tzw św. spokoju jak by mi się miała chata spalić :D

    Bezpiecznik nic nie zmienia względem rezystora bezpiecznikowego.
    Zresztą ryzyko spalenia czegoś jest minimalne. W tym układzie nie ma elementów które mogły by spowodować pożar. Jedynym obciążeniem za bezpiecznikiem była by przetwornica będąca pojedynczym klockiem (wszystko jest zalane w jednej obudowie). Większe ryzyko chyba wprowadza palący się bezpiecznik.

    Intre napisał:
    Gasik do przekaźnika? tak jak to się robi przy triaku? Nie wiedziałem że też to się daje.

    Taki sam ale użyty w innym celu.

    Intre napisał:
    W ten sposób podłączyć?

    Zasilacz impulsowy na potrzeby IoT AC230/DC5V

    Chyba tak. Nie widzę za dobrze bo jest jakiś problem z otwieraniem zdjęć które zamieszczasz. Może są w przesadnie dużej rozdzielczości.

    Intre napisał:
    Ale czy będzie to działać bez tego? Bo jednak miejsce znów mi to zabiera.

    Trudno powiedzieć.
    Ale jest raczej duże ryzyko że nie będzie. Bez gasika układ się może resetować albo zrywać połączenie WiFi.
  • Poziom 11  
    Ok daje bez gasika, myślałem że to jakieś względy bezpieczeństwa, za dużo z tym przeróbek, a myślę że układ nie będzie się resetować gdyż zabezpieczenie od cewki jest na diodzie, tranzystorze, a wszystko odizolowane optotriakiem. No chyba że będzie przebijało po stronie przetwornicy.

    Myślę że wytrawie PCB jak jest na razie, polutuje i zobaczę co się będzie działo.

    Póki co dziękuję za pomoc i sugestię.

    Napiszę potem jak to działa.
  • Pomocny post
    Poziom 38  
    Intre napisał:
    Mam do was pytanie czy jest potrzebny bezpiecznik?

    Ja montuję bezpiecznik przed przetwornicą tyle że używam miniaturowych np TE5
  • Poziom 37  
    Witam,
    nasuwa mi się kilka uwag.
    Intre napisał:
    Ale chyba jednak zostawię ten bezpiecznik dla tzw św. spokoju jak by mi się miała chata spalić

    Bezpiecznik co do zasady jest wskazany. Chata raczej się nie spali ale po wystąpieniu jakiegoś zwarcia zadziała bezpiecznik w instalacji (ciemność widzę, widzę ciemność).
    Bezpiecznik powinien być zapewne zwłoczny, te przetwornice według danych z katalogu mają bardzo duży prąd rozruchowy. Mógłbyś spróbować "podrążyć" to zagadnienie, może producent ma jakieś dokumenty na ten temat, ewentualnie może można go o to zapytać, sama wartość tego prądu jest cokolwiek bez znaczenia, to tylko jakaś wartość szczytowa, istotny jest czas trwania i energia pobierana w czasie rozruchu przetwornicy.
    Intre napisał:
    Gasik do przekaźnika? tak jak to się robi przy triaku? Nie wiedziałem że też to się daje. Wiedziałem o diodzie na cewce i ona jest.

    Przy obciążeniach rezystancyjnych gasik nie jest potrzebny ani przekaźnikowi ani triakowi, jeżeli przewidujesz jakieś obciążenia reaktancyjne (zazwyczaj indukcyjne) gasik byłby przydatny, dioda na cewce przekaźnika jest oczywiście niezbędna.

    Moim zdaniem zasilanie cewki przekaźnika z napięcia 3.3 V jest lekko niefortunne. Po pierwsze przeciążany jest ten regulator, po drugie ewentualne zakłócenia z cewki wchodzą na zasilanie 3.3 V (procesor, itp.).
    Ponieważ jak widzę używasz transoptora, myślę że lepiej będzie podłączyć zarówno zasilanie jak i masę sterowania cewki bezpośrednio do wyjścia przetwornicy. Z jednej strony nie będzie przeciążany regulator 3.3 V, z drugiej strony gdyby pojawiły się jakieś zakłócenia z cewki, zostaną stłumione przez filtry na wyjściu przetwornicy.

    Pozdrawiam

    Dodano po 10 [minuty]:

    Przyszło mi jeszcze do głowy (rzuciłem okiem na płytkę), że diodę gaszącą przepięcia na cewce przekaźnika powinieneś umieścić możliwie najbliżej pinów tej cewki - zakłócenia należy tłumić jak najbliżej ich źródła.
  • Poziom 43  
    krzysiek_krm napisał:
    Przyszło mi jeszcze do głowy (rzuciłem okiem na płytkę), że diodę gaszącą przepięcia na cewce przekaźnika powinieneś umieścić możliwie najbliżej pinów tej cewki - zakłócenia należy tłumić jak najbliżej ich źródła.

    To nie jest zakłócenie. Zakłócenie by było gdyby nie było diody. Był by to silny skok napięcia (czyli właśnie to przepięcie).
    Z diodą nie występuje zakłócenie (to napięciowe, przepięcie) bo podtrzymywany jest przepływ prądu przez tą diodę*. Pierwotnie prąd płynie przez tranzystor. Po wyłączeniu tranzystora zacznie płynąc przez diodę. Czyli prąd zmienia miejsce płynięcia i może wystąpić zakłócenie od tej zmiany (zakłócenie prądowe). Żeby zakłócenie to było najmniejsze miejsca płynięcia obu prądów powinny być w miarę blisko siebie.
    Stąd wniosek że diodę należy umieszczać jak najbliżej tranzystora oraz źródła napięcia zasilania. Nie jak najbliżej cewki przekaźnika (choć jak przy okazji będzie blisko cewki przekaźnika to w niczym to nie przeszkadza).

    *Chodzi o to że dioda nie tłumi przepięcia lecz sprawia że ono się nie pojawia.

    Usunięcie gasika na stykach uważam za błąd (niezależnie od rodzaju obciążenia). No ale rób jak chcesz.
  • Poziom 11  
    atom1477 napisał:

    Usunięcie gasika na stykach uważam za błąd (niezależnie od rodzaju obciążenia). No ale rób jak chcesz.

    tos18 napisał:

    Ja montuję bezpiecznik przed przetwornicą tyle że używam miniaturowych np TE5


    No więc żeby był wilk syty i owca cała naniosłem zmiany w projekcie, jest bezpiecznik i jest gasik :D :)

    Zasilacz impulsowy na potrzeby IoT AC230/DC5VZasilacz impulsowy na potrzeby IoT AC230/DC5VZasilacz impulsowy na potrzeby IoT AC230/DC5VZasilacz impulsowy na potrzeby IoT AC230/DC5V


    Dodałem też schemat w *.pdf jakby komuś się coś źle wyświetlało.

    Czy ktoś wnosi jeszcze formalne poprawki do projektu bądź nie formalne? Ma jakieś uwagi?:D
  • Poziom 33  
    Co robi samotny L1 i po co Ci transoptor?
    Intre napisał:
    Dodałem też schemat w *.pdf jakby komuś się coś źle wyświetlało.
    Lepiej zmniejszyć rozdzielczość przy eksporcie, tak o połowę przynajmniej.