Использование регулятора напряжения 5 В - Необходимы ли конденсаторы? Лучшие варианты?

Я очень новичок в электронике. Я учусь на ходу, и я не совсем нашел ответы, которые мне нужны; когда дело доходит до программирования, я не боюсь ошибок, поскольку они случаются постоянно. С электроникой, однако, я не хочу покупать запчасти снова, потому что я их обжарил!

Я пытаюсь создать что-то, что содержит три различных компонента: 12-вольтовый 4,3-дюймовый ЖК-экран, 5-вольтовый Raspberry Pi и 12-вольтовое пользовательское устройство. У меня была идея, что я могу разделить питание, которое мне нужно, тремя способами от 12-вольтового источника питания: один непосредственно на ЖК-экран, другой - на пользовательское устройство, а другой - на 5-вольтовый регулятор , после чего встраивая его в USB-кабель для подключения к Pi. Как я исследовал, я заметил, что люди говорят, что конденсаторы в цепи до и после регулятора являются обязательными для предотвращения колебаний тока.

Вопрос 1: Является ли это трехстороннее разделение с регулятором здравой идеей, или я что-то упустил? Я понимаю, что на регуляторе может потребоваться радиатор. Это не проблема для меня, если это необходимо.

Вопрос 2: Требуются ли в моей схеме указанные конденсаторы? Если да, то какой вид / качество будет лучшим? Я пока мало знаю об конденсаторах. Кроме того, я столкнулся с этим компонентом , читая другой вопрос / ответ здесь; может быть, это будет лучше, чем обычный регулятор?

Вопрос 3: Кто-то, кто не очень хорошо разбирается в электронике, но определенно лучше меня, сказал, что может быть проще использовать одно из этих 12-вольтных автомобильных зарядных устройств USB вместо регулятора, что имеет смысл - USB - это 5- Вольтовый мир от природы, и мне не нужно беспокоиться о соединении USB-кабеля для Pi; подключить автомобильный адаптер будет легко. И у меня достаточно места для автомобильного адаптера; коробка, в которую я помещаю все это, будет относительно пустой для того, насколько она велика. Это хорошая идея? Возможно, это лучше / проще / безопаснее для Pi, чем использование ранее подключенных регуляторов и конденсаторов, подключенных к USB-кабелю?

Что касается силы тока, я все еще изучаю, сколько нужно нарисовать пользовательское устройство и ЖК-экран, чтобы убедиться, что достаточно тока. Это не будет большой проблемой, если только я не пропущу что-то о регуляторе, требующем значительного количества силы тока больше, чем выдает ... но я не думаю, что это будет проблемой. Я планирую получить блок питания с хорошей силой тока больше, чем теоретически требуется для моей установки - на всякий случай.

1: Да, вы можете сделать это. По сути, так работают источники питания. Они могут обрабатывать несколько параллельных сетей в пределах их текущей емкости. Что касается радиатора, это зависит от регулятора, потребляемой мощности, температуры окружающей среды, эффективности и т. Д. Это не просто да или нет.

2: Конденсаторы также зависят от регулятора. Некоторые требуют их все время, некоторые требуют только их в зависимости от условий ввода или вывода, некоторые никогда не требуют их. NTE1960, на который вы ссылаетесь, не имеет обширной таблицы данных, но очень похож на LM7805. Конденсаторы в значительной степени необходимы для стабильного использования. Но это линейные регуляторы. Не эффективны, и они превращают потраченную энергию в тепло. Переход от 12 В до 5 В, скажем, 700 мА, который является верхним пределом для RPI, означает 12 - 5 = 7 В * 700 мА = 4,9 Вт энергии, преобразуемой в тепло. Требуется радиатор.

Импульсный регулятор более эффективен с точки зрения энергии и тепла. Компонент OKI-78SR, который вы выбрали, является переключающим регулятором. Это показывает, что радиатор не понадобится в той же ситуации (но не в моторном отсеке, это другая история). Это также полный модуль, включающий конденсаторы и резисторы, в которых он нуждается. Было бы лучше.

3: Автомобильный USB-регулятор будет нормально работать в вашем случае, если его использование ниже максимального значения. Некоторые - 500 мА, некоторые - 1 А, или лучше, или между ними, но некоторые не могут на самом деле подать ток, который, как он говорит, должен, поэтому вам нужно будет проверить. Модель B имеет предел потребления тока 700 мА, модель А - 500 мА. Большинство из этих USB-регуляторов являются переключающими источниками питания, и для ваших целей автомобильный USB-адаптер будет в точности похож на OKI-78SR . При цене 4 доллара за OKI-78SR (плюс доставка) по сравнению с несколькими долларами за автомобильный USB-адаптер, все зависит от того, от чего вам легче. Даже в розницу вы можете приобрести приличный автомобиль в любом удобном для вас месте или в авто магазине за 10 баксов.

Вы даже можете потрепать автомобильный USB-адаптер для платы внутри. Эти вещи настолько малы, что теперь они меньше автомобильного прикуривателя с корпусом и размером с SD-карту без корпуса.

1) То, что вы планируете сделать, это звук, и он обычно используется во многих проектах с несколькими устройствами, требующими различного напряжения. В зависимости от мощности вам может понадобиться или не потребоваться радиатор. Линейный регулятор напряжения (например, серия 78xx) рассеивает входное напряжение - выходное напряжение × потребляемый ток. Если ваша нагрузка составляет 1 А при 5 В, рассеиваемая мощность = (12-5) × 1 = 7 Вт. 7W теряется здесь как тепло, и вам понадобится радиатор.

2) Конденсаторы уменьшат пульсацию напряжения, если вы не уверены, что ваш вход действительно хороший, желательно иметь эти конденсаторы. Керамические конденсаторы должны работать нормально.

Компонент, с которым вы столкнулись, называется импульсным источником питания (SMPS). Мы рассчитали 7 Вт потерь с помощью линейного регулятора. Вы теряете 58% входной мощности в виде тепла! SMPS имеют гораздо более высокую эффективность. Как правило, они тоже стоят дороже. Учитывая, что вы используете RPi, который может потреблять около 1 А в зависимости от периферии, вам лучше использовать SMPS.

3) Проверьте номинальную мощность автомобильного источника USB, чтобы убедиться, что он может обеспечить требуемую мощность.