È meglio aumentare o diminuire?

Sto realizzando un estrattore di fumi di saldatura da una vecchia ventola per PC (PWM a 4 pin), guidata da un PIC di fascia media.

La ventola necessita di 12V @ max 0,28A per l'alimentazione e di 5V PWM @ max 5mA per controllare gli RPM. Quindi farò funzionare il PIC a 5V e quindi avrò bisogno sia di 5V che di 12V disponibili. Suppongo che il PIC non consumerà molta energia rispetto alla ventola, anche se ho in programma di avere anche un sensore di prossimità IR in modo da poter aumentare la velocità della ventola quando le mie mani si spostano verso qualsiasi cosa io stia saldando e poi ridiscendere di nuovo quando Ho finito.

Non ho ancora deciso se utilizzare una verruca da muro o batterie, ma vorrei conoscere i pro e i contro delle opzioni disponibili.

Quindi, ad esempio, suppongo che potrei alimentare il sistema con una verruca da parete a 5 V e utilizzare un convertitore boost CC per ottenere i 12V per la ventola.

Oppure, potrei alimentare il sistema con una verruca a muro da 12 V e utilizzare un convertitore buck DC per ottenere 5 V per il PIC ecc.

A parte il costo e la disponibilità delle parti, quali sono i criteri per decidere di andare in un modo o nell'altro? Questo è un progetto personale una tantum, quindi le considerazioni commerciali sono meno importanti (anche se ancora interessanti), sto pensando che potrebbero esserci problemi pratici di cui non sono a conoscenza (ad esempio rumore tra le barre di alimentazione, efficienza?).

Qualcuno potrebbe darmi un'idea di come vengono prese queste decisioni?

Per questa applicazione un convertitore buck o boost sarebbe eccessivo. La tua migliore opzione sarebbe probabilmente avere una sorgente a 12 V e poi portarla a 5 V separatamente con un regolatore lineare. A buon mercato, poche parti, molto probabilmente parti già in possesso, ecc.

La caduta di tensione con un regolatore lineare genera calore in base alla corrente assorbita attraverso il regolatore e alla caduta di tensione. Questo non dovrebbe essere un problema poiché il PIC probabilmente non assorbirà molta corrente.

Tuttavia, un semplice modo "cheat" per far cadere la tensione abbastanza che il regolatore non abbia una grande caduta di tensione attraverso di essa è quello di mettere uno o più diodi in serie davanti al regolatore e usarli per far cadere la tensione di ~ .7v a 1,4 v ciascuno a seconda del diodo. Far cadere la tensione a 7v per un regolatore 5v dovrebbe andare bene e lasciare abbastanza spazio per la caduta del regolatore. Ancora una volta, design semplice e parti che potresti facilmente trovare dallo scaffale o addirittura recuperare da vecchie cose.

Saluti

Se il sistema a 5 V è a bassa corrente (cioè 10 s di mA, come si evince da una piccola MCU PIC che non fa molto), anche un regolatore lineare da 12 V a 5 V andrebbe bene per alimentare l'elettronica, e quindi un livello logico- MOSFET gate pilotato da un GPIO PIC, con drive low-side della ventola dall'alimentazione 12V, dovrebbe funzionare bene (sto suggerendo di passare anche l'alimentazione alla ventola, non solo fare affidamento sul suo segnale di ingresso PWM per controllarlo - no tutte le ventole che hanno il controllo della velocità PWM integrato (in quanto distinte dal PWMing della potenza assorbita alla ventola) possono essere controllate fino alla velocità zero.

Se, d'altra parte, altri circuiti a 5 V aumentano la tua corrente fino a, diciamo,> 100 mA, e stai cadendo 7V, che è di 700mW o più, una quantità di calore non insignificante da affrontare, probabilmente richiede un dissipatore di calore, quale è il costo e la dimensione aggiunti. In tal caso potrebbe essere preferibile un commutatore buck per l'elettronica. Soprattutto se l'MCU fosse puramente digitale (non è necessaria alcuna funzionalità analogica), potrebbe essere accettabile uno switch buck relativamente economico e rumoroso che fornisce 5 V a 100 mA con 100 m Vpp di rumore. Con un'efficienza del commutatore buck dell'80-90%, a correnti così basse è necessaria solo la capacità di corrente più economica e leggera dei componenti del commutatore.

Come regola generale, è meglio fare soldi piuttosto che aumentare, se hai la scelta - e qui hai la scelta. Quella ventola assorbe quasi 4 Watt (12 V * ~ 0,3 A), quindi derivando che 12 V da un'alimentazione a 5 V da un convertitore boost (che sarà anche circa l'80-90% efficiente) significa che è necessario quasi 1,0 Amp dall'alimentazione a 5 V, che dal punto di vista della produzione rende l'opzione di alimentazione più costosa: trasformatore, raddrizzatore a ponte, induttore e MOSFET con valori di corrente più elevati, ecc. Non è male, ma non altrettanto desiderabile rispetto all'opzione alimentata a 12V.