Usando un regolatore di tensione 5v - Condensatori necessari? Opzioni migliori?

Sono molto nuovo nell'elettronica. Sto imparando mentre vado e non ho ancora trovato le risposte di cui ho bisogno; quando si tratta di programmazione, non ho paura degli errori in quanto si verificano costantemente. Con l'elettronica, però, non voglio comprare di nuovo parti perché le ho fritte!

Sto cercando di costruire qualcosa che contenga tre diversi componenti: uno schermo LCD da 12 volt da 4,3 pollici, un Raspberry Pi da 5 volt e un dispositivo personalizzato da 12 volt. Ho avuto l'idea di poter dividere la potenza di cui ho bisogno in tre modi da un alimentatore da 12 volt: uno direttamente allo schermo LCD, un altro direttamente al dispositivo personalizzato e uno a un regolatore da 5 volt , da allora in poi un cavo USB da collegare al Pi. Durante le ricerche, ho notato che le persone affermano che i condensatori nel circuito prima e dopo il regolatore sono obbligatori per evitare che la corrente oscilli.

Domanda 1: questa divisione a tre vie con il regolatore è un'idea valida o mi sto perdendo qualcosa? Capisco che esiste il potenziale di avere bisogno di un dissipatore di calore sul regolatore. Questo non è un problema per me, se necessario.

Domanda 2: Il mio circuito richiede i suddetti condensatori? In tal caso, quale tipo / qualità sarebbe la migliore? Finora so poco sui condensatori. Inoltre, mi sono imbattuto in questo componente durante la lettura di un'altra domanda / risposta qui; forse questo sarebbe meglio di un normale regolatore?

Domanda 3: Qualcuno che non è estremamente esperto in elettronica ma sicuramente meglio di me ha detto che potrebbe essere più semplice usare uno di quei dispositivi di ricarica USB per auto da 12 volt invece di un regolatore, il che ha senso-- USB è un 5- volt mondo per natura, e non devo preoccuparmi di collegare un cavo USB per il Pi; il cablaggio dell'adattatore per auto sarebbe facile. E ho un sacco di spazio per consentire un adattatore per auto; la scatola in cui sto inserendo tutto questo sarà relativamente vuota per quanto è grande. È una buona idea? Forse meglio / più facile / più sicuro per il Pi rispetto all'utilizzo di uno dei regolatori e dei condensatori preimpostati collegati a un cavo USB?

Per quanto riguarda l'amperaggio, sto ancora ricercando quanto disegnare il dispositivo personalizzato e lo schermo LCD dovrà assicurarsi che ci sia abbastanza corrente. Questo non sarà un grosso problema, a meno che non ci sia qualcosa che sto trascurando su un regolatore che richiede una quantità sostanziale di amperaggio in più di quanto emetta ... ma non penso che sarà un problema. Sto programmando di ottenere un alimentatore con una buona quantità di amperaggio in più rispetto a quanto teoricamente richiesto dalla mia installazione, per ogni evenienza.

1: Sì, puoi farlo. In sostanza, è così che funzionano gli alimentatori. Possono gestire più reti parallele all'interno della loro capacità attuale. Per quanto riguarda il dissipatore di calore, dipende dal regolatore, dall'assorbimento di corrente, dalla temperatura ambiente, da quanto è efficiente, ecc. Non è un semplice sì o no.

2: I condensatori dipendono anche dal regolatore. Alcuni li richiedono sempre, altri li richiedono solo in base alle condizioni di input o output, altri non li richiedono mai. L'NTE1960 a cui si è collegati non ha un ampio foglio dati, ma è abbastanza simile all'LM7805. I condensatori sono praticamente necessari per un uso stabile. Ma questi sono regolatori lineari. Non efficienti e convertono l'energia sprecata in calore. Passare da 12v a 5v, a dire 700mA, che è la fascia alta per l'RPI, significa che 12-5 = 7v * 700mA = 4,9 Watt di energia vengono convertiti in calore. Sarebbe richiesto un dissipatore di calore.

Un regolatore di commutazione è più efficiente, sia in termini di energia che di calore. Il componente OKI-78SR scelto è un regolatore di commutazione. Mostra che non avrebbe bisogno di un dissipatore di calore in quella stessa situazione (Non nel vano motore, però, è una storia diversa). È anche un modulo completo, compresi i condensatori e le resistenze di cui ha bisogno. Sarebbe meglio.

3: Un regolatore USB per auto funzionerebbe perfettamente per il tuo caso, a condizione che il disegno sia al di sotto del massimo. Alcuni sono 500mA, alcuni sono 1A o migliori o intermedi, ma alcuni non possono effettivamente fornire la quantità di corrente che dice che dovrebbe, quindi dovresti testare. Il modello B ha un assorbimento / limite di 700 mA, il modello A è di 500 mA. La maggior parte di questi regolatori USB stanno cambiando materiali di consumo e , per i tuoi scopi, un adattatore USB per auto sarebbe esattamente come l'OKI-78SR . A 4 dollari per OKI-78SR (più spese di spedizione) rispetto a pochi dollari per un adattatore USB per auto, dipende solo da quale è possibile semplificare. Anche al dettaglio, puoi acquistarne uno decente in qualsiasi comodità o negozio di auto per 10 dollari.

Potresti persino sventrare l'adattatore USB per auto per la scheda interna. Quelle cose sono così piccole ora che sono più piccole di un accendisigari per auto, con la custodia e le dimensioni di una scheda SD senza custodia.

1) Quello che stai pianificando di fare è il suono, ed è comunemente usato in molti progetti con più dispositivi che richiedono tensioni diverse. A seconda dell'alimentazione potrebbe essere necessario o meno un dissipatore di calore. Un regolatore di tensione lineare (ad es. Serie 78xx) dissiperà la tensione di ingresso - tensione di uscita × corrente assorbita. Se il carico consuma 1Amp a 5V, la potenza dissipata = (12-5) × 1 = 7W. 7W viene sprecato qui come calore e avrai bisogno di un dissipatore di calore.

2) I condensatori ridurranno l'ondulazione della tensione, a meno che tu non sia sicuro che il tuo ingresso sia davvero buono, è consigliabile avere questi condensatori. I condensatori ceramici dovrebbero funzionare bene.

Il componente che hai incontrato è chiamato alimentatore switching (SMPS). Abbiamo calcolato perdite di 7 W con un regolatore lineare. Stai perdendo il 58% della potenza assorbita come calore! Gli SMPS hanno un'efficienza molto più elevata. In genere costano anche di più. Considerando che stai eseguendo un RPi che può assorbire circa 1A a seconda delle periferiche, stai meglio con un SMPS.

3) Controllare la potenza nominale dell'alimentazione USB dell'auto per assicurarsi che possa fornire la potenza richiesta.