Модуль блока питания Arduino с несколькими выходными напряжениями

При разработке электронных проектов, источник питания - один из самых важных элементов всего проекта, и чаще всего необходим источник питания с несколькими выходными напряжениями. Это связано с тем, что для эффективной работы разным датчикам и другим потребителям требуется разное входное напряжение и ток. В этом случае очень важен источник питания, который может выдавать несколько напряжений. Существуют варианты, при которых можно использовать внешние источники питания, например RPS (регулируемый источник питания) или адаптеры переменного тока, но тогда их потребуется несколько, и вся система станет громоздкой.

Поэтому предлагаем вам разработку универсального источника питания. Для этого используем модуль Arduino UNO, у которого будет несколько выходных напряжений: 3,3В, 5В и 12В. Печатная плата разработана в программном комплексе Dip Trace и изготовлена сервисом PCBway.ru.

Необходимые компоненты
Arduino UNO - если еще нет)
LM317 - 1 шт.
LM7805 - 1 шт.
Светодиод (любой цвет) - 1 шт.
Разъем питания - 1 шт.
Резистор 220 Ом - 1 шт.
Резистор 560 Ом - 2 шт.
Конденсатор 1 мкФ - 2 шт.
Конденсатор 0,1 мкФ - 1 шт.
Разъемы штыревые - 52 шт.

Электрическая схема
Схема довольно проста и не содержит большого количества компонентов. Мы будем использовать внешний источник питания 12В постоянного тока для входа основного напряжения на весь модуль Arduino UNO. LM7805 преобразует 12В в 5В на выходе, а LM317 преобразует 12В в 3,3В на выходе. LM317 -  популярная микросхема стабилизатора напряжения, которую можно использовать для построения схемы регулятора переменного напряжения.

Чтобы преобразовать 12В в 3,3В, мы используем 330Ом и 560Ом в схеме делителя напряжения. Необходимо разместить выходной конденсатор между выходом LM7805 и землей. И также между LM317 и землей. Все заземления должны быть общими, а требуемая ширина дорожки должна выбираться в зависимости от тока, протекающего по цепи.

Изготовление печатной платы для модуля блока питания Arduino
После того, как схема готова, самое время приступить к проектированию печатной платы с использованием программного обеспечения. Мы использовали Dip Trace, поэтому просто преобразуем схему в плату. После преобразования печатная плата выглядела так, как показано ниже.

Вы можете загрузить файл Gerber по этой ссылке и отправить его производителю PCBway.ru онлайн или изменить макет платы в соответствии с вашими потребностями.

Заказ печатной платы в PCBway.ru

Теперь, когда готов дизайн, пора их изготовить. Сделать печатную плату довольно просто, просто выполните следующие действия.

Зайдите на сайт https://www.pcbway.ru/, зарегистрируйтесь, если вы впервые. Затем на вкладке "Моментальный расчет стоимости платы" введите размеры вашей печатной платы, количество слоев и количество требуемых печатных плат. Размер моей печатной платы 8 см × 8 см, поэтому вкладка выглядит так, как показано ниже.

В большинстве случаев значений по умолчанию будет достаточно. Единственное, что я обычно меняю, это толщина платы. Ставлю 1,2 мм. Так мне кажется лучше выглядит. Еще маску делаю синего цвета. Но тут уже как нравится.
Как видите, время сборки составляет всего 2-3 дня, а для нашей платы это всего лишь 5 долларов. Затем вы выбираете предпочтительный способ доставки в зависимости от ваших требований.

Последний шаг - загрузка файлов Gerber. В случае если загруженные файлы не подойдут, вам будет об этом сказано или менеджер компании напишет что необходимо внести изменения в файлы. Однако в процессе заказа вы можете посмотреть как выглядит ваша плата. Ребята из PCBway сделали специальный онлайн сервис для проверки плат.
Осталось только оплатить и дождаться готовых плат с завода.

Сборка печатной платы
После того, как плата была заказана, она пришла в течение короткого времени, маркированная, в хорошо упакованной коробке. Качество печатной платы как всегда было потрясающим.

Берем набор для пайки и начинаем размещать все компоненты на свои площадки. Это довольно быстрый этап работы, т.к. компонентов у нас не так много. Когда пайка будет завершена, ваша плата должна выглядеть, как показано ниже.

В этом модуле питания вы можете использовать разъемы или «папа» или «мама». 

Тестирование модуля блока питания
Проверить модуль достаточно легко. Помещаем модуль на Arduino UNO и подаем на него питание 12В от внешнего источника питания. Модуль может принимать входное напряжение максимума до 34В.

Вы можете проверить все выходные напряжения (3,3В, 5В и 12В) с помощью цифрового мультиметра. Если все прошло хорошо, включая проектирование и пайку компонентов, вы сможете записать точное выходное напряжение на выходных контактах.

Это и есть руководство по созданию модуля блока питания Arduino Uno. Если у вас возникнут какие-либо трудности, не стесняйтесь оставлять комментарии ниже или обратитесь на наш форум за дополнительной помощью.

А еще у меня остались несколько штук таких плат. Кому нужны, обращайтесь.