Bygg din egen (billigt!) multi-function Trådlös kamera controller. (2 / 22 steg)
Steg 2: Power Management
För ett projekt som detta är det uppenbart att portabilitet bör vara en viktig aspekt. Batterierna är således det logiska valet!
Nu är det ganska viktigt att du väljer en batteri källa som är uppladdningsbara eller lätt tillgänglig för bärbara enheter. De två huvudsakliga alternativ är 9V PP3 batteri eller AA-batterier. Jag är säker några personer kommer att anta att ett 9V batteri är det bästa alternativet eftersom hey, 9V är bättre än 3 rätt?
Tja, inte i detta fall. 9V batterier samtidigt mycket användbart, producera deras spänning på bekostnad av batteritid. Mätt i mAh (ma timmar), detta betyg berättar i teorin hur länge ett batteri kommer sista verksamma på 1mA i timmar (men ta med en nypa salt, dessa är ofta perfekt, låg belastning villkor). Ju högre betyg, desto längre varar batteriet. 9V batterier är dimensionerade för upp till och runt 1000mAh. Alkaliskt AA har å andra sidan nästan tre gånger så mycket på 2900mAh. NiMH rechargables kan nå detta, även om 2500mAh är ett skäligt belopp (Observera att uppladdningsbara batterier trafikera 1.2V inte 1,5!).
LCD-skärmen behöver en 5V-ingång (10%) och AVR (mikrokontroller) behöver ungefär samma (även om det kan gå så lågt som 2.7 för lågfrekventa klockfrekvenser). Vi behöver också en ganska stabil spänning, om det varierar om det kan orsaka problem med mikrokontroller.
För att göra detta använder vi en spänningsregulator, måste du göra ett val över pris vs effektivitet nu. Har du möjlighet att använda en enkel 3-polig spänningsregulator som LM7805 (78 serien, + 5 volt output) eller en liten integrerad krets.
Använder en enkel regulator
Om du väljer att gå med det här alternativet, måste du ha ett par punkter i åtanke. Först måste tre stift tillsynsmyndigheter nästan alltid en ingång som är högre än deras produktion. De sedan steg spänningen ner till önskat värde. Nackdelen är att de har hemska effektivitet (50-60% är bra kommer). Fördelen är att de är billiga och kommer att köra med ett 9V batteri, du kan plocka upp en grundläggande modell för 20 pence i Storbritannien. Du bör också komma ihåg att tillsynsmyndigheterna har en dropout spänning - minsta gapet mellan in- och utdata. Du kan köpa speciella LDO (låg DropOut) tillsynsmyndigheter som har avbrott på runt 50mV (jämfört med andra mönster 1-2V). Med andra ord, se upp för LDOs med en + 5V utdata.
Med hjälp av en integrerad krets
Det perfekta sättet att gå är en växling regulator. Dessa kommer att vara, för vårt syfte, normalt 8-pin paket som tar i en spänning och ge oss en reglerad utgång på en hög verkningsgrad - nästan 90 procent i vissa fall. Du kan få steg upp eller Stega ner omvandlare (respektive boost/buck) beroende på vad du vill sätta i, alternativt kan du köpa tillsynsmyndigheter som kommer att ta antingen ovanför eller nedanför den önskad effekt.
Det chip som jag använder för detta projekt är en MAX619 +. Det är ett 5V steg upp regulator som tar 2 AA: s (indataområdet är 2V-3.3V) och ger en stadig 5V. Det bara måste fyra kondensatorer att fungera och är mycket effektiv. Kosta - 3,00 inklusive mössor. Det är utan tvekan värt splurge bara för att få lite mer användning av dina batterier. Den enda stora nackdelen är att det inte är Felkopplingssäker, så om det finns en aktuell våg, varnas! Detta är rimligen trivialt att fixa med ett tillägg på krets emellertid:
En annan användbar chip design - även om inte alls så snygg en lösning är LT1307. Återigen en 5V regulator, men det kan ta en mängd olika ingångar och har användbara saker som låg batterinivå upptäckt. Det kostar en hel del mer på nästan 5 med induktansspolar, motstånd och stora kondensatorer.
Spänning Rails
Vi kommer att använda två huvudspänning skenor (plus en gemensam grund). Först blir 3V från batteriet, detta kommer att användas att driva lysdioderna och andra komponenter som relativt hög effekt. Min MAX619 har bara fått upp till 60mA (även absolut maximum är 120mA) så det är lättare att ansluta mikrokontroller till en MOSFET att styra alla lysdioder. MOSFET drar nästan ingen ström och fungerar som ett avbrott i kretsen när gate ingång är under runt 3V. När mikrokontroller skickar ut logiska 1 på stiftet, spänningen är 5V och FET slås på, sedan bara agerar som en kortslutning (dvs. en bit tråd).
5V tåg kommer att driva LCD, mikrokontroller och någon förstärkning kretsar för input sensorer.
Strömförbrukning
Om vi tittar på olika datablad, noterar vi att AVR tar inte mer än 15-20mA vid maximal belastning.
LCD tar endast 1mA att fungera (åtminstone när jag testade, budget för 2). Med bakgrundsbelysningen på är det verkligen upp till dig att avgöra. Ansluta den rakt upp till 5 v järnväg (jag försökte) är bra, men se till att den har ett inbyggt motstånd (Följ spåren på PCB) innan du gör. Det drog 30mA så - fruktansvärt! Med en 3.3 k resistor är fortfarande synlig (perfekt för astro fotografi) och bara drar 1mA. Du kan fortfarande få anständig ljusstyrka med en 1k eller på annat sätt. Jag mår bra med min ritning strax under 2mA med bakgrundsbelysningen på! Om du vill, är det trivialt att lägga till en ljusstyrka knopp med 10 k potentiometer.
IR-LED kan ta 100mA högsta, men jag har haft goda resultat med 60mA över mine (experiment!). Du kan sedan halvera det strömmen eftersom du kör effektivt vid 50% intermittensfaktor (När lysdioden moduleras). Hur som helst, det är bara på för en bråkdel av en sekund så vi inte behöver bekymra dig om detta.
Andra lysdioder bör du spela om med, du kan finna att endast en 10mA nuvarande är tillräckligt för att ge dig en bra ljusstyrka - ser verkligen för strömsnåla lysdioder (utom IR en), du är inte designa en fackla! Jag har valt att inte lägga till en power-lampan i min krets, helt enkelt eftersom det är en hel del ström drar för inte mycket användning. Använd växeln/på att kontrollera om det är på!
Totalt, du bör inte köra mer än 30mA vid någon tidpunkt och med en teoretisk tillgång på omkring 2500 (vilket möjliggör variation) mAh som bör ge dig drygt 80 timmar rakt med allt på. Med processorn gått på tomgång under större delen av tiden kommer detta minst dubbel/trippel, så du bör inte ändra batterierna ofta.
Slutsats
Där går vi, det var lätt var det! Du kan antingen gå billigt och glada med ett 9V batteri och en LDO regulator på bekostnad av effektivitet eller betala lite mer och använda en dedikerad IC för att göra det. Min budget var fortfarande under 20 även med IC, så du kan släppa den ännu längre om du behöver.