Enemmän sähkötehoa

Kun ohjataan hehkulamppuja, releitä, moottoreita ja muita enemmän sähkötehoa kuluttavia laitteita, ei USB-liittimeltä tai Arduinon stabilisaattorilta saatava teho enää riitä. Yksittäisen lähtöpinnin maksimi kuorma saa olla 40mA ja useamman pinnin yhteiskuorma korkeintaan 400 mA. Näiden ylitys tuhoaa mikrokontrollerin. Näin tapahtuessa on suunnaton etu, että nämä digitaalilaitteet eivät maksa kovinkaan paljon.

Tämä jakso poikkeaa siinä, että tässä ei ole riviäkään ohjelmaa. Käsittelen tässä yhtä mahdollisuutta pienen yksikön rakentamiseksi, millä pääsee jo huomattavasti suuremman laitekokonaisuuden syöttöön. Laite pohjautuu kahteen integroituun stabilisaattoripiiriin 7809 (7808 myös mahdollinen) ja 7805. Kumpikin syöttää stabiloitua plus (+) jännitettä, edellinen 9V ja jälkimmäinen 5V. Arduinoa voi syöttää jännitevälillä 7 .. 12V. Jos ajattelee akkua, on sen jännite noin 12V, mutta ladattaessa jännite nousee oleellisesti. Kun akussa on täysi lataus, nousee jännite noin 14,2V:iin. Nyt kyseessä olevaa virtalähdettä voi syöttää akusta tai jostain, esim. käytöstä jääneestä, jonkin elektroniikkalaitteen laturista, minkä nimellisjännite on noin 12V ja nimellisvirta suurempi kuin 1A. Jos nimellisjännite on suurempi, noin 16 .. 17 V:n luokkaa, syntyy tässä stabilisaattoriyksikössä tarpeettoman suuri lämpöhäviö.

Seuraavassa jännitesovittimen kytkentäkaavio:

Tulopuolen ja lähtöpuolen suodattimet ovat elektrolyyttikondensaattoreita. Niiden osalta on huolehdittava, että napaisuus on oikein. C1 on 470uF (mikrofaradia) ja C2 sekä C3 100uF. Jännitekestoisuus C1 35V ja kahdella muulla 100V. Pääasia näillä arvoilla on ainoastaan se, että jännitekestoisuus on riittävän korkea. Tässä toisena valintaperusteena oli se, että mitä sattui laatikosta löytymään. Piiri on hyvä suojata vahinkojen varalta sulakkeella. Tuo 1A on ihan hyvä, mutta 2A ei myöskään ole liikaa noiden stabilisaattoreiden kannalta. Sen määrää etupäässä se, millainen virran tarve on ulkoiselle kuormalle (+12V OUT). Piirilevynä olen käyttänyt kehitystarpeisiin tarkoitettua levyä (Veroboard), missä on pitkittäisiä kupariliuskoja ja paljon reikiä komponenttien asennukseen. Toimiva kytkentä saadaan aikaan katkaisemalla kupariliuska tarpeellisista kohdista. Katkaisuun sopiva työkalu on 3mm poran terä.

Mekaaninen rakenne on varsin yksinkertainen. Taivutetun alumiinipellin päälle on kiinnitetty liitinrima ja siihen elektroniikkaosa. Integroidut stabilisaattoripiirit on kiinnitetty alumiinisen rungon takaosaan, mikä toimii samalla jäähdytyslevynä. Jäähdytystehoa on lisätty pellistä väännetyllä ”rimastolla”. Kuvassa satbilisaattoreita reunustava valkoinen tahna on hyvin lämpöä johtavaa ja tarkoitettu juuri tehokomponenttien tehokkaampaan jäähdytykseen. Samaa tahnaa olen sivellyt myös rungon ja ”jäähdytysriman” väliin.