Получение 9В и 400-500мА от блока питания 24В

Недавно я купил этот блок питания для питания микрошагового контроллера шагового двигателя (для которого требуется входное напряжение 24 В).

Мой проект требует возможности динамически включать и выключать Arduino (который является сердцем встроенной системы, над которой я работаю), используя только код. У меня сейчас буквально все работает. Проблема в том, что питание Arduino поступает от источника питания 9 В [через реле, которым я управляю с помощью своего кода], а драйвер микрошага поступает от источника питания 24 В.

Я хочу запитать ОБА микрошаговый драйвер и Arduino с помощью источника питания 24 В.

Блок питания имеет два контакта V+ и два контакта V-, поэтому я планирую просто подключить одну пару непосредственно к драйверу микрошага. Цель состоит в том, чтобы другая пара входила в Arduino. Тем не менее, для тех, кто раньше использовал Arduino, совершенно очевидно, что 24 В — НЕхорошее входное напряжение.

Итак, я пытаюсь разработать схему, которая понизит 24 В до идеального 9 В и около 400-500 мА. На данный момент у меня есть доступ только к резисторам для помощи. Если есть веская причина НЕ использовать только резисторы, дайте мне знать! (я не ЕЕ).

Имеющиеся у меня резисторы 10, 22, 47, 100, 220, 470, 1к, 2,2к, ....., до 1М. (Ом)

Технически я уже спроектировал нужную мне схему, но, взглянув на нее полсекунды, вы поймете, что это не то, что вы бы назвали.....хорошо:

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Это в основном три последовательных резистора на 20 Ом, и я беру напряжение на последнем резисторе «20 Ом». Но, поскольку резистор на 20 Ом практически взорвется при воздействии на него такого уровня тока, мне пришлось разделить каждые 20 Ом на пять резисторов по 100 Ом.

Проблемы с моей схемой, о которых я знаю:

  • Требуется ПЯТНАДЦАТЬ резисторов. Фу.

  • Резисторы ВСЕ ЕЩЕ сильно греются. Но вроде стабильно. Но это недостаточно хорошо, на мой вкус.

  • Я получаю 8 В вместо 9 В, я бы предпочел 9.

Я понятия не имею, является ли захват напряжения и тока с последнего набора резисторов лучшим способом сделать это. У меня действительно очень элементарное понимание схемотехники, хотя я пытаюсь улучшить его.

Итак, наконец пришло время для моего вопроса:

Может ли кто-нибудь показать мне улучшенную конструкцию с использованием только резисторов для понижения напряжения с 24 В до 8-9 В, а также для ограничения тока до 400-500 мА? Опять же, я намерен напрямую взять выход этой схемы и подать питание на Arduino.

Вы не хотите делать это только с помощью резисторов.
Можете ли вы уточнить? Это просто неэффективно?
Это также не сработает. Напряжение будет варьироваться в зависимости от того, насколько велика нагрузка.
При использовании резисторов для снижения напряжения результирующее напряжение будет зависеть от потребляемого тока. Ток, потребляемый Arduino, вероятно, будет варьироваться в зависимости от того, что он делает — неизвестно, будет ли он изменяться достаточно, чтобы вызвать чрезмерное изменение напряжения …
Каковы мои альтернативы? Предпочтительно, каковы мои дешевые альтернативы?
Дешево, как в краткосрочной перспективе возврата инвестиций или в долгосрочной перспективе?
Лучшим решением является использование импульсного стабилизатора напряжения (также известного как преобразователь постоянного тока).

Ответы (1)

На данный момент у меня есть доступ только к резисторам для помощи. Если есть веская причина НЕ использовать только резисторы, дайте мне знать! (я не ЕЕ).

Сильная причина. Потери энергии, пожароопасность и напряжение зависят от нагрузки. Вы тратите (24 В - 9 В) * 0,5 А = 7,5 Вт энергии на тепло в этих резисторах! Ужасный.

Небольшой модуль импульсного регулятора будет работать хорошо. Черт возьми, обычное автомобильное USB-зарядное устройство с несколькими заменами резисторов и, возможно, новым входным конденсатором (более 24 В) сделает то, что вы хотите. Большинство зарядных устройств за 5/10 долларов в местном магазине на углу используют микросхему регулятора MC34063. Принимает входное напряжение до 40 В, регулируемый выход с парой резисторов и может выдавать 650 ~ 750 мА без каких-либо других изменений.

введите описание изображения здесь

Еще лучше, ИСПОЛЬЗУЙТЕ 5В, А НЕ 9В! Подача на Arduino 9 В заставит его пройти через регулятор на плате, потратив еще 4 В * 0,5 А = 2 Вт энергии на тепло. Вместо этого используйте 5 В от зарядного устройства USB к разъему USB Arduino (вам потребуется сделать кабель USB). Вероятно, нужно только заменить входной конденсатор в этот момент.

@ user2057387 обновлено.
Реле, которое я использую, требует минимум 6,75 В для переключения, номинальное напряжение составляет 9 В. Так что мне нужно 9V для этого. Тем не менее, я определенно мог бы использовать автомобильное зарядное устройство в качестве источника питания Arduino, когда реле переключается.
Безопасно ли/рекомендуется ли использовать зарядное устройство USB и подключать Arduino к ПК через второй порт USB? Совместимы ли два источника 5 В?
@101 обычно вы не хотите напрямую соединять два разных источника напряжения. Этого бы не понравилось даже Uno R3 со всей его защитой. Помимо создания специального USB-кабеля, который отключает/разрезает соединение USBVCC, вы можете использовать регулятор выше и изменить его на 7 В. Введите 7 В на контакт VIN (или 7,3 В на разъем питания) и позвольте схеме операционного усилителя / полевого транзистора заблокировать питание USB. Это означает, что вы тратите всего 2 В * 0,5 А = 1 Вт мощности, но это лучше, чем мертвая плата.