Die kostengünstigste Möglichkeit, einen Mikrocontroller an 120 V anzuschließen (ohne Steckdose oder Batterien)

Ich muss in der Lage sein, einen Atmega168 mit Strom zu versorgen, indem ich ihn an eine Wand anschließe. Die Schaltung ist ein wenig komplexer, aber nicht zu viel. Der Atmega168 benötigt zwischen 1,8V und 5V bei 200mA. Die ideale Lösung muss vollständig auf der Leiterplatte enthalten sein. Keine Wandwarzen oder Batterien.

Was ist eine gute Strategie oder ein Satz von Komponenten, mit denen dies sicher und kostengünstig durchgeführt werden kann? Ich bin neu auf dem Gebiet, habe aber schon einiges über Schaltnetzteile gehört. Auch die Effizienz ist nicht sehr wichtig, solange es sich nicht heiß anfühlt.

Muss es mit irgendetwas verbunden sein? Weil es Möglichkeiten gibt, eine Offline-Stromversorgung herzustellen, aber sie bewirken, dass der gesamte Mikroprozessor auf Leitungspotential liegt, so dass Sie ihn effektiv nicht berühren können und sollten, wenn er angeschlossen ist.
es muss eine Schnittstelle mit anderen Komponenten haben
Sie stecken mit einem Transformator oder einer Wandwarze fest. Zeitraum.
@Fake - ja, ich bin zu dem gleichen Schluss gekommen, als ich das Wort "sicher" gelesen habe.
Ich öffnete ein Netzteil, das aussah, als wäre es ein Brückengleichrichter, der in einen ~ 2-W-Widerstand ging. Irgendwelche Vorschläge, wie so etwas funktioniert? Ist das ein Offline-Netzteil?
@AlexisK - Kein Transformator? Sie können eine Netzstromversorgung ohne Transformator herstellen, aber dann ist sie nicht berührungssicher. Das Berühren eines Teils kann tödlich sein.
Ja, es scheint keinen Transformator in der Schaltung zu geben, die ich mir ansehe.
@AlexisK - Wahrscheinlich ein Netzteil wie das in Abbildung 5 dieses Dokuments . Denken Sie daran, dass Sie es nur in einem vollständig geschlossenen Gehäuse verwenden können. Keine Kabel nach außen oder andere Teile, die Sie berühren können.
Brauchst du wirklich 200 mA? Der Mikroprozessor selbst wird viel weniger verbrauchen.
@stevenvh danke. Ich werde mehr darüber lesen. Ist das "hochwertige Bit", dass der Boden und die Decke des Netzteils deutlich angehoben werden, der Unterschied zwischen Boden und Decke jedoch immer noch 5 V beträgt?
@markrages Wenn es weniger ist, wie würde das eine vorgeschlagene Lösung ändern?
Wenn der Strom beispielsweise nur wenige mA beträgt, können Sie möglicherweise eine Solarzelle zur Stromversorgung verwenden.
@AlexisK - Ich verstehe deine letzte Frage nicht. Bitte umformulieren. Verwenden Sie Ihre eigenen Worte, ich bin mir nicht sicher, ob "hochwertiges Bit" hier etwas bedeutet.
ups sorry. Was passiert auf hoher Ebene mit der resistiven Stromversorgung? Versetzt es den elektrischen Boden sehr?
@AlexisK - Sie versetzen den Boden nicht. Masse ist die Referenz, auf die sich alles andere bezieht. Das ist Ihre 0V, das Einzige, dessen Sie sich sicher sind.
Gibt es einen Grund (außer dem Preis), warum Sie kein handelsübliches Netzteilmodul für die Leiterplattenmontage verwenden möchten? Ich habe einige für weniger als 10 Dollar gesehen.
@Jeanne - Wenn Sie einen Link dazu haben, könnte dies eine Antwort sein.

Antworten (4)

Ich weiß nicht, ob diese preiswert genug sind, aber der einfachste - und sicherste - Weg wäre die Verwendung eines handelsüblichen Netzteilmoduls für die Leiterplattenmontage wie dieses:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein RECOM Power RAC01-05SC ( Mouser )

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein MYRRA 47122 ( Newark )

Oder bauen Sie eine Wandwarze in Ihr Gerät ein. Ich habe kommerzielle Geräte gekauft, bei denen eine Wandwarze intern mit Kabelbindern befestigt war, wobei Drähte an die Zinken der Wandwarze gelötet waren.

@Jeanne: Kannst du sagen, um welche Art von Ausrüstung es sich handelte? Ein Kunde schlug mir vor, dies zu tun (eine Wandwarze in das Gehäuse zu stecken und das Wechselstromkabel nach außen zu verlegen), aber ich fand, dass es unprofessionell aussah, also verwendete ich stattdessen ein OEM-PC-Platinen-Schaltnetzteil. Aufgrund von Kosten- und Platzproblemen, die Kopfschmerzen bei der Montage verursachen, überdenke ich ihre Idee jedoch noch einmal.
Es war ein Reflow-Ofen, der aus einem kommerziellen Kochofen umgebaut worden zu sein schien. Die Wandwarze sollte die zusätzliche Temperaturerfassungs- und Steuerschaltung mit Strom versorgen, die in einem separaten Gehäuse (nicht in der Nähe des heißen Ofens) montiert waren.
@JeannePindar zunächst danke für die Antwort. Ich schätze es sehr! Kann ich ein abgeschnittenes Verlängerungskabel an den Eingang eines dieser Geräte anschließen, um saubere 5 V herauszuholen? Außerdem sind sie etwas teuer, könnten aber billiger sein, wenn alles gesagt und getan ist, wenn man ein paar kleinere Komponenten bekommt. Machen sie irgendeine billigere Art dieser Geräte?
Diese sind für die Leiterplattenmontage gedacht, daher sind die Stifte wirklich zu klein, um das Kabel direkt daran zu löten. Der Ausgang dieser sollte sauber genug sein, solange Sie keine empfindlichen analogen Schaltkreise mit Strom versorgen, aber Sie sollten trotzdem Bypass-Kappen auf Ihrem Board haben. Das sind zwei der billigeren, die von zwei der großen Teilehändler angeboten werden. Ich stelle relativ teure Semi-Custom-Ausrüstung her, also achte ich ehrlich gesagt nicht sehr auf den Preis.
@AlexisK - Was meinst du mit "abgeschnittenes Verlängerungskabel"? Wenn es das bedeutet, was ich denke: nicht! Löten Sie niemals Ihr Netzkabel. Setzen Sie das Modul schön auf Ihre Platine, dafür ist es gedacht, und verwenden Sie eine Schraubklemme , um das Netzkabel anzuschließen. Tun Sie dies immer!
ja dank. Ich werde. Ich hätte klarer sein sollen. Ich habe nur konzeptionell gesucht, ob es ok ist. Ich werde dafür sorgen, dass ich ein Terminal verwende.

Wenn es sicher sein muss, kommt man um einen Trafo zur Netztrennung nicht herum und landet vermutlich beim klassischen linearen Netzteil:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Hier können Sie sicher einiges ändern. Sie sagen, der AVR kann mit 1,8 V arbeiten. Wie sieht es mit dem Rest der Schaltung aus? Wenn auch dort 1,8 V ausreichen, können Sie einen Transformator mit niedrigerer Spannung verwenden. (Stellen Sie sicher, dass die gesamte Schaltung mit 1,8 V arbeiten kann. Sie können beispielsweise keine LEDs verwenden.) Digikey listet 3,15 V / 600 mA auf, aber dies ist keine Leiterplattenmontage, sonst wäre es ideal. 3,15 V Wechselstrom in Kombination mit Schottky-Dioden zur Gleichrichtung geben Ihnen mehr als 3,5 V Eingang für Ihren Regler, der fast jeder LDO sein kann, der 200 mA liefern kann. (Wenn Sie eine höhere Transformatorspannung verwenden, müssen Sie einen anderen LDO verwenden, da dieser für maximal 6 V ausgelegt ist.)

Dies ist die Standardeinstellung für ein lineares Netzteil. Es mag ein bisschen kompliziert aussehen, aber einfacher geht es nicht. Die Wandwarze ist eine nette Alternative, warum bist du dagegen?

Danke für die Antwort. Ist ein Schaltnetzteil etwas, das es wert ist, dafür untersucht zu werden? Wie tricky/verfügbar sind die Bauteile, um eine Wallwarze auf der Platine nachzubauen? Ich habe ein wenig Probleme, den Bereich zu finden, in dem ich nach den platinenmontierbaren Transformatoren auf digikey suchen kann. Hast du einen Link zum richtigen Bereich?
@AlexisK - Ich konnte nicht sofort den richtigen Transformator finden. Ich schaue heute später nochmal nach. Für die von mir vorgeschlagene Niederspannungslösung würde Ihnen ein Umschalter keinen wirklichen Vorteil bringen. Selbst bei 5 V benötigen Sie nur 1 W, daher lohnt es sich wahrscheinlich nicht.
Danke. Sobald ich ein wenig mehr Informationen über den Transformator habe, werde ich es überprüfen.
Ich dachte, dieser 3V-Trafo wäre schön, bis ich den Strom sah: 50A :(
@FedericoRusso und der Preis bei 57,00 $. Kennen Sie eine günstigere Alternative?
@AlexisK: Oh, das habe ich gar nicht gesehen. Ich wandte mich davon ab, als ich die Strömung sah. Immer noch happig für einen 150VA Trafo, finde ich.

Eine elegante Lösung kann sein, eine USB-Wandwarze wie diese zu verwenden:

Sehr schöner Formfaktor Für diejenigen, die den britischen Stecker nicht mögen

und versorgen Sie Ihre Schaltung über den USB (wie der Teensy). Schließen Sie dann alles in derselben Box ein und lassen Sie den Stecker heraus.

HAFTUNGSAUSSCHLUSS: Ich weiß, dass dies eine Standardlösung ist, aber ich mag sie aus zwei Gründen:

  1. Sicherheit: Es wird (hoffentlich) zertifiziert, sodass Sie sich nur mit 5 V befassen müssen und das Problem dem Hersteller überlassen.

  2. Preis: Diese Stecker sind an Orten wie Dealextreme für bis zu 1 $ zu finden, und meiner funktioniert bis jetzt gut. Wenn Sie Ihre eigenen machen, werden nur die Komponenten teurer und Ihre Zeit auch.

Wie ist das eleganter als eine normale Wandwarze? Zumindest werden die Leute nicht denken, dass das USB-Gerät nicht funktioniert oder irgendetwas tut.
@kenny naja, um die sicherheit musst du dir keine sorgen machen, und es wird sowieso eine kleine box sein
Skaleneffekte sind eine unglaubliche Sache. Es ist einfach erstaunlich, dass ein fertiges, geschlossenes, versendetes Produkt mit dem Overhead einer USB-Buchse weniger teuer ist als die Implementierung eines Netzteils.
Apple berechnet Ihnen dafür einen Arm und ein Bein.
@stevenvh: China nicht :) Ich habe meine für 1 Euro gekauft
Die von Apple sind viel besser als die für 2 Dollar. Schauen Sie sich die verschiedenen Teardowns auf Youtube an. Die billigen sind beängstigend.
@all Weiß jemand, ob es eine Implementierung des oben Genannten gibt, die auf einer Leiterplatte montiert werden kann? Oder gibt es so etwas wie das obige, das blanke Kabel anstelle eines Steckers hat? Ich bin nicht total dagegen, einfach das USB-Netzteil in mein Gehäuse zu stecken. Es scheint seltsam, aber ich denke, ich könnte überzeugt werden.

Ein netzspannungssicheres Schaltnetzteil ist eine recht komplexe Konstruktion. Sehen Sie sich als Beispiel diesen Teardown eines iPhone-Ladegeräts an. In diesem Artikel erwähnt der Autor ein Samsung-Cube-Ladegerät mit Schaltmodus für etwa 6 US-Dollar. Dieses Ladegerät könnte eine gute Option sein (möglicherweise aus dem Gehäuse entfernt und auf Ihrer Leiterplatte montiert).

Die kostengünstigste Möglichkeit, einen Mikrocontroller an 120 V anzuschließen (ohne Steckdose oder Batterien)
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