Источники питания: батареи, блоки питания и стабилизация
Любой собранный вами электронный узел нужно снабжать энергией с правильным напряжением и с достаточным запасом тока. Мигающему светодиоду, вращающемуся мотору и «мозгу» на базе Arduino нужна энергия — но подавать её нужно по-разному. В этом уроке мы познакомимся с двумя большими семействами источников энергии: батареями (энергия, которую вы носите с собой) и сетевыми блоками питания (энергия из розетки). Затем мы научимся превращать «грязное», плавающее напряжение в чистое и стабильное с помощью стабилизаторов и, наконец, научимся выбирать подходящий источник для любого проекта.
Главная мысль: Источник питания оценивают по трём числам — его напряжению (давление, в вольтах, В), току, который он способен отдать (доступный поток, в амперах, А), и ёмкости, то есть запасу энергии (насколько его хватает, обычно в мА·ч). Совместите напряжение, убедитесь, что доступно достаточно тока, и подберите ёмкость, которой хватит на нужное время. Сделайте эти три вещи правильно — и почти любой проект будет работать без проблем.
Чему вы научитесь
- Основные химические типы батарей — их номинальное напряжение, можно ли их перезаряжать и где применяется каждый.
- Что на самом деле означает ёмкость в мА·ч и как рассчитать, на сколько хватит батареи.
- Как соединять элементы последовательно (напряжения складываются) и параллельно (складывается ёмкость).
- Почему напряжение батареи проседает под нагрузкой — понятие внутреннего сопротивления.
- Как сетевой адаптер превращает опасный переменный ток из сети в безопасный, ровный постоянный ток за четыре этапа.
- Как читать надпись на адаптере и подбирать блок питания под проект (правило «ток вытягивается, а не вталкивается»).
- Как USB стал универсальным стандартом на 5 В.
- Как стабилизаторы (линейный 7805, LDO и импульсные понижающий/повышающий) создают чистое, фиксированное напряжение.
- Зачем схемам нужна общая земля и как выбрать источник для реального проекта.