電子プロジェクトを開発する場合、電源はプロジェクト全体の最も重要な部分の1つであり、常に複数の出力電圧電源が必要です。これは、センサーが異なれば、効率的に動作するために異なる入力電圧と電流が必要になるためです。このシナリオでは、複数の電圧を出力できる電源が非常に重要になります。エンジニアがRPS（安定化電源）やACアダプターなどの外部電源に使用できるオプションがありますが、複数の電源が必要になり、システム全体がかさばります。
そこで本日は多目的電源を設計します。電源は、3.3V、5V、12Vなどの複数の電圧範囲を出力するArduinoUNO電源シールドになります。シールドは典型的なArduinoUNOシールドであり、Arduino UNOのすべてのピンは、3.3V、5V、12V、およびGND用の追加のピンと一緒に使用できます。ここで、PCBはEasyEDA PCB Designerで設計され、PCBGoGoによって製造されています。
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必要なコンポーネント
- LM317 –1ユニット
- LM7805 –1ユニット
- LED（任意の色）–1ユニット
- 12V DCバレルジャック–ユニット
- 220Ω抵抗–1ユニット
- 560Ω抵抗–2ユニット
- 1uFコンデンサ–2ユニット
- 0.1uFコンデンサ–1ユニット
- バーグピン（20 mm）–52ユニット
回路図
Arduino Power Supply Shieldの回路図と回路図は非常にシンプルで、コンポーネントの配置があまり含まれていません。ArduinoUNOシールド全体のメイン電圧入力に12VDCバレルジャックを使用します。LM7805は、5V出力、3.3V出力に12Vに変換します同様にLM317に12Vに変換します。LM317は人気があります電圧レギュレータICは可変電圧レギュレータ回路を構築するために使用できます。
12Vを3.3Vに変換するために、分圧回路として330Ωと560Ωを使用しています。LM7805の出力とグランドの間に出力コンデンサを配置することが重要です。同様にLM317とグラウンドの間。すべてのグランドは共通である必要があり、必要なトラック幅は回路を流れる電流に応じて選択する必要があることに注意してください。
Arduino電源シールド用のPCBの製造
回路の準備ができたら、PCB設計ソフトウェアを使用してPCBの設計に取り掛かります。前述のように、EasyEDA PCB Designerを使用しているため、回路図をPCBボードに変換する必要があります。回路図をボードに変換するときは、設計に応じた場所にコンポーネントを配置する必要もあります。上記の回路図をボードに変換した後、私のPCBは以下のようになりました。
このリンクからガーバーファイルをダウンロードしてPCBGOGOの製造元にオンラインで送信するか、カスタム設計とアプリケーションに応じてボードのレイアウトを変更できます。
PCBGoGoからPCBを注文する
完全な設計の準備ができたら、それらを製造する時が来ました。PCBを完成させるのは非常に簡単で、以下の手順に従ってください。
ステップ1： www.pcbgogo.comにアクセスし、初めての場合はサインアップします。次に、[PCBプロトタイプ]タブで、PCBの寸法、層の数、および必要なPCBの数を入力します。PCBが80cm×80cmであると仮定すると、以下に示すように寸法を設定できます。
ステップ2： [ 今すぐ見積もり ]ボタンをクリックして 続行し ます。使用するトラック間隔など、必要に応じていくつかの追加パラメータを設定するページが表示されます。ただし、ほとんどの場合、デフォルト値で問題なく機能します。ここで考慮しなければならないのは、価格と時間だけです。ご覧のとおり、ビルド時間はわずか2〜3日で、PSBの費用はわずか5ドルです。その後、要件に基づいて希望の配送方法を選択できます。
ステップ3： 最後のステップは、ガーバーファイルをアップロードして支払いを続行することです。プロセスがスムーズであることを確認するために、 PCBGOGO は、支払いを続行する前に、ガーバーファイルが有効かどうかを確認します。このようにして、PCBが製造に適していて、コミットされたとおりに到達することを確認できます。
PCBの組み立て
ボードが注文された後、数日後に私に届きましたが、きちんとラベルが付けられた十分に梱包された箱に入った宅配便で、いつものようにPCBの品質は素晴らしかったです。
はんだ付けキットを入手して、すべてのコンポーネントをPCBボードの右側のパッドに配置し始めます。このプロジェクトでは部品が少ないため、はんだ付けは簡単に完了できます。
はんだ付けが完了すると、ボードは次のようになります。
このパワーシールドで使用されるバーグピンは、オスからオスへの20mmコネクタです。可用性に応じて、オスからメスのバーグピンを使用できます。20mmのブルグピンはArduinoシールドに適しており、ArduinoUNOによく適合します。
電源Arduinoシールドのテスト
Arduinoシールドをテストするのは本当に簡単です。シールドをArduinoUNOに配置し、入力バレルジャックから12V電源を供給するだけです。シールドは34Vに最大までの入力電圧を取ることができる構成要素を損傷することなく。
デジタルマルチメータを使用して、3.3V、5V、12Vなどのすべての出力電圧を確認できます。コンポーネントの設計とはんだ付けを含め、すべてがうまくいけば、出力ピンの正確な出力電圧を書き留めることができます。
シールド用のPCBを設計および注文する方法の詳細なビデオを以下に示します。
これで、ArduinoUno電源シールドの作成に関する完全なチュートリアルは終了です。問題が発生した場合は、以下にコメントするか、フォーラムにアクセスしてサポートを受けてください。