Uso de un regulador de voltaje de 5v: ¿se necesitan condensadores? Mejores opciones?

Soy muy nuevo en electrónica. Estoy aprendiendo sobre la marcha, y aún no he encontrado las respuestas que necesito; Cuando se trata de programación, no temo a los errores, ya que ocurren constantemente. Sin embargo, con la electrónica, ¡no quiero tener que comprar piezas nuevamente porque las frí!

Estoy tratando de construir algo que tenga tres componentes diferentes: una pantalla LCD de 12 voltios y 4.3 pulgadas, una Raspberry Pi de 5 voltios y un dispositivo personalizado de 12 voltios. He tenido la idea de que puedo dividir la energía que necesito de tres formas desde una fuente de alimentación de 12 voltios: una directamente a la pantalla LCD, otra directamente al dispositivo personalizado y otra a un regulador de 5 voltios , luego empalmando un cable USB para enchufar a la Pi. Mientras investigaba, noté que la gente dice que los condensadores en el circuito antes y después del regulador son obligatorios para evitar que la corriente oscile.

Pregunta 1: ¿Es una buena idea esta división tripartita con el regulador o me falta algo? Entiendo que existe la posibilidad de necesitar un disipador de calor en el regulador. Eso no es un problema para mí si es necesario.

Pregunta 2: ¿Mi circuito requiere dichos condensadores? Si es así, ¿qué tipo / calidad sería la mejor? Sé poco sobre condensadores hasta ahora. Además, me encontré con este componente mientras leía otra pregunta / respuesta aquí; tal vez esto sería mejor que un regulador regular?

Pregunta 3: Alguien que no es extremadamente competente en electrónica, pero definitivamente mejor que yo, dijo que podría ser más fácil usar uno de esos dispositivos de cargador USB para automóvil de 12 voltios en lugar de un regulador, lo cual tiene sentido: el USB es un 5- Volt mundo por naturaleza, y no tengo que preocuparme por unir un cable USB para el Pi; conectar el adaptador para automóvil sería fácil. Y tengo mucho espacio para permitir un adaptador para automóvil; el cuadro en el que estoy poniendo todo esto estará relativamente vacío por lo grande que sea. ¿Es esta una buena idea? ¿Quizás mejor / más fácil / más seguro para el Pi que usar cualquiera de los reguladores y condensadores enlazados anteriormente a un cable USB?

En cuanto al amperaje, todavía estoy investigando cuánto dibujará el dispositivo personalizado y la pantalla LCD necesitará asegurarme de que haya suficiente corriente. Eso no va a ser un gran problema, a menos que haya algo que estoy pasando por alto sobre un regulador que requiere una cantidad sustancial de amperaje más de lo que da ... pero no creo que sea un problema. Estoy planeando obtener una PSU con una buena cantidad de amperaje más de lo que mi configuración requiere teóricamente, por si acaso.

1: Sí, puedes hacer eso. Esencialmente, así es como funcionan las fuentes de alimentación. Pueden manejar múltiples redes paralelas dentro de su capacidad actual. En cuanto al disipador de calor, eso depende del regulador, el consumo de corriente, la temperatura ambiente, qué tan eficiente es, etc. No es un simple sí o no.

2: Los condensadores también dependen del regulador. Algunos los requieren todo el tiempo, algunos solo los requieren dependiendo de las condiciones de entrada o salida, algunos nunca los requieren. El NTE1960 al que se vinculó no tiene una hoja de datos extensa, pero es bastante similar al LM7805. Los condensadores son bastante necesarios para un uso estable. Pero estos son reguladores lineales. No son eficientes y convierten la energía desperdiciada en calor. Pasando de 12v a 5v, digamos 700mA, que es el extremo superior para el RPI, eso significa que 12 - 5 = 7v * 700mA = 4.9 vatios de energía se convierten en calor. Se requeriría un disipador térmico.

Un regulador de conmutación es más eficiente, tanto en términos de energía como de calor. El componente OKI-78SR que eligió es un regulador de conmutación. Muestra que no necesitaría un disipador de calor en la misma situación (aunque no en el compartimento del motor, esa es una historia diferente). También es un módulo completo, que incluye los condensadores y las resistencias que necesita. Sería mejor.

3: Un regulador USB para automóvil funcionaría bien para su estuche, siempre que el consumo sea inferior al máximo. Algunos son de 500 mA, algunos son de 1 A o mejores o intermedios, pero algunos no pueden suministrar la cantidad de corriente que dice que debería, por lo que deberá realizar una prueba. El Modelo B tiene un límite / consumo de 700 mA, el Modelo A es de 500 mA. La mayoría de estos reguladores USB están cambiando los suministros, y para sus propósitos, un adaptador USB para automóvil sería exactamente como el OKI-78SR . A 4 dólares para el OKI-78SR (más gastos de envío) en comparación con unos pocos dólares para un adaptador USB para automóvil, en realidad solo depende de qué puede ser más fácil. Incluso al por menor, puede obtener un automóvil decente en cualquier tienda de conveniencia o auto por 10 dólares.

Incluso podría destripar el adaptador USB del automóvil para la placa interna. Esas cosas son tan pequeñas ahora que son más pequeñas que el encendedor de un automóvil, con el estuche y el tamaño de una tarjeta SD sin el estuche.

1) Lo que planea hacer es sonido, y se usa comúnmente en muchos proyectos con múltiples dispositivos que necesitan diferentes voltajes. Dependiendo de la potencia, puede o no necesitar un disipador de calor. Un regulador de voltaje lineal (por ejemplo, serie 78xx) disipará el voltaje de entrada - voltaje de salida × corriente consumida. Si su carga consume 1Amp a 5V, potencia disipada = (12-5) × 1 = 7W. Aquí se está desperdiciando 7W como calor y necesitará un disipador térmico.

2) Los condensadores reducirán la ondulación en el voltaje, a menos que esté seguro de que su entrada es realmente buena, es recomendable tener estos condensadores. Los condensadores de cerámica deberían funcionar bien.

El componente que encontró se llama fuente de alimentación conmutada (SMPS). Calculamos pérdidas de 7W con un regulador lineal. ¡Está perdiendo el 58% de su potencia de entrada como calor! Las SMPS tienen una eficiencia mucho mayor. Por lo general, también cuestan más. Teniendo en cuenta que está ejecutando un RPi que puede extraer aproximadamente 1 A dependiendo de los periféricos, es mejor que tenga un SMPS.

3) Verifique la clasificación de potencia del suministro USB del automóvil para asegurarse de que pueda suministrar la potencia requerida.