Module USB 2x 5A avec ampèremètre¶
- Projet
- Auteur
J.Soranzo
- Societe
- Entity
- Sources
- Date de création
10/2022
- Date dernière maj
10/2022
Présentation/objectif¶
On souhaite ici un module avec 2 prise USB capable de délivrer chacune 3A pour éventuellement alimenter 2 Raspberry pi avec un écran qui affiche tension courant pour chaque voie.
Module XL4015 évaluation à 3A¶
La base est le convertisseur DCDC XL4015
TECNOIOT 5pcs 5A XL4015 DC-DC Step Down Adjustable Power Supply Module LED Lithium Charger 4
En testant ce module en charge (avec une charge active) à 5V 3A, on s’aperçoit que ce n’est pas régulateur qui chauffe mais la diode et la self comme le montre les images infra-rouge.
Image IR |
Image réelle |
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Ces images ont été réalisées avec la caméra infra-rouge Hti-Xintai HT18 5 sur l’image réelle la parallaxe des 2 objectifs fait que les température ne sont pas aux bons endroits. C’est l’image IR qui compte
Lorsque le module délivre 5V / 3A la température de la diode se situe aux environs de 120°C. C’est beaucoup
Design du module¶
Compte tenu de l’essai ci-dessus je décide d’incorporer un ventilateur de 40mm au module.
Je décide également de mettre 2 voies 5V/3A donc d’utiliser 2 convertisseurs.
De plus étant donné que cela doit pouvoir servir à alimenter un raspberry pi, il serait bien de disposer d’une lecture du courant. Je n’est rien trouvé de suffisamment petit.
J’envisage de réaliser le double ampèremètre grâce à:
2 modules INA219
1 ARDUINO NANO
Toutefois à 3A la chute de tension provoqué par le module INA219 et son shunt de 0.1 ohm risque d’être non négligeable : 0.3V. Il est possible de compenser cela en dessoudant le potar de feedback et en le plaçant après le shunt.
Warning
Nouveau pb :
alimentation ventilo: en 24V, il fait énormément de bruit, je ne suis pas certain que ce soit un ventilo 24V.
Il tourne bien en 5V mais le débit d’air semble un peu faible. 8, 9V semble un bon compromis. Sauf que je n’ai pas d’alim à cette valeur dans le module.
Conso ventilo : 24mA en 12V ventilo 1 (avec étiquette 24V), 49mA en 12V ventilo 2 origine ?
Solutions:
un autre DC/DC XL4015 : pas la place et un peu riche pour un ventilo
- du PWM depuis l’ARDUINOmaîtrise de la vitesse et possibilité de régul en fonction de T°c
Echec: le ventilateur siffle (même à 32kHz en PWM) et la plage de réglage et très courte
Mettre un simple régulateur : Lm1084 ou 7805
7805 pour alimenter l’arduino.
Conso : environ 50mA (mesuré à 25) soit à dissiper 24-5 = 19V P=UxI = 19x0.05 = 0.95W
En parcourant la datasheet du 7805, je suis tombé sur cette figure:
Il est donc possible à partir du 7805 de faire du 9V qui pourrait servir à alimenter le ventilo ET l’ARDUINO sur son Vin.
Prise USB utilisées¶
Les adresses sur le bus I2C¶
I2C scan : 0x3C, 0x40 et 0x41 (écran, INA1, INA2)
Schémas électroniques¶
De la carte (sans les LM35)¶
Les LM35 ont été ajoutés après coup en fil volant.
Pseudo PCB KiCAD
Pseudo pcb car réalisé sur de la plaque à trous à pastille carrées Veroboard.
Schéma de câblage¶
Mesure de température (LM35)¶
Ajout de dernière minute.
Comment : l’arduino à des entrée analogique dispo.
Qu’est ce que j’ai ?
LM35
datasheet
J’ai câblé 2 de ces capteur sur les entrées analogique A0 et A1
Câblage LM35 sous l’ARDUINO |
Câblage LM35 collés au dissipateurs |
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Les 2 capteurs sont collés aux dissipateurs grâce à de la colle thermique (pas de la pate mais bien de la colle ! ).
Quelques photos de la réalisation¶
Maquette |
XL4015 en charge |
INA219 + trimer |
Carte en cours |
Carte verso |
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Maquette |
XL4015 en charge |
INA219 + trimer |
Carte en cours |
Carte verso |
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Une jolie face avant (pour combler le vide)¶
Découpé avec notre antique craftrobot…
Compatible du logiciel Silhouette Studio (je conseille la v3.6.057, pour les repère de coupe old style)
Rendus FreeCad¶
L’intérieur du module très chargé et encore, il n’y a pas les fils de cablage…
La même avec en plus la base, les switch et les prise USB:
Et avec
Arduino code¶
Vous le trouverez sur le github du projet module usb2x3a 7
Nomenclature¶
Désignation |
Fab |
Ref fab ou boutique |
Qté |
Pu |
Pt |
|---|---|---|---|---|---|
Insert Fileteté M3 |
RUTHEX |
sans |
10 |
0,10 € |
1,00 € |
Switch |
AMAZON |
Mikrotech KCD1-11 |
2 |
0,43 € |
0,86 € |
VIS THC M3x6 |
BRICOVIS |
TC HC M3x6ANEF |
8 |
0,06 € |
0,48 € |
VIS STHC M3x10 |
BRICOVIS |
STHC Pointeau M3X10ANEF |
2 |
0,08 € |
0,17 € |
XT60 MALE |
AMAZON |
1 |
0,60 € |
0,60 € |
|
XT60 FEM |
AMAZON |
1 |
0,60 € |
0,60 € |
|
CONV DCDC USB5V 3A |
AMAZON |
TECNOIOT XL4015 |
2 |
3,25 € |
6,49 € |
OLED 128X32 |
AMAZON |
Frienda |
1 |
3,22 € |
3,22 € |
ARDUINO NANO |
Aliexpress |
1 |
3,49 € |
3,49 € |
|
LM7805 |
AMAZON |
1 |
0,40 € |
0,40 € |
|
Prise USB |
AMAZON |
2 |
0,78 € |
1,56 € |
|
INA219 |
Aliexpress |
2 |
2,75 € |
5,50 € |
|
LM35 |
AMAZON |
ZHITING |
2 |
1,60 € |
3,20 € |
Potar 10k |
Aliexpress |
PT15-10k |
1 |
0,64 € |
0,64 € |
Condensateur 100nF |
AMAZON |
2 |
0,01 € |
0,02 € |
|
Plaque à trou2,54 |
Radiospares |
44x59mm 0,000942€mm2 |
1 |
2,45 € |
2,45 € |
Ventilateur 4cm |
1 |
7,00 € |
7,00 € |
||
Tige Laiton diam 2mm |
AMAZON |
2*68,62mm |
2 |
0,192 |
0,38 € |
TOTAL |
38,06 € |
Prendre les ARDUINO NANO sur Aliexpress, il sont nettement moins cher !
Carte de prototypage à souder à pastilles carrées simple face au pas de 2.54 chez Radiospares code 457-0761 8 200x100 : 18.84€ 20.000mm2 soit 0.000942€/mm2
Le pastillage carré permet de tracer des pistes en reliant par des ponts de soudure les pastilles 2 à 2 puis 4 à 4 puis 8 à 8…
Weblinks¶
- 1
http://www.vorobotics.com/wiki/index.php?title=Mon_Petit_Lab
- 2(1,2)
- 3
- 4
https://www.amazon.fr/gp/product/B07XXFZFQJ/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s00?ie=UTF8&psc=1
- 5
https://www.amazon.fr/gp/product/B07BDJZ845/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o06_s00?ie=UTF8&psc=1
- 6
https://www.amazon.fr/gp/product/B08CDN5PSJ/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o01_s00?ie=UTF8&psc=1
- 7
https://github.com/MajorLee95/tinyelab/blob/main/_02-realisation/_01-software/usb3a/usb3a.ino
- 8