Spannungsregler für fischertechnik

Ein Spannungsregler für 2€

Manchmal steht man vor dem Problem innerhalb von fischertechnik Modellen eine andere Spannung als die üblichen 9 Volt zu benötigen.
Anwendungen dafür sind:
LED´s, I2C Komponenten oder Sensoren aus dem Mikrocontrollerumfeld, welche meist mit 5 oder 3,3 Volt arbeiten.
Bei einer einfachen LED reicht noch ein Vorwiderstand. Bei einer Power LED müsste dieser Widerstand schon mehr Leistung verheizen als die LED.

In der Regel greift man dann zu einem integrierten Spannungsregler. Zum Beispiel der 7805 liefert eine feste Spannung von 5 Volt. Braucht noch je 2 Widerstände und Kondensatoren und ggf. ein Kühlblech. Das Ganze gibt es bei Pollin mit eine regelbaren LM317 für 5€ inkl. Platine und Kühlkörper.

Ein großer Nachteil dieser Spannungsregler (genannt Linearregler): sie verheizen die überschüssige Leistung ähnlich einem Widerstand. Insbesondere bei Geräten wo es auf den Stromverbrauch ankommt ist das ein Problem.

Diesen Nachteil vermeiden Step DownWandler. Als Eigenbau sind sie auf Grund der notwendigen Spule etwas komplizierter. Man bekommt sie aber inzwischen so günstig, dass sich das Löten nicht lohnt.

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Der Einsatz eines fertigen Step Down Wandlers

Ich kaufte also bei ebay ein Step Down Wandler Modul mit dem LM2596. Kostet 1,80 € in Hong Kong, inkl. Versand! Keine Ahnung wie sich das rechnet. Versand dauert ca. 3 Wochen. Zoll fällt bei so kleinen Warensendungen nicht an.
Falls man die Kabel nicht verlöten möchte, braucht man noch 4x 2,6mm Buchsen (Märklin). Diese mit Draht oder Stiftbuchsen verlöten und fertig. Zur Stabilisierung habe ich noch eine Form aus Tesa geformt und die Buchsen mit Heißkleber vergossen. Epoxidharz wäre besser, ist aber teurer und arbeitsaufwendiger. Das Modul auf eine Bauplatte geschraubt und fertig. Ein- und Ausgänge und die Polarität sollte man natürlich nicht verwechseln. Die Ausgangsspannung kann man über die Potentiometerschraube einstellen. In dieser Form ist das Modul einsatzbereit, aber kein Kinderspielzeug. Würde man das Modul fest verdrahten und in ein Kleingehäuse packen, wäre es auch gegen Fehlbedienung geschützt. Günstige Kleingehäuse gibt es bei Pollin.
Der maximale Ausgangstrom liegt bei 2A, ein entsprechendes Netzteil vorausgesetzt. Bei einer Eingangsspannung von 9 Volt wäre ein Spannungsbereich von 1,5 bis 7,5 Volt nutzbar. Der LM2596 begrenzt im Kurzschlussfall den maximalen Ausgangsstrom und hat eine Temperaturüberwachung.

Erweiterungsmöglichkeiten

Den Pin 5 des IC könnte man nach außen legen und damit den Regler ein-/auszuschalten.
Das eingebaute Potentiometer könnten durch ein externes ersetzt werden.

Die Daten des Wandlers im Original

LM2596 DC-DC Converter Step down Adjustable Power Supply Module
This is high performance DC to DC Step Down Adjustable Power Supply Module. Based on LM2596 Switching Regulator

Specification:

Input voltage: 3.2-40V (Input voltage must be higher than output voltage 1.5V above)
Output voltage: 1.5-35V (Adjustable)
Output current:Rated current is 2A,maximum 3A(Additional heatsink is required) if the output power greater than 15W, the proposed combined heat sink.
Conversion efficiency: Up to 92% (output voltage higher, the higher the efficiency)

Switching Frequency:150KHz

Rectifier: Non-Synchronous RectificationModule Properties: Non-isolated step-down module (buck)Short circuit protection: current limiting, since the recovery

Operating temperature:Industrial grade (-40 ℃ to +85 ℃ ) (output power 10W or less)

Full load temperature rise: 40

Load regulation: ± 0.5%
Voltage regulation: ± 0.5%
Dynamic response speed: 5% 200uS
Size: about 50 (L) * 23 (W) * 13 (H) mm (with potentiometer)
Output ripple:
Input 12V Output 5V 3A 60mV (MAX)
Input 24V Output 12V 3A 120mV (MAX)

 

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