¿Cómo usar un transformador para alimentar un chip de 5V (un Atmega328)?

(Tenga en cuenta que las fuentes de alimentación listas para usar que se adaptarán a sus requisitos están disponibles en casi todas partes. Estas eliminan los riesgos de seguridad asociados con el voltaje de la red, por lo que son muy recomendables para un principiante).

Aquí hay un circuito de fuente de alimentación lineal aleatorio:

Su transformador emite CA, por lo que necesita 1) rectificarlo usando un puente de diodos y 2) reducirlo a 5V regulados usando un regulador lineal. El transformador debe estar clasificado para la corriente que necesita con cierto margen.

El voltaje de salida de su transformador debe ser algo mayor que el voltaje deseado para tener en cuenta la caída del regulador lineal y la caída del diodo, pero no demasiado porque el regulador tendrá que disipar cualquier exceso de energía en forma de calor.

Los diodos deben poder soportar tanto la corriente directa como el voltaje inverso (esto se garantiza esencialmente de forma automática para los diodos de potencia). Es probable que encaje un 1N4007 (clasificado para 1A). Si no, hay disponibles diodos 5A baratos. Un puente de diodos es más conveniente que 4 diodos individuales.

El regulador (7805, LM1117-5.0 o cualquier número de otros circuitos integrados) también debe estar clasificado para la corriente que necesita. Tenga en cuenta que es posible que se requiera un disipador de calor.

La elección de los condensadores normalmente está dictada por la hoja de datos del regulador lineal. Normalmente se requiere un valor mínimo para la estabilidad. Los condensadores deben estar clasificados para los voltajes bajo los que están. Tenga en cuenta que el voltaje es > 5 V para C1 y también es pulsante, así que asegúrese de proporcionar un amplio margen de seguridad.

Tenga en cuenta que realmente desea un interruptor de red y un fusible antes del transformador (no se muestra en el circuito). También tenga en cuenta que la red eléctrica puede matarlo, así que lea sobre seguridad eléctrica antes de hacer cualquier cosa si aún no lo ha hecho.

Todo lo que está conectado a la red eléctrica está conectado en paralelo para que todos los dispositivos dispongan de la tensión de red total y la impedancia de fuente más baja posible.

En primer lugar, mi consejo es que si es relativamente nuevo en electrónica/transformadores/trabaja con voltajes de red, entonces no lo haga, simplemente compre un paquete de enchufes de 5 V CC listo para usar o un módulo que logre lo que desea hacer.

De todos modos, advirtiendo, aquí está la idea básica para un suministro lineal:
todos los transformadores normales emiten CA, que luego debe convertirse a CC para usar en un circuito típico. No hay conexión directa, un transformador funciona con campos magnéticos cambiantes , por lo que DC no es una opción.

Si desea terminar con 5 V CC, seleccione la opción 6-0-6 (250 mA). El 6-0-6 significa que el secundario tendrá una derivación central con 2 derivaciones de 6 VCA con respecto a esta de fase opuesta. Esto se explica mejor con un diagrama:

Tenga en cuenta que la resistencia marcada como "Rspice" es solo para fines de simulación para evitar que SPICE se queje, no la quiere en su circuito (debe mantener el secundario aislado del primario) L1, L2 y L3 representan su 230VAC en, 6VAC -0-6VAC transformador de salida.

Simulación:

Tenga en cuenta que el voltaje de entrada es de ~325 V pico a pico, esto se debe a que el voltaje de CA generalmente se proporciona como un valor RMS (Root Mean Square), que es el equivalente de un voltaje de CC del mismo nivel. Esto es 0,707 veces el valor pico a pico, por lo que 325V * 0,707 = 230V

Esto funcionará de la misma manera para las derivaciones de 6 V CA, serán 6 V * 1,414 = ~8,5 V en relación con la derivación central, como puede ver. Los grifos están desfasados ​​180 grados entre sí.

Convirtiendo esto en 5VDC

Primero necesita rectificar la salida de 6VAC. Hay varias formas de hacer esto, pero generalmente se usa un puente rectificador completo. Puede comprar un puente rectificador listo para usar como un solo componente diseñado para hacer este trabajo (es decir, enrolla D1-D4 en un solo paquete).

Usando esto y una tapa de filtro grande, obtenemos algo como esto:

Nuevamente, tenga en cuenta que la resistencia marcada como "Rspice" es solo para fines de simulación, no la quiere en su circuito.

Simulación:

Los dos rastros rojos y verdes superiores son las entradas a los reguladores; puede ver que el rectificador + capacitor ha convertido la CA en CC con una ligera ondulación. El gráfico inferior es de las salidas de +5V y -5V de los reguladores.

Lo anterior tiene rieles de +5V y -5V, pero puede dejar el lado negativo si lo desea. Los componentes no son sugerencias, solo se eligieron de la biblioteca LTSpices para adaptarse. Un LDO decente y algunos diodos 1N400x estándar, además de una o dos tapas de filtro de buena calidad (idealmente clasificadas para el doble del voltaje esperado) deberían funcionar bien.

Solo para mencionar nuevamente, no recomiendo que intente construir su propio suministro hasta que haya realizado más trabajo de bajo voltaje y esté extremadamente seguro de que tiene el conocimiento requerido. La red eléctrica puede matar instantáneamente, por lo que para esperar un poco más y disminuir el riesgo de error, diría que ese es el camino a seguir en este momento.

Recuerde que los circuitos anteriores son conceptos básicos, no suministros completamente diseñados (p. ej., no hay fusible u otra protección presente, notas sobre la construcción, grosor de cable/traza recomendado, distancias de aislamiento/línea de fuga, etc. hay mucho que considerar para hacer incluso una simple fuente de alimentación segura)