Garantizar una conexión a tierra común en un circuito con varios requisitos de tensión

Creo que en parte depende de si se trata de un proyecto "doméstico" o de un producto comercial.

La respuesta "más fácil" sería tener una sola entrada de 9 V y luego usar reguladores lineales para reducirla a 5 V y 3 V por separado. Sin embargo, usar un regulador lineal para bajar 5,7 V a 1,2 A disipará casi 7 W de calor, por lo que necesitará un disipador de calor serio, sin mencionar que es horriblemente ineficiente.

Para la "salida fácil", use un transformador con un secundario con derivación central (o dos secundarios conectados en serie, pero asegúrese de conectarlos en el sentido correcto), de modo que obtenga (por ejemplo) 0-6- Salidas 12 Vca. A continuación, puede utilizar el devanado de 12 V CA para producir su salida de 9 V CC y la salida de 6 V CA para las salidas de 5 V CC y 3,3 V CC (con los puentes rectificadores habituales, condensadores de suavizado y reguladores lineales).

Para la solución "correcta" (en mi humilde opinión), tenga una sola entrada de 9 V CC y use dos reguladores de conmutación para producir los suministros de 5 V CC y 3 V CC. Tal vez algo como el ADP2302 de Analog Devices. Si el consumo de corriente en su riel de 5 V CC es lo suficientemente bajo (digamos <250 mA), podría salirse con la suya con un regulador lineal aquí.

Cualquier escenario A o B sería adecuado. Lo principal es que, con toda probabilidad, los GND de los tres suministros deben estar interconectados para que haya compatibilidad operativa entre las secciones TX, RX y MCU del diseño. La elección de A o B realmente depende de factores que van más allá del ámbito del diseño electrónico del que nos gusta hablar en este sitio. Dicho esto, hay factores que debe considerar al tomar su decisión de qué configuración seleccionar. Estas son algunas de esas consideraciones.

1. El costo de implementación es a menudo un factor determinante principal en una situación como esta.
2. El empaquetado a nivel del sistema siempre es una consideración. ¿Para qué tienes espacio? ¿Lo quieres grande? ¿Pequeño?
3. ¿Cuáles son sus habilidades para la implementación? A veces tomamos un camino en un árbol de decisiones basado en lo que estamos familiarizados o nos sentimos lo suficientemente seguros como para sopesar los riesgos involucrados.

Independientemente de lo que elija hacer, considere la conversión de energía que sea lo más eficiente posible. Los días en los que podemos optar por utilizar libremente reguladores lineales ineficientes que funcionan con una eficiencia del 10 al 50 % deberían quedar atrás. Utilice la conversión de energía en modo de conmutación siempre que sea posible. (Tenga en cuenta que en algunas localidades existen leyes que requieren que ciertas clases de productos cumplan con ciertos estándares de eficiencia para que esos productos se vendan en esa área. Los cargadores de batería son una de estas categorías).

He utilizado el Escenario B con éxito usando reguladores de voltaje LM78xx. Es un enfoque muy directo y no aumenta mucho el número de componentes. Solo asegúrese de que su verruga de pared (o lo que sea que esté usando) genere un voltaje de CC que sea al menos varios voltios más alto que el voltaje de salida nominal del regulador. También asegúrese de que pueda suministrar suficiente corriente con algo de espacio de sobra.

El escenario A parece bastante difícil de manejar.

Escenario B. Use reguladores de conmutación preconstruidos basados ​​en el convertidor reductor LM2575. Las placas preconstruidas normalmente están diseñadas para ser reemplazos directos para la serie LM78xx de reguladores lineales. Puedes comprarlos en 5V y 3.3V y alimentarlos con los 9V que le estás suministrando a tu Arduino. El LM2575 es muy fácil de usar y requiere solo 5 componentes externos: diodo, inductor, dos resistencias y un capacitor. Las versiones de voltaje fijo solo requieren el diodo, el inductor y el capacitor.