Obtener 9V y 400-500mA de una fuente de alimentación de 24V

Recientemente compré esta fuente de alimentación para alimentar un controlador de motor paso a paso de micropasos (que requiere un voltaje de entrada de 24 V).

Mi proyecto requiere la capacidad de encender y apagar dinámicamente un arduino (que es el corazón del sistema integrado en el que estoy trabajando) usando solo código. Tengo literalmente todo funcionando a partir de ahora. El problema es que la energía del arduino proviene de una fuente de alimentación de 9v [a través de un relé que controlo usando mi código] y el controlador de micropasos proviene de la fuente de alimentación de 24V.

Quiero alimentar AMBOS el controlador de micropasos y el arduino usando la fuente de alimentación de 24V.

La fuente de alimentación tiene dos pines V+ y dos pines V-, por lo que planeo conectar un par directamente al controlador de micropasos. El objetivo es que el otro par entre en el arduino. Sin embargo, es bastante obvio para cualquiera que haya usado un arduino antes que 24V NO es un buen voltaje de entrada.

Entonces, estoy tratando de diseñar un circuito que reducirá los 24 V a 9 V idealmente y alrededor de 400-500 mA. A partir de ahora, solo tengo acceso a resistencias para obtener ayuda. Si hay una razón fuerte para NO usar solo resistencias, ¡házmelo saber! (No soy un EE).

Las resistencias que tengo a mano son de 10, 22, 47, 100, 220, 470, 1k, 2.2k, ..... , hasta 1M. (ohmios)

Técnicamente ya he diseñado el circuito que necesito, pero después de mirarlo durante 1/2 segundo, te darás cuenta de que no es lo que llamarías... bueno:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Básicamente, se trata de tres resistencias de 20 ohmios en serie, y estoy tomando el voltaje a través de la última resistencia de "20 ohmios". Pero, debido a que una resistencia de 20 ohmios básicamente explotará cuando se someta a ese nivel de corriente, tuve que dividir cada 20 ohmios en cinco resistencias de 100 ohmios.

Problemas con mi circuito de los que soy consciente:

  • Requiere QUINCE resistencias. Eww.

  • Las resistencias TODAVÍA se calientan mucho, mucho. Pero parecen estar estables. Pero no es lo suficientemente bueno para mi gusto.

  • Estoy sacando 8V en lugar de 9V, prefiero 9.

No tengo idea si tomar el voltaje y la corriente del último conjunto de resistencias es la mejor manera de hacer esto. Realmente tengo una comprensión muy elemental del diseño de circuitos, aunque estoy tratando de mejorar.

Entonces, finalmente es hora de mi pregunta:

¿Alguien puede mostrarme un diseño mejorado usando solo resistencias para bajar 24 V a 8-9 V, así como limitar la corriente a 400-500 mA? Nuevamente, tengo la intención de tomar directamente la salida de este circuito y hacer que alimente un Arduino.

No querrás hacer esto solo usando resistencias.
¿Puedes elaborar? ¿Es simplemente ineficiente?
Tampoco funcionará. El voltaje variará según el tamaño de la carga.
Cuando se usan resistencias para bajar el voltaje, el voltaje resultante dependerá de la corriente consumida. Es probable que la corriente consumida por el Arduino varíe dependiendo de lo que esté haciendo; se desconoce si variará lo suficiente como para causar que el voltaje varíe excesivamente...
¿Cuáles son mis alternativas? De preferencia, ¿cuáles son mis alternativas baratas?
¿Barato como en el retorno de la inversión a corto plazo oa largo plazo?
La mejor solución es usar un regulador de voltaje de conmutación (también conocido como convertidor DC-DC).

Respuestas (1)

A partir de ahora, solo tengo acceso a resistencias para obtener ayuda. Si hay una razón fuerte para NO usar solo resistencias, ¡házmelo saber! (No soy un EE).

Motivo fuerte. La energía desperdiciada, el riesgo de incendio y el voltaje variarán según la carga. ¡Está desperdiciando (24V - 9V) * 0.5A = 7.5 Watts de energía en calor en esas resistencias! Horrible.

Un pequeño módulo regulador de conmutación funcionará bien. Diablos, un cargador USB de automóvil común, con algunos cambios de resistencia y tal vez un nuevo condensador de entrada (para más de 24 V), hará lo que quieras. La mayoría de los cargadores de tiendas de dólar a 5/10 dólares en una tienda local utilizan un IC regulador MC34063. Toma hasta 40v de entrada, salida ajustable con un par de resistencias y puede hacer 650~750mA sin ningún otro cambio.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Aún mejor, ¡USE 5V NO 9V! Darle al Arduino 9V hará que pase por el regulador a bordo, desperdiciando otros 4V * 0.5A = 2W de energía en calor. En su lugar, use la salida de 5v del cargador USB al conector USB del Arduino (necesitará hacer un cable USB). Probablemente solo necesite cambiar el capacitor de entrada en ese punto.

@ usuario2057387 actualizado.
El relé que estoy usando requiere un mínimo de 6,75 V para girar, el voltaje nominal es de 9 V. Así que necesito 9V para eso. Sin embargo, definitivamente podría usar un cargador de automóvil como fuente de alimentación del arduino cuando se cambia el relé.
¿Es seguro/recomendado usar un cargador USB y conectar el Arduino a una PC a través de un segundo puerto USB? ¿Son compatibles las dos fuentes de 5V?
@ 101 normalmente no desea conectar dos fuentes de voltaje diferentes directamente juntas. Incluso al Uno R3 con toda su protección no le gustaría eso. Aparte de hacer un cable usb personalizado que desconecte/corte la conexión USBVCC, puede usar el regulador de arriba y cambiarlo por 7V. Introduzca los 7 V en el pin VIN (o 7,3 V en el conector de alimentación) y deje que el circuito opamp/mosfet bloquee la alimentación USB. Esto significa que desperdicias solo 2 V * 0,5 A = 1 W de potencia, pero eso es mejor que una placa muerta.