Отрицательная полярность источника питания
Обновлено: 07.07.2024
Кажется, жизнь была намного проще, когда все ваши педали эффектов могли питаться от батареек, за исключением случаев, когда одна из них выходит из строя посреди концерта, а запасная часть тоже разряжена. С современными энергоемкими педалями у вас часто нет другого выбора, кроме как использовать блок питания. К счастью, подключение может пройти гладко, если вы понимаете некоторые основы питания педалей от источника питания.
Напряжение
Напряжение измеряется в вольтах (В). Если ваш блок питания показывает 9В, то это 9-вольтовый блок питания. Используйте блок питания с таким же номинальным напряжением, как у педали, — не больше и не меньше.
Ток (сила тока)
Ток измеряется в амперах (А). миллиампер или мА – это одна тысячная ампера. Текущий номинал вашего источника питания является максимальным, который он может обеспечить. Например, если ваш блок питания показывает 100 мА, то он может обеспечивать ток до 100 мА. Можно меньше, но не больше.
Используйте источник питания с номинальным током, превышающим номинальный ток подключенной педали. Если вы питаете несколько педалей от одного источника питания (гирляндное подключение, подробнее об этом позже), сложите все текущие номиналы ваших педалей. Ваш блок питания должен обеспечивать больший ток, чем это значение.
Большинство педалей работают от постоянного тока. Педали, которым требуется переменный ток, обычно поставляются с отдельным блоком питания, и рекомендуется использовать с педалью только этот блок питания.
Полярность
Напряжение постоянного тока имеет полярность, которая просто указывает, какой проводник имеет положительное напряжение, а какой отрицательное. Для штепсельной вилки бочкообразного типа это обычно указывается как центр-плюс или центр-минус. Центрально-минусовая вилка будет иметь отрицательное напряжение на центральном проводнике и положительное напряжение на гильзовом (внешнем) проводнике.
Блок питания 9 В постоянного тока с центральным отрицательным полюсом является стандартом де-факто для педалей.
Большинство электронных устройств и их блоков питания имеют центральную положительную полярность, так почему же педали имеют центральную отрицательную полярность? Потому что многие педали работают либо от батареи, либо от источника питания; и, чтобы продлить срок службы батареи, она отключается от цепи, когда либо (1) вставлена вилка питания, либо (2) удалена входная вилка. Это достигается подключением отрицательной клеммы батареи к кольцевому контакту входного разъема, а положительной клеммы батареи — к шунту на гнезде питания. Когда входной штекер вставлен, он замыкает цепь отрицательной клеммы аккумулятора. Когда вилка питания вставлена, она размыкает цепь к положительной клемме аккумулятора. Разъемы питания не имеют шунта для центрального (штырькового) контакта, поэтому источник питания с центральным положительным контактом не будет работать в этом типе схемы.
Правила
Многие стандартные блоки питания без педали не регулируются. Они обеспечат указанное напряжение при потреблении указанного тока, но напряжение, вероятно, будет выше - часто на несколько вольт - для более низких токов нагрузки. Эти источники питания иногда имеют высокие пульсации напряжения, что может привести к гулу или гудению в аудиосигнале. По этим причинам настоятельно рекомендуется использовать для педалей регулируемый блок питания.
Универсальные входы/переключатели
Вместо громоздкого трансформатора в обычном источнике питания импульсный источник питания использует высокочастотную схему переключения с небольшим трансформатором для создания регулируемого источника питания. Этот тип источника питания меньше и легче, может производить более высокие токи и может работать с широким диапазоном сетевого напряжения — отсюда и название universal-input.
Недостатками импульсных источников питания являются более высокая стоимость и возможность возникновения высокочастотных шумовых помех (от схемы переключения). Однако шум обычно не является проблемой при использовании правильно спроектированного блока питания.
Последовательное подключение
Для питания нескольких педалей от одного источника питания можно использовать кабель последовательного подключения. Как правило, это работает без происшествий, когда все педали имеют отношение отрицательного заземления, что означает, что они внутренне соединяют отрицательную клемму источника питания с землей (т. е. экран сигнального кабеля). В редких случаях педаль будет разработана с использованием положительного заземления или раздельного питания; и эти педали не должны быть последовательно соединены с педалями с отрицательным заземлением. Почти всегда педаль, требующая стандартного источника питания 9 В с отрицательным центром, будет иметь ссылку на отрицательную землю.
Некоторых людей могут беспокоить контуры заземления при последовательном подключении источника питания; однако обычно это не проблема, если соединительные кабели короткие.
Перезаряжаемые аккумуляторы
Перезаряжаемые аккумуляторы становятся все более популярными и являются отличной альтернативой для тех, кто хочет перерезать шнур.
Токовая емкость аккумуляторных батарей указана в мАч (миллиампер-часах).Сложите значения мА педалей, которые вы будете питать от одной батареи, а затем умножьте это число на количество часов работы, которое вам необходимо до подзарядки. Это ваше минимальное требование к емкости по току: выберите аккумулятор, который может обеспечить эту емкость или больше.
Если ваши требования превышают возможности батареи, вам придется разделить педали между двумя или более батареями.
Источник питания — это ссылка на источник электроэнергии. Для большинства электронных схем требуется источник питания постоянного тока. Скорее всего, он у вас уже есть дома, и вы можете использовать его для проектов физических вычислений.
Наиболее распространенными рабочими напряжениями для микроконтроллеров и цифровых процессоров являются 5 В и 3,3 В. Вы можете найти блоки питания с разными напряжениями, но наиболее распространены 5 В и 12 В. Чтобы преобразовать 12 В в 5 В или 3,3 В, вам понадобится регулятор напряжения. Лаборатория макетов рассказывает, как это настроить.
Существует множество различных источников питания постоянного тока, но чаще всего в ITP используется блок питания, показанный на рис. 1:
– Нажмите на любое изображение, чтобы увеличить его
Рисунок 1. Блок питания постоянного тока
Рисунок 2. Табличка с характеристиками источника постоянного тока. Это обратная сторона поставки на рис. 1.
Большинство блоков питания имеют табличку с паспортными данными, которая выглядит примерно так, как показано на рис. 2. Убедитесь, что вы знаете полярность вилки, чтобы не перепутать полярность в цепи и не повредить компоненты. Диаграмма на Рисунке 3 и Рисунке 4, показывающая положительную полярность наконечника, находится слева, а отрицательная полярность — справа. Центральный положительный рисунок слева указывает на то, что центр (наконечник) выходного разъема положительный (+), а корпус выходного разъема отрицательный (-).
Рис. 3. Символ источника питания с центральным плюсом.
Рисунок 4. Символ источника питания с отрицательным центром.
Сокращения
В : Вольты
A : Амперы
Вт : Ватты
мА : миллиампер
ВА : Вольты Амперы
VAC : Вольты переменного тока
VDC : Вольты Постоянный ток
Постоянный ток: постоянный ток
Переменный ток: переменный ток
Проверка блока питания
Всегда рекомендуется проверять блок питания перед его первым использованием. В приведенном ниже примере показано, как проверить источник питания с положительной полярностью. Если у вас есть источник питания с отрицательной полярностью, вы получите отрицательное показание. Затем вы должны изменить положение щупов мультиметра.
- Подключите блок питания к розетке переменного тока.
- Красный щуп входит в наконечник.
Черный щуп касается ствола, как показано на рис. 5. - Включите мультиметр и настройте его на измерение напряжения постоянного тока.
- Возьмите красный (положительный) щуп мультиметра и воткните его в конец вилки блока питания.
- Возьмите черный (отрицательный) щуп мультиметра и осторожно прикоснитесь им к корпусу вилки, не касаясь наконечника или красного щупа. Если вы установите соединение, вы создадите короткое замыкание.
- На мультиметре вы должны увидеть напряжение, поступающее от источника питания. Если вы проверяете источник питания 12 В, а ваш мультиметр показывает «12,56 В», все в порядке, как показано на рисунке 6. Если вы получаете показание «-12,56 В», ваши щупы подключены в обратном порядке. Если это произойдет, и вы уверены, что правильно подключили пробники, еще раз проверьте полярность на этикетке вашего источника питания и убедитесь, что цепь, которую вы будете запитывать от этого устройства, рассчитана на эту полярность.
Если напряжение, показываемое вашим мультиметром, более чем на полвольта или вольта ниже его номинального значения, то, скорее всего, у вас есть то, что называется нерегулируемым источником питания. Блок питания Jameco на 12 В, который мы использовали в этом примере, является регулируемым, поэтому напряжение, которое мы получили, было так близко к напряжению, на которое оно было рассчитано.
Зарядка проекта Arduino от зарядного устройства для мобильного телефона
У многих людей дома есть старые зарядные устройства для мобильных телефонов, и они задаются вопросом: «Могу ли я использовать это для питания проекта Arduino?«В общем, можно. Просто возьмите USB-кабель с соответствующими разъемами для подключения зарядного устройства телефона к Arduino. Большинство зарядных устройств для телефонов выдают 5 В и несколько сотен миллиампер, что обеспечивает питание Arduino, некоторых датчиков и светодиодов.
Подбор блока питания к электронному устройству
Чтобы определить, подходит ли блок питания для вашего проекта, вам необходимо отметить напряжения, при которых работает каждый компонент, и ток, который они потребляют, и убедиться, что ваш блок питания может обеспечить нужное количество энергии.
Вот несколько примеров:
Arduino, кнопки, потенциометры, светодиоды, динамик
Представьте, что вы создаете проект, который включает Arduino, несколько светодиодов, несколько кнопок, несколько потенциометров или других переменных резисторов и, возможно, динамик. Лаборатории Digital In and Out, Analog In и Tone Output описывают проекты, соответствующие этому описанию. Все компоненты, кроме Arduino в этом проекте, питаются от выходного напряжения Arduino. Ни один из внешних компонентов не потребляет больше нескольких миллиампер каждый. Вся схема, включая Arduino, вероятно, будет потреблять менее 200 миллиампер тока. Вот разбивка, измеренная с помощью светодиода и потенциометра:
Зарядное устройство для телефона, которое подает на Arduino 5 вольт и около 500 миллиампер, отлично справится с этой задачей. Arduino Uno работает от 5 В, а Arduino Nano 33 IoT, работающий от 3,3 В, имеет встроенный регулятор напряжения, который преобразует 5 В в 3,3 В.
Если бы у вас был блок питания на 12 В, как показано выше, вы также могли бы использовать его для этих проектов. Arduino Uno имеет соответствующее напряжение в штекере и может потреблять до 15 В. Встроенный регулятор преобразует более высокое входное напряжение в 5 В. Nano 33 IoT имеет встроенный регулятор, который может принимать до 20 В на своем контакте Vin (физический контакт 15), поэтому, если вы подключили разъем питания постоянного тока и соединили землю 12-вольтового источника питания с землей Arduino и положительное соединение 12-вольтового источника питания с выводом Vin Arduino, ваш проект будет работать.
Arduino, серводвигатель
Если вы управляете серводвигателем RD с платы Arduino, как показано в лаборатории серводвигателей, вам нужно немного больше учитывать ток. Сервопривод, такой как Hitec HS-311, который популярен в проектах физических вычислений, работает при напряжении 4,8–6,0 В, поэтому он может получать достаточное напряжение с выхода напряжения Arduino. В простое потребляет около 160 мА без нагрузки. Однако при большой нагрузке он может потреблять до 3-400 мА. Целесообразно спланировать свой проект для максимального потребления тока каждым компонентом, поэтому один сервопривод и Arduino могут потреблять до 440–450 миллиампер при 5 вольтах. Это почти предел того, что ноутбук может передавать через USB, а также предел некоторых небольших зарядных устройств для телефонов. Если бы вы управляли несколькими сервоприводами, у вас не было бы достаточного тока.
- Arduino Uno, без внешних компонентов: 0,04 А (40 мА)
- Arduino Nano 33 IoT, без внешних компонентов: 0,01 А (10 мА)
- HS-311, большая нагрузка: 400 мА
Arduino, двигатель постоянного тока или освещение
Когда вы начинаете питать большие двигатели постоянного тока, лампы постоянного тока или другие сильноточные нагрузки, вы должны рассчитать напряжение и ток, прежде чем выбирать источник питания. Обычно вы работаете с компонентом, который имеет наибольшее потребление, и работаете с ним.
Например, для управления такой светодиодной лампочкой потребуется источник питания 12 В постоянного тока для лампы. ОН потребляет 11 ватт мощности, а ватты = вольт * ампер, значит потребляет около 917 миллиампер тока при 12 вольтах. Транзистор и Arduino, которые могут управлять им, могут питаться от одного и того же 12-вольтового источника питания и потреблять такое же количество энергии, как и в приведенных выше примерах.
Двигатели и адресные светодиоды часто потребляют больше всего электроэнергии и являются наиболее сложными для питания. Типичный адресный светодиод, такой как WS2812, также известный как NeoPixel LED, потребляет от 60 до 80 мА тока при напряжении 5 вольт. Когда у вас есть цепочка из 60 из них, это 3,6 ампера тока! Они определенно не могут питаться от типичного настенного источника постоянного тока. Когда вы достигнете такого уровня сложности проекта, обратитесь к описаниям компонентов или к своим инструкторам для получения дополнительных указаний. Видеоролики об электричестве, токе и мощности также полезны в этом вопросе.
То, что вы пытаетесь выяснить, довольно неясно. Источники питания не могут быть описаны как «отрицательная полярность». Настенные адаптеры на 9 В для гитарных педалей обычно имеют отрицательный центральный контакт, что означает, что если принять во внимание внутренний контакт на заземлении вилки, на кольце будет указано +9 В.
Помните, что напряжение является относительным.Если бы мы вместо этого вызывали землю кольца, ничего не меняя, мы бы увидели -9В на контакте. По электрике ничего не изменилось. Разность потенциалов по-прежнему составляет 9 В.
Становится ли +9 В постоянного тока черным проводом вместо красного?
Неправильно предполагать наличие определенного напряжения на проводах определенного цвета. Цифровые мультиметры — ваш друг. Существует отраслевой стандарт использования черного цвета для заземления и красного для +V, но электричество не имеет значения, какого цвета провода, и наоборот.
Заземлен ли нормально горячий красный провод?
Да, но там нет проволочной полиции. См. выше.
Как заземлить алюминиевый корпус?
Опять же, все это относительно, но заземление в том виде, в каком вы его используете, означает, что на корпусе должен быть тот же потенциал напряжения, что и у «земли» в других устройствах в той же цепи питания. В гитарных педалях это обычно делается с помощью разъемов 1/4", если они не изолированы. Цилиндр или втулка разъема физически соединяются с корпусом, обеспечивая равный потенциал напряжения.
Как мне включить диод обратной полярности в эту простую схему?
Диоды защиты от обратной полярности обычно делаются одним из двух способов; диод, включенный последовательно с источником питания 9 В, блокирующий ток в нежелательном направлении, или диод, включенный параллельно источнику питания, который будет направлять большую часть тока через диод, а не через цепь. У каждого есть плюсы и минусы, и какой из них лучше, зависит от конкретной схемы, но, вообще говоря, чем больше схема зависит от конкретного +V, тем больше вероятность того, что вам понадобится параллельный диод.
В этой схеме я бы рекомендовал первый вариант, а именно диод 1N5817, включенный последовательно с источником питания +9 В. Напряжение на диоде упадет примерно на 0,2 В, но диод не разрушится в случае неправильной полярности.
Возможно, это очень простой вопрос, но... Я пытался найти сменные адаптеры переменного тока->постоянного тока для различной электроники в доме, но наткнулся на один, в котором не указана полярность. На нем просто напечатано «12V 𝌂» рядом с розеткой без каких-либо символов полярности! Я нашел руководство пользователя в Интернете и проверил его, и в нем не было никакой конкретики..
.. Итак, что это значит, когда устройство не указывает свою полярность? Существует ли предположение по умолчанию положительного или отрицательного? Или это означает, что полярность питания не имеет значения??
\$\begingroup\$ По умолчанию нет, но если бы он был, то центр был бы положительным. Тем не менее, вы можете найти идентификатор FCC для продукта или найти замену в Google и посмотреть изображения для сменного адаптера питания. Кроме того, полярность почти всегда имеет значение для устройств постоянного тока. \$\конечная группа\$
\$\begingroup\$ Это может быть выход переменного тока - пожалуйста, дайте ссылку на руководство пользователя, если вы хотите получить лучший ответ (или это какой-то смущающий адаптер для «домашнего» предмета, о котором вы бы предпочли не упоминать LOL) . \$\конечная группа\$
\$\begingroup\$ Вероятно, самый простой способ — поставить светодиод с известной полярностью и резистор 1K и посмотреть, какой способ работает. Поэтому, если вы что-то испортите, это просто дешевый светодиод \$\endgroup\$
\$\begingroup\$ Чтобы было ясно, рассматриваемое устройство — это не блок питания, а нечто, требующее питания, верно? \$\конечная группа\$
5 ответов 5
Если у вас есть устройство без маркировки, вы не можете обязательно использовать ту или иную полярность. У меня есть, например, электронные музыкальные клавиатуры и MIDI-контроллеры, которые иногда меняются местами (у Casio отрицательный центр на одном, у Korg и Yamaha центральный положительный).
Если у вас есть оригинальный адаптер, проверьте его полярность либо по этикетке, либо с помощью вольтметра, чтобы определить его полярность.
Если у вас нет оригинального адаптера, вы можете попытаться предположить, что устройство имеет положительное центральное положение, но вы рискуете повредить его, если оно не имеет защиты от полярности. Вместо этого обратитесь к его руководству, поищите в Интернете или, в крайнем случае, разберите его!
Если у вас адаптер без маркировки, определить полярность можно с помощью вольтметра. Если вы получаете положительное напряжение, то сторона, подключенная к черной/общей клемме счетчика, является отрицательной/заземленной.
Если устройство имеет какую-либо металлическую часть или другую известную точку заземления, вы можете использовать функцию проверки непрерывности мультиметра («звуковой сигнал»), чтобы проверить, подключен ли центральный контакт или внешний контакт розетки источника питания к земле. .
Как упомянул Дж. Йелтон в своем посте, не следует принимать полярность.
12V 𝌂 означает, что адаптер выдает 12V, а символ рядом с ним означает "DC".
Вы можете проверить полярность с помощью цифрового мультиметра. Одним из качеств хорошего цифрового мультиметра является то, что он может отображать отрицательные значения. Эта функция необходима, так как вы не знаете полярность.
Подключите адаптер, как показано на рисунке ниже. На рисунке ниже центральный проводник адаптера щупается положительным (красным) проводом мультиметра, а внешняя часть корпуса щупается отрицательным (черным) проводом.
Если вы получаете показания счетчика без знака минус, значит, ваш внутренний проводник положительный, а внешний — отрицательный. Если ваш мультиметр показывает отрицательное значение или показывает минус, значит, внутренний проводник отрицательный, а внешний — положительный.
Убедитесь, что провод считывания подключен к положительной клемме, а черный - к отрицательной клемме на конце мультиметра.
Если вы хотите купить мультиметр, обратите внимание на другую статью.
Еще один способ проверить полярность — использовать светодиод и резистор, если у вас нет мультиметра.
Подключите светодиод + резистор 1 кОм, как показано на рисунке ниже:
Обратите внимание на полярность светодиода; плоская сторона светодиода отрицательная. Полярность резистора не имеет значения.
Теперь подключите другой конец резистора (верхняя часть схемы) к центральному проводнику, а плоский боковой провод светодиода — к внешнему проводнику адаптера.
Если светодиод горит, значит, центральный провод положительный, а внешний — отрицательный.
Если светодиод не светится, поменяйте местами провода. Если в этом случае светодиод светится, значит, ваш центральный проводник отрицательный, а внешний — положительный.
Если светодиод по-прежнему не светится, проверьте проводку и адаптер.
Если у вас есть светодиод + резистор и нет мультиметра, вы должны его приобрести.
\$\begingroup\$ Аккуратный ответ, но я думаю, что ОП говорит об устройстве, а не об адаптере - вчера вечером я тоже запутался! \$\конечная группа\$
У меня есть предложения для тех, кто столкнулся с этой проблемой. Разберите устройство и проследите любой из входных путей до любого поляризованного компонента, а затем проверьте с помощью измерителя. Лучше всего посмотреть, сможете ли вы сделать это несколько раз или в каждой строке.
Если это окажется слишком сложным, вы также можете попробовать обнаружить DEAD короткое замыкание между поляризованным компонентом и входным разъемом. Обычно проще всего это сделать с негативом. Поместите измерительный щуп на отрицательную клемму поляризованного компонента и проверьте, нет ли короткого замыкания на какую-либо из входных клемм. Если это не короткое замыкание (почти бесконечное сопротивление), продолжайте искать. МАЛЕНЬКИЙ бит сопротивления на максимальной шкале может указывать на сопротивление провода и соединения между компонентом и входом, но будьте осторожны с гораздо более чем удвоенным сопротивлением проводов вашего измерителя, соприкасающихся друг с другом.
Для этой цели можно использовать электролитические конденсаторы, светодиоды, маркировку печатных плат, красный и черный входные провода питания и выходы на поляризованные двигатели постоянного тока или связанные печатные платы.
У меня такая же проблема с кулером/нагревателем 12 В от Mobicool. Вход просто показывает 12 В постоянного тока без полярности. В руководствах, которые я нашел в Интернете, тоже ничего не говорится об этом. Я еще не разбирал его, но с помощью вышеописанных методов, я уверен, это будет легко. Ну, так же просто, как разобрать и снова собрать его.
Читайте также: