Como reducir el voltaje de 6,5V a 5V forma eficiente

Hola.

Tengo un preyecto con este Arduino.

Arduino Mini Ultra 8Mhz

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Se trata de una cerradura RFID que activa unos servomotores que bloquean/desbloquean la puerta de un armario.

Uso ese arduino porque está preparado para aplicaciones de muy poco consumo (en modo sleep consume sobre 2uA). El sistema me funciona bien, pero tengo el problema de que los motores necesitan más de 6V para funcionar bien, pero el Arduino no se puede alimentar a más de 6V.

Para las primeras pruebas lo que he hecho es alimentar el Arduino con un pack de 4 elementos de baterías NiMh (4,8V nominales-5,5V cargadas) y los motores con otro pack de 5 elementos de baterías NiMh (6.0V nominales - 6,7V cargadas). El sistema está siempre en modo sleep y solo se activa cuando los usuarios despiertan el Arduino por medio de una interrupción al introducir la tarjeta RFID en una ranura.

Funciona bien, y tiene una autonomía de unos 3 meses; pero para hacer el diseño más sencillo me gustaría usar una única batería en lugar de dos.

El consumo de los motores es de unos 2A, mientras que el del circuito (Arduino, RFID,...) no pasa de 30mA. Había pensado que lo más sencillo sería usar solo la batería de 5 elementos y reducir el voltaje de alguna forma a unos 5V para alimentar también el circuito.

Como no se mucho de electrónica empecé probando poniendo un par de diodos para reducir el voltaje. Funciona, pero el consumo de la batería en modo sleep me sube de 2uA a cerca de 1mA, supongo que por que los diodos consumen algo, y me reducen la autonomía del sistema.

También he probado con dos circuitos reguladores de tensión de Aliexpress. Estos:

LM2596

Mini 360

Con los reguladores todavía peor. El primero me consume unos 10mA y el segundo 3mA alimentando el sistema en modo sleep.

Antes de probar más cosas quería pedir consejo a ver si me orientabais. He visto que hay muchos reguladores de tensión (LM350, LM317,...) pero aún no he probado ninguno. No sé que otras opciones habría.

Básicamente lo que me hace falta es alguna forma de reducir un voltaje de 6,5V a unos 5V con el menor consumo posible. El circuito que se va a alimentar de esos 5V está casi siempre en modo sleep con un consumo de 2uA, y de vez en cuando algún usuario lo activa y consume unos 30mA durante unos 6 segundos. Al voltaje de 6,5V van también los motores que bloquean/desbloquean el armario que consumen unos 2A en esos ciclos de apertura/cierre, pero esos se alimentarían directamente de la batería, antes del sistema de reducir el voltaje, y esa parte va bien.

Gracias por vuestra ayuda.

Hi, Segun las especificaciones del mini ultra dice " External DC source range – 3.4 – 6 V". Tu dices que las batterias te dan un voltaje de 6.5 voltios y quires bajarlo a 6.0 voltios.Busque el esquematico del ultra y dice que usa un regulador MCP1700. En las especifaciones dice que el VDD es de 6.5 voltios. Yo creo que el voltaje de las baerias esta dentro de las especificacions y no me preocuparia. Ahora si quires estar seguro lo que tiens que hacer es anadirle un diodo en seria y esto te bajara el voltaje mas o menos .5 a .7 voltos, Adjunto link si quieres bajar el datasheet del MCP1700.

http://www.microchip.com/wwwproducts/en/en010642

Gracias Tauro.

Le he preguntado al fabricante del Arduino (por cierto, muy majo, contesta enseguida) y me dice que no recomienda alimentarlo con más de 6V, y que 6.5V solo durante periodos muy cortos. Así que la batería directa me da miedo ponerla.

Con un diodo en serie ya he probado. Lo que pasa que si mido la corriente que sale de la batería me sube mucho al poner el diodo, a cerca de 1mA frente a 2uA de alimentar el circuito directamente con la batería de 4,8V, lo que me reduce mucho la autonomía.

Hola el en pdf pone 6v no 6.5

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Supongo que has probado a quitar el led del que viene soldado en la plaquita del LM2596 verdad?

Hi,

Busca el la pagina 3 Electrical characteristics y veras que dice que el voltaje maximum es de 6.5 voltios. Puedes hacer una prueba conecta la bateria y tocas el regulador para ver si esta caliente y si no esta entonces puedes alimentarlo sin problema. Otra cosa que puedes hacer es ya que dices que son seis baterias pues conecta el ardino en la numero 5 y no tienes problema.


2005-2016 Microchip Technology Inc.
DS20001826D-page 3MCP1700 1.0
ELECTRICAL CHARACTERISTICS
Absolute Maximum Ratings †
VDD… +6.5V <<<<<<<<Aqui
All inputs and outputs w.r.t. … (VSS- 0.3V) to (VIN+0.3V)
Peak Output Current … Internally Limited
Storage Temperature …-65°C to +150°C
Maximum Junction Temperature … 150°C
Operating Junction Temperature…-40°C to +125°C

El Absolute maximum ratings es la zona donde a criterio del fabricante puedes situar tu componente y no quedará dañado permanentemente lo cual no significa que funcione bien en este caso es posible que con 6.5v no sea capaz de regular y la salida sea de más del nominal

tauro0221: Otra cosa que puedes hacer es ya que dices que son seis baterias pues conecta el ardino en la numero 5 y no tienes problema.

Es un pack sellado de 5 pilas, este:

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Podría abrirlo y sacar un cable del 4º elemento, pero no me fio de soldar ahí, preferiría alguna solución en el circuito. Me parece más limpio.

Hi, Haz la prueba de instalar las bateria y tocar el regulador para ver si se siente caliente. Si se siente caliente alvidalo tienes que buscar otra solucion. Puedes hacer un pequeno corte en la bateria 5 y le soldas un cable. La otra solucion es de usar dos paquetes de baterias una para el motor y otra para el arduino.

Que tal usar un MCP1703 que tiene 16V de tensión de entrada máxima? de hecho acepta tensiones de entrada desde 2.7 a 16V. Asunto resuelto y sigue consumiendo 2uA como el MCP1700

Asi que retiras el MPC1700 y lo reemplazas por el MCP1703 y podria funcionar.

surbyte: Que tal usar un MCP1703 que tiene 16V de tensión de entrada máxima? de hecho acepta tensiones de entrada desde 2.7 a 16V. Asunto resuelto y sigue consumiendo 2uA como el MCP1700

Asi que retiras el MPC1700 y lo reemplazas por el MCP1703 y podria funcionar.

Me parece una solución muy buena. ¿Crees que será muy complicado soldar el regulador? Me defiendo con el estañador, pero veo que es bastante pequeño.

que puedes perder, un MINI PRO? Buscabas una solución, te la di, ahora te queda ajustar el pulso y hacerlo con paciencia. Mira como se desuelda un elemento SMD y como volver a soldarlo y te quedará perfecto. Si lo vas a hacer en escala consigue herramientas adecuadas. Estación desoldadora, pasta, etc, etc.

Vale, me pongo a ello.

Muchas gracias.

Hola de nuevo.

Solo quería decir que he probado el cambio del regulador por el MCP1703A y funciona muy bien. Ya tengo el sistema funcionando con una única batería de 6V.

Muchas gracias a todos por la ayuda.