====== Линейный регулятор напряжения ======
Для подключения модулей к платформе нужно стабильное напряжение 5 или 3,3 вольта, но в большинстве случаев напряжение оказывается выше. Для того, чтобы всё работало правильно, напряжение нужно понизить и стабилизировать.

[[amp>product/troyka-ldo?utm_source=man&utm_campaign=troyka-ldo&utm_medium=wiki|Линейный регулятор напряжения]] поможет получить нужные 3,3 В для питания управляющих платформ и модулей, а лишнюю мощность рассеять в виде тепла.
{{ :продукты:troyka-ldo:troyka-ldo.1.jpg?nolink |}}
===== Видеообзор =====
{{youtube>o84AGvmSyqE?large}}
===== Общие сведения =====

В современной электротехнике успешно уживаются два принципа преобразования напряжения для электрических потребителей:
  * Линейные регуляторы напряжения
  * Импульсные DC-DC преобразователи

Они имеют принципиальные отличия в своей конструкции и работают по разным технологиям.

==== Линейные регуляторы напряжения ====
Линейный регулятор применяется, когда нужно преобразовать небольшие мощности или минимизировать помехи. Например, запитать одноплатный компьютер или 3,3-вольтовые датчики. Преимущество линейного регулятора в простоте, отсутствии помех и минимальной обвязке. Но на больших мощностях его КПД падает.

Рассмотрим принцип работы линейного преобразователя — подключим к нему [[amp>product/voltage-regulator-l7805?utm_source=man&utm_campaign=troyka-ldo&utm_medium=wiki|микросхему LM7805.]] 

Линейный стабилизатор работает как умный делитель напряжения. На вход делителя подаётся входное напряжение, а выходное снимается с одного из плеч делителя. 

{{ :продукты:troyka-ldo:troyka-ldo_example.png?nolink |}}

Одно из плеч постоянно корректирует сопротивление и тем самым гасит лишнее напряжение.

{{ :продукты:troyka-ldo:troyka-ldo_voltage-divider.png?nolink |}}
==== Импульсный DC-DC преобразователь ====

У импульсного стабилизатора выше КПД, поскольку регулирующий элемент работает в ключевом режиме. Но из-за чувствительного перепада тока и напряжения такие преобразователи дают импульсные помехи в выходном напряжении.

Чтобы лучше понять принцип работы импульсного преобразователя, сравним его с водопроводным краном. У преобразователя так же, как и у крана, есть три вывода. По одному вода поступает в кран, по другому — вытекает. Третий вывод — это вентиль, который управляет потоком воды. Когда вентиль открыт, вода протекает через кран, когда закрыт — вода не течёт. По такому же принципу работает преобразователь: ток течёт, когда транзистор открыт, и не течёт, когда транзистор закрыт. Такой режим работы называют ключевым.

В состав импульсного регулятора напряжения входят пять основных элементов:

  * источник питания;
  * ключевой коммутирующий элемент;
  * индуктивный накопитель энергии: катушка индуктивности или дроссель;
  * блокировочный диод;
  * фильтрующий конденсатор фильтра.

В зависимости от величины выходного напряжения по отношению ко входному различают три типа преобразователей: понижающий, повышающий и понижающе-повышающий. Самые распространённые первые два, рассмотрим их подробнее. 

{{ :продукты:troyka-ldo:troyka-ldo_step-down.png?nolink |}}

Понижающий преобразователя уменьшает входное напряжение.

При открытом ключе ''S1'' диод ''VD1'' закрыт, энергия от источника питания накапливается в индуктивном накопителе энергии ''L1''. При закрытом ключе запасённая энергия передается в сопротивление нагрузки ''RH'' индуктивным накопителем через диод. Конденсатор ''С1'' сглаживает пульсации напряжения.

{{ :продукты:troyka-ldo:troyka-ldo_step-up.png?nolink |}}

Повышающий преобразователя увеличивает входное напряжение.

При открытом ключе ''S1'' ток от источника питания протекает через катушку индуктивности ''L1'', в которой запасается энергия. Цепь нагрузки отключена от источника питания, ключа и накопителя энергии.

Напряжение на сопротивлении нагрузки ''RH'' поддерживается благодаря запасённой энергии на конденсаторе фильтра ''C1''. При размыкании ключа ''S1'' накопленная энергия на катушке суммируется с напряжением питания и передается в нагрузку через открытый диод ''VD1''. Полученное таким способом выходное напряжение превышает напряжение питания.


===== Примеры работы =====
Линейный регулятор преобразует входное повышенное напряжение в диапазоне от 4,3 до 20 вольт в стабильные 3,3 вольта.

==== Подключение миникомпьютеров ====
Линейный регулятор поможет запитать одноплатник внешним источником напряжения. В качестве примера подключим [[amp>product/onion-omega2?utm_source=man&utm_campaign=troyka-ldo&utm_medium=wiki|Onion Omega2]] от [[amp>product/power-supply-adapter-robiton-tn1000s?utm_source=man&utm_campaign=troyka-ldo&utm_medium=wiki|импульсного источника]] с выходным напряжением 12 вольт.
{{ :продукты:troyka-ldo:troyka-ldo_onion-omega2.png?nolink |}}
==== Подключение модулей ====
Стабилизатор также возьмёт на свои плечи питание для 3,3 вольтовых модулей, например [[amp>product/esp8266-wifi-module?utm_source=man&utm_campaign=troyka-ldo&utm_medium=wiki|Wi-Fi ESP8266]] или [[amp>product/nRF24L01-wireless-module?utm_source=man&utm_campaign=troyka-ldo&utm_medium=wiki|модуль беспроводной связи nRF24L01+]].<WRAP center round important 85%>
На контактных колодках [[amp>collection/arduino?utm_source=man&utm_campaign=troyka-ldo&utm_medium=wiki|Arduino]] расположен пин ''3V3''. Многие ошибочно запитывают от этого пина модули с 3,3 вольтовой логикой. Этого делать категорически нельзя. На большинстве плат Arduino стоит слабенький регулятор напряжения с током всего на 50 мА. Такой силы хватит только на парочку [[amp>product/led-5mm?utm_source=man&utm_campaign=troyka-ldo&utm_medium=wiki|светодиодов]].
</WRAP>
В качестве примера подключим [[amp>product/esp8266-wifi-module?utm_source=man&utm_campaign=troyka-ldo&utm_medium=wiki|Wi-Fi модуль ESP8266]] через линейный регулятор напряжения к [[amp>product/arduino-uno?utm_source=man&utm_campaign=troyka-ldo&utm_medium=wiki|Arduino Uno.]]
{{ :продукты:troyka-ldo:troyka-ldo_esp8266.png?nolink |}}
<WRAP center round info 85%>
На схеме к ESP8266 подключены только линии питания и земли. Пример подключения питания и логических уровней читайте в [[:продукты:esp8266-wifi-module|технической документации на модуль]].
</WRAP>

==== Подключение к WiFi Slot ====
Линейный регулятор благодаря форм-фактору [[amp>collection/troyka?utm_source=man&utm_campaign=troyka-ldo&utm_medium=wiki|Troyka-модулей]] как родной встанет на платформу [[amp>product/wifi-slot?utm_source=man&utm_campaign=troyka-ldo&utm_medium=wiki|WiFi Slot]] и расширит диапазон питания платформы до 20 вольт.
<WRAP center round important 85%>
  * Джампер объединения выходного питания с линией ''V'' установлен. В итоге выходное питание поступает на линию ''V'' платформы WiFi Slot.
  * Джампер объединения входного питания с линией ''V2'' не установлен.
</WRAP>

{{ :продукты:troyka-ldo:troyka-ldo_wifi-slot.png?nolink |}}
===== Элементы платы =====
{{ :продукты:troyka-ldo:troyka-ldo_annotation.png?nolink |}}

==== Линейный регулятор напряжения ====
Сердце модуля {{:продукты:troyka-ldo:mc33269_datasheet.pdf|линейный стабилизатор MC33269}}. Регулятор принимает на входное напряжение и преобразует его значение в 3,3 вольта. Остальная мощность рассеивается в виде тепла. В качестве охлаждения — выступает плата модуля.
==== Входное и выходное напряжение ====
На модуле выведен двойной клеммник для подключения входного питания и нагрузки:
  * контакт (Vin) — пин входного напряжения. Подключите к плюсовому контакту источника питания. Диапазон входного напряжения от 4,4 до 20 вольт.
  * двойной контакт (GND) — общая земля. Подключите к минусовому контакту источника питания и земле нагрузки.
  * контакт (Vout) — пин выходного напряжения со значением 3,3 вольта. Подключите к питанию нагрузки. 


==== Джамперы выбора питания ====

Модуль с регулятором питания позволяет дублировать входное и выходное напряжение на Troyka-контактах путём установкой джаммеров:

  * ''Vin=V2'' — на линии ''V2'' будет присутствовать входное напряжение с клеммника ''Vin''.
  * ''Vout=V'' — на линии ''V'' будет выходное напряжение регулятора с клеммника ''Vout''.

Установка джампера будет полезна при подключении модуля через [[amp>collection/proto?utm_source=man&utm_campaign=troyka-ldo&utm_medium=wiki|макетную плату]] или [[amp>product/arduino-troyka-slot-shield?utm_source=man&utm_campaign=troyka-ldo&utm_medium=wiki|Troyka Slot Shield.]]
==== Troyka-контакты ====
На модуле выведено две пары Troyka-контактов.

//Нижняя группа//
  * Питание (V) — выходное напряжение с линейного регулятора напряжения. При установленном джаммпере ''Vout=V''.
  * Земля (G) — общая земля.

//Верхняя группа//
  * Сигнальный (V2) — входное напряжение подаваемое на линейный регулятор. При установленном джаммпере ''Vin=V2''.
===== Принципиальная и монтажная схемы =====
{{:продукты:troyka-ldo:troyka-ldo_schematic.png?direct&700 |}}
{{:продукты:troyka-ldo:troyka-ldo_layout_top.png?direct&300| }}
{{ :продукты:troyka-ldo:troyka-ldo_layout_bottom.png?direct&300|}}
<WRAP clear></WRAP>


===== Характеристики =====
  * Чип: MC33269
  * Входное напряжение:	4,4—20 В
  * Выходное напряжение: 3,3 В
  * Максимальный выходной ток: 800 мA
  * Габариты: 25,4×25,4 мм

===== Ресурсы =====
  * [[amp>product/troyka-ldo?utm_source=man&utm_campaign=troyka-ldo&utm_medium=wiki|Линейный регулятор]] в магазине
  * [[https://github.com/amperka/hardware-drawings/blob/master/troyka-ldo_3v3.svg|Векторное изображение регулятора]]
  * {{:продукты:troyka-ldo:mc33269_datasheet.pdf|Datasheet на линейный регулятор напряжения MC33269}}