آشنایی با قطعات پرکاربرد الکترونیک
یکی از چالش هایی که افراد در ابتدای ورودشان به حوزه الکترونیک با آن مواجه هستند، آشنایی با قطعات رایج در بازار است. بسیاری از اوقات افراد تازه کار، قطعات را در دنیای تئوری می شناسند اما اطلاعی از نام و نشان و پارت نامبر آنها ندارند. گاهی اوقات حتی مشکل از این هم فراتر می رود، شما قطعاتی را پیدا می کنید که عملا در دنیای واقعی وجود دارند اما در کشور ما کمیاب هستند. با توجه به این مسائل این PDF برای برطرف کردن این قبیل مشکلات تهیه شده است.
خرید آشنایی با قطعات پرکاربرد الکترونیک

مدار تغذیه ماژول sim900

مدار تغذیه ماژول sim900
5 (100%) 7 votes

مدار تغذیه ماژول SIM900

SIM900 یک ماژول مخابراتی GSM است که این روز ها در بازار پروژه های میکروکنترلر بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. این ماژول قابلیت هایی مانند دریافت و ارسال پیامک، دریافت و برقراری تماس صوتی و امکان استفاده از GPRS را با قیمت مناسبی برای پروژه های شما فراهم می کند. پیش از این ماژول SIM900 در مطلب جداگانه ای بر روی سایت دیجی نیک معرفی گردیده است و در صورتی که قصد آشنایی بیشتر با این ماژول را دارید می توانید مطلب عبارت “SIM900 چیست را در گوگل جستجو کنید.

 

 

مدار تغذیه مهمترین قسمت راه اندازی ماژول sim900

اگر قصد راه اندازی ماژول Sim900 را دارید باید بدانید یکی از نکاتی که در راه اندازی این ماژول GSM بسیار حائز اهمیت است، مدار تغذیه است. مدار تغذیه SIM900 به این دلیل در راه اندازی SIM900 دارای اهمیت است که این ماژول در زمان ارسال برخی سیگنال ها به شبکه GSM به یکباره جریانی بیش از 2 آمپر از خود عبور می دهد. به همین علت منبع تغذیه شما باید توانایی تامین این میزان جریان را در مدت بسیار کوتاه داشته باشد در غیر اینصورت مدار تغذیه ماژول SIM900 دچار افت ولتاژ می گردد و نهایتا منجر به ریست شدن ماژول SIM900 خواهد شد. از سوی دیگر رنج ولتاژ کاری ماژول SIM900 بین 3.4 الی 4.5 ولت است و همین موضوع باعث می شود تا نتوان این ماژول را مستقیما به آداپتور ها 5 ولتی متصل نمود. ریست شدن ماژول SIM900 در حین کار می تواند کل پروژه شما را با مشکل مواجه نماید که مشکلی بسیار شایع است. از این رو تلاش نموده ایم تا در این مطلب روش تامین تغذیه پایدار و بدون نویز ماژول SIM900 را تشریح نماییم. در صورتی که بتوانید بخش تغذیه ماژول را به درستی طراحی و پیاده سازی کنید، به سادگی و با چند دستور ساده AT Command می توانید با این ماژول GSM ارتباط برقرار کنید.

 

تغذیه ماژول SIM900

موارد ممنوعه در مدار تغذیه ماژول SIM900

ممکن است فکر کنید می توان به سادگی با راه هایی مثل قرار دادن دیود ، مقاومت یا حتی رگولاتور 3.3 ولت از ماژول استفاده کنید. اما به شما پیشنهاد می کنم وقت خود را تلف نکنید. در صورتی که در حین کار ماژول شما ریست شود تمام زحمات شما  بر باد می رود و باید به فکر تصحیح مدار باشید. پس از اولین گام سعی کنید مدار تغذیه ماژول SIM900 را به صورت اصولی طراحی کنید.

به هیچ عنوان سعی نکنید با استفاده از رگولاتور 3.3 ولت ماژول را راه اندازی کنید. ضمنا اغلب رگولاتور های خطی 3.3 ولت رایج در بازار توانایی تامین ماکزیمم جریان 800 میلی آمپر را دارند. از سوی دیگر رنج تغذیه ماژول 3.4 ولت می باشد و در صورتی که شما حتی با 3.3 ولت موفق به روشن کردن ماژول شوید، در هنگام رجیستر شدن ماژول در شبکه، به سرعت ماژول SIM900 ریست خواهد شد.

این مطلب را از دست ندهید  ماژول sim900 چیست؟

اگر ولتاژ ورودی مدار شما بیش از 5 ولت است، سعی کنید از رگولاتورهای خطی استفاده نکنید زیرا با افزایش اختلاف ولتاژ ورودی و خروجی رگولاتور های خطی، گرمای تولیدی آنها نیز افزایش پیدا می کند.

 

بهترین مدار تغذیه برای ماژول SIM900 کدام است؟

طبق تجربه چند ساله کار با ماژول های GSM به این نتیجه رسیده ام که استفاده از یک مدار سوئیچینگ ساده بهترین گزینه برای مدار تغذیه SIM900 است. اگر با دیدن کلمه سوئیچینگ قصد رفتن به دنبال راه حل دیگری را دارید صبر کنید. امروزه با وجود آی سی های رگولاتور سوئیچینگ به سادگی می توانید برای تغذیه مدار های خود رگولاتور سوئیچینگ طراحی کنید. این آی سی ها معمولا با قیمت هایی بین هزار الی ده هزار تومان برای مصارف معمول و تجاری قابل تهیه هستند و بسیاری از آنها برای راه اندازی به کمتر از 10 قطعه ساده مثل دیود و مقاومت و خازن نیاز دارند. اغلب این رگولاتور ها می توانند جریانی بین 2 الی 5 آمپر در خروجی برای شما ایجاد کنند و از سوی دیگر خبری از گرما نیست. اگر با یک رگولاتور خطی معمولی مانند 7805 قصد داشته باشید ولتاژ 25 ولت را به 5 ولت تبدیل کنید، اگر جریانی معادل 1 آمپر از رگولاتور بکشید دمای رگولاتور شما به حدی بالا خواهد رفت که احتمالا منجر به سوختن رگولاتور می شود. زیرا رگولاتور شما باید 20 ولت اختلاف ولتاژ را به گرما تبدیل کند و زمانی که جریان شما به 1 آمپر می رسد توان تلفاتی رگولاتور شما به 20 وات می رسد که گرمای بسیار قابل توجهی ایجاد می کند. این در حالی است که یک آی سی 4 هزار تومانی سوئیچینگ با استفاده از یک دیود و یک سلف می تواند به سادگی ولتاژ 35 ولت را به 5 ولت تبدیل کند و جریانی معادل 2 آمپر برای شما ایجاد نماید بدون اینکه خبری از گرمای قابل توجه باشد.

 

در زیر شماتیک یک رگولاتور سوئیچینگ با استفاده از آی سی LM2596 را مشاهده میکنید.

رگولاتور سوئیچینگ LM2596 5ولت

همانطور که در تصویر بالا مشاهده می کنید رگولاتور سوئیچینگ 5 ولت با استفاده از آی سی LM2596 به سادگی و با یک دیود ، یک سلف و یک خازن قابل راه اندازی و استفاده است. این رگولاتور سوئیچینگ می تواند در ورودی 6 الی 40 ولت دریافت کند و در خروجی 5 ولت با آمپراژ 3 آمپر به صورت ثابت و فیلتر شده به شما تحویل دهد.

مدار تغذیه SIM900 با استفاده از رگولاتور سوئیچینگ LM2596

آی سی رگولاتور سوئیچینگ LM2596 در 3 نوع 3.3 ولت ، 5 ولت و قابل تنظیم ( متغیر ) در بازار موجود است. از آنجا که برای تغذیه SIM900 به ولتاژی بین 3.4 الی 4.5 نیاز داریم باید از نوع قابل تنظیم این آی سی یعنی LM2596-ADJ استفاده نماییم. ولتاژ خروجی که در این آموزش برای تغذیه SIM900 انتخاب نموده ایم بین 3.8 الی 4.1 ولت می باشد که مقدار دقیق آن به مقدار دقیق مقاومت هایی که بر روی پایه مرجع آی سی LM2596 قرار می دهید بستگی دارد. در ادامه نحوه محاسبه دقیق این ولتاژ توضیح داده می شود.

این مطلب را از دست ندهید  راه اندازی EM18 ماژول RFID [ قسمت اول ]

قطعاتی که برای راه اندازی مدار تغذیه ماژول sim900 با رگولاتور سوئیچینگ LM2596 نیاز خواهید داشت به شرح زیر است :

 

شماتیک مداری که با قطعات فوق باید پیاده سازی کنید به شکل زیر می باشد.

رگولاتور قابل تنظیم سوئیچینگ LM2596

شماتیک بالا مدار یک رگولاتور سوئیچینگ با استفاده از آی سی سوئیچر LM2596-ADJ هست. دیود استفاده شده از نوع شاتکی هست و میتونید به جای اون از 1N5819 و بقیه شاتکی های این رنج هم استفاده کنید. البته در صورتی که دیود شاتکی MBR360 برای شما قابل تهیه است، پیشنهاد می شود از این دیود استفاده بفرمایید اما در صورت عدم دسترسی به MBR360 از دیود شاتکی 1N5819 یا 1N5822 استفاده کنید.

نکته مهمی که در تعیین ولتاژ خروجی مدار باید رعایت کنید، مقدار مقاومت R1 و R2 هست که فید بک رگولاتور رو تعیین میکنه بوسیله ی این 2 مقاومت شما می تونید خروجی رگولاتور سوئیچنگ رو تغییر بدید. برای محاسبه ولتاژ خروجی باید از فرمول زیر استفاده نمایید.

مقدار VREF= 1.23v

مقدار R2 و R1 که در فرمول بالا لحاظ شده باید توسط مالتی متر اندازه گیری شوند. طبق این فرمول هرچه نسبت R2 به R1 بزرگتر باشد ولتاژ خروجی بزگتر خواهد بود. علت اینکه در لیست قطعات نوشته شده از هر یک از مقاومت های R1 و R2 پنج عدد تهیه شود نیز همین است. از آنجا که مقاومت ها دارای درصدی تلرانس یا خطا هستند، باید مقدار هر 10 مقاومت را اندازه گیری کنید و 2 مقاومتی را انتخاب کنید که در رابطه فوق نزدیکترین ولتاژ به 4.1 را برای شما ایجاد کنند. به زبان ساده هر چقدر مقدار R2 بیشتر و مقدار R1 کمتر باشد ولتاژ خروجی بیشتر خواهد بود.

این مطلب را از دست ندهید  راه اندازی ماژول WiFi ESP8266 (قسمت دوم)

نکته ی بعدی در مورد شماتیک بالا استفاده از فریت بید (ferrite bead) و خازن تانتال است. این دو قطعه برای افزایش کیفیت خروجی رگولاتور استفاده شده اند و در صورت عدم نصب مشکلی برای مدار شما بوجود نمی آید. خازن تانتالیوم به جهت ESR پایین تر نسبت به خازن های الکترولیت می تواند با سرعت بیشتری در مواقع لزوم تخلیه شود و جریان مورد نیاز ماژول SIM900 را تامین نماید. استفاده از خازن تانتالیوم زمانی ضرورت می یابد که منبع تغذیه ورودی شما ولتاژ نزدیک به 5 ولت و جریانی کمتر از 2 آمپر داشته باشد ( به عبارت دیگر توان کمتر از 10 وات ) در این صورت در زمانی که SIM900 به جریان بالا نیاز پیدا می کند منبعع تغذیه اصلی شما نمی تواند توان ورودی مورد نیاز را تامین کندو افت ولتاژ بوجود می آید در اینصورت می بایست حتما از خازن تانتالیوم استفاده کنید. مثال واقعی این شرایط در صورتی است که بخواهید ماژول سیم 900 را با استفاده از USB کامپیوتر روشن کنید. در این حالت به دلیل محدود بودن جریان USB به کمتر از 1 آمپر باید خازن با ظرفیت بالا را شارژ کنید تا بتواند نیاز به جریان ماژول را تامین نماید.

 

 

فریت بید چیست؟

فریت بید (Ferrite Bead) شاید اسمش کمی عجیب به نظر برسد اما چیز عجیبی نیست. به شکل زیر دقت کنید.

فریت بید

حتما تصویر بالا برای شما هم آشناست. معمولا بر روی کابل های USB دستگاه ها ، کابل مانیتور و بر روی سیم بعضی از آداپتور ها چنین چیزی دیده اید. این برجستگی پلاستیکی عجیب چیزی نیست به جز تکه ای فریت که خاصیت مغناطیسی دارد. فریت بید در مقابل ولتاژ DC مقاومتی ندارد اما در برابر فرکانس های بالا مقاومت ایجاد می کند. فریت بید به این شکل می تواند مانع نویز پذیری و انتقال برخی فرکانس های مزاحم شود. در خروجی رگولاتور های سوئیچینگ هم در صورتی که از فریت بید استفاده کنید، فرکانس های مزاحم عبور داده نمی شوند و تنها ولتاژ DC را در خروجی دریافت خواهید کرد. ضمنا نیازی نیست تا حتما از فریت بید های مربوط به کابل که در فروشگاه های قطعات کامپیوتر فروخته می شود استفاده کنید. در حال حاضر مدل های مختلفی فریت بید قابل نصب روی PCB و برد برد در بازار قطعات الکترونیک موجود است و می توانید از این فریت بید ها که تصویر آنها در زیر نمایش داده شده بهره ببرید.

فریت بید

امیدوارم آموزش نحوه ساخت مدار تغذیه ماژول sim900 توانسته باشد اندکی شما را در زمینه راه اندازی ماژول سیم 900 یاری نموده باشد. بزودی آموزش نحوه ی راه اندازی ماژول SIM900 با استفاده از کدویژن به زبان C بر روی سایت قرار میگیرد.

محمد حمیدی

علاقه مند به الکترونیک دیجیتال ، برنامه نویسی میکرو کنترلر ، طراحی و ساخت دستگاه های جدید ، کارآفرینی و سیستم سازی ;)

10 دیدگاه برای “مدار تغذیه ماژول sim900” ثبت شده است

  1. با سلام
    من این مدار را اندازی کردم ولت خروجیم شد ۳٫۹ ولت من از این مدار خروجی ۴٫۵ ولت میخوام یکم خطا مهم نیست حدودا ۴٫۵ ولت میخوام مقاومت r1 و r2 باید چه مقدار بزارم ایا میشه این دو مقاومت smd کار کرد ..
    من فورمول محاسبه این مقاومت دیدم اما vref نمیدونم چه عددی بزارم اگه ممکن مقاومت برای ولت ۴٫۵ ولت بهم بگید ممنون میشم
    بازم ممنون بابت این مطلبتون
    و منظور از vreff باید چ عدیدی بزارم

    1. سلام ، مقدار VREF رو ۱٫۲۳ در نظر بگیرید. برای افزایش ولتاژ باید نسبت R2 به R1 رو افزایش بدید. اگر مقاومت های ۱۰ کیلو و ۴٫۷ کیلو ۱۰% تهیه کرده باشید میتونید با اندازه گیری اونا با مولتی متر بیشترین مقدار ۱۰ کیلو ها رو با کمترین مقادیر ۴٫۷ کیلو ها ترکیب کنید تا ولتاژ افزایش پیدا کنه. اگر هدفتون ۴٫۵ هست میتونید از مقاومت ۳٫۹ و ۱۰ کیلو استفاده کنید ، البته از هرکدوم ۱۰ تا ۱۰درصد تهیه کنید و با مولتی متر مقادیرشون رو اندازه گیری کنید و با استفاده از فرمول جفت مقاومتی که ولتاژ ۴٫۵ ولت بهتون میده رو انتخاب کنید. اگر برای اتصال به ماژول های حساس به ولتاژ هست در اندازه گیری و محاسبه خیلی دقت کنید تا آسیبی متوجه مدارتون نشه. ( برای ولتاژ ۴٫۵ ولت باید نسبت R2 به R1 برابر با ۲٫۶۵۸ باشه )

  2. با سلام
    خازن برق ورودیشو زدید ۵۰ ولت من برق ورودیم ۱۲ بشتر نیسا ایا میتونم همون ۱۶ ولت انتخاب کنم سوال بعدی
    اینکه گفتیت خازن تانتال استفاده کنیم ایا میشه تانتال smd استفاده کرد مثل این لینک
    http://www.merqc.com/products/view/6548/100UF_16V_smd_C
    تمام خازن هارو میتوان از این سبک استفاده کرد؟

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *