XL6009 LM2596S Voltaj Ayarlayıcı Regülatör Modülü

XL6009, boost (yükseltici) regülatör çipidir; giriş voltajından daha yüksek çıkış voltajı üretebilir. 3.5V-35V giriş aralığını 5V-35V çıkışa dönüştürür. LM2596S ise buck (düşürücü) regülatör çipidir; giriş voltajını daha düşük seviyeye indirir. 4.5V-40V girişleri 1.25V-35V aralığında ayarlanabilir çıkışa dönüştürür. XL6009 400kHz anahtarlama frekansına sahipken, LM2596S 150kHz frekansında çalışır. Bu modül her ikisini tek kartta birleştirerek hem yükseltme hem düşürme işlemi yapabilme avantajı sunar. Temel fark, XL6009 voltajı yükseltebilirken, LM2596S voltajı düşürür.

Modülün her iki çıkışı da teorik olarak 3A maksimum akım kapasitesine sahiptir, ancak pratik kullanımda ısınma faktörü nedeniyle 2-2.5A değerlerinde kullanım önerilir. Yüksek akım değerlerinde (2A+) ısı emici (heatsink) kullanılması gereklidir. Sürekli maksimum yüklerde çalışma modülün ömrünü kısaltır, uzun süreli kullanımlar için nominal değerin %70'i civarında çalıştırılması tavsiye edilir. Modülden çekilen akım, voltaj dönüşüm oranına bağlıdır. Boost modunda, çıkış akımı daima giriş akımından düşüktür. Örneğin, 5V-12V dönüşümünde 2A giriş akımı ile en fazla 0.8A çıkış akımı elde edilebilir. Güç verimi yaklaşık %90-94 civarındadır.

Arduino projelerinizde bu modülü birkaç şekilde kullanabilirsiniz: 1) Farklı güç kaynaklarından Arduino besleme: 12V adaptör, 18V laptop adaptörü veya lityum pilleri kullanarak, LM2596S bölümünden stabil 5V veya 9V çıkış alıp Arduino'yu besleyebilirsiniz. 2) Çoklu voltaj ihtiyaçları: Tek güç kaynağından hem Arduino (5V) hem de diğer cihazları (sensörler, motorlar) farklı voltajlarda besleyebilirsiniz. 3) Pil ömrünü uzatma: Pille çalışan projelerde düşürücü regülatör kullanarak verimliliği artırabilirsiniz. 4) Düşük voltajlı pil beslemeli projelerde, pillerin voltajı düştüğünde bile XL6009 bölümü ile stabil çalışma voltajı sağlayabilirsiniz. Bağlantı için, Arduino'nun güç girişini regülatör çıkışına bağlayın, ortak GND kullanın ve Arduino USB portuna güç vermeyin.

Regülatör modüllerindeki ısınma doğaldır ve birkaç faktörden kaynaklanır: Anahtarlama kayıpları, iletim kayıpları, yüksek akım çekimi ve giriş-çıkış voltajları arasındaki büyük fark. Isınmayı azaltmak için: 1) Isı emici (heatsink) takın, özellikle XL6009 ve LM2596S çiplerine. 2) Giriş ve çıkış voltajları arasındaki farkı minimuma indirin. 3) %70 kapasiteden fazla yükleme yapmayın. 4) Güç dönüşümünü aşamalı yapın, çok büyük voltaj değişimleri yerine kademeli değişim uygulayın. 5) Modülün etrafında yeterli havalandırma sağlayın. 6) Yüksek akım çekilen uygulamalarda küçük bir fan ekleyin. 7) Çip üzerinde termal macun kullanarak ısı transferini iyileştirin. 8) Soğutma için modülün ısı yayan komponentlere temas eden PCB alanlarını genişletin.

Voltaj ayarlayıcı modüldeki potansiyometreler genellikle şu şekilde çalışır: Saat yönünde (CW) çevirme: Çıkış voltajını artırır. Saat yönünün tersine (CCW) çevirme: Çıkış voltajını azaltır. Ayarlama yaparken, önce yük bağlamadan çıkışı dijital multimetre ile ölçün. Potansiyometreyi çok küçük adımlarla, yavaşça çevirin. Hassas ayarlar için çok turlu potansiyometreler kullanıldığında, tam ayar için birden fazla tam dönüş gerekebilir. Potansiyometreyi ayarlarken aşırı kuvvet uygulamayın, nazikçe çevirin. Mavi potansiyometreler genellikle XL6009 (boost) ve LM2596S (buck) çıkışlarını ayrı ayrı kontrol eder. Modülü çalıştırmadan önce potansiyometreleri tam orta konuma getirmek güvenli bir başlangıç noktasıdır. Ayar sonrası voltajın yük altında değişebileceğini unutmayın, yük bağlandıktan sonra tekrar kontrol edin.

Bu modül doğrudan sabit akım kaynağı olarak tasarlanmamıştır, varsayılan olarak sabit voltaj (CV) modunda çalışır. Ancak basit modifikasyonlarla sabit akım (CC) özelliği ekleyebilirsiniz: 1) Temel metod: Çıkışa seri olarak bir akım algılama direnci (shunt) ve bir opamp devresi ekleyerek geri besleme yapabilirsiniz. 2) Akım ölçüm: Çıkışa seri bir şönt direnci (0.1-1 ohm) ve akım sensörü (ACS712 gibi) ekleyebilirsiniz. 3) İleri seviye: LM358 opamp ve MOSFET kullanarak geri beslemeli akım düzenleyici devre oluşturabilirsiniz. 4) Entegre çözüm: Alternatif olarak, doğrudan sabit akım destekli XL4015 veya LM2596 CC/CV modüllerini tercih edebilirsiniz. Yüksek güçlü LED'ler, lityum pil şarjı gibi sabit akım gerektiren uygulamalar için özel CC/CV modülleri daha uygundur.

Bu modül çok çeşitli voltaj kaynaklarıyla kullanılabilir: Adaptörler: 5V, 9V, 12V, 19V adaptörler (laptop şarj cihazları dahil). Lityum Piller: 3.7V tek hücre, 7.4V (2S), 11.1V (3S) ve 14.8V (4S) lityum pil paketleri. Alkalin/NiMH Piller: AA, AAA pillerin seri bağlantıları (3+ pil önerilir). Araç Elektrik Sistemi: 12V araç aküsü veya çakmak soketi. Solar Paneller: 5V-18V arası solar panel çıkışları. ATX Güç Kaynakları: Bilgisayar güç kaynaklarının 5V, 12V çıkışları. Lead-Acid Aküler: 6V, 12V kurşun asit aküler. Diğer Güç Kaynakları: 3.5V-40V aralığındaki herhangi bir DC güç kaynağı. Kaynak seçiminde dikkat edilecek hususlar: Minimum 3.5V giriş voltajı gereklidir. Yeterli akım kapasitesine sahip olmalıdır. Düşürücü mod için giriş voltajı, çıkış voltajından en az 2.5V yüksek olmalıdır.

LED şeritlerini beslemek için modülü şu şekilde kullanabilirsiniz: 5V LED Şeritleri: Düşük voltajlı kaynaktan (örn. 3.7V pil) XL6009 boost bölümü ile 5V elde edebilir, yüksek voltajlı kaynaktan (örn. 12V) LM2596S buck bölümü ile 5V'a düşürebilirsiniz. 12V LED Şeritleri: Düşük voltajlı kaynaklardan XL6009 ile 12V'a yükseltebilirsiniz. 24V LED Şeritleri: Benzer şekilde XL6009 ile voltaj yükseltilebilir. LED Parlaklık Kontrolü: PWM dimmeri ekleyerek parlaklık kontrolü yapabilirsiniz. Akım Sınırlaması: Uzun LED şeritlerinde aşırı akım çekilmemesi için akım sınırlayıcı ekleyebilirsiniz. Bağlantı: LED şeridinin pozitif ucunu modülün çıkış (+) terminaline, negatif ucunu (-) terminaline bağlayın. Akım Gereksinimleri: Her 5 metre 5050 LED şerit yaklaşık 2-3A akım çekebilir, bunu dikkate alın. Önemli Not: 2A üzeri LED uygulamalarında modüle ısı emici takın ve paralel bağlantı ile akım yükünü dağıtın.