Di Kim Lewis – Aggiornato il 24 marzo 2022
La riduzione di una batteria da 9 V a un'alimentazione stabile da 3,3 V è comune nei progetti a basso consumo. Il metodo più semplice utilizza un diodo Zener da 3,3 V, abbinato a un resistore in serie per limitare la corrente e mantenere il diodo entro i limiti di potenza.
Esamineremo i calcoli, la selezione dei componenti, il cablaggio e le precauzioni di sicurezza. Se hai bisogno di una maggiore precisione o di un rumore inferiore, alla fine verranno discusse alternative come un partitore di tensione, un regolatore operazionale o un regolatore a bassa caduta di tensione (LDO).
1N4728A è uno Zener da 3,3 V con una potenza nominale di 1 W, che si traduce in una corrente massima di circa 303 mA (P=V×I). In pratica manteniamo la corrente molto al di sotto di questo valore per evitare stress termico e garantire affidabilità a lungo termine.
Utilizzando un resistore da 330Ω, la corrente Zener diventa:
IZ = (Vin – Vuscita )/R = (9 V – 3,3 V)/330Ω ≈ 17 mA.
Potenza dissipata nello Zener:P = IZ × Vuscita ≈ 0,057 W, ben al di sotto della potenza nominale di 1 W. Ciò lascia un margine confortevole per le variazioni di temperatura e la tolleranza del resistore.
Collegare il terminale positivo della batteria da 9 V a un lato del resistore da 330 Ω. Se utilizzi un portabatteria, questo è il cavo rosso.
Collegare l'altro lato del resistore al catodo (lato contrassegnato) dello Zener. Lo Zener deve avere un pregiudizio inverso.
Collegare l'anodo dello Zener al terminale negativo della batteria (cavo nero in un supporto).
Imposta un multimetro sulla tensione CC, posiziona una sonda tra i terminali Zener e verifica circa 3,3 V. La tensione del terminale della batteria rimane 9 V.
Utilizza un resistore da 330 Ω e uno Zener da 3,3 V per ridurre da 9 V a 3,3 V. Mantieni la corrente < 20 mA per affidabilità. Aggiungi un piccolo condensatore sullo Zener se il rumore è un problema. Per una regolamentazione più rigorosa, prendi in considerazione un partitore di tensione o un regolatore LDO con amplificatore operazionale.
Effettuare sempre il bias inverso dello Zener; per il resto si comporta come un normale diodo al silicio. Rispettare i limiti di potenza, corrente e temperatura specificati dal produttore per evitare danni o rischi di incendio. Maneggiare le batterie con attenzione per evitare cortocircuiti.
