¿Cómo reduzco el voltaje y la corriente en una aplicación de CC?

Antecedentes

Actualmente estoy construyendo un multicopter RC que utiliza una batería LiPo de 11.1 V 20 C 2200 mAH como fuente de alimentación principal. Esto está bien para ejecutar los ESC y los motores; sin embargo, también necesito una fuente de alimentación de 5 V / 2 A para ejecutar una PCB cargada con un proyecto Arduino que consiste en sensores digitales, GPS, controladores LED, etc.

Pregunta

¿Cómo produzco el voltaje adecuado (5V) y la corriente mínima (2 A) de la fuente primaria (11.1 V / 20 C)? ¿Es tan simple como calcular un valor de resistencia correcto o debería hacer algo más? ¡No quiero freír mis sensores!

Básicamente hay dos tipos de reguladores de voltaje: lineal y de conmutación . Los lineales son malos: si su 5 V necesita 2 A, también extraerá 2 A de la entrada de 11 V, y la diferencia, 6 V x 2 A = 12 W, aumentará en calor.

Necesitas un conmutador. Ya que vas de un voltaje más alto a uno más bajo, eso será un convertidor de dinero . (El voltaje de menor a mayor se llama impulso ). Los convertidores reductores pueden alcanzar eficiencias superiores al 90%, luego la pérdida de potencia será inferior a 1 W. Aquí hay una selección de conmutadores que se ajustan a sus requisitos.

Para una máxima eficiencia, sugeriría que retire el regulador de voltaje NPC1117 del Arduino (me refiero al Uno, otros Arduinos tendrán un regulador lineal similar) y conecte la salida del conmutador a la red de 5 V directamente. De lo contrario, tendría que suministrar al menos 6 V y perder 800 mW en el regulador NPC1117 (puede suministrar un máximo de 800 mA).

Siempre que sea posible, intente ejecutar tanto como sea posible a voltajes más bajos, como 3.3 V. Un conmutador que vaya de 11 V a 3.3 V tendrá una eficiencia menor que uno que vaya a 5 V, pero obtendrá menos disipación en los 3.3 V dispositivos. Incluso pienso (¡no marcado!) Que Arduino puede funcionar a 3.3 V.