É melhor aumentar ou diminuir?

Estou fazendo um extrator de fumaça de solda a partir de um antigo ventilador de PC (PWM de 4 pinos), acionado por um PIC de gama média.

A ventoinha precisa de 12V @ máx. 0.28A para alimentação e um 5V PWM @ máx 5mA para controlar o RPM. Então, eu vou estar executando o PIC em 5V e, portanto, precisarei de 5V e 12V disponíveis. Suponho que o PIC não consome muita energia em comparação com o ventilador, mesmo que eu planeje ter um sensor de proximidade IR também, para que eu possa aumentar a velocidade do ventilador quando minhas mãos se moverem em direção ao que estiver soldando e depois desacelerar novamente quando Terminei.

Ainda não decidi se devo usar uma verruga na parede ou baterias, mas gostaria de saber os prós e contras das opções disponíveis.

Então, como exemplo, suponho que eu poderia alimentar o sistema com uma verruga de parede de 5V e usar um conversor de impulso CC para obter os 12V para o ventilador.

Ou então, eu poderia alimentar o sistema com uma verruga de parede de 12V e usar um conversor DC para obter 5V para o PIC etc.

Além do custo e da disponibilidade de peças, que critérios existem para decidir seguir um caminho ou outro? Este é um projeto pessoal único, portanto as considerações comerciais são menos importantes (embora ainda interessantes), e acho que podem haver questões práticas que eu não conheço (por exemplo, ruído entre trilhos de potência, eficiência?).

Alguém poderia me dar uma ideia de como essas decisões são tomadas?

Para esta aplicação, um conversor buck ou boost seria um exagero. Sua melhor opção provavelmente seria ter uma fonte de 12V e reduzi-la para 5V separadamente com um regulador linear. Barato, poucas peças, peças mais prováveis ​​que você já tem, etc.

A queda de tensão com um regulador linear gera calor com base na corrente consumida pelo regulador e a tensão caiu. Isso não deve ser um problema, pois o PIC provavelmente não será muito atual.

No entanto, uma maneira simples de "trapacear" para reduzir a tensão o suficiente para que o regulador não tenha uma grande queda de tensão é colocar um ou mais diodos em série diante do regulador e usá-los para reduzir a tensão em ~ 0,7v para 1,4v cada, dependendo do diodo. A queda da tensão para 7v para um regulador de 5v deve ser boa e deve permitir espaço suficiente para a queda do regulador. Novamente, design simples e peças que você pode encontrar prontamente na prateleira ou até mesmo recuperar de coisas antigas.

Felicidades

Se o sistema de 5V tiver baixa corrente (ou seja, 10s de mA, como se espera de um pequeno PIC MCU sem fazer muito), mesmo um regulador linear de 12V a 5V seria bom para alimentar a eletrônica e, em seguida, um nível lógico. MOSFET de porta acionado a partir de um PIC GPIO, com unidade lateral baixa do ventilador da fonte de 12V, deve funcionar bem (também estou sugerindo a troca de alimentação do ventilador, não apenas contando com o sinal de entrada PWM para controlá-lo - não todos os ventiladores que possuem controle de velocidade PWM interno (diferente do PWM real na entrada de energia do ventilador) podem ser controlados até a velocidade zero.

Se, por outro lado, outros circuitos de 5V empurram sua corrente até, digamos,> 100mA, e você está diminuindo 7V, ou seja, 700mW ou mais, uma quantidade não insignificante de calor com a qual lidar, provavelmente requer um dissipador de calor, que é adicionado custo e tamanho. Nesse caso, pode ser preferível um comutador buck para a eletrônica. Especialmente se o seu MCU fosse puramente digital (nenhuma funcionalidade analógica é necessária), um comutador buck relativamente barato e barulhento, fornecendo 5V a 100mA com 100mVpp de ruído, pode ser aceitável. Com 80-90% de eficiência do comutador buck, em correntes tão baixas, você precisa apenas da capacidade de corrente mais barata e leve dos componentes do comutador.

Como regra geral, é melhor investir do que aumentar, se você tiver a opção - e aqui você tem a escolha. Essa ventoinha consome quase 4 Watts (12V * ~ 0,3A), de modo que derivar que 12V a partir de uma fonte de 5V a partir de um conversor de impulso (que também será cerca de 80-90% eficiente) significa que quase 1,0 Amp é necessário na fonte de 5V, o que em uma perspectiva de fabricação, torna-se uma opção de fonte de alimentação mais cara - transformador, retificador de ponte e indutor e MOSFETs com classificações de corrente mais altas, etc. Não é ruim, apenas não é tão desejável em comparação com a opção de alimentação de 12V.