AMS1117 adalah pengatur tegangan linier umum yang digunakan untuk mengubah tegangan DC yang lebih tinggi menjadi output 3.3V atau 5V yang stabil. Ini sederhana, berbiaya rendah, dan berguna dalam sirkuit kecil, tetapi panas, tegangan putus, kapasitor, pinout, dan tata letak PCB memengaruhi kinerjanya. Artikel ini memberikan informasi tentang pinout AMS1117, desain sirkuit, aplikasi, masalah, dan batas praktis.
Apa itu pengatur tegangan AMS1117?
AMS1117 adalah pengatur tegangan linier dropout rendah tiga terminal yang digunakan untuk mengubah tegangan DC yang lebih tinggi menjadi tegangan DC rendah yang stabil. Ini digunakan dalam rel daya 3.3V dan 5V untuk mikrokontroler, modul sensor, papan pengembangan, dan sirkuit tertanam kecil.
Tidak seperti regulator switching, AMS1117 tidak mengubah daya dengan efisiensi tinggi. Ini mengatur tegangan dengan menjatuhkan tegangan ekstra sebagai panas. Ini membuatnya sederhana, berbiaya rendah, dan mudah digunakan, tetapi juga berarti perangkat bisa menjadi panas ketika tegangan input jauh lebih tinggi dari tegangan keluaran.
AMS1117 Pinout dan Jenis Paket
AMS1117 Konfigurasi Pin SOT-223
| Sematkan | Nama | Fungsi |
|---|---|---|
| Pin 1 | GND / ADJ | Ground untuk versi tetap atau sesuaikan pin untuk versi yang dapat disesuaikan |
| Pin 2 | VOUT | Keluaran tegangan yang diatur |
| Pin 3 | VIN | Tegangan masukan |
| Tab | VOUT | Terhubung secara internal ke output |
SOT-223 AMS1117 adalah salah satu versi paling umum yang digunakan pada papan pengembangan dan modul kecil. Tab logam terhubung ke VOUT, bukan ground. Ini diperlukan saat merancang PCB atau memeriksa celana pendek.
Versi Tetap vs Versi yang Dapat Disesuaikan
• AMS1117-3.3: output 3.3V tetap
• AMS1117-5.0: output 5V tetap
• AMS1117-ADJ: output yang dapat disesuaikan menggunakan dua resistor eksternal
• Versi tetap menggunakan pin pertama sebagai GND
• Versi yang dapat disesuaikan menggunakan pin pertama sebagai ADJ
Spesifikasi Teknis AMS1117
| Fitur | Spesifikasi | Catatan |
|---|---|---|
| Arus Keluaran Maks | 1A | Membutuhkan heat sinking yang memadai. |
| Tegangan Input Maks | 15V | Peringkat maksimum mutlak. |
| Tegangan Putus Putus | 1.1V (Tip) | Pada beban 1A. Input harus > (Vout + 1.1V). |
| Regulasi Jalur | 0,20% | Penyimpangan maks. |
| Regulasi Muat | 0,40% | Penyimpangan maks. |
| Paket | SOT-223 | Paling umum. Juga tersedia dalam TO-252. |
Bagaimana cara kerja AMS1117 dalam sirkuit?
AMS1117 bekerja dengan mempertahankan tegangan keluaran yang stabil bahkan ketika tegangan input atau arus beban berubah dalam batas operasinya. Misalnya, AMS1117-3.3 dapat mengambil input 5V dan menyediakan output 3.3V yang diatur untuk mikrokontroler atau sirkuit sensor.
Karena merupakan regulator linier, tegangan yang tidak terpakai tidak diubah menjadi arus ekstra. Sebaliknya, perbedaan tegangan antara input dan output dihamburkan sebagai panas. Inilah sebabnya mengapa sirkuit AMS1117 sederhana tetapi tidak terlalu efisien ketika tegangan input jauh lebih tinggi dari tegangan keluaran.
Untuk operasi yang stabil, AMS1117 membutuhkan kapasitor input dan output yang tepat. Tanpa kapasitor yang benar, output dapat berosilasi, riak, atau menjadi tidak stabil ketika beban berubah dengan cepat.
Aplikasi AMS1117 Umum
Papan yang Kompatibel dengan Arduino
AMS1117 ini digunakan pada papan yang kompatibel dengan Arduino untuk mengubah tegangan input yang lebih tinggi menjadi tegangan tingkat logika yang stabil, seperti 5V atau 3.3V. Ini dipilih karena desainnya yang sederhana dan jumlah komponen yang rendah.
Modul ESP8266 / ESP32
Banyak papan pengembangan ESP8266 dan ESP32 menggunakan AMS1117 untuk menyediakan rel suplai 3.3V yang stabil untuk modul komunikasi nirkabel.
Modul Sensor
AMS1117 ini sering digunakan dalam modul sensor karena memberikan pengaturan tegangan yang sederhana dan berbiaya rendah untuk beban arus sedang.
Sirkuit Bertenaga USB
Pada perangkat bertenaga USB, AMS1117 dapat mengubah input USB 5V menjadi output 3.3V yang stabil untuk elektronik tegangan rendah.
Papan Kontrol Kecil
Papan kontrol kecil biasanya menggunakan AMS1117 karena mudah diintegrasikan ke dalam tata letak PCB yang ringkas dan membutuhkan sedikit komponen eksternal.
Sirkuit Indikator LED
AMS1117 dapat menyediakan rel tegangan rendah yang stabil untuk sirkuit indikator LED dan bagian pencahayaan arus rendah.
Sirkuit Baterai
AMS1117 dapat digunakan di beberapa sirkuit bertenaga baterai di mana tegangan sederhanatage pengaturan diperlukan.
AMS1117 Contoh Sirkuit 5V hingga 3.3V
Aplikasi AMS1117 umum adalah mengubah input USB atau adaptor 5V menjadi suplai 3.3V untuk sirkuit digital berdaya rendah. Pengaturan ini sering digunakan untuk mikrokontroler, sensor, modul logika, dan papan pengembangan kecil.
Di sirkuit, input 5V terhubung ke VIN, output 3.3V diambil dari VOUT, dan pin ground dibagi oleh sumber input dan beban. Kapasitor input ditempatkan di antara VIN dan GND, sedangkan kapasitor output ditempatkan di antara VOUT dan GND. Kapasitor ini harus ditempatkan dekat dengan pin AMS1117 untuk mengurangi kebisingan dan meningkatkan stabilitas.
Tips Koneksi Dasar
| Koneksi | Ke Mana Perginya |
|---|---|
| VIN | Masukan 5V |
| GND | Kesamaan |
| VOUT | Keluaran 3.3V |
| Kapasitor masukan | Antara VIN dan GND |
| Kapasitor keluaran | Antara VOUT dan GND |
Misalnya, input USB 5V dapat memberi daya pada papan sensor 3.3V sekitar 150mA melalui AMS1117-3.3. Ini biasanya dapat diterima jika PCB memiliki area tembaga yang cukup untuk penyebaran panas dan input 5V tetap stabil di bawah beban.
Sirkuit ini harus diperiksa lebih hati-hati saat menyalakan modul nirkabel, motor, papan relai, atau beban lain dengan lonjakan arus. Jika volume inputtage turun terlalu rendah, AMS1117 mungkin keluar dari peraturan. Jika arus beban terlalu tinggi, regulator dapat menjadi terlalu panas. Masalah ini dibahas di bagian desain berikutnya.
Pertimbangan Desain AMS1117
AMS1117 Stabilitas dan Desain Kapasitor
Sirkuit AMS1117 sering gagal karena tiga masalah desain: kapasitor yang tidak stabil, ruang kepala tegangan input yang tidak mencukupi, dan panas yang berlebihan. Masalah ini lebih sering terjadi daripada regulator itu sendiri yang gagal, sehingga sirkuit di sekitarnya harus selalu diperiksa sebelum mengganti IC.
Pengaturan Kapasitor yang Direkomendasikan
AMS1117 membutuhkan kapasitor input dan output yang tepat agar tetap stabil selama perubahan beban. Pemilihan kapasitor yang buruk atau jejak PCB yang panjang dapat menyebabkan osilasi keluaran, kegagalan startup, riak yang berlebihan, atau tegangan tidak stabil.
| Lokasi Kapasitor | Nilai Umum | Tujuan Utama |
|---|---|---|
| Kapasitor Masukan | 10μF khas | Mengurangi kebisingan input dan meningkatkan respons transien |
| Kapasitor Keluaran | 10μF–22μF khas | Menjaga stabilitas regulator dan menghaluskan VOUT |
| Kapasitor Keramik Kecil | 0.1μF opsional | Menyaring kebisingan frekuensi tinggi |
AMS1117 Tegangan Ruang Kepala dan Dropout
AMS1117 adalah regulator linier, jadi VIN harus tetap lebih tinggi dari VOUT dengan margin yang cukup. Perbedaan tegangan ini disebut tegangan putus.
VDROP = VIN − VOUT
Banyak perangkat AMS1117 membutuhkan ruang kepala sekitar 1.1V hingga 1.3V di dekat arus beban yang lebih tinggi. Misalnya, AMS1117-3.3 biasanya bekerja dari input 5V, tetapi masalah dapat terjadi jika rel 5V jatuh karena kehilangan kabel USB, adaptor lemah, atau lonjakan arus.
AMS1117 Pembuangan Panas dan Kontrol Termal
AMS1117 mengubah tegangan berlebih menjadi panas. Semakin besar perbedaan antara VIN dan VOUT, dan semakin tinggi arus beban, semakin panas regulatornya.
Kehilangan daya dapat diperkirakan sebagai:
P=Vin− Vout x Iload
| Contoh | Perhitungan | Hasil | Arti Praktis |
|---|---|---|---|
| 5V → 3.3V pada 100mA | (5 − 3,3) × 0,1 | 0,17W | Dapat dikelola |
| 5V → 3.3V pada 300mA | (5 − 3.3) × 0.3 | 0,51W | Hangat selama pengoperasian |
| 9V → 3.3V pada 300mA | (9 − 3.3) × 0.3 | 1,71W | Kemungkinan terlalu panas tanpa pendinginan |
| 12V → 3.3V pada 500mA | (12 − 3.3) × 0.5 | 4,35W | Tidak praktis untuk AMS1117 |
Inilah sebabnya mengapa AMS1117 cocok untuk penurunan tegangan kecil, seperti 5V hingga 3.3V, tetapi tidak untuk konversi penurunan tinggi dan arus tinggi. Untuk 12V ke 3.3V atau beban berat, konverter buck biasanya merupakan pilihan yang lebih baik.
AMS1117 Konfigurasi Tegangan Keluaran yang Dapat Disesuaikan
Versi AMS1117-ADJ menggunakan dua resistor eksternal untuk mengatur tegangan keluaran. Ini berguna ketika versi tetap 1.8V, 2.5V, 3.3V, atau 5V tidak tersedia.
Vout=Vref x (1+R2/R1) +IADJ x R2
Dalam perkiraan desain cepat, istilah IADJ seringkali cukup kecil untuk diabaikan.
| Output Target | Contoh R1 | Contoh R2 | Catatan |
|---|---|---|---|
| 2.5V | 240Ω | 240Ω | Pengaturan seimbang sederhana |
| 3.3V | 240Ω | 390Ω | Output kustom umum |
| 5V | 240Ω | 720Ω | Membutuhkan VIN yang lebih tinggi |
AMS1117 vs LM1117, 7805, Konverter Buck, dan LDO Modern
| Opsi | Penggunaan Terbaik | Keuntungan | Batasan |
|---|---|---|---|
| AMS1117 | Regulasi 3.3V atau 5V berbiaya rendah | Sederhana, murah, umum | Menjadi panas dengan penurunan tegangan tinggi |
| LM1117 | Aplikasi LDO serupa | Seringkali sebanding dalam fungsi | Harus memeriksa pinout dan spesifikasi |
| 7805 | Regulasi 5V dari tegangan yang lebih tinggi | Kokoh dan dikenal | Putus sekolah lebih tinggi, paket lebih besar |
| Konverter Buck | Penurunan tegangan efisiensi tinggi | Lebih baik untuk arus tinggi dan penurunan tegangan besar | Lebih banyak suku cadang dan kebisingan peralihan |
| LDO IQ rendah modern | Sirkuit bertenaga baterai | Arus siaga yang lebih rendah, opsi dropout yang lebih baik | Mungkin lebih mahal |
Masalah AMS1117 Umum dan Pemecahan Masalah
| Masalah | Kemungkinan Penyebab | Apa yang harus diperiksa |
|---|---|---|
| Tegangan keluaran terlalu rendah | Tegangan input di bawah persyaratan dropout | Mengukur VIN di bawah beban |
| Regulator menjadi sangat panas | Pembuangan daya yang berlebihan | Menghitung kehilangan daya |
| Tidak ada tegangan keluaran | Pinout salah, sambungan solder yang buruk, IC rusak | Periksa VIN, VOUT, dan GND |
| Output tidak stabil | Nilai kapasitor, ESR, atau penempatan yang salah | Periksa kapasitor keluaran |
| ESP32 atau reset modul | Lonjakan arus atau rel 3.3V yang lemah | Uji dengan pasokan yang lebih kuat |
| Output turun saat beban terhubung | Arus beban terlalu tinggi | Mengukur arus beban |
| Regulator mati | Perlindungan termal diaktifkan | Kurangi tegangan atau beban input |
| Papan bekerja tanpa beban tetapi gagal digunakan | Tata letak yang buruk atau kapasitas arus yang tidak mencukupi | Uji di bawah beban operasi nyata |
Kesimpulan
AMS1117 bekerja dengan baik untuk pengaturan 5V hingga 3.3V atau 5V sederhana saat arus beban sedang, dan panas dikontrol. Pengoperasiannya yang stabil tergantung pada koneksi pin yang benar, tegangan input yang cukup, kapasitor yang tepat, jejak PCB pendek, dan desain termal yang baik. Ini tidak terbaik untuk penurunan tegangan besar, beban arus tinggi, atau sirkuit baterai di mana efisiensi penting. Konverter buck atau LDO modern lebih baik untuk kondisi tersebut.
Pertanyaan yang Sering Diajukan [FAQ]
Pertanyaan 1. Mengapa AMS1117 menjadi panas saat digunakan?
AMS1117 menjadi panas karena menurunkan tegangan ekstra sebagai panas. Tegangan input yang lebih tinggi dan arus beban yang lebih tinggi menghasilkan lebih banyak panas, sehingga desain termal itu penting.
Pertanyaan 2. Bisakah AMS1117 benar-benar memasok 1A?
Ya, tetapi hanya dengan pembuangan panas yang cukup. Pada papan kecil, arusnya lebih rendah karena regulator dapat terlalu panas sebelum mencapai 1A.
Pertanyaan 3. Mengapa AMS1117 biasa digunakan untuk konversi 5V ke 3.3V?
Karena 5V memberikan ruang kepala tegangan yang cukup untuk output 3.3V yang stabil. Ini sederhana, berbiaya rendah, dan berguna untuk mikrokontroler, sensor, dan modul kecil.
Pertanyaan 4. Bisakah kapasitor keramik digunakan dengan AMS1117?
Ya, tetapi lembar data harus diperiksa. Beberapa versi AMS1117 mungkin memerlukan kapasitor keluaran ESR yang sesuai untuk pengoperasian yang stabil.
Pertanyaan 5. Mengapa papan ESP8266 atau ESP32 diatur ulang dengan AMS1117?
Modul Wi-Fi menarik lonjakan arus yang tiba-tiba. Jika pasokan, kapasitor, atau jejak PCB lemah, rel 3.3V dapat menurunkan dan mengatur ulang modul.
