DIY nastaviteľný zdroj napájania s funkciou voltmetra: 20 krokov

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-13 06:58

V niektorých prípadoch pri vykonávaní nášho elektronického experimentu potrebujeme napájanie jednosmerným prúdom 4V. Čo by sme mali urobiť? Kúpiť 4V batériu znie rozumne. Ale ak nabudúce budeme potrebovať napájanie 6,5 V a čo máme robiť? Na Amazon.com si môžeme kúpiť adaptér 6,5 V DC. ALE to je neekonomické, pretože keď potrebujeme rôzne napätie napájania, musíme za ne zaplatiť. Lepším riešením je vytvoriť nastaviteľný zdroj jednosmerného prúdu. Pôjdete do podrobností o tom, ako nastaviteľný zdroj jednosmerného prúdu funguje, urobte si svojpomocne a obohaťte sa.

Materiály:

1 x regulátor napätia LM317

2 x 470uF elektrolytické kondenzátory

2 x 104 keramických kondenzátorov

1 x 10uF elektrolytický kondenzátor

2 x 4148 diód

4 x diódy IN4007

1 x LED dióda

2 x konektor

1 x 180Ω odpor

1 x 1K odpor

1 x 5k variabilný odpor

1 x prepínač

1 x chladič

Kábel 1 x 10 cm

4 x klipy

1 x 7 -segmentová digitálna LED displejová trubica

1 x transformátor

Krok 1: Pripájajte odpory k doske plošných spojov

V tomto projekte sú potrebné iba dva odpory. R1 je 180Ω, R2 je 1kΩ. Pomocou multimetra zmerajte každý odpor a potom ho vložte do zodpovedajúcej polohy na doske plošných spojov. Ako je znázornené na obrázku 1, 180Ω odpor patrí do R1 a 1kΩ patrí do R2 vytlačeného na doske plošných spojov.

Krok 2: Pripájajte diódy usmerňovača IN4007 k doske plošných spojov

Upozorňujeme, že usmerňovacie diódy majú polaritu, ako je znázornené na obrázku 2 a 3, biely pás vytlačený na dióde IN4007 by mal byť umiestnený na rovnakej strane menšieho obdĺžnika na doske plošných spojov.

Krok 3: Spájajte 4148 spínacích diód a keramických kondenzátorov na dosku plošných spojov

4148 spínacích diód má polaritu, ako je znázornené na obrázku 5, čierny koniec diód by mal byť umiestnený na rovnakej strane menšieho obdĺžnika na doske plošných spojov. Keramické kondenzátory nemajú polaritu, nie je potrebné venovať zvýšenú pozornosť smeru.

Krok 4: Pripájajte elektrolytické kondenzátory k doske plošných spojov

Elektrolytické kondenzátory majú polaritu, dlhá noha je kladná a mala by byť vložená do otvoru v blízkosti symbolu „+“vytlačeného na doske plošných spojov. UPOZORNENIE: Nevkladajte ich do dosky plošných spojov opačne, pretože by mohlo dôjsť k poškodeniu celého obvodu.

Krok 5: Spájkujte LED a prepnite na dosku plošných spojov

LED dióda má polaritu, ako je znázornené na obrázku 12, dlhá noha je kladná a mala by byť zasunutá do otvoru v blízkosti symbolu „+“vytlačeného na doske plošných spojov. Pri spájkovaní spínača dávajte pozor na medzeru medzi každou podložkou a nenechajte roztavený cín spôsobiť skrat.

Krok 6: Pripájajte drôtový konektor k doske plošných spojov

Upozorňujeme, že porty konektorov by mali smerovať k vám, inak to môže spôsobiť problémy pri niekoľkých ďalších zostavách.

Krok 7: Pripájajte nastaviteľný odpor k doske plošných spojov

Vložte nastaviteľný odpor do DPS a potom spájkujte každý kolík. V tomto kroku by ste mali pamätať na to, aby bol nastaviteľný odpor vertikálne k doske plošných spojov. Potom nainštalujte uzáver na gombík nastaviteľného odporu.

Krok 8: Zostavte 7 -segmentovú digitálnu LED zobrazovaciu trubicu

Upozorňujeme, že tomuto kroku musíte venovať väčšiu pozornosť a tento krok dokončiť podľa obrázku 22 až obrázku 27. Ak zostavíte nesprávnym spôsobom, môže to spôsobiť trvalé poškodenie obvodu.

Ako je znázornené na obrázku 22, preveďte zväzok drôtov cez otvor v blízkosti nastaviteľného odporu. A potom pomocou skrutky, ktorú som označil červeným kruhom na obrázku 23, upevnite digitálnu LED trubicu. Ďalej je, ako je znázornené na obrázku 25, rozdelenie integrovaných vodičov na tri samostatné kusy. Najdôležitejšia vec v tomto kroku je, ako je znázornené na obrázku 26, červený a biely a čierny vodič by mali byť vložené do otvorov v poradí sprava doľava. Ak nebudete postupovať podľa tohto sprievodcu, môže dôjsť k trvalému poškodeniu digitálnej LED trubice.

Krok 9: Zaskrutkujte LM317 na chladič

Pomocou skrutky, ktorú som označil červeným kruhom na obrázku 28, pripevnite LM317 k chladiču a ako je znázornené na obrázku 29, na skrutku nie je potrebné dávať maticu. Potom vložte zostavu do dosky plošných spojov, ako je znázornené na obrázku 30. Pri spájkovaní kolíkov pamätajte na medzeru medzi každým kolíkom a NEDOVOĽTE, aby roztavený cín kolíky skratoval. A musíte znova skontrolovať, či sú kolíky skratované po odrezaní pinov multimetrom.

Krok 10: Pripájajte transformátor k PCB

Ako je znázornené na obrázku 33, čierne drôty by mali byť vložené do otvorov, ktoré som označil červenými kruhmi. Pretože napájací zdroj striedavého prúdu nevyžaduje žiadne smerovanie, každý čierny vodič nemá svoj vlastný exkluzívny otvor, jednoducho ich spájkujte v ľubovoľnom poradí.

Krok 11: Zaobchádzajte s vonkajšími spojovacími drôtmi

Ako je znázornené na obrázku 35, prerežte drôt na polovicu a rozdeľte ho na dva samostatné kusy. Odtrhnite malé množstvo kože z dvoch koncov každého drôtu a ako je znázornené na obrázku 37, pomocou spájkovačky pridajte do holého drôtu roztavený cín.

Krok 12: Spájkujte kovové svorky na drôty

Prevlečte drôt cez otvor v spodnej časti kovovej spony a ako je znázornené na obrázku 39, spájkujte cínový drôt k bodu pripojenia, kým ho roztavený cín nepokryje. A potom postupujte podľa obrázku 40 až 42 a dokončite tento krok.

Krok 13: Zaobchádzajte s akrylovou škrupinou

Ako je znázornené na obrázku 43, odstráňte kryt z akrylovej dosky. Od obrázku 44 k obrázku 47 je spodná doska, bočné dosky, predná doska a zadná doska, horná doska. Pred zostavením dosky plošných spojov s akrylovou doskou sa pokúste vytvoriť krabicu s týmito akrylovými doskami, aby ste zhruba rozoznali polohu každej dosky.

Krok 14: Priskrutkujte transformátor k spodnej doske

Nainštalujte transformátor do polohy, ktorú som označil červeným kruhom, a uistite sa, že červený vodič smeruje k vám. Ako je znázornené na obrázkoch 51 a 52, namontujte dutú skrutku na spodnú dosku. A potom, ako je znázornené na obrázku 53 a 54, priskrutkujte dosku plošných spojov k doske a uistite sa, že gombík je na ľavej strane transformátora.

Krok 15: Nainštalujte ďalšiu akrylovú dosku

Obrázok 55: Nainštalujte pravú bočnú dosku

Obrázok 56: Nainštalujte prednú dosku. Tri duté obdĺžniky, ktoré som označil červenými šípkami, sú zarovnané s dvoma portami pripojenia a prepínačom.

Obrázok 57: Utiahnutím skrutky pripevnite prednú dosku k hlavnému telu

Obrázok 58: Nainštalujte druhú bočnú dosku a utiahnite skrutku

Obrázok 59 a 60: Vložte dva červené drôty cez dutý obdĺžnik do zadnej dosky a utiahnite skrutku, ktorá pripevňuje zadnú dosku k hlavnému telu

Obrázky 61 a 62: Nainštalujte hornú dosku a utiahnutím JEN JEDNEJ skrutky pripevnite hornú dosku k hlavnému telu, ostatné otvory pre skrutky nechajte prázdne. Skrutky však môžete utiahnuť do ostatných otvorov pre skrutky, ale jedna skrutka stačí.

Krok 16: Zaoberajte sa napájacím káblom

Pred spájkovaním napájacieho vodiča k červeným vodičom pridajte do čierneho drôtu roztavený cín spájkovačkou, ako je to znázornené na obrázku 63. A potom použite elektrickú izolačnú pásku alebo teplom zmrštiteľnú rúrku na obalenie holých vodičov na ochranu ste z úrazu elektrickým prúdom.

Krok 17: Zostavte drôty dokončené v kroku 12 ku konektorom

Pomocou skrutkovača pripevnite vodiče dokončené v kroku 12 ku konektorom. Upozorňujeme, že červené vodiče by mali byť vložené do pravého portu každého konektora, pretože predstavujú kladnú polaritu, zatiaľ čo čierne vodiče predstavujú zápornú polaritu.

Pri použití ako voltmetra musíte cieľový testovací predmet, ako napríklad batériu, pripojiť k vstupnému portu voltmetra, ktorý som označil na obrázku 66, a prepínač PUSTIŤ na ľavú stranu. Červený vodič je pripojený k kladnej strane batérie a čierny vodič je k zápornej strane batérie.

Pri použití ako nastaviteľného zdroja jednosmerného prúdu musíte použiť výstupný port napájania jednosmerným prúdom, ktorý som označil na obrázku 66, a prepínač posuňte na pravú stranu. Červený vodič je kladný koniec a čierny vodič je záporný koniec. Môže byť použitý na výstup jednosmerného napätia od 1V do 15V.

Krok 18: Testovanie

Obrázok 67 ukazuje, ako ho použiť ako voltmetr. Červený vodič v ľavom konektore je pripojený k kladnému koncu batérie, čierny vodič je k zápornému koncu batérie. Zo 7 segmentovej digitálnej LED trubice vidíme, že napätie tejto batérie AAA je asi 1,5V.

Obrázok 68 ukazuje, ako ho použiť ako nastaviteľný zdroj jednosmerného prúdu. Vyberte batériu AAA a pomocou druhého konektora priveďte napätie do multimetra. Otočte prepínač multimetra do polohy merania napätia a potom pomocou červenej svorky upnite červenú sondu multimetra a pomocou čiernej svorky upnite čiernu sondu multimetra. Otočením gombíka nastaviteľného odporu získate odlišný jednosmerný výstup od približne 1,24 V do 15 V.

Krok 19: Analýza

LM317 je nastaviteľný 3-koncový kladný regulátor napätia schopný dodávať viac ako 1,5 A v rozsahu výstupného napätia od 1,2 V do 37 V. Tento regulátor napätia sa používa mimoriadne jednoducho a na nastavenie výstupného napätia sú potrebné iba dva externé odpory. Ďalej používa obmedzenie vnútorného prúdu, tepelné vypnutie a kompenzáciu bezpečnej oblasti, vďaka čomu je v zásade odolný voči vybitiu.

Zo schémy vidíme, že keď napätie 12AV aplikované na T11 a T12, obvod mostíkového usmerňovača zložený zo štyroch diód IN4007 orezáva striedavý prúd na jednosmerný, keramický kondenzátor 0,1 uF, C3 je obtokový kondenzátor, ktorý hrá úlohu pri znižovaní citlivosť na impedanciu vstupného vedenia. Elektrolytický kondenzátor C1 a C4 používa vyhladenie napätia na jednosmerné napätie blízkej úrovne. Nastavovací terminál môže byť obídený k zemi, aby sa zlepšilo odmietnutie zvlnenia. Tento kondenzátor C5 zabraňuje zosilneniu zvlnenia so zvýšením výstupného napätia. Ak chcete získať ďalšie podrobnosti o elektrolytických kondenzátoroch v obvode usmerňovača, kliknite pravým tlačidlom myši a navštívte tento blog na novej karte.

Dióda IN4148, D1, sa používa na zabránenie vybíjania VCC cez LM317 počas vstupného skratu. Dióda D2 sa používa na ochranu pred vybíjaním kondenzátora C5 cez LM317 počas skratu výstupu. A kombinácia D1 a D2 zabraňuje vybíjaniu C5 cez LM317 počas vstupného skratu. Na úpravu nastaviteľného odporu RP1 získate výstupné jednosmerné napätie od približne 1,24 V do 15 V.

Materiály pre domácich majstrov sú dostupné na mondaykids.com

Nasledujúce projekty, ktoré som zverejnil na stránke Instructables.com, používajú všetky súpravy LM317 DIY ako zdroj energie:

Vyrobte si DIY obvod so zvukovým efektom tikajúcich hodín bez IC

DIY siréna pre nálety s rezistormi a kondenzátormi a tranzistormi

Urob si sám základný zosilňovač so spoločným žiaričom pre školské štúdium

Vytvorte si astabilný multivibrátor a vysvetlite, ako to funguje

DIY a NE555 obvod na generovanie sínusovej vlny