Vybudujte si dvojitý 15V zdroj napájania z modulov police za menej ako 50 dolárov: 10 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Úvod:

Ak ste fanúšikom zvuku a zvuku, určite poznáte napájacie zdroje s dvoma koľajnicami. Väčšina zvukových dosiek s nízkym výkonom, ako napríklad predzosilňovače, vyžaduje kdekoľvek od +/- 5V do +/- 15V. S dvojitým napätím napájania je to oveľa jednoduchšie pri vytváraní prototypov alebo pri bežných opravách.

Tento napájací zdroj sa dá ľahko zostaviť, pretože spravidla používa doskové modulové dosky s výnimkou dosky regulátora, ktorú si musíte postaviť sami. Existuje však dôvod, ku ktorému sa neskôr dostanem.

Použitá doska regulátora sa môže pochváliť napätím od +/- 1,25 V do 37 V (v závislosti od vstupného napätia). Potrebujem iba +/- 15 V, takže vstupný zdroj o niekoľko voltov vyššie (okolo 19 V) je v poriadku. Regulátory napätia LM317 a LM337 môžu tiež čerpať okolo 1,5 A (v závislosti od toho, koľko napätia klesajú), takže prúdové hodnotenie vstupného zdroja musí byť tiež vyššie. Preto som vybral dva napájacie zdroje pre notebooky na napájanie vstupných napätí. Vyrábajú 19 V a okolo 3,4 A, čo je viac ako dostatočné na napájanie dosky regulátora. Nehovoriac o tom, že sú lacné ako čipy.

Tiež som chcel lineárny napájací zdroj, pretože spravidla majú na výstupe menšie zvlnenie jednosmerného prúdu (aj keď nie také účinné ako plný spínaný zdroj). Použitie spínaného vstupného zdroja na zníženie napätia 240 VAC na 19 V je lacné a efektívne. Ich prepínanie je tiež spravidla nad zvukovým pásmom, takže neovplyvňuje hluk napájania vstupujúceho do vašich testovacích kusov. Lineárne regulátory odfiltrujú väčšinu zvyškového zvlnenia DC. Takže do značnej miery získate to najlepšie z oboch svetov.

Použité merače môžu merať napätie a prúd (0-100V a 0-10A), sú dvojfarebné pre ľahké čítanie.

S niekoľkými úpravami môžete z mnohých dielov urobiť veľmi užitočný stolný napájací zdroj.

Poznámka: Jedna vec, ktorú tento napájací zdroj nemá, a to je regulácia konštantného prúdu. Samotné regulátory LM317/337 majú istú nadprúdovú ochranu, ale takto by som ich dlho nespúšťal. Preto bol v tomto projekte umiestnený spínač zaťaženia. Ak je to teda import, môžete použiť inú dosku regulátora, ktorá vyhovuje vašim potrebám.

Krok 1: Slovo varovania a všeobecné poznámky

Napájanie 240 V, napájanie notebookov:

Pretože tento projekt používa vysoké napätie (240 V), môžu byť celkom smrtiace, ak to zle pochopíte. Ak si nie ste istí, ako zapojiť vysokonapäťové komponenty, alebo vám nie je príjemná práca na zariadení pod napätím, navrhujem, aby ste to neskúsili. Ak sa zabijete, nepreberám žiadnu zodpovednosť. Nechcem od vás počuť, keď ste zomreli, že Pete, zabil som sa elektrickým prúdom a teraz som mŕtvy - OK ??

Teraz, keď už bolo povedané, máte niekoľko ďalších možností:

1. Stačí použiť napájacie zdroje prenosného počítača v dodanej forme a použiť niekoľko konektorov jednosmerného napájania na zadnej strane škatule. Znamená to len, že musíte pripojiť dva napájacie zdroje prenosného počítača - ale je to oveľa bezpečnejšia možnosť. Budete však musieť nájsť iné riešenie napájania LED meračov, pretože vyžadujú aj samostatné napájanie.

2. Do puzdra je možné namontovať spotrebný materiál pre prenosný počítač, odpojiť zástrčky 240 V a zapojiť ich priamo do zásuvky IEC na zadnej strane. Budete však potrebovať väčší prípad, než aký som použil, a opäť má živé pripojenia, takže stále nie je také bezpečné.

Panelové merače LED + napájacie napätie:

Na trhu je niekoľko typov LED meračov. Všetci v podstate robia to isté, ale ich spojenia nie sú vždy rovnaké. Odchod z rozchodu drôtu nie je vždy zaručený. Pri objednávke sa pokúste získať ich schému zapojenia. Všeobecne budú dva hrubé drôty aktuálnym bočníkovým meračom. Ostatné tri budú merací výkon (na napájanie displeja, ktorý je červený/čierny) a žltý vodič snímania napätia na meranie napätia.

Na meračoch si všimnete, že majú spoločný uzemňovací alebo 0V bod (čierne vodiče sú vnútorne prepojené). Pre tento konkrétny projekt to nie je dobré. Preto sú merače napájané oddelene prostredníctvom dvoch malých napájacích dosiek (modulová doska 240VAC až 12VDC). Na napájanie musíte použiť aj dve dosky, inak pri použití zdroja skratujete výstupy. Ďalším dôležitým dôvodom je, že LED merače vyžadujú minimálny chod alebo 4,5 V na prevádzku. Ak teda z dosky regulátora znížite výkon na 1,25 V, merače sa nezapnú.

Krok 2: Kusovník

Toto budete potrebovať. To všetko môžete kúpiť na Ebay, Amazon alebo Aliexpress. Kúpil som to všetko z Ebay

- Plastové puzdro (použil som plastové puzdro na nástroje) - 12 - 15 dolárov

- 1x Doska súpravy regulátora LM317/337 - 10 dolárov

- 2x 19V 3,42A napájací zdroj pre notebook - 6,75 dolára za deň

- 2x 240VAC až 12VDC 450mA spínané transformátorové dosky - 1,50 dolára za rok

- 2x panelové merače napätia/prúdu 0-100V/0-10A- 3,50 dolára (lacnejšie hromadne a dostupné v rôznych farbách)

- 2x 10K ohm viacotáčkové hrnce + gombíky podľa potreby - 2 doláre na deň (môžete použiť dodané hrnce, ale viacotáčkové sa nastavujú jednoduchšie)

- Rôzny a všeobecný hardvér: spínač 240 V AC (používal som jeden s LED diódou 12 V DC), svorkovnice (6), zásuvka IEC, poistky a držiaky poistiek (3), malý vypnutý hliníkový uhol (2), stojany (6), všeobecné dĺžky drôtu a zmršťovania - pravdepodobne ďalších 5-10 dolárov

Poznámka 1: Poistky, ktoré sa majú použiť, budú závisieť od toho, koľko prúdu zamýšľate použiť. Navrhoval by som 1-1,5A pre dve dosky regulátora a 0,5A pre napájanie 240V. Môžete ísť nižšie, rovnako ako nebudete čerpať 7A z oboch dodávok.

Poznámka 2: Ide o najdrahšiu časť stavby. Ak teda nájdete nejaký lacnejší alebo si chcete zaobstarať vlastný, ušetrí vám to pár dolárov.

Poznámka 3: Existuje niekoľko značiek viacotáčkových alebo presných hrncov. Ten, ktorý bol odoslaný, bol hrniec značky Bochen, ktorý má k dispozícii konkrétne gombíky a nepoužíva štandardné hrubé knurlové gombíky. Nezáleží na tom, aký typ použijete, iba na tom, že si dokážete vybrať gombíky, ktoré vám budú vyhovovať.

Poznámka 4: Kúpil som tieto napájacie zdroje pre prenosné počítače, pretože stáli iba asi 6 dolárov. Ak náhodou ležíte niekoľko starých, opäť ušetríte pár dolárov.

Krok 3: Schémy a schémy zapojenia

Prvý obrázok je pôvodná schéma dosky regulátora zásob, so vstupnými krytkami a usmerňovačom, ktoré na napájanie dosky používajú transformátor AC 12V-0V-12V (pre tento zdroj napájania nepoužívame)

Druhý obrázok je schéma zapojenia všetkých jednotlivých dosiek dohromady

Tretí a štvrtý obrázok sú schémy zapojenia panelových meračov (použil som), ktoré ukazujú rôzne konfigurácie napájania a merania. V zásade v tomto projekte používame štvrtý diagram.

Krok 4: Napájanie prenosného počítača

Prečo 19V napájacie zdroje pre prenosné počítače?

Dôvodom je to, že doska regulátora bola pôvodne navrhnutá tak, aby napájala duálny 12 V striedavý transformátor (12 V-0-12 V). Ak sa však pozriete na cenu jednej z nich buď z ebay, alebo vo vašom miestnom obchode s elektronikou - pohybujú sa okolo 30 USD. Dva spotrebné materiály pre notebooky prídu na polovicu.

Ak chcete z regulátorov vyššie napätie, stačí použiť vyšší vstupný zdroj. Nezabudnite, že dosky regulátora budú produkovať +/- 37 V, takže vstup môže byť o niekoľko voltov vyšší. Nezabudnite však, že čím vyšší je rozdiel napätia (vstup na výstup), tým viac tepla produkujú regulátory. Napríklad: ak je vstupné napätie 35 V a výstup 5 V, vyvinie sa veľa tepla a možno budete potrebovať väčšie chladiče a/alebo ventilátor.

Príprava spotrebného materiálu na notebook

Pokiaľ ide o moju stavbu, vybral som zásoby z ich puzdier, pretože som ich potreboval, aby sa zmestili do puzdra na nástroje. Ak chcete používať spotrebný materiál pre notebooky tak, ako sú, a používať konektory DC, tento krok môžete preskočiť.

Čo budete musieť urobiť, je rozbiť plastové puzdro. Použite plochý skrutkovač a opatrne páčte okraj, kým sa vrchná časť neodlepí. Potom vyberte zostavu dosky plošných spojov.

Na 2. fotografii som vyvŕtal kus uhlového hliníka a vyvŕtal niekoľko otvorov do boku zdroja (verím, že som použil existujúce otvory v dodávke). Dávajte pozor, aby ste pri tom nepoškodili žiadne súčasti. Vyvrtal som tiež niekoľko ďalších otvorov, aby som k nim naskrutkoval montážne stĺpiky a pripevnil zostavu k spodnej časti plastového puzdra. Použitie uhla ho urobilo o niečo robustnejším než len použitie montážnych stĺpikov.

Drôty vychádzajúce z dosky vyzerali trochu odľahčene, preto som ich zmenil na ťažšie merané drôty. Odpojte staré drôty, vložte nové vodiče cez hornú časť dosky a spájkujte ich na mieste v spodnej časti dosky (pri spätnom pohľade som mal použiť ľahší rozchod, ale dlhšie dĺžky, pretože bolo ťažké pripojiť toľko drôtov do rovnakých bodov).

Spotrebný materiál pre notebooky má tiež LED diódu napájania. Nie sú potrebné, ale môžete ich ponechať, ak chcete potvrdiť, že každá dodávka efektívne funguje (v prípade problému s dodávkou alebo čerpaným množstvom zaniknú). Nechal som ich v sebe, aby sa dali ľahšie nájsť chyby.

Poznámka: Mali by ste používať rovnaký typ napájania prenosného počítača. Dôvodom je, že ak sú napätie trochu mimo, môžu mať tendenciu klesať do seba prúdom a utekať a potom fúkať. Vo všeobecnosti by nemal byť problém, ak používate rovnaké spotrebné materiály. Ak sa však obávate alebo chcete dodatočnú ochranu, môžete na výstupy každého napájania umiestniť niekoľko výkonových diód (napríklad IN4004 alebo IN5404) s reverzným predpätím (takže katóda je kladná, anóda je záporná). Tým sa zabráni tomu, aby každé napájanie znižovalo akýkoľvek prúd z napätí, ktoré sú mierne vypnuté alebo ak sa jeden zdroj napája pred druhým.

Krok 5: Zostavenie regulátora LM317/337 a počiatočný test

Doska regulátora sa dodáva vo forme súpravy, čo znamená, že ju musíte spájkovať sami. Existuje niekoľko dodávateľov, ktorí ich predajú predmontované za niekoľko dolárov navyše. Odstránenie komponentov z týchto typov dosiek môže niekedy náhodne odtrhnúť koľaje. Niektoré súčasti budete musieť aj tak odstrániť, takže je rovnako jednoduché ich v prvom rade postaviť bez nich.

Prvý obrázok zobrazuje hotovú dosku (ako by mala vyzerať, ak by ste ju mali na sklade). Druhá fotografia však ukazuje úpravy s odstránenými vstupnými krytkami a usmerňovačom. Namiesto toho som pridal odkazy na zmenu vstupnej svorkovnice tak, aby akceptovala +/- 19V a smerovala ju na vstup regulátorov. Ak chcete, môžete ponechať vstupné čiapky, ale nie sú potrebné, pretože zásoby prenosného počítača sú celkom dobré.

Tiež si všimnete, že som vložil svorky pre LED kontrolku napájania a tiež hrnce, aby bolo v prípade potreby ľahké odstrániť dosky.

Stačí teda zostaviť dosku podľa ich pokynov, okrem vyššie uvedených úprav.

Po dokončení ho pripojte k funkčnému zdroju napájania a overte výkon každého stupňa regulátora. Nezabudnite, že ak na testovanie používate jeden vstupný zdroj, +/- vstup (na svorky +/0V) +/0V mimo dosky regulátora. +/- vstup (na svorky 0 V/-), 0 V/- von z dosky regulátora. Uistite sa, že môžete nastaviť výstupné napätie (posledný obrázok ukazuje externé testovacie napájanie).

Krok 6: Príprava puzdra

Zmerajte, ako majú vaše komponenty sedieť na zadnej strane predného a zadného panela. Pamätajte si, že to bude späť dopredu (tú chybu som urobil sám). Vlastne som chcel zrkadlový obraz na prednom paneli. Ale našťastie som ešte neurobil zadný panel, takže som ho prispôsobil iba vpredu (alebo som ho práve otočil o 180 stupňov).

Najprv vyvŕtajte otvory pomocou malých vrtákov. Potom zväčšite väčším vrtákom. Ak nemáte dostatočne veľké vrtáky (ako mám ja), môžete na zväčšenie otvorov použiť výstružník (veľmi šikovný nástroj).

Akonáhle sú všetky otvory vyvŕtané, vysuňte výrezy pre panely meracieho zariadenia a založte ich tak, aby sa merač a zásuvka IEC zmestili.

Tiež som pridal niekoľko štítkov na prednú stranu (pomocou listov). Môžete ich získať online alebo si môžete vytlačiť svoj vlastný na čistý papier do tlačiarne. Potom som už len nastriekol vrch ochranným lakom.

Krok 7: Montáž hardvéru

Keď predný a zadný panel zaschnú, namontujte všetok hardvér na predný a zadný panel.

Dva napájacie zdroje pre prenosné počítače je možné namontovať na spodok puzdra. Nezabudnite nechať priestor na to, aby zásuvka, poistka a vodiče IEC prechádzali k vypínaču vpredu. Prípadne môžete prepínač namontovať na zadnú stranu, ak chcete.

Namontujte dosku regulátora.

V neposlednom rade, pretože napájacie zdroje 240V/12V pre meracie panely nemajú kam pripevniť skrutkami, použil som na ich prichytenie kvapku kremíka. Len sa uistite, že ste najskôr pridali vstupné a výstupné vodiče!

Krok 8: Všetko zapojte

Začnite zapojením 240 V vedenia z konektora IEC do spínača a tiež do držiaka vstupnej poistky. Potom zapojte všetky 240 V káble k dvom zdrojom napájania notebooku a dvom meracím doskám. Vložte poistku a v tejto fáze je pravdepodobne vhodné skontrolovať zapojenie a napájanie, aby ste sa ubezpečili, že všetky napätia vychádzajúce zo zdrojov prenosného počítača sú správne (každé by malo byť 19 V)

Pripojte hrnce a LED k ovládacím prvkom na prednom paneli z dosky regulátora. Na uľahčenie demontáže na doske regulátora som použil 2-kolíkové zásuvky a kolíky.

Teraz pripojte výstupy k zdrojom notebooku a pripojte ich k vstupu dosky regulátora. K meračom môžete tiež pripojiť napájanie. Nezabudnite, že pozitíva jednej dodávky idú na negatíva druhej, aby sa vytvoril virtuálny bod nulového napätia. Znova zapnite napájanie a uistite sa, že napätie je podľa očakávania - medzi vstupnými napätiami by ste mali mať 38 V, na vstupoch +/- 19 V medzi 0 V a určité nominálne napätie na výstupe dosky regulátora (v závislosti od toho, kde je hrniec nastavený).

Pripojte výstup dosky regulátora k výstupným poistkám a spínaču záťaže. Pripojte prúdové vedenia merača (podľa schémy zapojenia) a potom vedenia snímania napätia z merača. Vložte niekoľko poistiek a znova vyskúšajte, či merače čítajú napätie. Držíme vám palce, nenechali ste uniknúť čarovný dym!

Poznámka: Merače sú pravdepodobne najťažšie na spustenie. Nezabudnite, že súčasná časť meračov prebieha od kladného k zápornému. To isté sa stane s negatívnym napätím - prúdi z 0v do záporného napätia!

Krok 9: Testovanie a úpravy kalibrácie

Keď overíte, že dym neuniká, pripojte spoľahlivý merač a skontrolujte výstupné napätie na kladnom aj zápornom výstupe. S najväčšou pravdepodobnosťou zistíte, že LED merače sú mierne mimo (ako na fotografiách 2 + 4). Pretože tieto merače môžu byť mierne na oboch koncoch spektra, kalibrujte ich na napätie, ktoré vo všeobecnosti budete používať najviac, alebo uprostred rozsahu napätí. Ak napríklad veľa používate 12 V, kalibrujte ich na 12 V. Ak idete pravidelne medzi 5V a 15V, kalibrujte na 10V.

Ak máte dva multimetre, môžete úpravu napätia a prúdu vykonávať spoločne. V opačnom prípade pripojte k výstupu menovité zaťaženie, upravte napätie, potom odpojte merač a zapojte ho do série s napájaním a vymeňte kábel multimetra (ak má váš merač oddelené svorky napätia a prúdu) za účelom merania prúdu.

Na zadnej strane panelových meračov LED budú dva malé ozdobné hrnce na nastavenie napätia (v-adj) a prúdu (i-adj) (pozri fotografiu jedna). Vo všeobecnosti je dobré pri kalibrácii zaťažiť výstup odporom, pretože výstupné napätie sa môže pri zaťažení trochu pohybovať.

Upravte v-adj, kým napätie nebude rovnaké ako na merači. Zastrihávače sú trochu citlivé a malá zákruta môže prejsť tam, kam chcete. Len vydržte, kým to nebude správne

Na súčasné nastavenie by som odporučil použiť na kalibráciu veľký teplom potiahnutý odpor (foto 6). Len sa uistite, že nie je nižšia, ako môže dodávka uhasiť. Každá strana dosky regulátora môže dodávať napätie 1,5 A. Kalibrácia okolo 1A by mala stačiť.

Použitie ohmovho zákona V = IxR - tak (V/I = R) 15V/1A = 15 ohmov. 15 ohmové odpory je trochu ťažké zohnať, takže 2 x 8 ohmové odpory v sérii dajú 16 ohmov. Zmerajte odpory - dva, ktoré mám, merajú 8,3 a 8,1 ohmov = spolu 16,4 ohmov.

Znova zapojte čísla (V/R = I) 15 V/16,4 ohmov = 0,914634A - to je číslo, na ktoré sa budeme kalibrovať. Mali by ste zistiť, že merač by to mal zobrazovať, ako aj dvojitú kontrolu vášho meradla.

Budete tiež musieť vypočítať výkon, ktorý je vložený do odporov, pretože nechcete, aby sa vyprážali! Takže zákon ohmov opäť P = VxI - 15Vx0,91463 = 13,72W. Uistite sa, že vaše odpory sú väčšie ako táto hodnota - 25 W je dobré. Použil som pár 100 W, ktoré sú zlaté (pozri fotografiu 6). Môžete ich získať z eBay za približne 8 dolárov pre dvoch.

Na meranie prúdu mimo napájania budete musieť zapojiť merač do série s napájacím zdrojom a záťažovými odpormi. Nezáleží na tom, či je merač prvý alebo rezistory, uistite sa, že prúd pretekajúci meračom je kladný až záporný (takže kladné a 0V svorky - kladné/záporné na prúdových svorkách multimetra). Záporná strana napájania by sa mala merať od 0 V do zápornej hodnoty, pričom kladné napätie meracieho prístroja musí smerovať k 0 V a záporné napätie meracieho prístroja musí smerovať k zápornému napätiu napájacieho zdroja. Ak vás to len popletlo - pozrite sa na poslednú fotografiu.

Po pripojení by ste na merači na prednom paneli mali vidieť napätie aj prúd. Upravte aktuálny hrniec na zadnej strane panelového merača tak, aby ukazoval rovnaký údaj ako váš multimetr. Ak máte dva merače, jeden na meranie prúdu (v sérii) a jeden na meranie napätia (paralelne).

Teraz môžete ísť.

Krok 10: Záverečné myšlienky

Aj keď sa všetko zmestilo do puzdra, mohol som sa trochu pohrať s vnútorným rozložením a možno by som presunul zásuvku IEC, aby dva zdroje pre notebooky mohli sedieť o 90 stupňov tam, kde sú v súčasnosti. Rozloženie by malo byť tiež zrkadlené, pretože vo všeobecnosti mám rád, keď ide všetko zľava doprava. Priložil som náčrt toho, čo som potenciálne mal urobiť.

Použil som vedenie 7,5 A 240 VAC zo sieťovej šnúry (pretože to som mal položené). Vzhľadom na to, že ide o taký obmedzený priestor, pravdepodobne by som mal použiť drôt s menším priemerom 240 V, pretože projekt neberie veľa prúdu.

Tiež som si nevšimol, že jedna zo skrutiek skrine prešla priamo tam, kde bol spínač 240V. Spätne som mal prepínač mierne posunúť a pravdepodobne by som mal tiež nainštalovať držiak poistky 240 V na predný panel, aby som predišiel zbytočnému zapojeniu. Pri troche premiešania som pravdepodobne mohol dať držiaky výstupných poistiek aj na predný panel, ale predný panel bol už dosť preplnený.

Na konci dňa dodáva +/- 15 V, ktoré požadujem, je ľahké ho nastaviť, je spoľahlivý a používa ľahko dostupné diely.

Budúce projekty

V prevádzke je aj ďalší duálny napájací zdroj 0-30V/3A, aj keď to môže skončiť ako dva samostatné napájacie zdroje (opäť v závislosti od rozstupu). Tento má stále aktuálne vlastnosti. Kúpil som tieto dosky súčasne, pretože som sa nevedel rozhodnúť, ktorú chcem, a tak som dostal obe!

Bude tiež matkou všetkých zdrojov napájania - duálneho napájania nízkeho/vysokého napätia pomocou dvoch dosiek regulátora na každej strane (4). Prepne z nízkeho rozsahu 0-30V na vysoký rozsah 30-90V a 5A! Toto bude použité na testovanie dosiek zosilňovača s dvojitým napätím. Opäť to môže skončiť ako dva samostatné napájacie zdroje v závislosti od rozstupov.