Programovateľný napájací zdroj 42V 6A: 6 krokov (s obrázkami)

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

Môj nový projekt bol inšpirovaný programovateľným zdrojom energie, modulom Ruideng. Je fantastický, veľmi výkonný, presný a za rozumnú cenu. Existuje niekoľko modelov týkajúcich sa výstupného napätia a prúdu. Najnovšie sú vybavené možnosťami komunikácie (USB a Bluetooth).

Programovateľný - variabilný napájací zdroj popísaný v tomto článku je určený pre elektronickú lavicu pre domácich majstrov. Pôvodne vychádzal z modelu Ruideng DPS 5015 bez komunikácie. Počas písania môjho Instructable boli na trh uvedené moduly s komunikáciou. Túto možnosť som pridal ako verziu B.

Parametre:

• Vstup AC: 100 - 220V
• Frekvencia striedavého prúdu: 50 Hz/60 Hz
• Výstup jednosmerného napätia: 0 - 42V
• Výstup jednosmerného prúdu: 0 - min. 4A, max. 5A (DPS5005) alebo 6A (DPS5015)
• Rozlíšenie výstupného napätia: 0,01V
• Rozlíšenie výstupného prúdu: 0,01 A, (0,001 A pre DPS5005)
• Výstupný výkon: 200W
• Presnosť výstupného napätia: +/- (0,5% +1 číslica)
• Presnosť výstupného prúdu: +/- (0,5% +2 číslice)
• Počet pamätí: 9 sád skupín údajov plus posledné nastavenie (pamäť 0)

Čo znamená programovateľné?

1. Napájací zdroj Ruideng DPS 5015 alebo DPS 5005. Parametre napájacieho zdroja môžete nastaviť a uložiť ich do pamäte interne z predného panela. Externe nemôžete upravovať a programovať žiadne parametre. Neexistuje žiadny konektor a žiadny odkaz na parametre programu zvonku. Verzia A.
2. Zdroj napájania Komunikačná verzia Ruideng DPS 5005. Tento modul Ruideng umožňuje komunikáciu z vonkajšej strany prístroja pomocou micro USB konektora alebo Bluetooth. Všetky parametre môžete nastaviť a naprogramovať z počítača. Verzia B.

Hlavné programovateľné parametre sú:

1. Napätie
2. Aktuálne
3. Prepätie (napätie, prúd a výkon)

Náradie:

• Malá priamočiara píla
• Vŕtačka
• Spájkovačka
• Multimetr

Krok 1: Diely

V mojom prípade je hlavnou súčasťou programovateľný napájací zdroj Ruideng DPS5015. Tento modul obsahuje farebný LCD displej, ktorý zobrazuje všetky potrebné údaje. DPS5015 bol k dispozícii za nízku cenu. Modul môže poskytovať maximálny jednosmerný výstup 50 V a prúd 15 A. Aktuálna hodnota DPS 5015 tu nie je úplne využitá, ale kúpil som ju v dočasnej zľave za menej ako 20 €. Najlepším riešením pre tento prípad je model DPS5005, komunikačná verzia, odporúčal som to.

Akýkoľvek modul DPS Ruideng vyžaduje na svojom vstupe iný zdroj napájania (spínací alebo nespínajúci) so schopnosťou dodávať približne 50 V a 5 A alebo viac. Také napájanie by mohlo byť vyrobené z hlavného transformátora 220 V/50 V a niektorých ďalších komponentov. Toto riešenie je veľmi ťažké a veľké a nie príliš efektívne. Prepínanie napájania je ekonomickejšie. Preto som sa rozhodol pre spínaný zdroj, zmeniť 220V AC na 48V DC. Nenašiel som vhodný, preto som použil dva moduly 220VDC/24VAC. Moduly sú zapojené paralelne na ich vstupoch a sériovo na výstupoch.

Časti sú:

• Spínaný napájací zdroj Geekcreit 24V/4-6A, 2ks, Banggood
• Verzia bez komunikácie, programovateľný PS Ruideng DPS5005, (alebo DPS5015) Banggood
• Komunikačná verzia B, programovateľná komunikácia PS Ruideng DPS5005, DPS Banggood
• Plastová skrinka na nástroje, Banggood
• Hlavný vypínač, Banggood
• Ventilátor 12V, ako napríklad ebay
• Adaptér 220VDC/12VDC, napríklad z ebay
• Zásuvky pre banánové konektory, 2 ks, ebay
• Termistor, 10 kOhm, ebay
• Ovládač pre ventilátor, postavený na malom protoboarde, Banggood
• Napájací kábel 220 V, 2,5 A z miestneho obchodu, závisí od typu zástrčky.

Časti v ovládači pre ventilátor:

• Tranzistor 2N5401 alebo BC337, Banggood
• Univerzálna dióda 1N4148, Banggood
• Rezistor trimovania 1 kohm, Banggood
• Samičí konektor JST 2,5 mm na doske, 3 ks, Banggood
• Mužský konektor JST 2,5 mm s káblom, 3 kusy, Banggood

Krok 2: Schéma zapojenia - verzia a - žiadna komunikácia

Spojenia medzi všetkými blokmi sú utopené na obrázku vyššie. Na ľavej strane je vstup 220 V, hlavný kábel a hlavný vypínač. V strede sú dva moduly AC/DC 220V/24V. Tieto moduly sú zapojené paralelne na vstupe, napätie AC 220V. Oba moduly sú sériovo zapojené na svojich výstupoch a pripevnené na vstup programovateľných PS. Každý modul dodáva 24 V DC, takže celkové výstupné napätie je 48 V. Programovateľný PS DPS 5015 je pripojený k výstupným konektorom (plus a mínus výstupného napätia nástrojov) a pomocou plochých káblov k LCD displeju. Na obrázku v hornej časti je adaptér 220 V/12V, ovládač ventilátora a ventilátor 12 V. Na obrázku nie je zobrazený termistor. Termistor s negatívnym teplotným koeficientom NTC je namontovaný v jednom z hliníkových chladičov.

Programovateľný DPS 5005, nasledujúci výkres, obsahuje všetky elektronické obvody umiestnené vo vnútri časti displeja. V plastovom boxe máte viac miesta. Drôty sú pripojené priamo z prepínacích zdrojov na displej a z displeja na banánové konektory.

Schéma hardvéru ovládača ventilátora je na nasledujúcom obrázku. Pripojenie je veľmi jednoduché, len niekoľko komponentov. Tranzistor T1 zapne ventilátor podľa hodnoty termistora. Ak je termistor vystavený vyššej teplote, hodnota jeho odporu sa zníži a tranzistor bude viesť viac prúdu, ventilátor beží. Tranzistor chrániaci diódu D1.

Spravidla nie je pre všetky moduly potrebný chladiaci ventilátor. Programovanie PS 5015 je vybavené vlastným malým ventilátorom. DPS5005 nepotrebuje žiadne chladenie. Oba spínacie moduly vyžadujú v prípade vyššieho výkonu chladenie. Preto som poskytol blok dvoch spínacích modulov s ventilátorom. Ventilátor je zapnutý, len v prípade vyššej teploty hliníkového chladiča na jednej z dvoch modulových dosiek. Väčšinu prevádzkového času programovateľne napája tichý.

Špeciálny adaptér 220V/12V dodáva napätie 12V pre ventilátor. Vybral som si toto riešenie, pretože dávam prednosť oddelenému napájaniu ventilátora.

Krok 3: Schéma zapojenia - komunikácia verzie B

Schéma zapojenia je rovnaká ako verzia A, modul Ruideng DPS5005, iba je pridaná komunikačná doska USB. Je to na obrázku vyššie. Doska USB je prepojená pôvodným káblom s konektormi na oboch stranách.

Ak si objednáte komunikačný model Ruideng s dvoma komunikačnými doskami, USB a Bluetooth, môžete pripojiť iba jednu dosku včas, pretože modul displeja obsahuje iba jeden konektor.

Pre obe dosky môže existovať riešenie, ale nekontroloval som funkčnosť ďalej popísaného obvodu. Oba moduly namontujte na voľný priestor plastového spodného boxu. Odporúčam pripojiť ako prioritnú dosku - Bluetooth a USB sú prepojené iba v prípade, že je pripojený kábel USB. Káble môžu byť vedené cez 12V relé 4PST alebo cez dve relé DPST. Na výstupe adaptéra je k dispozícii nezávislé napätie 12 V DC. Umiestnite mikrospínač na miesto, kde je vložený konektor USB, takým spôsobom, aby vložený konektor aktivoval spínač. Prepínačom je možné napájať relé a prepínať vodiče na dosku USB.

Na komunikačné dosky majú prichádzať štyri vodiče: VCC, GND, TX, RX. Ak dokážete identifikovať VCC a GND, zostávajúce dva vodiče by mali byť spínané jedným relé DPST. Obe dosky je možné trvale zapnúť, ak je prístroj zapnutý.

Krok 4: Konštrukcia

Kroky konštrukcie, verzia A

Napájací zdroj je umiestnený do hotovej plastovej skrinky na nástroje. To šetrí čas a zjednodušuje stavbu. Ďalšie kroky sú pre DPS5015. V prípade DPS5005 v kroku 3. stačí namontovať napäťový adaptér a v spodnej časti plastovej škatule získate voľné miesto::

1. Pripravte plastovú škatuľu: odstráňte rovnaké plastové montážne nožičky zo spodnej časti škatule (označené kruhom s čiernym perom). Vyvŕtajte otvory a vyrežte okná do plastového predného panelu a zadného panelu podľa vyššie uvedených obrázkov.
2. Namontujte obidva spínacie PS a ventilátor dohromady do jednej zostavy. Používajte kovové pravouhlé spoje a skrutky. Namontujte túto zostavu na spodné plastové puzdro pomocou uvedených spojov a skrutiek. Nezabudnite pripojiť vodiče k terminálom, pretože neskôr to nie je možné alebo nie je také jednoduché. Na kábloch idúcich k programovateľným modulom spájkovacích vidlicových konektorov modulov.
3. Namontujte programovateľný modul PS 5015 a adaptér na spodné plastové puzdro pomocou spojov a skrutiek. Pripravte si vodiče pre výstupné konektory a spájkujte na ne vidlicové svorky. Na výstupe adaptéra spájkujte dva vodiče s konektorom JST na ovládač ventilátora a dva vstupné vodiče na skrutkovaciu svorku 220V.
4. Spájkujte časti ovládača ventilátora na doske plošných spojov alebo protoboardu. Veľkosť tejto dosky je približne 15 x 25 mm. Odrežte konektory na správnu dĺžku a spájkujte ich s výstupom ventilátora, termistora a adaptéra na 12 V.
5. Umiestnite a upevnite termistor na jednom z hliníkových chladičov. Opravím to vložením termistora do otvoru chladiča.
6. Namontujte diely na predný panel. Vypínač, dva banánové konektory a LCD displej.
7. Umiestnite predný a zadný panel a zapojte všetky vodiče.

Konštrukcia, verzia B

Komunikačnú dosku USB namontujte na voľné miesto v spodnej časti z plastu tak, aby konektor smeroval doprava. Na doske USB sú dva otvory a pomocou oddelenej skrutkovacej dosky do plastovej skrinky. Na boku krabice vyrežte otvor pre konektor.

Predný panel

Na poslednom obrázku je predný panel. Môžete ho použiť ako šablónu. Kresba bola vytvorená v programe Paint v systéme Windows 10. Dizajn môžete veľmi ľahko upraviť. Kreslenie sa vykonáva presne vo veľkosti predného panelu (mierka v mm). Pri tlači je potrebné zvoliť veľkosť tlače 100%. Aby to bolo pekné, vyberte si fotografický papier a chráňte ho priehľadnou lepiacou fóliou.

Úprava

Existuje osvedčený postup pri kontrole všetkých modulov a častí. Odporúčam najskôr skontrolovať ovládač ventilátora pripojený k ventilátoru a pripojený na napätie 12 V z iného zdroja napájania. V závislosti od polohy zastrihávača by mal alebo nemal bežať ventilátor. Niekde uprostred vyžínača sa zastavte ventilátor. Ak umiestnite termistor na horúce miesto (napríklad na spájkovačku), ventilátor by sa mal začať otáčať.

Ďalej skontrolujte oba spínané napájacie zdroje. Pripojte 220 V zo skrutkového terminálu k ich vstupom a ich výstup pripojte k sériovému. Konečné napätie by ste mali zmerať 48V. Oba moduly by mali byť rovnaké, pokiaľ ide o výstupné napätie a prúd. Ak si ich môžete vybrať, vezmite dve s výstupným napätím úplne rovnakým. V tomto prípade sú napájacie zdroje dobre vyvážené.

Ak je napätie 48 V správne, pripojte programovateľné PS. Buďte opatrní, nekombinujte vstup a výstup a plus a mínus na vstupe, programovateľný modul sa môže zničiť.

Na konci pripojte dosku ovládača pre ventilátor a všetky zostávajúce káble. Káble nakreslené ako hrubé na schéme zapojenia by mali byť hrubšie, kvôli vyššiemu prúdu. Na vstupe 220V by priemer drôtov mal byť asi 1 mm (max. Prúd 2A), na výstupe 48V priemer 1,5 mm (max. Prúd 6A).

Krok 5: Komunikácia

Navštívte webovú stránku s prepojovacím komunikačným softvérom a stiahnite si počítačový softvér DPS5005 na komunikáciu. Podrobné informácie o tom, ako nainštalovať softvér a ako ho používať, ako nakonfigurovať sériový port pre USB, ako nakonfigurovať Bluetooth, nájdete vo videu: komunikácia.

V počítačovom softvéri sú funkcie na karte Základné (prvý obrázok) veľmi podobné nastaveniam v nekomunikačnej verzii. Na karte Rozšírené (druhý obrázok) sú sofistikovanejšie funkcie, ktoré je možné použiť na automatické meranie súčiastok. Okrem jasnejších a zjednodušených pamätí pre skupiny údajov existujú funkcie:

• Automatický test - umožňuje nastaviť počet krokov (maximálne 10), časové intervaly podľa hodnoty oneskorenia pre každý krok, napätie a prúd pre každý krok.
• Skenovanie napätia -umožňuje nastaviť výstupný prúd, štart stop a krokovú hodnotu napätia, pre každý krok spoločné jedno oneskorenie.
• Aktuálne - skenovanie. Funguje rovnako ako skenovanie napätia. Úprava výstupného napätia, štart stop a kroková hodnota prúdu, jedno oneskorenie spoločné pre každý krok.

Krok 6: Záver

Užívateľský manuál k Programmable PS Ruideng je súčasťou dodávky. Len pár postrehov:

Veľmi dobrou vlastnosťou je možnosť pripojiť alebo odpojiť záťaž na výstupných konektoroch prepínačom. Týmto spôsobom by počas úpravy napätia a prúdu mali byť záťaž vypnutá a chránená.

Na vyššie uvedených obrázkoch sú príklady režimu konštantného prúdu. V hornom riadku LCD displeja sa zobrazuje nastavené napätie a prúd. Na výstupné konektory je pripojený odpor 4,7 ohmu. Aj keď je napätie nastavené na 10 V, napätie na výstupe je asi 4,7 V, pretože prúd je nastavený na 1 A a bol dosiahnutý.

Na nasledujúcom obrázku je Zenerova dióda pripojená k výstupu bez odporu. Prúd je nastavený na hodnotu asi 0,05A a napäťové vedenie ukazuje priamo Zenerovo napätie 4,28V. Pri takýchto meraniach komponentov je dôležité skontrolovať zobrazovaný výkon na treťom veľkom riadku (napríklad 0,25 W). Zničil som Zenerovu diódu na 30 V, pretože pri úprave 0,05 A som stratil výkon viac ako 1,5 W!

Do 9 pamäťových miest je možné uložiť veľmi často používané napätia, ako sú 3,3 V, 5 V, 6 V, 9 V, 12V a tak ďalej, s jeho očakávanými prúdmi, prepätiami a nadprúdmi.

Komunikačná verzia umožňuje určitú automatizáciu testovania komponentov. Je to niečo ako meranie napätia na ampérové charakteristiky alebo nejaké nabíjanie batérie s napätím v závislosti od času a prúdu.

Komentár k prednému panelu. Na ľavej strane LCD displeja bolo príliš veľa miesta. Rozmýšľal som, že tam dám niečo bláznivé, napríklad LCD teplomer pre vnútornú teplotu alebo sedavé pripomenutie, ale nakoniec som sa rozhodol pre obrázok, pretože ako predný kryt som použil fotografický papier. Medzi peknou prírodou (horami) a najkrajším mestom vyhrajte mesto.

Dúfam, že sa vám bude páčiť tento pekný napájací zdroj sám.