בנה ספק כוח כפול של 15V תוך שימוש במודולי המדף בפחות מ- $ 50: 10 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

מבוא:

אם אתה חובב שעוסק באודיו, אתה מכיר את ספקי כוח כפולה. רוב לוחות האודיו בעלי הספק נמוך כגון אמפר מראש דורשים בין +/- 5V ל- +/- 15V. בעל אספקת מתח כפולה הופך אותו להרבה יותר קל בעיצובי טיפוס או רק תיקונים כלליים.

קל להרכיב את ספק הכוח הזה מכיוון שהוא משתמש בדרך כלל מלוחות מודול המדפים למעט לוח הרגולטור, שתצטרך לבנות בעצמך. עם זאת יש סיבה מאחורי זה שאליו אגיע מאוחר יותר.

לוח הוויסות המשמש מתגאה במתח של +/- 1.25V עד 37V (תלוי במתח הכניסה שלך). אני צריך רק +/- 15V, אז ספק כוח כניסה כמה וולט מעל זה (בסביבות 19V) הוא בסדר. רגולטורי המתח LM317 ו- LM337 יכולים גם לשאוב החוצה בסביבות 1.5A ea (תלוי בכמות המתח שהם יורדים), כך שגם הדירוג הנוכחי של ספק הכניסה צריך להיות גבוה מזה. לכן בחרתי בשני ספקי כוח למחשב נייד לאספקת מתח הכניסה. הם פלט 19V וסביבות 3.4A, וזה די והותר כדי לספק את לוח הרגולטור. שלא לדבר על זה שהם זולים כמו צ'יפס.

רציתי גם אספקת חשמל לינארית מכיוון שבדרך כלל יש להם פחות אדוות DC ביציאה (אם כי לא יעילה כמו ספק כוח במתג מלא). שימוש באספקת כניסת מצב מתג כדי להוריד את 240VAC ל -19V הוא זול ויעיל. ההחלפה שלהם היא בדרך כלל גם מעל רצועת השמע, כך שהיא לא משפיעה על רעשי אספקת החשמל שנכנסים לחתיכות הבדיקה שלך. הרגולטורים הליניאריים יסננו את רוב אדוות ה- DC השאריות. אז, אתה די מקבל את הטוב משני העולמות.

המונים המשמשים יכולים למדוד מתח וזרם (0-100V ו- 0-10A), הם בצבע כפול לקריאה קלה.

עם כמה שינויים, אתה יכול להפוך חבורה של חלקים לאספקת חשמל שימושית במיוחד.

הערה: דבר אחד אין לספק כוח זה והוא בקרת ויסות זרם קבוע. לרגולטורים LM317/337 עצמם יש הגנה על הזרם, אולם לא הייתי מפעיל אותם יותר מדי זמן בדרך זו. לכן הוצב מתג העומס בפרויקט זה. אז אם זה ייבוא, תוכל להשתמש בלוח רגולטור אחר שיתאים לצרכיך.

שלב 1: מילת אזהרה והערות כלליות

חיווט 240V ואספקת חשמל למחשב נייד:

מכיוון שפרויקט זה משתמש במתח גבוה (240V), הם יכולים להיות קטלניים למדי אם אתה טועה. אם אינך בטוח כיצד לחבר רכיבי מתח גבוה, או אם אינך מרגיש בנוח לעבוד על ציוד חי, ההצעה שלי תהיה לא לנסות זאת. אני לא לוקח אחריות אם אתה מתאבד. אני לא רוצה לשמוע ממך אחרי שמתת אומר פיט, התחשמלתי ועכשיו אני מת - בסדר ??

כעת, כאשר נאמר זאת, יש לך מספר אפשרויות נוספות:

1. פשוט השתמש בספקי החשמל של המחשב הנייד בצורתם המסופקת והשתמש בכמה מחברי מתח DC בחלק האחורי של הקופסה. זה רק אומר שאתה צריך לחבר שני ספקי כוח למחשב נייד - אבל זו אופציה הרבה יותר בטוחה. עם זאת, יהיה עליך למצוא פתרון אחר להפעלת מדדי LED מכיוון שהם דורשים גם אספקה נפרדת.

2. תוכל להרכיב את חומרי הציוד הניידים במארז, ופשוט לנתק את תקעי 240V ולחבר אותם ישירות לשקע חברת החשמל בגב. עם זאת, תזדקק למארז גדול יותר ממה שהשתמשתי ושוב, יש לו חיבורים חיים אז עדיין לא כל כך בטוח.

מד פנלים LED + מתח אספקה:

ישנם מספר סוגים של מדי LED בשוק. כולם בעצם עושים את אותו הדבר, אולם הקשרים שלהם לא תמיד זהים. לא תמיד מובטחת ירידה ממד החוט. בעת ההזמנה, נסה לקבל את תרשים החיווט שלהם. באופן כללי שני החוטים העבים יהיו מד השאנט הנוכחי. שלושת האחרים יהיו הספק של מטר (כדי להפעיל את הצג שהוא אדום/שחור) וחוט חישה של מתח צהוב למדידת המתח.

מה שתבחין במדדים הוא שיש להם נקודת אדמה משותפת או 0V (החוטים השחורים מחוברים זה לזה פנימית). לפרויקט הספציפי הזה זה לא טוב. זו הסיבה שהמדדים מופעלים בנפרד באמצעות שני לוחות אספקת חשמל קטנים (לוח מודול 240VAC עד 12VDC). כמו כן, עליך להשתמש בשני לוחות כדי להפעיל את החשמל, אחרת תקצר תפוקות בעת שימוש באספקת החשמל. סיבה חיונית נוספת היא שמדי LED דורשים מינימום או 4.5V להפעלה. אז אם אתה מוריד את התפוקה שלך ל- 1.25V מלוח הווסת, המונים לא יופעלו.

שלב 2: כתב חומרים

זה מה שתצטרך. אתה יכול לקנות את כל זה ב- eBay, אמזון או Aliexpress. קניתי הכל ב- eBay

- מארז פלסטיק (השתמשתי במארז מכשירי פלסטיק) - 12-15 דולר

- לוח ערכת רגולטורים LM317/337 - 10 $

- 2x 19V 3.42A ספקי כוח למחשב נייד - $ 6.75 $

- 2x 240VAC עד 12VDC 450mA הלוך שנאי למטה - 1.50 $ ea

- מטר פאנל מתח/זרם 2x 0-100V/0-10A- 3.50 $ ea (זול יותר בתפזורת וזמין בצבעים שונים)

- 2x 10K אוהם סירים מרובי סיבובים + ידיות שיתאימו - $ 2 ea (אתה יכול להשתמש בסירים המצורפים, אך קל יותר להגדיר סיבובים מרובים)

- חומרה אחרת וכללית: מתג 240VAC (השתמשתי באחד עם נורית LED של 12VDC), עמודי מסוף כריכים (6), שקע חברת החשמל, נתיכים ומחזיקי נתיכים (3), חתך קטן של זווית אלומיניום (2), סטנד אוף (6), אורכים כלליים של חוט והתכווצות חום - כנראה עוד 5-10 $

הערה 1: הנתיכים לשימוש יהיו תלויים בכמה זרם אתה מתכוון להשתמש. אני מציע 1-1.5A לשני לוחות הרגולטור ו- 0.5A לאספקת 240V. אתה יכול לרדת נמוך יותר, כמו שלא תצייר 7A משני החומרים.

הערה 2: החלק היקר ביותר של המבנה הוא המקרה. אז אם אתה יכול למצוא אחד יותר זול או רוצה לגלגל משלך זה יחסוך לך כמה דולרים.

הערה 3: ישנם מספר מותגים של סירים מרובי סיבובים או דיוק. זה שנשלח היה סיר ממותג של בוצ'ן, שיש לו ידיות ספציפיות שאינן זמינות ואינו משתמש בכפתורי סטנדרטי מחוספסים. זה לא משנה איזה סוג אתה משתמש, רק שאתה יכול לקבל ידיות שיתאימו.

הערה 4: קניתי את ספקי הכוח של המחשב הנייד כי הם היו בערך 6 $ בלבד. חסוך שוב כמה דולרים אם במקרה יש לך כמה ישנים.

שלב 3: תרשימים ותרשימי חיווט

התמונה הראשונה היא התרשים המקורי ללוח ווסת מלאי, עם מכסי כניסה ומיישר כלול, תוך שימוש בשנאי AC 12V-0V-12V כדי להניע את הלוח (עבור ספק הכוח הזה אנחנו לא משתמשים)

התמונה השנייה היא תרשים החיווט של כל הלוחות הבודדים להתחבר יחד

התמונות השלישית והרביעית הן תרשימי חיווט מלאי למדדי הפאנל (בהם השתמשתי) המציגים תצורות שונות להפעלה ומדידה. בעיקרון בפרויקט זה אנו משתמשים בתרשים הרביעי.

שלב 4: ספק כוח למחשב נייד

מדוע ספקי כוח למחשב נייד 19V?

הסיבה לכך היא שלוח הווסת במקור תוכנן להפעיל שנאי AC כפול 12V (12V-0-12V). עם זאת, אם אתה מסתכל על העלות של אחד מ- eBay או בחנות האלקטרוניקה המקומית שלך - הם בסביבות 30 $ AU. שני חומרים ניידים מגיעים במחצית.

אם אתה רוצה מתח גבוה מהרגולטורים, פשוט השתמש באספקת חשמל כניסה גבוהה יותר. זכור שלוחות הרגולטור יפיקו +/- 37V, כך שהקלט יכול להיות כמה וולטים מעל זה. רק זכור, ככל שהפרש המתח (כניסה לפלט) גבוה יותר, כך מייצרים יותר חום על ידי הרגולטורים. לדוגמה: אם מתח הכניסה הוא 35V והפלט הוא 5V, יתפתח הרבה חום ואולי תזדקק לכיורי חום גדולים יותר ו/או למאוורר.

הכנת חומרים ניידים

לצורך המבנה שלי, הוצאתי את האספקה מהארזים שלהם מכיוון שהייתי צריך שהם יתאימו למארז המכשירים. אם אתה רק הולך להשתמש במצרכי המחשב הנייד כפי שהוא ולהשתמש במחברי DC אתה יכול לדלג על שלב זה.

מה שתצטרך לעשות הוא לפצח את מארז הפלסטיק. השתמש במברג שטוח וחטט בזהירות את הקצה עד שהחלק העליון יורד. לאחר מכן הסר את מכלול לוח המעגלים.

בתמונה השנייה, קידחתי פיסת אלומיניום בזווית וקדחתי כמה חורים בצד האספקה (אני מאמין שהשתמשתי בחורים הקיימים באספקה). היזהר לא לפגוע ברכיבים בזמן שאתה עושה זאת. קידחתי גם כמה חורים נוספים כדי לדפוק אליו עמודי הרכבה ולחבר את המכלול לתחתית מארז הפלסטיק. השימוש בזווית עשה את זה קצת יותר יציב מאשר רק שימוש בעמודי הרכבה.

החוטים היוצאים מהלוח נראו מעט אור, אז החלפתי אותם לחוט כבד יותר. הסר את הלחמים הישנים, הכנס את החוטים החדשים דרך החלק העליון של הלוח והלחם אותם במקומם בתחתית הלוח (בדיעבד הייתי צריך להשתמש במד בהיר יותר אך באורכים ארוכים יותר מכיוון שהיה קשה כל כך הרבה חוטים להתחבר לאותן נקודות).

אספקה למחשב הנייד כוללת גם נורית כוח. אין בהם צורך, אולם תוכל לשמור אותם אם ברצונך לקבל אישור לכך שכל אספקה פועלת ביעילות (הם ימותו אם תהיה בעיה באספקה או בסכום הנמשך). שמרתי אותם כדי לאתר קל יותר את התקלה.

הערה: עליך להשתמש באותו סוג של ספק כוח למחשב נייד. הסיבה לכך היא שאם המתחים יעלמו מעט, הם יכולים נוטים לשקוע זרם לתוך עצמם ולברוח ואז לנשוף. באופן כללי, לא אמורה להיות בעיה אם אתה משתמש באותם חומרים מתכלים. עם זאת, אם אתה מודאג או רוצה הגנה נוספת, תוכל להציב כמה דיודות חשמל (כגון IN4004 או IN5404) מוטות הפוך על פני היציאות של כל ספק (כך שקתודה לחיובית, לאנודה לשלילית). זה ימנע מכל אספקה לשקוע כל זרם מהמתחים כשהוא מעט כבוי או אם אספקה אחת מתחזקת לפני השנייה.

שלב 5: בניית הרגולטור LM317/337 ובדיקה ראשונית

לוח הרגולטור מגיע בצורת ערכה, כלומר עליך להלחים אותו בעצמך. ישנם כמה ספקים שימכרו אותם מורכבים מראש תמורת כמה דולרים נוספים. לפעמים, הסרת רכיבים מלוחות מסוג זה עלולה לקרוע בטעות מסלולים. בכל מקרה תצטרך להסיר כמה רכיבים, כך שקל באותה מידה לבנות אותם מלכתחילה בלעדיהם.

התמונה הראשונה מציגה לוח שהושלם (כך הוא צריך להיראות אם עשית אותו במלאי). אולם התמונה השנייה מציגה את השינויים כאשר מכסי הכניסה והמיישר הוסרו. הוספתי במקום קישורים כדי לשנות את בלוק מסוף הכניסה כדי לקבל את ה- +/- 19V ולהפנות אותו לקלט של הרגולטורים. אתה יכול לשמור את מכסי הכניסה אם תרצה, אך הם אינם נחוצים מכיוון שמצרכי המחשב הנייד די טובים.

תוכל גם לציין שהכנסתי מסופים עבור נורית החשמל LED וגם את הסירים רק כדי להקל על הסרת לוחות במידת הצורך.

אז פשוט הרכיב את הלוח לפי ההוראות שלהם למעט השינויים למעלה.

לאחר השלמתו, חבר אותו לאספקת חשמל פועלת וודא את הפלט של כל שלב הרגולטור. זכור, אם אתה משתמש באספקת כניסה אחת לבדיקה, +/- in (במסופי +/0V) +/0V מתוך לוח הרגולטור. +/- כניסה (במסופי 0V/-), 0V/- מתוך לוח הרגולטור. ודא שאתה יכול להתאים את מתח היציאה (התמונה האחרונה המציגה ספק כוח מבחן חיצוני).

שלב 6: הכנת המארז

מדוד כיצד אתה רוצה שהרכיבים שלך ישבו בחלק האחורי של הלוחות הקדמיים והאחוריים. זכור, זה יחזור לפנים (עשיתי את הטעות הזאת בעצמי). למעשה, רציתי את תמונת המראה בלוח הקדמי. אבל למרבה המזל, עדיין לא עשיתי את הלוח האחורי, אז פשוט הכנתי אותו לחלק הקדמי (או שאולי פשוט סובבתי אותו ב -180 מעלות).

קודחים חורים באמצעות מקדחים קטנים תחילה. לאחר מכן הגדל עם מקדח גדול יותר. אם אין לך מקדחים גדולים מספיק (כמו שיש לי), אתה יכול להשתמש בקרן להגדיל את החורים (כלי שימושי מאוד).

ברגע שכל החורים נקדחו, פתח את החיתוכים של לוחות המונים והרשם אותם מספיק כך שהמד ושקע חברת החשמל יתאימו.

הוספתי גם כמה תוויות לחזית (באמצעות דפי מכתבים). אתה יכול להשיג את זה באינטרנט, או שאתה יכול להדפיס משלך על נייר מדפסת שקוף. ואז רק ריססתי קצת לכה מגוננת מעל הדף.

שלב 7: הרכבת החומרה

לאחר שהפנלים הקדמיים והאחוריים הספיקו להתייבש, הרכיב את כל החומרה על הלוחות הקדמיים והאחוריים.

ניתן להרכיב את שני ספקי הכוח למחשב הנייד בתחתית המארז. זכור להשאיר מקום לשקע החשמל, הנתיך והחוטים לרוץ למתג שבחזית. לחלופין, תוכל להרכיב מתג לאחור אם אתה מעדיף.

הרכיבו את לוח הרגולטור.

אחרון חביב, מכיוון שלספק הכוח של 240V/12V ללוחות המונים אין מקום להתקנה בורג, השתמשתי בכף סיליקון כדי להחזיק אותם במקומם. רק וודא שהוספת קודם חוטי קלט ופלט!

שלב 8: חיווט הכל

התחל בחיווט החיווט של 240V מתוך תקע החשמל למתג וגם מחזיק נתיך הכניסה. לאחר מכן חבר את כל החיווט של 240V לשני ספקי הכוח של המחשב הנייד ולציוד הלוח בשני מטרים. הכנס נתיך ובשלב זה, סביר להניח שכדאי לבדוק את החיווט שלך ולהפעיל אותו, רק כדי לוודא שכל המתחים היוצאים מחומרי החשמל הניידים נכונים (אמור להיות 19V כל אחד)

חבר את הסירים ואת ה- LED לבקרות הלוח הקדמי מלוח הוויסות. השתמשתי בשקעים וסיכות דו-פיניות כדי להקל על הפירוק בלוח הווסת.

כעת חבר את היציאות של חומרי הציוד הניידים והתחבר לכניסת לוח הרגולטור. אתה יכול גם לחבר את הכוח למדים. זכור כי החיובי של אספקה אחת עובר לשלילי של השני ליצירת נקודת מתח אפס וירטואלית. שוב, הפעל וודא שהמתחים יהיו כצפוי - יהיה עליך 38V בין מתחי הכניסה, +/- 19V בין 0V בכניסות ומתח נומינלי כלשהו ביציאת לוח הרגולטור (תלוי היכן הסיר מוגדר).

חבר את פלט לוח הוויסות לנתיכי הפלט ולמתג העומס. חבר את קווי הזרם של המונה (לפי תרשים החיווט) ולאחר מכן את קווי חישת המתח מהמד. הכנס כמה נתיכים ושוב, בדוק ובדוק אם המונים קוראים מתח. מחזיקים אצבעות, לא נתת לעשן הקסם לברוח!

הערה: המונים הם כנראה הדבר הקשה ביותר לריצה. רק זכור כי החלק הנוכחי של המטרים נע בין חיובי לשלילי. אותו דבר יקרה עם המתח השלילי - הוא זורם מ- 0v למתח שלילי!

שלב 9: התאמות בדיקות וכיול

לאחר שתוודא שהעשן אינו בורח, חבר מד אמין ובדוק את מתח היציאה הן ביציאות החיוביות והן בשליליות. סביר להניח שתגלו שמדי הלד מעט כבויים (כמו בתמונות 2 + 4). מכיוון שמדים אלה יכולים להיות מעט מחוץ לשני קצוות הספקטרום, כיול אותם למתח שבו אתה בדרך כלל תשתמש הכי הרבה או באמצע טווח של מתח. לדוגמה, אם אתה משתמש הרבה ב- 12V, כייל אותם ל- 12V. אם אתה עובר בין 5V ל 15V באופן קבוע, כיול ב 10V.

אם יש לך שני מולטימטרים אתה יכול לבצע התאמות מתח וזרם יחד. אחרת, חבר עומס נומינלי ליציאה, כוונן את המתח, נתק את המונה והכנס לסדרה עם ספק הכוח והחלף את הכבל המולטימטר (אם למד שלך יש מסופי מתח וזרם נפרדים) למדידת הזרם.

בחלק האחורי של מד הלוח, יהיו שני סירי גימור קטנים להתאמת המתח (v-adj) והזרם (i-adj) (ראו תמונה אחת). בדרך כלל כדאי לטעון את הפלט בנגד בעת כיול מכיוון שמתח המוצא עשוי לזוז מעט בעת הטעינה.

אז התאם את ה- v-adj עד שהמתח יהיה זהה למד. הגוזמים קצת רגישים ופנייה קטנה יכולה לעבור היכן שרוצים. פשוט תתמיד עד שזה יהיה נכון

לצורך ההתאמה הנוכחית, הייתי ממליץ להשתמש בנגד שקוע בחום גדול לכיול (תמונה 6). רק וודא שהוא לא נמוך ממה שההיצע יכול להוציא. כל צד של לוח הרגולטור יכול לספק 1.5A. כיול אותו בסביבות 1A אמור להספיק.

שימוש בחוק אוהם V = IxR - כך (V/I = R) 15V/1A = 15ohms. נגדים של 15 אוהם מעט קשים להשגה ולכן נגדי 2x8ohm בסדרה יתנו 16 אוהם. מדוד את הנגדים - שניהם יש לי למדוד 8.3 ו 8.1 אוהם = סה כ 16.4 אוהם.

אז חבר את המספרים שוב (V/R = I) 15V/16.4ohms = 0.914634A - זה המספר שאליו יכייל. אתה צריך למצוא שהמד צריך להציג את זה כמו גם בדיקה כפולה של המד שלך.

יהיה עליך גם לחשב את הכוח שמוכנס לנגדים מכיוון שאתה לא רוצה שהם יטגנו! אז שוב אוהם חוק P = VxI - 15Vx0.91463 = 13.72W. וודא שהנגדים שלך כולם גדולים מהערך הזה - 25W זה טוב. השתמשתי בכמה 100W שזה זהב (ראה תמונה 6). אתה יכול להוריד את אלה ב- eBay תמורת כ -8 דולר לשניים.

כדי למדוד את הזרם מהאספקה, יהיה עליך לשים את המונה שלך בסדרה עם ספק הכוח ונגדי העומס. לא משנה אם המונה הוא הראשון או הנגדים, רק וודא שהזרם הזורם במד הוא חיובי לשלילי (כל כך חיובי & 0V מסופים - חיובי/שלילי במסופי הזרם המולטימטר). יש למדוד את הצד השלילי של ההיצע מ- 0V לשלילי כאשר החיובי של המד שהולך ל- 0V ושלילי של המונה הולך לשלילי של ספק הכוח. אם זה רק בלבל אותך - תסתכל על התמונה האחרונה.

לאחר החיבור אתה אמור לראות מתח וזרם גם על מד הלוח הקדמי. כוונן את הסיר הנוכחי בחלק האחורי של מד הלוח עד שהוא יקרא אותו זהה למולטימטר שלך. אם יש לך שני מטרים, יש אחד למדידת הזרם (בסדרה) ואחד למדידת המתח (במקביל).

עכשיו אתה מוכן ללכת.

שלב 10: מחשבות אחרונות

למרות שהכל מתאים למארז, יכולתי לשחק קצת עם הפריסה הפנימית ואולי להעביר את שקע חברת החשמל כדי לאפשר לשני ציוד המחשב הנייד לשבת 90 מעלות למקום שבו הם נמצאים כרגע. הפריסה הייתה צריכה לשקף גם כן, מכיוון שבאופן כללי אני אוהב שהכל ילך משמאל לימין. צירפתי סקיצה של מה שעלול היה לעשות.

השתמשתי בחיווט 7.5A 240VAC מכבל חשמל (כי זה מה שהיה לי מונח מסביב). מכיוון שמדובר במרחב כל כך סגור, כנראה שהייתי צריך להשתמש בחוט 240V מד בהיר יותר, מכיוון שהפרויקט אינו מושך הרבה זרם.

גם לא שמתי לב שאחד מברגי המארז עבר ישר למקום בו נמצא מתג 240V. בדיעבד הייתי צריך להעביר מעט את המתג וכנראה שהייתי צריך להתקין את מחזיק הנתיכים 240V גם בלוח הקדמי כדי למנוע חיווט מיותר.עם קצת דשדוש, כנראה שהייתי יכול לשים את מחזיקי נתיכי הפלט גם בלוח הקדמי, אבל הלוח הקדמי כבר היה צפוף למדי.

בסופו של יום, הוא מספק את ה- +/- 15V הדרוש לי, קל להתאמה, אמין ומשתמש בחלקים זמינים.

פרויקטים עתידיים

יש לי גם עוד ספק כוח כפול 0-30V/3A בעבודות, למרות שזה עשוי להסתיים כשני ספקי כוח נפרדים (שוב תלוי במרווח). לתכונה זו יש תכונות זרם קבועות. קניתי את הלוחות האלה במקביל לכך שלא יכולתי להחליט איזה מהם אני רוצה אז קיבלתי את שניהם!

תהיה גם האם של כל ספקי הכוח - ספק כוח כפול במתח נמוך/גבוה באמצעות שני לוחות וסת לכל צד (4). הוא יעבור מטווח נמוך 0-30V לטווח גבוה 30-90V ו- 5A! זה ישמש לבדיקת לוחות מגבר מתח כפול. שוב, זה עשוי להסתיים כשני ספקי כוח נפרדים בהתאם למרווח.