בניית ספק כוח מתכוונן לספסל DIY: 4 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

אני משתמש כבר שנים רבות בספק חשמל ישן המבוסס על וסת לינארי, אך התפוקה המקסימלית של 15V-3A, יחד עם הצגים האנלוגיים הלא מדויקים דחפה אותי ליצור ספק כוח משלי המתייחס לבעיות אלה.

הסתכלתי על ספקי כוח אחרים שאנשים עשו להשראה והחלטתי על כמה דרישות בסיסיות:

-עוצמה גדולה יותר מהאנלוגי הישן שאפשר לספק

מאוורר קירור (במידת הצורך)

-תצוגה דיגיטלית

-מראה מבריק ובטוח (לא שהאנלוגי לא היה אחד הדברים האלה …)

מבחינת האלקטרוניקה, כל הפריטים נלקחו מאיביי או מדילוג מחוץ לקולג 'שלי (ברצינות) כך שקשה לקבוע את כתב החומרים. אני מעריך שהוצאתי פחות מ -12 יורו בחלקים, אך זה יהיה גבוה יותר אם לא תוכל להשיג חלקים מסוימים (מקור חשמל) בחינם, כאשר המחיר תלוי מאוד בהספק שאתה רוצה.

שים לב כי האפשרות הזו מתמקדת בבניית ספק הכוח שלי ולכן לא כל השלבים הם בסגנון כיצד לעשות זאת, אך יותר מכך תקציר של הצעדים שננקטו. אם נדרש פירוט רב יותר אני שמח לעזור כמובן, פשוט השאירו תגובה כאן או על סרטון ההדגמה ביוטיוב ואני אענה בהקדם האפשרי:)

שלב 1: מוצרי החשמל

מקור הכוח ששימש היה זרם גבוה (8A) SMPS (Switch-Mode-Power-Supply) שמפיק 19V, שלמזלי קיבלתי בחינם. מקורות כוח דומים שניתן להשתמש בהם כוללים מטען למחשב נייד או אפילו שנאי עם מעגל מיישר גשר מלא.

כדי לעצור את הפסקת החשמל כאשר לא נעשה בו שימוש, החיבור Live הורחב למתג בלוח הקדמי של המארז, וחזרה ל- SMPS. מכיוון שהמקרה הוא מתכת, חיברתי את סיכת האדמה ללוח הבסיס בעזרת בורג.

פלט ה- DC של ה- SMPS חובר לממיר DCDC Buck למטה, שפלטו עבר לחיבורים החיוביים והשליליים בלוח הקדמי של המארז (באמצעות הנגד shunt בתצוגה הדיגיטלית).

התצוגה הדיגיטלית, יחד עם ממיר 5V באק (ליציאות ה- USB) הופעלו על ידי 19V SMPS, מכיוון שהדבר יישאר קבוע לא משנה למה יוגדר מתח היציאה.

מאוורר מחשב 24V חובר גם ל- SMPS באמצעות מעגל MOSFET, המגביל את הזרם (וכך את המהירות) של המאוורר. הערה: המעגל המגביל את הזרם אינו הכרחי ו- MOSFET פועל רק כנגד. הוא נוסף כדי להפחית את מהירות המאוורר ומעגלים רבים אחרים (אפילו מעגל מבוסס LM317) כנראה יעבדו טוב יותר מהיישום שלי, אבל אני יכול לכלול אותו אם מישהו רוצה את זה.

שלב 2: שליטה באלקטרוניקה וחיווט לתצוגה

יש לחבר את מד התצוגה הדיגיטלי בסדרה עם מסוף הפלט השלילי כדי לחוש את הזרם וחוט אחר עובר למסוף הפלט החיובי כדי למדוד את מתח היציאה, כפי שמוצג בתמונה למעלה.

כדי להתאים את מתח היציאה, סיר גוזם 50kOhm בממיר 15A באק מוחלף בפוטנציומטר סיבוב בודד בדירוג דומה המורחב למארז הקדמי בכבל סרט. צד אחד של הפוטנציומטר מחובר לפוטנציומטר 2 קילו -אוהם בניסיון להחזיק כפתור מתח "כוונון עדין", אך כפי שנדון בהמשך, השימוש בו נדיר.

פגם טמון בשימוש בממיר באק הוא שמתח המוצא מוגבל לכ -1 V פחות ממתח הכניסה, אך התנגדות הפוטנציומטר מותאמת למתח הכניסה המרבי (במקרה זה מתח הכניסה המרבי = 30V). המשמעות היא שאם אתה מספק לממיר הכסף מתח הרבה מתחת למתח הכניסה המרבי, לפוטנציומטר יהיה אזור מת - שבו סיבוב הכפתור אינו משנה את המתח. כדי להתגבר על זה, ישנן שתי אפשרויות:

1) השתמש בממיר Buck/Boost משולב אשר עולה או יורד את מתח הכניסה לרצוי - אפשרות זו תהיה הטובה ביותר עבור טווח מתח יציאה גדול שאינו תלוי במתח הכניסה (לא מוגבל).

2) בחר פוטנציומטר בעל התנגדות שמפחיתה את אזור המת עד לרמה מקובלת - זוהי האפשרות הזולה ביותר אך רק מקטינה את אזור המת (מה שמגדיל את הרזולוציה כתוצאה מכך) כך שמתח המוצא עדיין יהיה מכוסה לסכום מסוים תחת את מתח הכניסה.

הלכתי עם אפשרות 2 מכיוון שכבר היה לי ממיר 15A דולר ולא רציתי לחכות שיגיעו חלקים נוספים מסין. מכיוון שההתנגדות הפוטנטיומטר הנדרשת לא הייתה קרובה לערך סטנדרטי, הנחתי נגד על המסופים החיצוניים של הפוטנטיומטר, והפחתתי למעשה את ההתנגדות לערך הרצוי.

שלב 3: התיק

עכשיו לחלק המהנה והמייגע - ביצוע התיק. אתה יכול להשתמש בכל מה שאתה רוצה בשביל זה; עץ, MDF, פלסטיק, מתכת או הדפסה תלת מימדית מלאה אם באמת רצית. הלכתי עם מתכת ופלסטיק כיוון שאני הכי נוח עם החומרים האלה והם נראים נחמדים ביחד (חובבי עץ מצטערים).

הייתה לי כמות טובה של חומר גיליון נירוסטה כך שהכיסוי הראשי היה עשוי מזה. הלוחות הקדמיים והאחוריים היו עשויים פלסטיק (אקריליק בחזית, פלסטיק לעיס לא ידוע מאחור) ולוח הבסיס עשוי דף פלדה מעמדת טלוויזיה.

הבסיס נחתך להיות מעט רחב יותר וארוך בהרבה מה- SMPS ונקדחו חורים בארבע הפינות שבהן היו ממוקמים מחברי המארז SMPS (שכן החצי העליון של המארז הוסר לצורך חוטים ופיזור חום טוב יותר).

חורים אלה נלחצו עם ברז M4 כך שניתן להשתמש בברגי מכונה כדי להדק את ה- SMPS לבסיס, יחד עם לוחות זווית ישרה מנירוסטה המשמשים לחיבור הבסיס לכריכת הנירוסטה ולוח האחורי. שני חורים דומים נקדחו והקישו כדי להחזיק את הלוח הקדמי במקומו כאשר נעשה שימוש בחתיכת זווית ישרה מפלסטיק הפעם (בשל הקרבה לחיבורי החשמל).

הלוחות הקדמיים והאחוריים סומנו ונקדחו במידת הצורך, ולאחר מכן נחתכו החלקים והוגשו ביד למידה, כולל החורים המלבניים לתצוגה, יציאות USB וחיבור החשמל מאחור.

המכסה הראשי סומן על יריעות SS 0.8 מ"מ ונחתך לפי מידה בעזרת מטחנת זווית, כולל יציאה בצד לכניסת אוויר. חורים לצד ולחלק העליון סומנו ונקדחו לפני הכיפוף, אך מכיוון שאין לי בלם מתכת (עדיין) לעיקולים שהצלחתי להגיע היה רדיוס חמור אליהם. כאשר חישבתי לרדיוס קטן יותר עבור החורים, דפקתי את הקצוות כנגד ברזל זווית בכסא כדי שהכל יתיישר כמו שצריך - זה מכניס קצת "אופי" ליצירה ומוודא שכולם יודעים שזה מותאם אישית …

הכל מורכב עם ברגי מכונה M4, או דבק לחלקים שלא צריך להחליף. אני חושב שחשוב לבנות דברים מתוך מחשבה על יכולת השירות.

שלב 4: סקירה

לאחר הרכבה, בדיקה ושימוש במשך מספר חודשים גיליתי שהפוטנציומטר 2K עבור פונקציית "כוונון עדין" רועש (עובר מעגל מדי פעם בעת סיבוב). זה היה בלתי מתקבל על הדעת מכיוון שהוא גרם למתח היציאה לקפוץ באופן בלתי צפוי, וכך פשוט הפכתי את הסיר 2k למיקומו המינימלי כך שהוא לא יפריע לסיר ההתאמה הראשי. פוטנציומטרים באיכות גבוהה הם חובה לפרויקטים כאלה.

אני מקווה שזה עוזר לחלקכם שם, כמו שאנשים אחרים עזרו לי. זו רק גישה אחת מני רבות ואני מעודד שאלות אם יש צורך במידע נוסף, כאן או בסרטון היוטיוב שלי. תודה רבה וכל הכבוד אם הגעת עד לכאן, שמחה!