Napajanje sa klupe s USB-C napajanjem: 10 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Napajanje sa stolom bitan je alat koji morate imati pri radu s elektronikom, jer možete postaviti točan napon koji vaš projekt treba, a također i ograničiti struju kada stvari idu po planu zaista korisno. Ovo je moj prijenosni USB-C napajanje Bench Power Supply, iznenađujuće sposobno napajanje za klupu koje se napaja putem USB-C napajanja.

Ovo je stvarno jednostavna izrada za koju je potrebno samo nekoliko sati izrade, a najbolji dio je to što košta manje od 12 USD uključujući dostavu!

Pribor

• Modul za isporuku napajanja USB -C - Aliexpress
• PSU jedinica - Aliexpress
• Terminali za priključke za banane - Aliexpress
• Prekidač za napajanje - Aliexpress

Korak 1: Pogledajte video

Videozapis ide preko istih podataka koje prikazujem u Instructables -u, ali bi moglo biti lakše vidjeti kako napajanje izgleda i radi pomoću videozapisa.

Korak 2: Dostava napajanja putem USB-C

Ako niste upoznati s USB-C napajanjem, mislio sam da ću vam ukratko predstaviti što je to. (slobodno preskočite)

USB-C napajanje ili PD standard je USB-C koji se može koristiti za napajanje do 100 W. Ovih dana sve više uređaja pokreće PD, poput Nintendo Switch i Apple Macbooka. Nisu svi punjači koji napajaju USB-C uređaje PD napajanje, obično na njima stoji posebno podržavaju li PD.

Mislim da se USB-C PD često pogrešno razumije. Iako podržava različite napone, s PD -om ne možete postaviti određeni napon, ograničen je na 5 različitih razina napona:

• 5V
• 9V
• 12V (tehnički više nije dio standarda, ali neke ga zalihe i dalje podržavaju)
• 15V
• 20V

Čak i tada sve zalihe ne mogu pružiti sve to. Na primjer, Mac punjači podržavaju samo 5, 9 i 20V.

Uređaj koji se napaja PD -om pregovara s napajanjem o tome da uzme razinu napona koja mu najbolje odgovara. No, s napajanjem za klupu obično želite imati točnu kontrolu nad naponom, a također želite biti u mogućnosti ograničiti struju, nešto što ne možete učiniti s napajanjem PD -a. Dok PD može uzeti u obzir trenutne mogućnosti napajanja u pregovorima s napajanjem, ali ni na koji način ne ograničava struju, provjerava se da li će napajanje moći pružiti struju koja je uređaju potrebna. No, s ovom verzijom možete dobiti praktičnost korištenja PD izvora napajanja, čak i kompatibilne baterije, sa značajkama koje biste očekivali od tipičnijeg napajanja, uključujući i mogućnost da se pojača na veći napon od uobičajenog PD -a podržava.

Korak 3: Komponente za izgradnju

Modul za varanje USB-C PD

Prva stvar koja će vam trebati za ovu izgradnju je način pregovaranja s USB-C PD napajanjem. Kao što je ranije spomenuto, uređaj koji se napaja normalno pregovara sa punjačem da odluči koji napon će uzeti iz PSU -a, ono što nam treba je nešto što ćemo učiniti umjesto nas.

Postoji nekoliko mogućnosti za to. Napravio sam video u kojem gledam neke od njih ako želite provjeriti.

Svaka od njih ima svoje prednosti, ali ovu koju sam odabrao za ovu verziju je ova zasnovana na IP2721 IC, koja je ista koju koristim na svom TS100 Flex-C-prijatelju.

Dobar je izbor jer:

• jeftin je, košta samo 2 dolara isporučeno.
• Njegovo ponašanje dobro odgovara ovom projektu. IP2721 može se konfigurirati tako da učinkovito preuzima najveći napon koji PSU nudi, što je dobro za ovaj slučaj uporabe. (Samo obavezno prebacite modul na "HIGH")

Modul napajanja

Glavni dio ovog projekta je ZK-4KX Buck-Boost modul. Sadrži zaslon i kontrole za korištenje napajanja. Ovaj će nam modul omogućiti pretvaranje napona koji dobivamo iz PD napajanja u sve što nam je potrebno, čak i s većim naponima.

Ove vrste modula nisu nove, ali se češće vide u projektima kao što je pretvaranje starih napajanja računala u Bench.

ZK-4KX je najjeftiniji od ovih tipova modula na koje sam naišao, platio sam samo 7,50 USD uključujući dostavu za moj, i iako se osjeća prilično jeftino, zapravo sam bio prilično iznenađen značajkama koje je imao. Može izlaziti između 0 i 30 V (čak i ako je ulaz manji od 30 V) i može dati do 3A (4A s ventilatorom). Postoji ukupno ograničenje snage od 35 W (50 W s ventilatorom) o kojem ću govoriti u kasnijem koraku.

Skuplji imaju različita sučelja i također podržavaju veću snagu, ali zapamtite da ćete i dalje biti ograničeni količinom energije koju PD opskrba može pružiti.

Ostali dijelovi konstrukcije

Posljednje što sam upotrijebio bilo je nekoliko utičnica s utičnicom od banane, koje bi se obično koristile za napajanje pomoću klupe, pa će raditi sa standardnim kabelima, a zatim na kraju s prekidačem za lako isključivanje napona na ZK- 4KX. I za utičnice i za prekidač pobrinite se da nabavite one koje podnose struju koju ćete koristiti s ovim napajanjem, neke od jeftinijih neće moći učiniti dovoljno. Trebat će vam i žica, ja sam koristio Stranded 22 AWG.

Ostali potrebni dijelovi

Da biste zapravo koristili Bench Power Supply, trebat će vam neke dodatne stvari.

Napajanje USB-C s PD opcijom. U osnovi bi trebala poslužiti svaka PD napajanja. Neki vodiči mogu spojiti napajanje na vaše projekte.

Korak 4: Ograđivanje

Kako bi sve bilo u kućištu, na kraju sam izmijenio jedan koji sam pronašao na Thingiverseu. Upotrijebio sam Tinkercad da ga prilagodim tako da odgovara dijelovima koje sam imao za izradu i dodao malo ventilacije za bazu, a STL -ove za to možete pronaći ovdje.

Ne morate koristiti 3D pisač, svaka velika kutija trebala bi odraditi posao.

Postoje neke stvari koje biste mogli učiniti za potencijalno poboljšanje izrade, a o njima ću govoriti u kasnijem koraku.

Korak 5: Montaža

Nakon što smo ispisali kućište i provjerili je li sve u redu, došlo je vrijeme za montažu, što je zapravo pravo naprijed.

Izlaz PSU modula trebao bi biti spojen izravno na dvije utičnice Banana jack

Povezujem uzemljenje s IP2721 modula izravno na “IN -” terminal PSU modula. VCC IP2721 prvo je spojen na sklopku, a zatim je drugi pin sklopke spojen na priključak “IN +” modula napajanja.

Koristio sam alate za presovanje kako bih žicama dodao žljebove i konektore za sigurnu vezu, ali pretpostavljam da biste mogli upotrijebiti malo lema, ali samo pripazite da ne otopite plastiku utičnica ili prekidača. Za IP2721 modul također sam dodao vijčani terminal, to je samo standardni od 5 mm. Također se preporučuje da ne lemite žicu prije nego što je upotrijebite s vijčanim priključkom.

Koristio sam malo vrućeg ljepila da držim IP2721 modul na mjestu, a ZK-4KX-u sam dodao i mrvicu jer je bio malo labav. I to je izgradnja završena!

Korak 6: Početna konfiguracija

Prije nego počnete koristiti opskrbu, potrebno je konfigurirati neke stvari, ali one će biti spremljene u PSU modul pa ćete ih morati učiniti samo jednom.

Za ulazak u konfiguracijski način pritisnite i držite tipku „UI“dok se zaslon ne promijeni. Za kretanje po opcijama konfiguracijskog izbornika kliknite gumb "SW". Cijeli raspon opcija naveden je u opisu modula, ali pokriti ću samo one za koje smatram da su najvažnije.

Prvo što preporučujem jest promijeniti zadano ponašanje jer kada ga uključite, neobjašnjivo automatski omogućuje automatski izlaz prema zadanim postavkama, ne vidim zašto bi to netko želio, ali na sreću to se može konfigurirati.

Na opciji konfiguracije “OTVORENO” pritisnite i držite kotač davača, dok se opcija ne promijeni u ISKLJUČENO.

Zatim želimo postaviti opće ograničenje snage za modul, što je osobito korisno ako je PD napajanje manje snage jer će spriječiti da PSU modul troši više energije nego PD napajanje.

Na opciji “OPP” podesite snagu prema rotacijskom davaču. Pritiskom na koder promijenit ćete broj koji mijenjate.

Jedna jako važna stvar u vezi s ovim je da se čini da se granica snage koju postavljate primjenjuje na izlaznu snagu modula, a ne na ulaznu. Modul koristi određenu količinu energije pri pretvaranju napona, a ovaj tvrdi da je 88% učinkovit, što znači da bi za opskrbu 10 W snage na izlazu moglo biti potrebno koristiti do 11,5 W na ulazu. Nisam siguran koliko bih vjerovao toj brojci, pa mislim da bi bilo najbolje da to ograničite na 80% onoga što vaša opskrba može.

Također je spomenuto na stranici proizvoda da je 35W najviše što modul može učiniti s "prirodnim odvođenjem topline", ili drugim riječima, bez ventilatora.

Nakon toga mislim da je vrijedno smanjiti temperaturu na kojoj će modul prekinuti, zadano je 110c, što mi se čini pomalo ugodno. Na opciji "OTP" (iako mi "t" više liči na "r") ovdje možete promijeniti temperaturno ograničenje pomoću rotacijskog davača. Ja sam svoj postavio na 80c, što je minimum.

Za izlaz iz konfiguracijskog izbornika ponovno pritisnite i držite gumb korisničkog sučelja.

Korak 7: Osnovni rad

Zatim pogledajmo kako ga koristiti. Glavna stvar koju želite učiniti s napajanjem je postaviti napon i ograničenje struje. Da biste to učinili, jednom pritisnite gumb "UI". Prvo što konfigurirate je napon, a to su iste kontrole s rotacijskim davačem kao i prije. Za prelazak na postavljanje struje, samo ponovno pritisnite tipku “UI” i upotrijebite okretni davač kao i prije. Za izlaz iz ovog izbornika ponovno pritisnite tipku “UI” ili će isteći nakon nekoliko sekundi.

Natrag na glavni izbornik, da biste omogućili izlaz, pritisnite okretni davač. Dok je izlaz omogućen, možete prilagoditi napon okretanjem davača, ali ja bih to koristio samo za manje prilagodbe jer je prilično spor.

Da biste promijenili ono što je prikazano na ekranu, možete jednim pritiskom na tipku “SW” promijeniti donji red u pojačala, vate, sate pojačala ili omogućeno vrijeme.

Da biste promijenili gornji red, morate pritisnuti i držati tipku “SW” i možete se mijenjati između Izlaz napona, Ulaz napona i temperatura.

Korak 8: Je li dobro?

Dobro pitanje!

Svakako je bolje nego što sam prvotno očekivao da će biti kad sam kupio stvari za njega. Uparen s PD napajanjem, ovo je zaista kompaktno rješenje koje možete koristiti bilo gdje.

Sučelje je…. samo u redu. S obzirom na vrstu zaslona, nisam siguran kako bi se drugačije moglo rukovati, ali često zaboravljam koji gumb radi što, a zbog trepćućeg znaka koji označava koju brojku mijenjate čini se da ne reagira

Točnost napona je prilično dobra, iako ipak pada malo pod većim opterećenjima, ništa previše ludo, ali lošija je od mog napajanja Tenma.

Zaštita od prekomjerne struje se aktivira kad to očekujete, iako u ovom stanju daje neki napon, što nisam očekivao, ali i Tenma to čini.

Što se tiče mreškanja, ne brinite, prema popisu ima nisku valovitost (…….. nemam opseg)

Korak 9: Što bih poboljšao?

Kad bih ponovno gradio ovaj projekt, razmislio bih o nekoliko promjena.

Prvo, 3d kućište bi se definitivno moglo poboljšati. Modificirana verzija koju sam napravio je u redu, ali nisam 3d dizajner! T

Glavni problem je lijeni posao koji sam obavio za mjesto na kojem je postavljen IP2721 modul, nije ni blizu da dobro pristaje, samo sam se pobrinuo da bude dovoljno velik da ne predstavlja problem i pustio sam vruće ljepilo da riješi sve probleme tamo.

Primijetit ćete i da imam naljepnice koje pokazuju pozitivno i negativno. Kad sam modificirao slučaj, nisam mislio da će mi te oznake trebati jer sam mislio da će boja utičnica biti dovoljna, ali to nije slučaj, više o tome za minutu.

Također, bilo bi lijepo da je baza kućišta uklopljena u ostatak, trenutni dizajn je za vijke M2.5, ali nemam dovoljno dugo. Trenutno ostaje na mjestu samo zbog trenja, ali to možda nije isto za sve pisače.

Priključci za banane koje sam nabavio su lijepe kvalitete, ali mislim da bi vam bilo bolje da odaberete one sličnog stila onima na Tenmi, jer ako nabavite kabel koji je omotan poput ovih, morate odvrnuti plastiku pokriti. I zato moram označiti koja je koja!

Nisam siguran je li prekidač doista toliko koristan, IP2721 modul bi se i dalje napajao, što nije velika stvar, ali vjerojatno ćete jednostavno isključiti napajanje iz stola kad s njim svejedno završite.

I na kraju, da biste povećali snagu koju možete provesti kroz modul, morali biste pronaći način integriranja ventilatora, kako u dizajn kućišta, tako i pronaći način napajanja (možda zasebni pretvarač u dolarima.)

Korak 10: Završne misli

Mislim da je ovo koristan uređaj za kupnju, dijelovi su bili jeftini, a brzo se sastavljalo, zanemarujući vrijeme potrebno za ispis kućišta, ovo biste mogli lako napraviti za sat vremena.

Stoga mislim da ako već imate PD izvor napajanja i želite nabaviti jeftino Bench napajanje, mislim da je ovo zapravo prilično dobra opcija.

Bilo bi me zanimalo čuti mišljenja drugih ljudi o tome. Moje neslaganje je dobro mjesto za to, tamo ćete pronaći mnogo korisnih kreatora.

Također bih se želio zahvaliti svojim Github sponzorima koji su mi pomogli u podršci i čudnim stvarima koje volim graditi.

Hvala na čitanju!