Izgradite dvostruko napajanje od 15 V koristeći module s police za manje od 50 USD: 10 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Uvod:

Ako ste hobist koji se bavi zvukom, bit će vam poznati dual napajanja. Većina audio ploča male snage, poput pretpojačala, zahtijevaju od +/- 5V do +/- 15V. Dvonaponsko napajanje olakšava izradu prototipova ili samo opće popravke.

Ovo napajanje je lako sastaviti jer općenito koristi ploče modula s policama, s izuzetkom ploče regulatora, koju ćete morati sami izgraditi. Međutim, iza toga postoji razlog na koji ću doći kasnije.

Korištena ploča regulatora može se pohvaliti naponima od +/- 1,25 V do 37 V (ovisno o vašem ulaznom naponu). Trebam samo +/- 15V, tako da je ulazni izvor napajanja nekoliko volti iznad toga (oko 19V) u redu. Regulatori napona LM317 i LM337 također mogu ispumpati oko 1,5A ea (ovisno o tome koliko napon pada), tako da trenutna vrijednost ulaznog napajanja također mora biti veća od ove. Zato sam odabrao dva napajanja za prijenosno računalo za napajanje ulaznih napona. Izlažu 19V i oko 3,4A, što je više nego dovoljno za opskrbu ploče regulatora. Da ne spominjem da su jeftini kao čips.

Također sam želio linearno napajanje jer općenito imaju manje DC valovitosti na izlazu (iako nije tako učinkovito kao potpuno napajanje u sklopnom načinu rada). Korištenje ulaznog napajanja s prekidačem za snižavanje 240VAC na 19V jeftino je i učinkovito. Njihovo prebacivanje također je općenito iznad audio pojasa pa ne utječe na buku napajanja koja ulazi u vaše uzorke. Linearni regulatori filtrirat će većinu zaostalih istosmjernih valova. Dakle, gotovo ćete izvući najbolje iz oba svijeta.

Korišteni mjerači mogu mjeriti napon i struju (0-100V i 0-10A), dvobojni su za lakše očitavanje.

Uz nekoliko izmjena, možete pretvoriti hrpu dijelova u vrlo korisno napajanje za stolno napajanje.

Napomena: Jedna stvar koju ovo napajanje nema, a to je kontrola koja regulira konstantnu struju. Sami regulatori LM317/337 imaju određenu prekostrujnu zaštitu, međutim ne bih ih predugo vodio na ovaj način. Zato je prekidač opterećenja stavljen u ovaj projekt. Dakle, ako je to uvoz, mogli biste upotrijebiti drugu regulatornu ploču koja odgovara vašim potrebama.

Korak 1: Riječ upozorenja i opće napomene

Ožičenje i napajanje za prijenosno računalo 240V:

Budući da ovaj projekt koristi visoke napone (240 V), oni mogu biti prilično smrtonosni ako pogriješite. Ako niste sigurni kako spojiti visokonaponske komponente ili vam nije ugodno raditi na opremi pod naponom, moj bi prijedlog bio da to ne pokušavate. Ne preuzimam odgovornost ako se ubijete. Ne želim te čuti nakon što si umro rekavši Pete, udario sam se strujom i sad sam mrtav - OK ??

S obzirom na to, imate par drugih mogućnosti:

1. Samo upotrijebite napajanje prijenosnog računala u isporučenom obliku i upotrijebite neke priključke za istosmjerno napajanje na stražnjoj strani kutije. To samo znači da morate priključiti dva napajanja za prijenosno računalo - ali to je mnogo sigurnija opcija. Međutim, morat ćete pronaći drugo rješenje za napajanje LED mjerača jer zahtijevaju i zasebno napajanje.

2. Potrošni materijal za prijenosno računalo možete montirati u kućište, samo odsjecite utikače od 240 V i spojite ih izravno u IEC utičnicu na stražnjoj strani. Međutim, trebat će vam veća futrola od one koju sam ja koristio, a opet, ima žive veze pa još uvijek nije tako sigurno.

LED panelni mjerači + naponi napajanja:

Na tržištu postoji nekoliko vrsta LED mjerača. Svi u biti rade istu stvar, međutim njihove veze nisu uvijek iste. Odstupanje od žice nije uvijek zajamčeno. Prilikom naručivanja pokušajte nabaviti njihov dijagram ožičenja. Općenito, dvije debele žice bit će trenutni mjerač šanta. Ostala tri bit će mjerač snage (za napajanje ekrana koji je crveno/crno) i žuta žica za mjerenje napona za mjerenje napona.

Ono što ćete primijetiti kod mjerača je da imaju zajedničko uzemljenje ili 0V točku (crne žice su međusobno povezane). Za ovaj projekt to nije dobro. Zbog toga se brojila napajaju zasebno putem dvije male ploče za napajanje (ploča modula od 240VAC do 12VDC). Također morate koristiti dvije ploče za napajanje, jer ćete u protivnom doći do kratkog spoja na izlazima prilikom korištenja napajanja. Još jedan bitan razlog je to što LED mjerači zahtijevaju minimum ili 4,5V za rad. Dakle, ako svoj izlaz s regulacijske ploče smanjite na 1,25 V, mjerači se neće uključiti.

Korak 2: Opis materijala

Ovo će vam trebati. Sve to možete kupiti na Ebayu, Amazonu ili Aliexpressu. Sve sam to kupio na Ebayu

- Plastična futrola (koristio sam plastičnu futrolu za instrument) - 12-15 USD

- 1x ploča LM317/337 kompleta regulatora - 10 USD

- 2x 19V napajanje za prijenosno računalo 3.42A - 6,75 USD ea

- 2x 240VAC do 12VDC 450mA preklopne ploče za prebacivanje u niži način - 1,50 USD ea

- 2x mjerači napona/struje 0-100V/0-10A- 3,50 USD ea (jeftinije na veliko i dostupno u različitim bojama)

- 2x višekretni lonci s 10K ohma + gumbi po želji - 2 USD ea (možete koristiti isporučene lonce, ali više okreta je lakše postaviti)

- Razni i općeniti hardver: prekidač od 240 VAC (koristio sam onaj s 12VDC LED svjetlom), vezni priključni stubovi (6), IEC utičnica, osigurači i držači osigurača (3), mali odsječeni aluminijski kut (2), stajališta (6), opće duljine žice i termoskupljanje - vjerojatno još 5-10 USD

Napomena 1: Osigurači koje ćete koristiti ovisit će o tome koliko struje namjeravate koristiti. Ja bih predložio 1-1,5A za dvije ploče regulatora i 0,5A za napajanje od 240 V. Mogli biste ići i niže jer nećete crpiti 7A iz oba materijala.

Napomena 2: Najskuplji dio konstrukcije je slučaj. Dakle, ako možete pronaći jeftinije ili želite sami uvaljati, uštedjet ćete nekoliko dolara.

Napomena 3: Dostupno je nekoliko marki višeokretnih ili preciznih lonaca. Poslani je lonac s oznakom Bochen, koji ima dostupne gumbe i ne koristi standardne grube gumbe. Nije posebno važno koju vrstu koristite, samo što možete prilagoditi gumbe.

Napomena 4: Kupio sam ova napajanja za prijenosna računala jer su koštali samo 6 USD. Ponovno uštedite nekoliko dolara ako slučajno imate nekoliko starih.

Korak 3: Sheme i sheme ožičenja

Prva slika je originalna shema za regulatornu ploču, s ulaznim kapama i ispravljačem, koji koristi AC 12V-0V-12V transformator za napajanje ploče (za ovo napajanje ne koristimo)

Druga slika je dijagram ožičenja za povezivanje svih pojedinačnih ploča

Treća i Četvrta slika su dijagrami ožičenja za mjerače na ploči (koje sam koristio) koji prikazuju različite konfiguracije za napajanje i mjerenje. U osnovi u ovom projektu koristimo četvrti dijagram.

Korak 4: Napajanje prijenosnog računala

Zašto 19V napajanje za prijenosno računalo?

Razlog tome je što je regulatorska ploča prvobitno bila dizajnirana za pogon dvostrukog 12V izmjeničnog transformatora (12V-0-12V). Međutim, ako pogledate cijenu jednog od ovih ili s ebaya ili u lokalnoj trgovini elektronike - oni su oko 30 USD. Dva pribora za prijenosna računala dolaze upola manje.

Ako želite veći napon iz regulatora, samo upotrijebite veći ulazni izvor napajanja. Upamtite da će ploče regulatora izlaziti +/- 37V, tako da ulaz može biti nekoliko volti iznad toga. Zapamtite, međutim, što je veća razlika napona (ulaz na izlaz), regulatori proizvode više topline. Na primjer: ako je ulazni napon 35 V, a izlazni 5 V, bit će razvijeno mnogo topline i možda će vam trebati veći hladnjaci i/ili ventilator.

Priprema potrošnog materijala za prijenosno računalo

Za svoju konstrukciju izvadio sam zalihe iz kućišta jer su mi bile potrebne da stanu u kućište instrumenta. Ako ćete samo koristiti potrošni materijal za prijenosno računalo i koristiti istosmjerne priključke, možete preskočiti ovaj korak.

Ono što trebate učiniti je razbiti plastično kućište. Upotrijebite ravni odvijač i pažljivo podignite rub dok se vrh ne odvoji. Zatim uklonite sklop ploče.

Na drugoj fotografiji izbušio sam komad kutnog aluminija i izbušio neke rupe na bočnoj strani napajanja (vjerujem da sam upotrijebio postojeće rupe u opskrbi). Pazite da pri tome ne oštetite bilo koju komponentu. Također sam izbušio neke dodatne rupe za pričvršćivanje montažnih stupova na njega i pričvršćivanje sklopa na dno plastičnog kućišta. Korištenje kuta učinilo ga je malo čvršćim od korištenja montažnih stupova.

Žice koje su izlazile iz ploče izgledale su malo lagano, pa sam ih promijenio u žicu s težim kolosijekom. Odlemite stare žice, umetnite nove žice kroz vrh ploče i lemite ih na mjesto na dnu ploče (unatrag sam trebao upotrijebiti lakši mjerač, ali veće duljine jer je bilo teško spojiti toliko žica do istih točaka).

Potrošni materijal također ima LED diodu za napajanje. Nisu potrebni, međutim možete ih zadržati ako želite potvrdu da svaka zaliha učinkovito funkcionira (odumrijet će ako postoji problem s opskrbom ili izvlačenjem iznosa). Zadržao sam ih radi lakšeg pronalaska grešaka.

Napomena: Trebali biste koristiti istu vrstu napajanja za prijenosno računalo. Razlog je u tome što ako naponi malo ispadnu, oni mogu skloniti potonuti struju u sebe i pobjeći, a zatim puhati. Općenito, ne bi trebao biti problem ako koristite iste zalihe. Međutim, ako ste zabrinuti ili želite dodatnu zaštitu, mogli biste postaviti nekoliko dioda za napajanje (kao što su IN4004 ili IN5404) obrnuto pristrane preko izlaza svakog napajanja (tako da katoda bude pozitivna, anoda negativna). To će spriječiti da svaka opskrba potone bilo kakvu struju zbog neznatno isključenih napona ili ako se jedno napajanje uključi prije drugog.

Korak 5: Izrada regulatora LM317/337 i početno ispitivanje

Ploča regulatora dolazi u obliku kompleta, što znači da je morate sami zalemiti. Postoji nekoliko dobavljača koji će ih prodati već montirane za nekoliko dodatnih dolara. Ponekad uklanjanje komponenti s ovih vrsta ploča može slučajno otkinuti tragove. Ionako ćete morati ukloniti neke komponente, pa ih je isto tako lako izgraditi bez njih.

Prva slika prikazuje dovršenu ploču (kako bi trebala izgledati ako ste je napravili zalihom). Druga fotografija ipak prikazuje izmjene sa uklonjenim ulaznim poklopcima i ispravljačem. Umjesto toga sam dodao veze za promjenu ulaznog priključnog bloka tako da prihvati +/- 19V i usmjeri ga na ulaz regulatora. Ako želite, možete zadržati ograničenja unosa, ali ona nisu potrebna jer su zalihe prijenosnog računala prilično dobre.

Također ćete primijetiti da sam stavio terminale za LED svjetlo za napajanje, a također i lonce samo da olakšam uklanjanje ploča ako je potrebno.

Zato samo sastavite ploču prema njihovim uputama, osim gore navedenih izmjena.

Nakon dovršetka, priključite ga na ispravno napajanje i provjerite izlaz svakog stupnja regulatora. Upamtite, ako koristite jedan ulazni izvor napajanja za testiranje, +/- ulaz (na +/0V stezaljkama) +/0V izvan ploče regulatora. +/- ulaz (na stezaljkama 0V/-), 0V/- izvan ploče regulatora. Provjerite možete li podesiti izlazni napon (zadnja slika prikazuje vanjsko testno napajanje).

Korak 6: Priprema kućišta

Izmjerite kako želite da vaše komponente sjednu na stražnju stranu prednje i stražnje ploče. Zapamtite, bit će to unatrag (tu sam grešku napravio). Zapravo, želio sam zrcalnu sliku na prednjoj ploči. No, na sreću, još nisam napravio stražnju ploču, pa sam je jednostavno prilagodio prednjoj strani (ili sam je možda samo okrenuo oko 180 stupnjeva).

Prvo izbušite rupe pomoću malih svrdla. Zatim povećajte većom bušilicom. Ako nemate dovoljno velike svrdla (kao što ja imam), možete upotrijebiti razvrtač za povećanje rupa (vrlo zgodan alat).

Nakon što su sve rupe izbušene, izrežite izreze za ploče mjerača i turpijte ih tek toliko da mjerač i IEC utičnica odgovaraju.

Također sam dodao neke oznake s prednje strane (koristeći listove sa slovima). Možete ih nabaviti na mreži ili možete ispisati vlastite na prozirnom papiru za pisač. Zatim sam samo poprskao zaštitni lak po vrhu.

Korak 7: Montiranje hardvera

Kad se prednja i stražnja ploča osuše, postavite sav hardver na prednju i stražnju ploču.

Dva napajanja za prijenosna računala mogu se montirati na dno kućišta. Ne zaboravite ostaviti mjesta za IEC utičnicu, osigurač i žice da idu do prekidača na prednjoj strani. Alternativno, možete postaviti prekidač na stražnju stranu ako želite.

Montirajte ploču regulatora.

Posljednje, ali ne i najmanje važno, budući da napajanje 240V/12V za ploče brojila nema gdje postaviti na vijke, upotrijebio sam silikonsku mrlju da ih držim na mjestu. Samo provjerite jeste li prvo dodali ulazne i izlazne žice!

Korak 8: Ožičite sve

Počnite ožičenjem ožičenja od 240 V od IEC utikača do prekidača, a također i držača ulaznog osigurača. Zatim spojite sve ožičenje od 240 V na dva izvora napajanja za prijenosno računalo i napajanje na ploči od dva metra. Umetnite osigurač i u ovoj je fazi vjerojatno dobra ideja provjeriti ožičenje i napajanje, samo kako biste bili sigurni da su svi naponi koji izlaze iz napajanja prijenosnog računala ispravni (svaki bi trebao biti 19 V)

Spojite posude i LED diode na kontrole na prednjoj ploči s ploče regulatora. Koristio sam 2-polne utičnice i igle za lakše demontažu na regulatornoj ploči.

Sada spojite izlaze zaliha prijenosnog računala i spojite ih na ulaz regulatorne ploče. Također možete priključiti napajanje na brojila. Upamtite, da pozitivna vrijednost jednog napajanja ide na negativnu drugu kako bi se stvorila virtualna točka nultog napona. Opet, uključite napajanje i provjerite jesu li naponi očekivani - trebali biste imati 38V između ulaznih napona, +/- 19V između 0V na ulazima i neki nominalni napon na izlazu ploče regulatora (ovisno o tome gdje je lonac postavljen).

Spojite izlaz ploče regulatora na izlazne osigurače i prekidač opterećenja. Spojite strujne vodove mjerača (prema shemi ožičenja), a zatim vodove osjetnika napona s mjerača. Umetnite neke osigurače i ponovno provjerite da li mjerači očitavaju napon. Držite palčeve, niste dopustili da čarobni dim pobjegne!

Napomena: Mjerače je vjerojatno najteže pokrenuti. Sjetite se samo da trenutni dio mjerača ide od pozitivnog do negativnog. Isto će se dogoditi i s negativnim naponom - on teče od 0v do negativnog napona!

Korak 9: Ispitivanje i prilagodbe kalibracije

Nakon što provjerite da dim ne izlazi, priključite pouzdano brojilo i provjerite izlazni napon i na pozitivnom i na negativnom izlazu. Najvjerojatnije ćete otkriti da su LED mjerači blago isključeni (kao na fotografijama 2 + 4). Budući da ti mjerači mogu biti blago izvan oba kraja spektra, kalibrirajte ih na napon koji ćete općenito najviše koristiti ili usred raspona napona. Na primjer, ako često koristite 12V, kalibrirajte ih na 12V. Ako redovito idete između 5V i 15V, kalibrirajte na 10V.

Ako imate dva multimetra, možete zajedno podesiti napon i struju. U suprotnom, priključite nominalno opterećenje na izlaz, podesite napon, zatim odspojite mjerač i spojite ga s napajanjem te zamijenite kabel multimetra (ako vaš mjerač ima zasebne priključke za napon i struju) za mjerenje struje.

Na stražnjoj strani mjerača LED panela bit će dva mala ukrasna lonca za podešavanje napona (v-adj) i struje (i-adj) (vidi fotografiju prvu). Općenito je dobra ideja napuniti izlaz otpornikom prilikom kalibracije jer se izlazni napon može malo pomaknuti pri učitavanju.

Zato namještajte v-adj sve dok napon ne očita isto kao i mjerač. Trimeri su malo osjetljivi i mali zavoj može proći tamo gdje želite. Samo ustrajte dok ne bude ispravno

Za trenutačno podešavanje preporučio bih korištenje velikog toplinskog otpornika za kalibraciju (fotografija 6). Samo pazite da ne bude niži od onoga što zalihe mogu ispustiti. Svaka strana ploče regulatora može napajati 1,5A. Kalibriranje na oko 1A trebalo bi biti dovoljno.

Koristeći ohmski zakon V = IxR - dakle (V/I = R) 15V/1A = 15ohms. Otpornike od 15 ohma je teško nabaviti pa će 2x otpornici od 8 ohma u seriji dati 16 ohma. Izmjerite otpornike - dva koja imam imam mjere 8,3 i 8,1 ohma = ukupno 16,4 ohma.

Dakle, ponovno uključite brojeve (V/R = I) 15V/16.4ohms = 0.914634A - to je broj na koji ćemo kalibrirati. Trebali biste pronaći da mjerač treba prikazati ovo, kao i dvostruku provjeru vašeg mjerača.

Također ćete morati izračunati snagu koja se daje otpornicima jer ne želite da se prže! Dakle, opet ohmski zakon P = VxI - 15Vx0.91463 = 13.72W. Svaki otpornik mora biti veći od ove vrijednosti - 25W je dobro. Koristio sam nekoliko 100W koje su zlatne (vidi fotografiju 6). Ove možete kupiti na ebayu za oko 8 USD za dvoje.

Da biste izmjerili struju izvan napajanja, morat ćete staviti mjerač u niz s napajanjem i otpornicima opterećenja. Nije važno je li mjerač prvi ili otpornici, samo provjerite je li struja koja teče kroz mjerač pozitivna na negativnu (dakle pozitivni i 0V stezaljke - pozitivni/negativni na strujnim stezaljkama multimetra). Negativnu stranu napajanja treba mjeriti od 0V do negativne, pri čemu pozitivna vrijednost brojila ide na 0V, a negativna na mjeraču ide na negativnu vrijednost napajanja. Ako vas je to samo zbunilo - pogledajte posljednju fotografiju.

Nakon spajanja trebali biste vidjeti i napon i struju na mjeraču na prednjoj ploči. Podesite trenutni lonac na stražnjoj strani mjerača ploče tako da očitava isto što i vaš multimetar. Ako imate dva merača, jedan za mjerenje struje (u nizu) i jedan za mjerenje napona (paralelno).

Sada ste spremni za polazak.

Korak 10: Završne misli

Iako je sve stajalo u kućištu, mogao sam se malo poigrati s unutarnjim rasporedom i možda pomaknuti IEC utičnicu kako bi dva napajanja za prijenosna računala sjela 90 stupnjeva na mjesto na kojem se trenutno nalaze. Izgled je također trebao biti preslikan, jer općenito volim da sve ide slijeva nadesno. Uključio sam skicu onoga što sam potencijalno trebao učiniti.

Koristio sam ožičenje od 7,5A 240VAC iz mrežnog kabela (jer je to ono što sam imao okolo). Budući da je ovo tako ograničen prostor, vjerojatno sam trebao koristiti žicu 240V lakšeg profila jer projekt ne troši mnogo struje.

Također nisam primijetio da je jedan od vijaka kućišta prošao ravno kroz mjesto gdje je bio prekidač od 240 V. Gledajući unatrag, trebao sam pomaknuti prekidač i vjerojatno sam trebao postaviti držač osigurača od 240 V na prednju ploču kako bih izbjegao nepotrebno ožičenje. Uz malo miješanja, vjerojatno sam mogao staviti i držače izlaznih osigurača na prednju ploču, ali prednja ploča je već bila prilično prepuna.

Na kraju dana, napaja +/- 15V koje mi trebaju, lako se podešava, pouzdano je i koristi lako dostupne dijelove.

Budući projekti

Također radim na još jednom dvostrukom napajanju 0-30V/3A, iako bi ovo moglo završiti kao dva odvojena izvora napajanja (opet ovisno o razmaku). Ovaj ima stalne značajke struje. Ove sam ploče kupio u isto vrijeme jer se nisam mogao odlučiti koju želim pa sam nabavio oboje!

Također će biti majka svih izvora napajanja - dvostruko niskonaponsko/visokonaponsko napajanje koje koristi dvije regulacijske ploče sa svake strane (4). Preći će s niskog raspona 0-30V na visoki raspon 30-90V i 5A! Ovo će se koristiti za testiranje dvonaponskih pojačala. Opet, moglo bi završiti kao dva odvojena izvora napajanja, ovisno o razmaku.