Τροφοδοσία πάγκου με τροφοδοσία USB-C: 10 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Ένα τροφοδοτικό πάγκου είναι ένα βασικό εργαλείο που πρέπει να έχετε όταν εργάζεστε με ηλεκτρονικά, να μπορείτε να ορίσετε την ακριβή τάση που χρειάζεται το έργο σας και επίσης να μπορείτε να περιορίσετε το ρεύμα όταν τα πράγματα είναι πραγματικά χρήσιμα. Αυτό είναι το φορητό μου τροφοδοτικό USB-C Bench Power Supply, μια εκπληκτικά ικανή τροφοδοσία πάγκου που τροφοδοτείται χρησιμοποιώντας USB-C Power Delivery.

Αυτή είναι μια πραγματικά απλή κατασκευή που θα χρειαστεί μόνο μερικές ώρες για να γίνει και το καλύτερο μέρος, κοστίζει λιγότερο από $ 12 συμπεριλαμβανομένων των μεταφορικών!

Προμήθειες

• Μονάδα παροχής ισχύος USB -C - Aliexpress
• Μονάδα PSU - Aliexpress
• Banana Jacks Terminals - Aliexpress
• Διακόπτης λειτουργίας - Aliexpress

Βήμα 1: Δείτε το βίντεο

Το βίντεο περνάει από τις ίδιες πληροφορίες που εμφανίζω στα Instructables, αλλά μπορεί να είναι ευκολότερο να δείτε πώς φαίνεται και λειτουργεί το τροφοδοτικό χρησιμοποιώντας το βίντεο.

Βήμα 2: Παράδοση ισχύος USB-C

Εάν δεν είστε εξοικειωμένοι με την παράδοση ισχύος USB-C, σκέφτηκα να κάνω μια σύντομη εισαγωγή στο τι είναι. (μη διστάσετε να παραλείψετε)

Το USB-C Power Delivery ή PD, είναι ένα πρότυπο USB-C που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παροχή ισχύος έως 100W. Όλο και περισσότερες συσκευές τροφοδοτούνται από PD αυτές τις μέρες, όπως ένα Nintendo Switch και Apple Macbooks. Ωστόσο, δεν είναι όλοι οι φορτιστές που τροφοδοτούν συσκευές USB-C, είναι τροφοδοτικά PD, συνήθως τα αναφέρουν συγκεκριμένα εάν υποστηρίζουν PD.

Νομίζω ότι το USB-C PD συχνά παρεξηγείται. Παρόλο που υποστηρίζει διάφορες διαφορετικές τάσεις, δεν μπορείτε να ορίσετε μια συγκεκριμένη τάση με PD, περιορίζεται σε 5 διαφορετικά επίπεδα τάσης:

• 5V
• 9V
• 12V (τεχνικά δεν αποτελεί πλέον μέρος του προτύπου, αλλά ορισμένες προμήθειες εξακολουθούν να το υποστηρίζουν)
• 15V
• 20V

Ακόμα και σε αυτό, δεν μπορούν όλα τα εφόδια να τα παρέχουν όλα αυτά. Για παράδειγμα, οι φορτιστές Mac υποστηρίζουν μόνο 5, 9 και 20V.

Η συσκευή που τροφοδοτείται από PD διαπραγματεύεται με το τροφοδοτικό για να πάρει το επίπεδο τάσης που της ταιριάζει καλύτερα. Αλλά με μια τροφοδοσία πάγκου συνήθως θέλετε να έχετε ακριβή έλεγχο της τάσης και επίσης θέλετε να μπορείτε να περιορίσετε το ρεύμα, κάτι που δεν μπορείτε να κάνετε με μια τροφοδοσία PD. Ενώ η PD μπορεί να λάβει υπόψη την τρέχουσα ικανότητα τροφοδοσίας κατά τη διαπραγμάτευση με την παροχή, αλλά δεν περιορίζει το ρεύμα με κανέναν τρόπο, είναι ένας έλεγχος ότι η τροφοδοσία θα είναι σε θέση να παρέχει το ρεύμα που χρειάζεται η συσκευή. Αλλά με αυτήν την κατασκευή μπορείτε να έχετε την ευκολία να μπορείτε να χρησιμοποιείτε μια πηγή τροφοδοσίας PD, ακόμη και μια συμβατή τράπεζα μπαταριών, με τις δυνατότητες που θα περιμένατε από μια πιο τυπική τροφοδοσία, συμπεριλαμβανομένης της δυνατότητας αύξησης σε υψηλότερες τάσεις από την κανονική PD υποστηρίζει.

Βήμα 3: Εξαρτήματα για την κατασκευή

USB-C PD Decoy Module

Το πρώτο πράγμα που θα χρειαστείτε για αυτήν την κατασκευή είναι ένας τρόπος διαπραγμάτευσης με τροφοδοτικό USB-C PD. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η συσκευή που τροφοδοτείται κανονικά διαπραγματεύεται με το φορτιστή για να αποφασίσει ποια τάση θα πάρει από το τροφοδοτικό, αυτό που χρειαζόμαστε είναι κάτι που θα το κάνει αυτό για εμάς.

Υπάρχουν αρκετές επιλογές για να γίνει αυτό. Έφτιαξα ένα βίντεο κοιτώντας μερικά από αυτά αν θέλετε να το δείτε.

Το καθένα έχει τα δικά του πλεονεκτήματα, αλλά αυτό που επέλεξα για αυτήν την κατασκευή είναι αυτό που βασίζεται στο IC IP2721, το οποίο είναι το ίδιο που χρησιμοποιώ στο TS100 Flex-C-Friend.

Είναι μια καλή επιλογή γιατί:

• είναι φθηνό, κοστίζει μόνο 2 $.
• Η συμπεριφορά του είναι κατάλληλη για αυτό το έργο. Το IP2721 μπορεί να διαμορφωθεί ώστε να λαμβάνει αποτελεσματικά την υψηλότερη τάση που προσφέρει το τροφοδοτικό, το οποίο είναι καλό για αυτήν την περίπτωση χρήσης. (Απλώς βεβαιωθείτε ότι έχετε αλλάξει τη μονάδα σε "HIGH")

Ενότητα τροφοδοσίας

Το κύριο μέρος αυτού του έργου είναι η μονάδα ZK-4KX Buck-Boost. Περιέχει την οθόνη και τα χειριστήρια για τη χρήση του τροφοδοτικού. Αυτή η μονάδα θα μας επιτρέψει να μετατρέψουμε την τάση που λαμβάνουμε από την τροφοδοσία PD σε ό, τι χρειαζόμαστε, ακόμη και σε υψηλότερες τάσεις.

Αυτοί οι τύποι μονάδων δεν είναι καινούργιοι, αλλά εμφανίζονται πιο συχνά σε έργα όπως η μετατροπή παλαιών τροφοδοτικών υπολογιστή σε τροφοδοτικά πάγκου.

Το ZK-4KX είναι το φθηνότερο από αυτά τα είδη μονάδων που συνάντησα, πλήρωσα μόνο 7,50 $ συμπεριλαμβανομένης της παράδοσης για το δικό μου, και ενώ αισθάνεται αρκετά φθηνό, πραγματικά εκπλήχθηκα με τα χαρακτηριστικά που είχε. Μπορεί να εξάγει μεταξύ 0 και 30V (ακόμη και αν η είσοδος είναι μικρότερη από 30V) και μπορεί να παρέχει έως 3Α (4Α με ανεμιστήρα). Υπάρχει ένα συνολικό όριο ισχύος 35W (50W με ανεμιστήρα) για το οποίο θα μιλήσω σε επόμενο βήμα.

Τα πιο ακριβά έχουν διαφορετικές διεπαφές και υποστηρίζουν επίσης υψηλότερη ισχύ, αλλά να θυμάστε ότι θα εξακολουθείτε να περιορίζεστε από την ποσότητα ισχύος που μπορεί να παρέχει το PD.

Άλλα μέρη της κατασκευής

Τα τελευταία πράγματα που χρησιμοποίησα ήταν μερικές πρίζες μπανάνας, οι οποίες θα ήταν συνήθως αυτές που χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία πάγκου, οπότε θα λειτουργήσει με τυπικά καλώδια και, στη συνέχεια, τελικά έναν διακόπτη για να μπορεί εύκολα να κλείσει την τάση στο ZK- 4ΚΧ. Τόσο για τις πρίζες όσο και για το διακόπτη, βεβαιωθείτε ότι έχετε αυτά που χειρίζονται το ρεύμα που θα χρησιμοποιείτε με αυτήν την παροχή, μερικά από τα φθηνότερα δεν θα είναι σε θέση να κάνουν αρκετά. Θα χρειαστείτε επίσης σύρμα, το Stranded 22 AWG είναι αυτό που χρησιμοποίησα.

Άλλα απαιτούμενα ανταλλακτικά

Για να χρησιμοποιήσετε πραγματικά το τροφοδοτικό πάγκου θα χρειαστείτε κάποια επιπλέον πράγματα.

Ένα τροφοδοτικό USB-C με δυνατότητα PD. Ουσιαστικά κάθε τροφοδοσία PD πρέπει να κάνει. Ορισμένοι οδηγοί μπορούν να συνδέσουν το τροφοδοτικό στα έργα σας.

Βήμα 4: Περίβλημα

Για μια θήκη για να στεγάσει τα πάντα, κατέληξα να τροποποιήσω ένα που βρήκα στο Thingiverse. Χρησιμοποίησα το Tinkercad για να τροποποιήσω ώστε να ταιριάζει με τα μέρη που είχα για την κατασκευή και να προσθέσω λίγο αερισμό για τη βάση, και μπορείτε να βρείτε τα STL's για αυτό εδώ.

Δεν χρειάζεται να χρησιμοποιήσετε έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή, ωστόσο, οποιοδήποτε αρκετά μεγάλο κουτί πρέπει να κάνει τη δουλειά.

Υπάρχουν κάποια πράγματα που θα μπορούσατε να κάνετε για να βελτιώσετε ενδεχομένως την κατασκευή, και θα τα συζητήσω σε επόμενο βήμα.

Βήμα 5: Συναρμολόγηση

Αφού εκτυπώσατε τη θήκη και βεβαιωθήκατε ότι όλα είναι εντάξει, ήρθε η ώρα της συναρμολόγησης, η οποία είναι στην πραγματικότητα πολύ ευθεία.

Η έξοδος της μονάδας PSU θα πρέπει να συνδεθεί απευθείας με τις δύο πρίζες της μπανάνας

Συνδέω το Ground από τη μονάδα IP2721 απευθείας στο τερματικό "IN -" της μονάδας PSU. Το VCC του IP2721 συνδέεται πρώτα στον διακόπτη και, στη συνέχεια, ο άλλος πείρος του διακόπτη συνδέεται στον ακροδέκτη "IN +" της μονάδας PSU.

Χρησιμοποίησα εργαλεία πτύχωσης για να προσθέσω φερμουάρ και συνδέσμους στα καλώδια για ασφαλή σύνδεση, αλλά υποθέτω ότι θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε κάποια συγκόλληση, αλλά προσέξτε να μην λιώσετε κανένα πλαστικό από τις υποδοχές ή τον διακόπτη. Για τη μονάδα IP2721 πρόσθεσα επίσης έναν βιδωτό ακροδέκτη, είναι απλώς ένας τυπικός 5mm. Συνιστάται επίσης να μην κολλάτε σύρμα πριν τα χρησιμοποιήσετε με βιδωτό ακροδέκτη.

Χρησιμοποίησα κάποια θερμή κόλλα για να κρατήσω τη μονάδα IP2721 στη θέση της, και επίσης πρόσθεσα ένα σφουγγάρι στο ZK-4KX καθώς ήταν λίγο χαλαρό. Και αυτή η κατασκευή ολοκληρώθηκε!

Βήμα 6: Αρχική διαμόρφωση

Πριν ξεκινήσετε να χρησιμοποιείτε την παροχή, υπάρχουν ορισμένα πράγματα που πρέπει να διαμορφώσετε, αλλά αυτά θα αποθηκευτούν στη μονάδα PSU, οπότε θα πρέπει να τα κάνετε μόνο μία φορά.

Για να μπείτε στη λειτουργία διαμόρφωσης, κάντε κλικ και κρατήστε πατημένο το κουμπί "UI" μέχρι να αλλάξει η οθόνη. Για να περιηγηθείτε στις επιλογές μενού διαμόρφωσης, κάντε κλικ στο κουμπί "SW". Το πλήρες φάσμα των επιλογών παρατίθεται στην περιγραφή των ενοτήτων, αλλά θα καλύψω μόνο αυτές που θεωρώ ότι είναι πιο σημαντικές.

Το πρώτο πράγμα που προτείνω να κάνετε είναι να αλλάξετε την προεπιλεγμένη συμπεριφορά όταν την ενεργοποιείτε, ενεργοποιεί ανεξήγητα την έξοδο αυτόματα από προεπιλογή, δεν μπορώ να καταλάβω γιατί κάποιος θα το ήθελε αυτό, αλλά ευτυχώς είναι διαμορφώσιμο.

Στην επιλογή ρύθμισης παραμέτρων "OPEN", κάντε κλικ και κρατήστε πατημένο τον τροχό κωδικοποιητή, έως ότου η επιλογή αλλάξει σε OFF.

Στη συνέχεια, θέλουμε να ορίσουμε ένα συνολικό όριο ισχύος στη μονάδα, αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο εάν η τροφοδοσία PD σας είναι χαμηλότερης ισχύος, καθώς θα σταματήσει η μονάδα PSU να παίρνει περισσότερη ισχύ από την τροφοδοσία PD.

Στην επιλογή "OPP" ορίστε την ισχύ ανάλογα, χρησιμοποιώντας τον περιστροφικό κωδικοποιητή. Πατώντας στον κωδικοποιητή θα αλλάξει το ψηφίο που αλλάζετε.

Ένα πολύ σημαντικό πράγμα σε αυτό είναι ότι το όριο ισχύος που ρυθμίζετε φαίνεται να ισχύει για την ισχύ εξόδου της μονάδας και όχι για την είσοδο. Μια συγκεκριμένη ποσότητα ισχύος χρησιμοποιείται από τη μονάδα κατά τη μετατροπή των τάσεων, η συγκεκριμένη ισχυρίζεται ότι είναι 88% αποδοτική, πράγμα που σημαίνει ότι για την παροχή ισχύος 10W στην έξοδο που μπορεί να χρειαστεί να χρησιμοποιήσει έως και 11,5W στην είσοδο. Δεν είμαι σίγουρος πόσο θα εμπιστευόμουν αυτό το νούμερο, οπότε πιστεύω ότι θα ήταν καλύτερο να περιορίσετε αυτό το 80% της ικανότητας της προσφοράς σας.

Αναφέρεται επίσης στη σελίδα του προϊόντος ότι τα 35W είναι το μέγιστο που μπορεί να κάνει η μονάδα με "φυσική διάχυση θερμότητας", ή με άλλα λόγια, χωρίς ανεμιστήρα.

Μετά από αυτό νομίζω ότι αξίζει να μειώσω τη θερμοκρασία στην οποία θα διακοπεί η μονάδα, από προεπιλογή είναι 110c, κάτι που μου φαίνεται λίγο άνετο. Στην επιλογή "OTP" (αν και το "t" μου μοιάζει περισσότερο με "r") μπορείτε να αλλάξετε το όριο θερμοκρασίας εδώ χρησιμοποιώντας τον περιστροφικό κωδικοποιητή. Έβαλα το δικό μου στους 80c, που είναι το ελάχιστο.

Για έξοδο από το μενού διαμόρφωσης, κάντε κλικ και κρατήστε πατημένο ξανά το κουμπί διεπαφής χρήστη.

Βήμα 7: Βασική λειτουργία

Στη συνέχεια, ας ρίξουμε μια ματιά στον τρόπο χρήσης του. Το κύριο πράγμα που θέλετε να κάνετε με ένα τροφοδοτικό είναι να ρυθμίσετε την τάση και το όριο ρεύματος. Για να το κάνετε αυτό, πατήστε μία φορά το κουμπί "UI". Το πρώτο πράγμα που διαμορφώνετε είναι η τάση, η οποία είναι τα ίδια χειριστήρια με τον περιστροφικό κωδικοποιητή όπως πριν. Για να μεταβείτε στη ρύθμιση του ρεύματος, απλώς πατήστε ξανά το κουμπί "UI" και χρησιμοποιήστε τον περιστροφικό κωδικοποιητή όπως πριν. Για έξοδο από αυτό το μενού, πατήστε ξανά το κουμπί "UI", διαφορετικά θα λήξει ο χρόνος μετά από μερικά δευτερόλεπτα.

Πίσω στο κύριο μενού, για να ενεργοποιήσετε την έξοδο, πατήστε τον περιστροφικό κωδικοποιητή. Ενώ η έξοδος είναι ενεργοποιημένη, μπορείτε να κάνετε ρυθμίσεις στην τάση περιστρέφοντας τον κωδικοποιητή, αλλά θα το χρησιμοποιούσα μόνο για μικρές προσαρμογές καθώς είναι αρκετά αργό.

Για να αλλάξετε αυτό που εμφανίζεται στην οθόνη, μπορείτε απλώς να πατήσετε το κουμπί "SW" για να αλλάξετε την κάτω σειρά είτε σε Amps, Watts, Amp ώρες ή στον ενεργοποιημένο χρόνο.

Για να αλλάξετε την επάνω σειρά, πρέπει να πατήσετε παρατεταμένα το κουμπί "SW" και μπορείτε να αλλάξετε μεταξύ εξόδου τάσης, τάσης εισόδου και θερμοκρασίας.

Βήμα 8: Είναι καλό;

Καλή ερώτηση!

Είναι σίγουρα καλύτερο από ό, τι περίμενα αρχικά όταν θα αγόραζα τα πράγματα για αυτό. Σε συνδυασμό με μια τράπεζα τροφοδοσίας PD, αυτή είναι μια πραγματικά συμπαγής λύση που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οπουδήποτε.

Η διεπαφή είναι…. απλά εντάξει. Δεδομένου του τύπου της οθόνης, δεν είμαι σίγουρος πώς αλλιώς θα μπορούσε να χειριστεί, αλλά συχνά ξεχνάω ποιο κουμπί κάνει τι και ο χαρακτήρας που αναβοσβήνει υποδεικνύοντας ποιο ψηφίο αλλάζετε το κάνει να μην αισθάνεται καθόλου

Η ακρίβεια της τάσης είναι αρκετά καλή, αν και πέφτει ελαφρώς κάτω από βαρύτερα φορτία, αλλά τίποτα το τρελό, αλλά είναι χειρότερη από την τροφοδοσία Tenma.

Η προστασία υπερβολικού ρεύματος ξεκινά όταν το περιμένετε, αν και βγάζει κάποια τάση σε αυτήν την κατάσταση, την οποία δεν περίμενα, αλλά το Tenma το κάνει επίσης αυτό.

Όσο για το κυματισμό, μην ανησυχείτε, σύμφωνα με τη λίστα έχει χαμηλό κυματισμό (…….. δεν έχω πεδίο εφαρμογής)

Βήμα 9: Τι θα βελτιώσω;

Αν έχτιζα ξανά αυτό το έργο θα σκεφτόμουν μερικές αλλαγές.

Πρώτον, η 3d θήκη θα μπορούσε σίγουρα να βελτιωθεί. Η τροποποιημένη έκδοση που έφτιαξα είναι εντάξει, αλλά δεν είμαι 3d σχεδιαστής! Τ

Το κύριο ζήτημα είναι η τεμπέλη που έκανα για να βάλω μια μονάδα IP2721, δεν είναι καν κοντά στο να ταιριάζει, απλώς φρόντισα να είναι αρκετά μεγάλο για να μην είναι πρόβλημα και άφησα τη ζεστή κόλλα να διορθώσει όλα τα προβλήματα από εκεί.

Θα παρατηρήσετε επίσης ότι έχω αυτοκόλλητα που δείχνουν θετικά και αρνητικά, όταν τροποποιούσα τη θήκη δεν πίστευα ότι θα χρειαζόμουν αυτές τις ενδείξεις γιατί πίστευα ότι το χρώμα των βύσματος θα ήταν αρκετό, αλλά αυτό δεν ισχύει, περισσότερο περίπου σε ένα λεπτό.

Επίσης, θα ήταν ωραίο αν η βάση της θήκης ήταν προσαρμοσμένη στο υπόλοιπο, ο τρέχων σχεδιασμός είναι για μπουλόνια M2.5, αλλά δεν έχω αρκετό καιρό. Αυτή τη στιγμή παραμένει στη θέση της λόγω τριβής, αλλά αυτό μπορεί να μην είναι το ίδιο για όλους τους εκτυπωτές.

Τα βύσματα μπανάνας που πήρα είναι καλής ποιότητας, αλλά νομίζω ότι θα ήταν προτιμότερο να πάτε για παρόμοια στυλ με αυτά στο Tenma, γιατί αν πάρετε ένα καλώδιο που είναι καλυμμένο με αυτά, πρέπει να αφαιρέσετε το πλαστικό κάλυμμα. Και γι 'αυτό πρέπει να σημειώσω ποια είναι ποια!

Δεν είμαι σίγουρος αν ο διακόπτης είναι πραγματικά τόσο χρήσιμος, η μονάδα IP2721 θα εξακολουθούσε να λειτουργεί, κάτι που δεν είναι μεγάλη υπόθεση, αλλά πιθανότατα θα απενεργοποιήσετε την τροφοδοσία πάγκου όταν τελειώσετε με αυτόν ούτως ή άλλως.

Και τέλος, για να αυξήσετε την ισχύ που μπορείτε να βάλετε στη μονάδα, θα πρέπει να βρείτε έναν τρόπο ενσωμάτωσης ενός ανεμιστήρα, τόσο στο σχεδιασμό της θήκης όσο και να βρείτε έναν τρόπο τροφοδοσίας του (ίσως ένας ξεχωριστός μετατροπέας buck).

Βήμα 10: Τελικές σκέψεις

Νομίζω ότι αυτή είναι μια χρήσιμη συσκευή, ήταν φθηνή η αγορά εξαρτημάτων και ήταν γρήγορη η συναρμολόγηση, αγνοώντας τον χρόνο που απαιτείται για την εκτύπωση της θήκης, θα μπορούσατε εύκολα να την κατασκευάσετε σε μια ώρα.

Έτσι, νομίζω ότι εάν έχετε ήδη μια πηγή τροφοδοσίας PD και θέλετε να πάρετε ένα φθηνό τροφοδοτικό πάγκου, νομίζω ότι αυτή είναι στην πραγματικότητα μια πολύ καλή επιλογή.

Θα με ενδιέφερε να ακούσω τις σκέψεις άλλων ανθρώπων για αυτό. Ένα καλό μέρος για να το κάνετε αυτό είναι η διαφωνία μου, θα βρείτε πολλούς χρήσιμους δημιουργούς εκεί.

Θα ήθελα επίσης να ευχαριστήσω τους Χορηγούς Github που με βοήθησαν να με στηρίξουν και τα περίεργα πράγματα που μου αρέσει να χτίζω.

Ευχαριστώ για την ανάγνωση!