Ultimate Electronics Helper -- PSU Variable Bench Top με βοηθητικά χέρια: 12 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Όταν εργάζεστε με ηλεκτρονικά δύο εργαλεία χρειάζονται σχεδόν πάντα. Σήμερα θα δημιουργήσουμε αυτά τα δύο βασικά. Και θα το πάμε επίσης ένα βήμα παραπέρα και θα συγχωνεύσουμε αυτά τα δύο μαζί στον απόλυτο βοηθό ηλεκτρονικών συσκευών!

Φυσικά μιλάω για ένα Variable Bench Top PSU και ένα καλό ζευγάρι Helping hands!

Το τροφοδοτικό διαθέτει μεταβλητή τάση και ρεύμα, ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οποιονδήποτε αριθμό έργων. Έχει επίσης σταθερή έξοδο 5V από υποδοχή USB. Όπως πιθανότατα έχετε βιώσει πολλά ηλεκτρονικά έργα DIY απαιτούν 5V και κάποια άλλη τάση.

Τα χέρια βοήθειας χρειάζονται πάντα μια στιβαρή βάση για να παραμείνουν τα πάντα ακίνητα. Αυτό επιλύεται με την τοποθέτησή τους σε μια μονάδα τροφοδοσίας, η οποία συνήθως ζυγίζει πολύ.

Ας αρχίσουμε!

[Παίξε το βίντεο!]

Βήμα 1: Μέρη και εργαλεία

Ανταλλακτικά

• Παλαιός φορτιστής φορητού υπολογιστή
• Μετατροπέας ενίσχυσης Buck 8,24 $

• Ποτενσιόμετρα 2 τεμάχια. 0,43 $

  200k ohm

• Πόμολο πόμολο 2 τεμάχια. 0,60 $
• LCD με βολτόμετρο 2,48 $
• Γυναικεία βύσματα μπανάνας 1,17 $
• Αρσενικά βύσματα μπανάνας 1,18 $
• Εναλλαγή διακόπτη 0,24 $
• Μετατροπέας Step down 1,09 $
• Θηλυκό USB 1 τεμάχιο. 0,09 $
• Σωλήνες CNC 3 τεμάχια. 1,44 $
• Κλιπ αλιγάτορα 3 τεμάχια. 0,36 $
• Σωλήνες συρρίκνωσης θερμότητας

• Βίδες Μ3 με παξιμάδια

  • 15 τεμάχια
  • Βίδες μήκους 10 έως 16 mm

Εργαλεία

• υπερκόλλα
• Συγκολλητικό σίδερο
• Απογυμνωτές καλωδίων
• Ενας αναπτήρας
• Τρισδιάστατος εκτυπωτής
• υπερκόλλα

Βήμα 2: Ασύρματη ενέργεια

Για την κατασκευή της μονάδας τροφοδοσίας χρησιμοποίησα έναν παλιό φορτιστή φορητού υπολογιστή. Αυτό ήταν δωρεάν επειδή έχω αρκετούς παλιούς φορτιστές. Για να φτιάξω αυτό το έργο χρησιμοποίησα το πιο μέλισσα που είχα στα 65W. Οι παλιοί φορτιστές ταιριάζουν πολύ σε ένα συμπαγές PSU πάγκου επειδή κατασκευάζονται σε μικρά μεγέθη αλλά εξακολουθούν να παρέχουν αξιοπρεπή ποσότητα ισχύος.

Η τάση και το ρεύμα θα ελέγχονται από ένα τσιπ το οποίο είναι ικανό τόσο να ανεβαίνει όσο και να μειώνει την τάση. Έχει εύρος εξόδου 1,25V έως 30V και 0,2A έως 10A. Αυτό ρυθμίζεται με περιστροφή ποτενσιόμετρων στην πλακέτα του ελεγκτή ισχύος.

Βήμα 3: Έξοδος ισχύος

Για να παραδώσω την ισχύ, χρησιμοποιώ δύο διαφορετικά σύνολα συνδετήρων. Υπάρχουν κανονικά βύσματα μπανάνας για τη μεταβλητή έξοδο. Αυτά χρησιμοποιούνται συνήθως και μπορείτε να πάρετε πολλούς διαφορετικούς συνδετήρες για αυτά. Χρησιμοποίησα αρσενικά βύσματα μπανάνας συνδεδεμένα με ένα ζευγάρι κλιπ αλιγάτορα.

Για τη σταθερή έξοδο 5V χρησιμοποιώ μια θηλυκή υποδοχή USB. Πολλά έργα απαιτούν 5V μαζί με κάποια άλλη τάση. Αυτό σημαίνει επίσης ότι το PSU πάγκου μπορεί να τροφοδοτήσει οποιαδήποτε συσκευή τροφοδοτείται με USB, ώστε να μπορείτε επίσης να το χρησιμοποιήσετε για να φορτίσετε το τηλέφωνό σας!

Είναι πραγματικά χρήσιμο να έχετε περισσότερες από μία εξόδους!

Βήμα 4: Αναβάθμιση Ποτενσιόμετρων

Για να διευκολύνω τον έλεγχο της τάσης και του ρεύματος, αντικαθιστώ τα μικρά διακοσμητικά δοχεία. Τα ξεκόλλησα σπρώχνοντας ένα μικρό κατσαβίδι μεταξύ του δοχείου και του PCB, εφαρμόζοντας θερμότητα στις αρθρώσεις συγκόλλησης. Το έκανα για λίγο εναλλάξ όπου τοποθετήθηκε η θερμότητα μέχρι να πέσει η κατσαρόλα. Αυτό στη συνέχεια αντικαταστάθηκε με ένα κανονικό περιστροφικό ποτενσιόμετρο με γραμμική αντίσταση μεταξύ μηδέν και 200k ohm.

Βήμα 5: Το πλήρες κύκλωμα

Τώρα αυτό θα είναι το πλήρες κύκλωμα. Ο φορτιστής του φορητού υπολογιστή είναι συνδεδεμένος στον μετατροπέα Buck-boost παράλληλα με την ισχύ που πηγαίνει στην οθόνη LCD. Αυτό συνδέεται επίσης με τον μικρότερο και σταθερό μετατροπέα βήμα προς τα κάτω. Η έξοδος της μονάδας μικρότερου βήματος προς τα κάτω τροφοδοτείται σε μια υποδοχή USB.

Προχώρησα επίσης και πρόσθεσα έναν απλό διακόπτη εναλλαγής σύμφωνα με την έξοδο του φορτιστή του φορητού υπολογιστή.

Η μεταβλητή έξοδος στη συνέχεια συνδέεται με ένα ζεύγος βυσμάτων μπανάνας για να χρησιμεύσει ως έξοδοι. Αυτά έχουν επίσης καλώδια που τρέχουν στις εισόδους μέτρησης στην οθόνη LCD.

Βήμα 6: Τρισδιάστατη εκτύπωση

Εδώ μπορείτε να κατεβάσετε τα αρχεία 3D και στα αρχεία. STL και Fusion 360 (.f3d). Έχω συμπεριλάβει αυτά τα αρχεία για να διευκολύνω αν θέλετε να επεξεργαστείτε τμήματα της θήκης για δική σας χρήση. Όλα έχουν σχεδιαστεί στο Fusion 360, οπότε το χρονοδιάγραμμα έχει καταγράψει ολόκληρο το ιστορικό σχεδίασης αν θέλετε να το εξετάσετε! Μπορείτε επίσης να κατεβάσετε τα αρχεία STL εδώ.

Όλα τα μέρη είναι κατασκευασμένα με ωραία περιθώρια, οπότε όλα πρέπει να ταιριάζουν εύκολα. Αυτό σημαίνει επίσης ότι έχετε χώρο για πολλά διαφορετικά τροφοδοτικά και ηλεκτρονικά, εάν θέλετε να απενεργοποιήσετε οτιδήποτε αργότερα.

Τύπωσα τα πάντα εκτός από τους προσαρμογείς χεριών βοήθειας στα 0,3 mm που ήταν η πιο σκληρή ανάλυση στον εκτυπωτή μου. Οι προσαρμογείς εκτυπώθηκαν στα 0,1 mm. Συνολικά χρειάστηκαν περίπου επτά ώρες για την εκτύπωση όλων σε PLA και 5% πλήρωση για δύναμη.

Βήμα 7: Το πράγμα για το δάνειο χεριού

Όπως αναφέρθηκε στην εισαγωγή αυτού του έργου, τα χέρια βοήθειας χρειάζονται πάντα μια στιβαρή και βαριά βάση. Αυτό είναι σημαντικό για να βεβαιωθείτε ότι τα χέρια παραμένουν σταθερά όταν ασκείτε δύναμη σε αυτά κατά τη συγκόλληση. Πραγματικά δεν θέλετε τα χέρια να κινούνται ενώ κρατούν ένα μικρό κύκλωμα. Σε αυτό το έργο αυτό επιλύθηκε με την τοποθέτηση των χεριών βοήθειας στο πλάι της τροφοδοσίας πάγκου καθώς έχει αρκετά μεγάλο βάρος.

Τα κλιπ αλιγάτορα έχουν ισχυρό κράτημα. Για να αποφύγουμε να δαγκώσουν πολύ δυνατά στην επιφάνεια ή να βραχυκυκλώσουν οποιαδήποτε ηλεκτρονικά, θα προσθέσουμε λίγη σωλήνωση συρρίκνωσης στα δόντια.

Βήμα 8: Φέρτε τα χέρια σας μαζί

Ο καλύτερος τρόπος για να ασφαλίσετε τους συνδετήρες αλιγάτορα είναι να κόψετε πρώτα τις άκρες στους σωλήνες, αρκεί να μπείτε μέσα. Για να βεβαιωθείτε ότι όλα κρατήθηκαν στη θέση τους, πρόσθεσα μια μικρή σταγόνα σούπερ κόλλας. Για να κάνουμε τα κλιπ αλιγάτορα πιο κατάλληλα για το σκοπό μας, προσθέτουμε σωλήνες συρρίκνωσης στα δόντια τους. Σύρετε λίγο σωλήνα συρρίκνωσης θερμότητας πάνω στο κλιπ και κόψτε το σωλήνα στο τέλος. Επαναλάβετε αυτό για την άλλη πλευρά. Τώρα και με τα δύο κομμάτια σωλήνων στα άκρα εφαρμόστε μια πηγή θερμότητας. Χρησιμοποίησα έναν αναπτήρα που κινείται γρήγορα μπρος -πίσω κάτω από τη σωλήνωση ενώ περιστρέφω το κλιπ.

Για να προετοιμάσω τα χέρια βοήθειας για τοποθέτηση στη θήκη, έβγαλα πρώτα τους πορτοκαλί ακροδέκτες βίδας στους σωλήνες CNC. Στη συνέχεια, με λίγη δύναμη έσπρωξα το ανοιχτό άκρο στους σωλήνες στον τρισδιάστατο προσαρμογέα. Ο προσαρμογέας έχει μια σφαιρική άρθρωση όπως και οι υπόλοιποι σωλήνες CNC που σημαίνει ότι μπορεί να περιστραφεί ελεύθερα σε όποια θέση χρειάζεστε!

Βήμα 9: Πρόσοψη

Τα ποτενσιόμετρα και τα βύσματα μπανάνας ήρθαν με τα απαραίτητα παξιμάδια. Απλώς τοποθετήστε τα μέσα από τον μπροστινό πίνακα και στερεώστε τα με τα παξιμάδια. Η οθόνη LCD και ο διακόπτης απλώς ωθούνται στη θέση τους. Επειδή δοκίμασα ολόκληρο το κύκλωμα πριν το τοποθετήσω, έπρεπε να ξεκολλήσω τον διακόπτη πριν τον σπρώξω στον μπροστινό πίνακα. Ευτυχώς όλα τα άλλα μέρη θα μπορούσαν να τοποθετηθούν χωρίς αποσυγκόλληση!

Η υποδοχή USB έπρεπε να κολληθεί στη θέση της. Για να το ευθυγραμμίσω στο μπροστινό μέρος, κατέγραψα ένα κομμάτι κολλητικής ταινίας στο εξωτερικό. Αυτό κράτησε το USB στη θέση του ενώ έβαλα ζεστή κόλλα.

Έχω επισυνάψει το αρχείο.dxf για τον μπροστινό πίνακα, ώστε να μπορείτε να το φτιάξετε χωρίς τρισδιάστατο εκτυπωτή.

Βήμα 10: Προετοιμασία της οροφής

Το καπάκι της θήκης έχει τέσσερις τσέπες με χώρο για ένα παξιμάδι Μ3 η κάθε μία. Το παξιμάδι σπρώχνεται σε αυτήν την τσέπη. Χρησιμοποίησα ένα τσιμπιδάκι και αργότερα μια βίδα μέσα από την τρύπα της τσέπης για να βεβαιωθώ ότι το παξιμάδι ήταν τέλεια ευθυγραμμισμένο! Όταν το παξιμάδι ήταν στη σωστή του θέση, έβαλα ένα κομμάτι ζεστής κόλλας για να το κρατήσω στη θέση του όταν έβγαλα τη βίδα. Επαναλάβετε αυτό άλλες τρεις φορές.

Τώρα το καπάκι έχει οπές με σπείρωμα σε κάθε γωνία και μπορεί εύκολα να βιδωθεί στην κορυφή της θήκης!

Βήμα 11: Ελάτε μαζί

Εντάξει! Έχουμε φτιάξει όλα τα μέρη που χρειαζόμαστε. Τώρα είναι απλά να τα φέρουμε όλα μαζί! Στην ίδια τη θήκη ξεκίνησα τοποθετώντας τους προσαρμογείς των χεριών βοήθειας. Αυτό έγινε ενώ είχα ακόμα χώρο να δουλέψω εσωτερικά. Μετά από αυτό, ο φορτιστής ήταν κολλημένος στη θέση του, με αρκετή θερμή κόλλα. Απλώς για να βεβαιωθείτε ότι δεν θα χαλάσει. Οι δύο ρυθμιστές τάσης τοποθετήθηκαν στο πάτωμα. Βεβαιωθείτε ότι τα καλώδια δεν έχουν μπερδευτεί πολύ.

Όταν τα πάντα είναι γεμισμένα μέσα, ήρθε η ώρα να τα βάλετε στον μπροστινό πίνακα. Χρησιμοποίησα ένα τσιμπιδάκι για να κρατήσω τα παξιμάδια στο εσωτερικό του πίνακα ενώ χρησιμοποιούσα ένα κατσαβίδι στο εξωτερικό.

Αφού προετοιμάσετε το καπάκι στο προηγούμενο βήμα, απλώς πρέπει να το τοποθετήσετε στην κορυφή της θήκης και να τοποθετήσετε βίδες σε κάθε τρύπα.

Για να τελειώσω το μπροστινό μέρος πρόσθεσα μερικά κουμπιά στα ποτενσιόμετρα. Αυτό το κάνει να φαίνεται πολύ πιο όμορφο!

Βήμα 12: Τέλειωσε

Και τώρα με όλα ολοκληρωμένα, απλώς συνδέστε το ρεύμα και ενεργοποιήστε το! Τώρα μπορείτε να ελέγξετε τόσο την τάση όσο και το ρεύμα σε οποιοδήποτε κύκλωμα πρωτοτυπείτε και έχετε μερικά επιπλέον χέρια για συγκόλληση!

Τελικές σκέψεις:

Η θήκη έχει χώρο για πολλά διαφορετικά σετ ηλεκτρονικών συσκευών. Ωστόσο, μπορείτε ακόμα να επεξεργαστείτε τα αρχεία 3D στο Fusion 360 για να ταιριάζουν καλύτερα στα δικά σας. Αφήστε μια φωτογραφία στα σχόλια για να με δω!

Τα ποτενσιόμετρα που χρησιμοποίησα ήταν μονής στροφής. Πιστεύω ότι θα ήταν καλύτερο να λάβουμε την ίδια τιμή, αλλά σε έκδοση πολλαπλών στροφών. Αυτό θα διευκολύνει πολύ τον ακριβή συντονισμό της μεταβλητής τάσης και ρεύματος.

Δεύτερο Βραβείο στον Διαγωνισμό Explore Science 2017

Δεύτερος στην πρόκληση της εφεύρεσης 2017

Πρώτο Βραβείο στον Διαγωνισμό Τροφοδοσίας