Εξαιρετικό τροφοδοτικό εργαστηρίου: 15 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Από την άποψή μου, ένας από τους καλύτερους τρόπους για να ξεκινήσετε την ηλεκτρονική είναι να δημιουργήσετε το δικό σας εργαστηριακό τροφοδοτικό. Σε αυτό το διδακτικό έχω προσπαθήσει να συγκεντρώσω όλα τα απαραίτητα βήματα, έτσι ώστε ο καθένας να μπορεί να κατασκευάσει το δικό του.

Όλα τα μέρη του συγκροτήματος είναι άμεσα προτεινόμενα σε digikey, ebay, amazon ή aliexpress εκτός από το κύκλωμα του μετρητή. Έφτιαξα μια προσαρμοσμένη ασπίδα κυκλώματος μετρητή για το Arduino με δυνατότητα μέτρησης έως 36V - 4A, με ανάλυση 10mV - 1mA που μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για άλλα έργα.

Το τροφοδοτικό έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

• Ονομαστική Τάση: 24V.
• Ονομαστικό ρεύμα: 3Α.
• Κυματισμός τάσης εξόδου: 0,01% (Σύμφωνα με τις προδιαγραφές του κιτ κυκλώματος τροφοδοσίας).
• Ανάλυση μέτρησης τάσης: 10mV.
• Τρέχουσα ανάλυση μέτρησης: 1mA.
• Λειτουργίες CV και CC.
• Πάνω από την τρέχουσα προστασία.
• Προστασία από υπέρταση.

Βήμα 1: Διάγραμμα εξαρτημάτων και καλωδίωσης

Εκτός από την εικόνα, έχω επισυνάψει το αρχείο WiringAndParts.pdf σε αυτό το βήμα. Το έγγραφο περιγράφει όλα τα λειτουργικά μέρη, συμπεριλαμβανομένου του συνδέσμου παραγγελίας, της τροφοδοσίας πάγκου και πώς να τα συνδέσετε.

Η τάση δικτύου εισέρχεται μέσω ενός συνδετήρα πίνακα IEC (10) που έχει ενσωματωμένη εύκαμπτη θήκη, υπάρχει ένας διακόπτης τροφοδοσίας στον μπροστινό πίνακα (11) που σπάει το κύκλωμα που σχηματίζεται από τον σύνδεσμο IEC στον μετασχηματιστή (9).

Ο μετασχηματιστής (9) εξάγει 21VAC. Τα 21 VAC πηγαίνουν απευθείας στο κύκλωμα τροφοδοσίας (8). Η έξοδος του κυκλώματος τροφοδοσίας (8) πηγαίνει απευθείας στον ακροδέκτη IN του κυκλώματος μετρητή (5).

Ο ακροδέκτης OUT του κυκλώματος μετρητή (5) συνδέεται απευθείας με τους θετικούς και αρνητικούς στύλους σύνδεσης (4) της τροφοδοσίας. Το κύκλωμα του μετρητή μετρά τόσο την τάση όσο και το ρεύμα (υψηλή πλευρά) και μπορεί να ενεργοποιήσει ή να απενεργοποιήσει τη σύνδεση μεταξύ εισόδου και εξόδου.

Καλώδια, γενικά χρησιμοποιήστε θραύσματα καλωδίων που έχετε στο σπίτι. Μπορείτε να ελέγξετε το διαδίκτυο για τον κατάλληλο μετρητή AWG για 3Α, αλλά, γενικά, ο κανόνας αντίχειρα των 4A/mm² λειτουργεί, ειδικά για μικρά καλώδια. Για την καλωδίωση τάσης δικτύου (120V ή 230V) χρησιμοποιήστε κατάλληλα απομονωμένα καλώδια, 600V στις ΗΠΑ, 750V στην Ευρώπη.

Το τρανζίστορ σειράς διέλευσης του κυκλώματος τροφοδοσίας (Q4) (12) έχει συνδεθεί με καλώδιο αντί για συγκόλληση για εύκολη εγκατάσταση της ψύκτρας (13).

Τα αρχικά ποτενσιόμετρα 10Κ του κυκλώματος τροφοδοσίας έχουν αντικατασταθεί με μοντέλα πολλαπλών στροφών (7), κάτι που καθιστά δυνατή μια ακριβή ρύθμιση της τάσης και του ρεύματος εξόδου.

Ο πίνακας arduino του κυκλώματος μετρητή τροφοδοτείται χρησιμοποιώντας καλώδιο υποδοχής τροφοδοσίας (6) που προέρχεται από το κύκλωμα τροφοδοσίας (8). Ο πίνακας τροφοδοσίας έχει τροποποιηθεί ώστε να λαμβάνει 12V αντί για 24V.

Ο θετικός πείρος της λυχνίας LED CC από το κύκλωμα τροφοδοσίας είναι συνδεδεμένος με τον σύνδεσμο λειτουργίας του κυκλώματος μετρητή. Αυτό του επιτρέπει να γνωρίζει πότε εμφανίζει τη λειτουργία CC ή CV.

Υπάρχουν δύο κουμπιά συνδεδεμένα στο κύκλωμα του μετρητή (3). Το κουμπί απενεργοποίησης "κόκκινο" αποσυνδέει την τάση εξόδου. Το κουμπί On "black" συνδέει την τάση εξόδου και επαναφέρει τα σφάλματα OV ή OC.

Υπάρχουν δύο ποτενσιόμετρα συνδεδεμένα στο κύκλωμα του μετρητή (2). Το ένα ορίζει το κατώφλι OV και το άλλο καθορίζει το όριο OC. Αυτά τα ποτενσιόμετρα δεν χρειάζεται να είναι πολλαπλών στροφών, έχω χρησιμοποιήσει τα αρχικά ποτενσιόμετρα από το κύκλωμα τροφοδοσίας.

Η αλφαριθμητική LCD 20x4 I2C (1) είναι συνδεδεμένη στο κύκλωμα του μετρητή. Εμφανίζει τις τρέχουσες πληροφορίες σχετικά με την τάση εξόδου, το ρεύμα εξόδου, το σημείο ρύθμισης OV, το σημείο ρύθμισης OC και την κατάσταση.

Βήμα 2: Κιτ κυκλώματος τροφοδοσίας

Αγόρασα αυτό το κιτ που έχει βαθμολογία 30V, 3A:

Επισυνάπτω έναν οδηγό συναρμολόγησης που βρήκα στο Διαδίκτυο και μια εικόνα του σχηματικού. Εν ολίγοις:

Το κύκλωμα είναι γραμμικό τροφοδοτικό.

Τα Q4 και Q2 είναι μια συστοιχία Darlington και αποτελούν το τρανζίστορ σειράς διέλευσης, ελέγχεται από τους ενισχυτές λειτουργίας για να διατηρήσει την τάση και το ρεύμα στην επιθυμητή τιμή.

Το ρεύμα μετριέται με R7, προσθέτοντας αυτή την αντίσταση στη χαμηλή πλευρά, η γείωση του κυκλώματος τροφοδοσίας και η γείωση εξόδου διαφέρουν.

Το κύκλωμα οδηγεί μια λυχνία LED που ανάβει όταν είναι ενεργοποιημένη η κατάσταση σταθερού ρεύματος.

Το κύκλωμα ενσωματώνει τη γέφυρα Graeth για να διορθώσει την είσοδο AC. Η είσοδος AC χρησιμοποιείται επίσης για τη δημιουργία αρνητικής τάσης πόλωσης για να φτάσει τα 0V.

Δεν υπάρχει θερμική προστασία σε αυτό το κύκλωμα, επομένως η κατάλληλη διάσταση της ψύκτρας είναι πολύ σημαντική.

Το κύκλωμα έχει έξοδο 24V για έναν "προαιρετικό" ανεμιστήρα. Αντικατέστησα τον ρυθμιστή 7824 με ρυθμιστή 7812 για να πάρω 12V για την πλακέτα Arduino του κυκλώματος μετρητή.

Δεν έχω συναρμολογήσει το LED, αντ 'αυτού έχω χρησιμοποιήσει αυτό το σήμα για να δείξω το κύκλωμα του μετρητή εάν η τροφοδοσία είναι σε CC ή CV.

Βήμα 3: Συναρμολόγηση κιτ κυκλωμάτων τροφοδοσίας

Σε αυτό το κύκλωμα όλα τα μέρη περνούν από τρύπα. Σε γενικές γραμμές πρέπει να ξεκινήσετε με τα μικρότερα.

• Συγκολλήστε όλες τις αντιστάσεις.
• Συγκολλήστε τα υπόλοιπα εξαρτήματα.
• Χρησιμοποιήστε πένσες όταν κάμπτετε τις διόδους για να αποφύγετε τη θραύση τους.
• Λυγίστε τα καλώδια των ενισχυτών DIP8 TL081 op.
• Χρησιμοποιήστε ένωση ψύκτρας κατά τη συναρμολόγηση ψύκτρων.

Βήμα 4: Σχεδιασμός κυκλωμάτων μετρητή και σχηματική

Το κύκλωμα είναι ασπίδα για το Arduino UNO συμβατό με εκδόσεις R3. Το έχω σχεδιάσει με μέρη διαθέσιμα στο digikey.com.

Η έξοδος του κιτ κυκλώματος τροφοδοσίας vkmaker συνδέεται με το μπλοκ ακροδεκτών IN και το τερματικό μπλοκ OUT πηγαίνει απευθείας στις θέσεις σύνδεσης του τροφοδοτικού.

Το R4 είναι μια αντίσταση διακλάδωσης στη θετική ράγα αξίας 0,01 ωμ, έχει πτώση τάσης ανάλογη με την τρέχουσα έξοδο. Η διαφορική τάση R4 συνδέεται απευθείας με RS+ και RS-pins του IC1. Η μέγιστη πτώση τάσης στη μέγιστη ισχύ εξόδου είναι 4A*0.01ohm = 40mV.

Τα R2, R3 και C2 σχηματίζουν ένα φίλτρο ~ 15Hz για αποφυγή θορύβου.

Το IC1 είναι ενισχυτής ρεύματος υψηλής πλευράς: MAX44284F. Βασίζεται σε έναν τεμαχισμένο λειτουργικό ενισχυτή που το καθιστά σε θέση να λάβει μια πολύ χαμηλή τάση μετατόπισης εισόδου, 10uV στο μέγιστο στους 25ºC. Στο 1mA η πτώση τάσης στο R4 είναι 10uV, ίση με τη μέγιστη τάση μετατόπισης εισόδου.

Το MAX44284F έχει αύξηση τάσης 50V/V οπότε η τάση εξόδου, σήμα SI, στο μέγιστο ρεύμα 4Α, θα έχει τιμή 2V.

Η μέγιστη κοινή τάση εισόδου MAX44284F είναι 36V, αυτό περιορίζει το εύρος τάσης εισόδου στα 36V.

Τα R1 και C1 σχηματίζουν ένα φίλτρο για την καταστολή των ανεπιθύμητων σημάτων 10KHz και 20KHz που μπορεί να εμφανιστούν λόγω της αρχιτεκτονικής της συσκευής, συνιστάται στη σελίδα 12 του φύλλου δεδομένων.

Τα R5, R6 και R7 είναι διαχωριστές τάσης υψηλής σύνθετης αντίστασης 0,05V/V. Το R7 με C4 σχηματίζει ένα φίλτρο ~ 5Hz για την αποφυγή θορύβου. Ο διαχωριστής τάσης τοποθετείται μετά το R4 για να μετρήσει την πραγματική τάση εξόδου μετά την πτώση της τάσης.

Το IC3 είναι λειτουργικός ενισχυτής MCP6061T, σχηματίζει έναν ακόλουθο τάσης για την απομόνωση του διαχωριστή τάσης υψηλής σύνθετης αντίστασης. Το μέγιστο ρεύμα πόλωσης εισόδου είναι 100pA σε θερμοκρασία δωματίου, το ρεύμα αυτό είναι αμελητέο ως προς τη σύνθετη αντίσταση του διαχωριστή τάσης. Στα 10mV η τάση στην είσοδο του IC3 είναι 0,5mV, πολύ μεγαλύτερη από την τάση μετατόπισης εισόδου: 150uV στο μέγιστο.

Η έξοδος του σήματος IC3, SV, έχει τάση 2V σε τάση εισόδου 40V (το μέγιστο δυνατό είναι 36V λόγω IC1). Τα σήματα SI και SV είναι ενσύρματα στο IC2. Το IC2 είναι ένα MCP3422A0, ένα διπλό κανάλι I2C sigma delta ADC. Διαθέτει εσωτερική αναφορά τάσης 2.048V, επιλέξιμη αύξηση τάσης 1, 2, 4 ή 8V/V και επιλέξιμο αριθμό 12, 14, 16 ή 18bit.

Για αυτό το κύκλωμα χρησιμοποιώ σταθερό κέρδος 1V/V και σταθερή ανάλυση 14bit. Τα σήματα SV και SI δεν είναι διαφορικά, οπότε ο αρνητικός πείρος κάθε εισόδου πρέπει να είναι γειωμένος. Αυτό σημαίνει ότι ο αριθμός των διαθέσιμων LSB θα μειωθεί στο μισό.

Δεδομένου ότι η εσωτερική αναφορά τάσης είναι 2.048V και ο πραγματικός αριθμός LSB είναι 2^13, οι τιμές ADC θα είναι: 2LSB ανά κάθε 1mA στην περίπτωση ρεύματος και 1LSB ανά κάθε 5mV στην περίπτωση τάσης.

Το X2 είναι ο σύνδεσμος για το κουμπί ON. Το R11 εμποδίζει την είσοδο του Arduino pin από στατικές εκκενώσεις και το R12 είναι μια αντίσταση έλξης που κάνει 5V όταν δεν πιέζεται και ~ 0V όταν πιέζεται. I_ON σήμα.

Το X3 είναι ο σύνδεσμος για το κουμπί OFF. Το R13 εμποδίζει την είσοδο του Arduino pin από στατικές εκκενώσεις και το R14 είναι μια αντίσταση έλξης που κάνει 5V όταν δεν πιέζεται και ~ 0V όταν πιέζεται. Σήμα I_OFF.

Το X5 είναι ο σύνδεσμος για το ποτενσιόμετρο σημείου ρύθμισης υπερέντασης. Το R15 εμποδίζει τον πείρο εισόδου Arduino από στατικές εκκενώσεις και το R16 αποτρέπει τη ράγα +5V από βραχυκύκλωμα. Σήμα A_OC.

Το X6 είναι ο σύνδεσμος για το ποτενσιόμετρο ρύθμισης σημείου προστασίας από υπέρταση. Το R17 εμποδίζει τον πείρο εισόδου Arduino από στατικές εκκενώσεις και το R18 αποτρέπει τη ράγα +5V από βραχυκύκλωμα. Σήμα A_OV.

Το X7 είναι μια εξωτερική είσοδος που χρησιμοποιείται για τη λήψη του σταθερού ρεύματος ή της σταθερής τάσης του τροφοδοτικού. Καθώς μπορεί να έχει πολλές τάσεις εισόδου, κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας Q2, R19 και R20 ως μετατροπέα στάθμης τάσης. Σήμα I_MOD.

Το X4 είναι ο σύνδεσμος της εξωτερικής οθόνης LCD, είναι απλώς μια σύνδεση των γραμμών 5V, GND και I2C SCL-SDA.

Οι γραμμές I2C, SCL και SDA, μοιράζονται από το IC2 (το ADC) και την εξωτερική οθόνη LCD, ανασύρονται με R9 και R10.

Τα R8 και Q1 αποτελούν τον οδηγό του ρελέ Κ1. Το K1 συνδέει την τάση εξόδου όταν τροφοδοτείται. Με 0V σε -CUT το ρελέ δεν τροφοδοτείται και με 5V σε -CUT το ρελέ τροφοδοτείται. Το D3 είναι η ελεύθερη δίοδος τροχού για την καταστολή των αρνητικών τάσεων κατά την κοπή της τάσης του πηνίου ρελέ.

Το Z1 είναι ένας παροδικός κατασταλτής τάσης με ονομαστική τάση 36V.

Βήμα 5: PCB κυκλώματος μετρητή

Έχω χρησιμοποιήσει την δωρεάν έκδοση του Eagle τόσο για το σχηματικό όσο και για το PCB. Το PCB είναι διπλής όψης πάχους 1,6 που έχει ξεχωριστό επίπεδο γείωσης για το αναλογικό κύκλωμα και το ψηφιακό κύκλωμα. Ο σχεδιασμός είναι αρκετά απλός. Πήρα ένα αρχείο dxf από το Διαδίκτυο με τη διάσταση για το περίγραμμα και τη θέση των συνδέσμων Pinhead Arduino.

Δημοσιεύω τα ακόλουθα αρχεία:

• Αρχικά αρχεία αετού: 00002A.brd και 00002A.sch.
• Αρχεία Gerber: 00002A.zip.
• Και ο οδηγός συναρμολόγησης BOM (Bill Of Materials) +: BOM_Assemby.pdf.

Παρήγγειλα το PCB στο PCBWay (www.pcbway.com). Η τιμή ήταν εκπληκτικά χαμηλή: 33 $, συμπεριλαμβανομένων των μεταφορικών, για 10 σανίδες που έφτασαν σε λιγότερο από μία εβδομάδα. Μπορώ να μοιραστώ τους υπόλοιπους πίνακες με τους φίλους μου ή να τους χρησιμοποιήσω σε άλλα έργα.

Υπάρχει ένα λάθος στο σχεδιασμό, έβαλα ένα αγγίζοντας τη μεταξωτή οθόνη στο μύθο των 36V.

Βήμα 6: Συναρμολόγηση κυκλώματος μετρητή

Αν και τα περισσότερα μέρη είναι SMT σε αυτόν τον πίνακα, μπορεί να συναρμολογηθεί με ένα κανονικό συγκολλητικό σίδερο. Έχω χρησιμοποιήσει ένα Hakko FX888D-23BY, τσιμπιδάκια με λεπτή άκρη, λίγο φυτίλι συγκόλλησης και μια συγκόλληση 0,02.

• Αφού έλαβα τα μέρη, η καλύτερη ιδέα είναι να τα ταξινομήσω, έχω ταξινομήσει πυκνωτές και αντιστάσεις και έχω συρράψει τις τσάντες.
• Συγκεντρώστε πρώτα τα μικρά μέρη, ξεκινώντας από αντιστάσεις και πυκνωτές.
• Συναρμολογήστε το R4 (0R1) ξεκινώντας με ένα από τα τέσσερα καλώδια.
• Συγκολλήστε τα υπόλοιπα μέρη, γενικά για SOT23, SOIC8, κ.λπ. Μερικές φορές η συγκόλληση μπορεί να ενώσει πολλά τακάκια, σε αυτή την περίπτωση μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ροή και φυτίλι συγκόλλησης για να αφαιρέσετε τη συγκόλληση και να καθαρίσετε τα κενά.
• Συναρμολογήστε τα υπόλοιπα εξαρτήματα της οπής.

Βήμα 7: Κωδικός Arduino

Έχω επισυνάψει το αρχείο DCmeter.ino. Όλο το πρόγραμμα περιλαμβάνεται σε αυτό το αρχείο εκτός από τη βιβλιοθήκη LCD "LiquidCrystal_I2C". Ο κώδικας είναι εξαιρετικά προσαρμόσιμος, ειδικά το σχήμα των γραμμών προόδου και τα μηνύματα που εμφανίζονται.

Όπως όλοι οι κώδικες arduino, η λειτουργία setup () εκτελείται για πρώτη φορά και η λειτουργία loop () εκτελείται συνεχώς.

Η λειτουργία ρύθμισης διαμορφώνει την οθόνη, συμπεριλαμβανομένων των ειδικών χαρακτήρων για τη γραμμή προόδου, εισέρχεται στο μηχάνημα κατάστασης MCP4322 και ρυθμίζει το ρελέ και τον οπίσθιο φωτισμό LCD για πρώτη φορά.

Δεν υπάρχουν διακοπές, σε κάθε επανάληψη η λειτουργία βρόχου κάνει τα ακόλουθα βήματα:

Λάβετε την τιμή όλων των σημάτων εισόδου I_ON, I_OFF, A_OC, A_OV και I_MOD. I_ON και I_OFF καταργούνται. Τα A_OC και A_OV διαβάζονται απευθείας από το ADC του Arduino και φιλτράρονται χρησιμοποιώντας το μέσο τμήμα των τριών τελευταίων μετρήσεων. Το I_MOD διαβάζεται απευθείας χωρίς να καταργηθεί.

Ελέγξτε την ώρα ενεργοποίησης του οπίσθιου φωτισμού.

Εκτελέστε το μηχάνημα κατάστασης MCP3422. Κάθε 5ms κάνει δημοσκόπηση του MCP3422 για να δει εάν η τελευταία μετατροπή τελείωσε και αν ναι ξεκινάει την επόμενη, παίρνει διαδοχικά την τιμή της τάσης και του ρεύματος που υπάρχει στην έξοδο.

Εάν υπάρχουν νέες τιμές τάσης εξόδου και ρεύματος από το μηχάνημα κατάστασης MCP3422, ενημερώνει την κατάσταση του τροφοδοτικού με βάση τις μετρήσεις και ενημερώνει την οθόνη.

Υπάρχει διπλή εφαρμογή buffer για ταχύτερη ενημέρωση της οθόνης.

Οι ακόλουθες μακροεντολές μπορούν να προσαρμοστούν για άλλα έργα:

MAXVP: Μέγιστο OV σε μονάδες 1/100V.

MAXCP: Μέγιστο OC σε μονάδες 1/1000Α.

DEBOUNCEHARDNESS: Αριθμός επαναλήψεων με διαδοχική τιμή για να μαντέψετε ότι είναι σωστό για I_ON και I_OFF.

LCD4x20 ή LCD2x16: Σύνταξη για οθόνη 4x20 ή 2x16, η επιλογή 2x16 δεν έχει εφαρμοστεί ακόμη.

Η εφαρμογή 4x20 δείχνει τις ακόλουθες πληροφορίες: Στην πρώτη σειρά η τάση εξόδου και το ρεύμα εξόδου. Στη δεύτερη σειρά, μια γραμμή προόδου που αντιπροσωπεύει την τιμή εξόδου σε σχέση με το σημείο ρύθμισης προστασίας τόσο για την τάση όσο και για το ρεύμα. Στην τρίτη σειρά το τρέχον σημείο ρύθμισης για προστασία από υπέρταση και προστασία από υπέρταση. Στην τέταρτη σειρά η τρέχουσα κατάσταση της τροφοδοσίας: CC ON (Ενεργοποίηση σε κατάσταση σταθερού ρεύματος), CV ON (Ενεργοποίηση σε λειτουργία σταθερής τάσης), OFF, OV OFF (Απενεργοποίηση που δείχνει ότι η παροχή ρεύματος απενεργοποιήθηκε λόγω ενός OV), OC OFF (Απενεργοποιημένο που δείχνει ότι η παροχή ρεύματος έσβησε λόγω OC).

Έχω δημιουργήσει αυτό το αρχείο για το σχεδιασμό των χαρακτήρων των γραμμών προόδου:

Βήμα 8: Θερμικά ζητήματα

Η χρήση της σωστής ψύκτρας είναι πολύ σημαντική σε αυτό το συγκρότημα επειδή το κύκλωμα τροφοδοσίας δεν προστατεύεται από την υπερθέρμανση.

Σύμφωνα με το φύλλο δεδομένων, το τρανζίστορ 2SD1047 έχει μια διασταύρωση με τη θερμική αντίσταση της θήκης Rth-j, c = 1,25ºC/W.

Σύμφωνα με αυτήν την αριθμομηχανή ιστού: https://www.myheatsinks.com/calculate/thermal-resi… η θερμική αντίσταση της ψύκτρας που έχω αγοράσει είναι Rth-hs, αέρας = 0,61ºC/W. Θα υποθέσω ότι η πραγματική τιμή είναι χαμηλότερη επειδή η ψύκτρα είναι προσαρτημένη στη θήκη και η θερμότητα μπορεί επίσης να διαλυθεί με αυτόν τον τρόπο.

Σύμφωνα με τον πωλητή ebay, η θερμική αγωγιμότητα του φύλλου απομόνωσης που αγόρασα είναι K = 20,9W/(mK). Με αυτό, με πάχος 0,6mm, η θερμική αντίσταση είναι: R = L/K = 2,87e-5 (Km2)/W. Έτσι, η περίπτωση θερμικής αντίστασης στη ψύκτρα του απομονωτή για την επιφάνεια 15mm x 15mm του 2SD1047 είναι: Rth-c, hs = 0.127ºC/W. Μπορείτε να βρείτε έναν οδηγό για αυτούς τους υπολογισμούς εδώ:

Η μέγιστη επιτρεπόμενη ισχύς για 150ºC στη διασταύρωση και 25ºC στον αέρα είναι: P = (Tj-Ta) / (Rth-j, c + Rth-hs, air + Rth-c, hs) = (150-25) / (1,25 + 0,61 + 0,127) = 63W.

Η τάση εξόδου του μετασχηματιστή είναι 21VAC σε πλήρες φορτίο, που κάνει κατά μέσο όρο 24VDC μετά από διόδους και φιλτράρισμα. Άρα η μέγιστη διάχυση θα είναι P = 24V * 3A = 72W. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η θερμική αντίσταση της ψύκτρας είναι λίγο χαμηλότερη λόγω της διάχυσης του μεταλλικού περιβλήματος, υπέθεσα ότι είναι αρκετή.

Βήμα 9: Περίβλημα

Το περίβλημα, συμπεριλαμβανομένης της αποστολής, είναι το πιο ακριβό μέρος της τροφοδοσίας. Βρήκα αυτό το μοντέλο στο ebay, από την Cheval, κατασκευαστή της Thay: https://www.chevalgrp.com/standalone2.php. Στην πραγματικότητα, ο πωλητής ebay ήταν από την Ταϊλάνδη.

Αυτό το κουτί έχει πολύ καλή σχέση ποιότητας τιμής και έφτασε αρκετά καλά συσκευασμένο.

Βήμα 10: Μηχανοποίηση μπροστινού πίνακα

Η καλύτερη επιλογή για μηχανοποίηση και χάραξη του μπροστινού πίνακα είναι η χρήση δρομολογητή όπως αυτό https://shop.carbide3d.com/products/shapeoko-xl-k… ή η κατασκευή ενός προσαρμοσμένου πλαστικού καλύμματος με PONOKO, για παράδειγμα. Αλλά επειδή δεν έχω το δρομολογητή και δεν ήθελα να ξοδέψω πολλά χρήματα, αποφάσισα να το κάνω με τον παλιό τρόπο: Κοπή, περικοπή με αρχεία και χρήση γραμμάτων μεταφοράς για το κείμενο.

Έχω επισυνάψει ένα αρχείο Inkscape με το στένσιλ: frontPanel.svg.

• Κόψτε το στένσιλ.
• Καλύψτε το πάνελ με ταινία ζωγραφικής.
• Κολλήστε το στένσιλ στην ταινία ζωγραφικής. Έχω χρησιμοποιήσει ένα ραβδί κόλλας.
• Σημειώστε τη θέση των τρυπανιών.
• Τρυπήστε τρύπες για να επιτρέψετε την είσοδο του πριονιού ή της λεπίδας πριονιού στις εσωτερικές κοπές.
• Κόψτε όλα τα σχήματα.
• Περικοπή με ένα αρχείο. Στην περίπτωση στρογγυλών οπών για ποτενσιόμετρα και συνδετήρες δεν είναι απαραίτητο να χρησιμοποιείτε το πριόνι πριν την αρχειοθέτηση. Στην περίπτωση της τρύπας οθόνης, το κόψιμο του αρχείου πρέπει να είναι το καλύτερο δυνατό γιατί αυτές οι άκρες θα φανούν.
• Αφαιρέστε το στένσιλ και την ταινία ζωγραφικής.
• Σημειώστε τη θέση των κειμένων με ένα μολύβι.
• Μεταφέρετε τα γράμματα.
• Αφαιρέστε τα σημάδια του μολυβιού με μια γόμα.

Βήμα 11: Μηχανοποίηση πίσω πλαισίου

• Σημειώστε τη θέση της ψύκτρας, συμπεριλαμβανομένης της οπής για το τρανζίστορ ισχύος και τη θέση των βιδών συγκράτησης.
• Σημειώστε την τρύπα πρόσβασης στη ψύκτρα από το εσωτερικό του περιβλήματος τροφοδοσίας, έχω χρησιμοποιήσει το μονωτικό ως αναφορά.
• Σημειώστε την τρύπα για τη σύνδεση IEC.
• Τρυπήστε το περίγραμμα των σχημάτων.
• Τρυπήστε τις οπές για τις βίδες.
• Κόψτε τα σχήματα με πένσα κοπής.
• Κόψτε τα σχήματα με ένα αρχείο.

Βήμα 12: Συναρμολόγηση μπροστινού πίνακα

• Βγάλτε ένα καλώδιο πολλαπλών αγωγών από θραύσματα για να αποκτήσετε καλώδια.
• Δημιουργήστε το συγκρότημα LCD που συγκολλά το I2C σε παράλληλη διεπαφή.
• Κατασκευάστε το "σύνδεσμο molex", το σύρμα και τη συρρικνούμενη διάταξη σωλήνων για: ποτενσιόμετρα, κουμπιά και LCD. Αφαιρέστε τυχόν προεξοχή στα ποτενσιόμετρα.
• Αφαιρέστε τον δακτύλιο δείκτη των πόμολων.
• Κόψτε τη ράβδο των ποτενσιόμετρων στο μέγεθος του κουμπιού. Έχω χρησιμοποιήσει ένα κομμάτι χαρτόνι ως μετρητή.
• Συνδέστε τα κουμπιά και το κουμπί λειτουργίας.
• Συναρμολογήστε τα ποτενσιόμετρα και εγκαταστήστε τα πόμολα, τα ποτενσιόμετρα πολλαπλών στροφών που αγόρασα έχουν άξονα ¼ ίντσας και τα μοντέλα μιας στροφής έχουν άξονα 6mm. Έχω χρησιμοποιήσει ροδέλες ως αποστάτες για να κόψω την απόσταση των ποτενσιόμετρων.
• Βιδώστε τα δεσίματα.
• Βάλτε ταινία διπλής όψης στην οθόνη LCD και κολλήστε την στον πίνακα.
• Συγκολλήστε τα θετικά και αρνητικά σύρματα στις συνδετικές θέσεις.
• Συναρμολογήστε τον ακροδέκτη GND στην πράσινη θέση σύνδεσης.

Βήμα 13: Συναρμολόγηση πίσω πίνακα

• Βιδώστε τη ψύκτρα στο πίσω πλαίσιο, αν και το χρώμα είναι ένας θερμικός μονωτής, έχω βάλει γράσο ψύκτρας για να αυξήσω τη μεταφορά θερμότητας από τη ψύκτρα στο περίβλημα.
• Συναρμολογήστε την υποδοχή IEC.
• Τοποθετήστε τους αυτοκόλλητους αποστάτες χρησιμοποιώντας το κύκλωμα του κιτ τροφοδοσίας.
• Βιδώστε το τρανζίστορ ισχύος και το μονωτικό, πρέπει να υπάρχει θερμικό γράσο σε κάθε επιφάνεια.
• Συναρμολογήστε το 7812 για την τροφοδοσία του arduino, έχει την πρόσοψη της θήκης για να επιτρέψει τη διάχυση θερμότητας, χρησιμοποιώντας μία από τις βίδες που συγκρατούν τη ψύκτρα. Θα έπρεπε να είχα χρησιμοποιήσει ένα πλαστικό πλυντήριο όπως αυτό https://www.ebay.com/itm/100PCS-TO-220-Transistor-… αλλά κατέληξα να χρησιμοποιώ τον ίδιο μονωτήρα με το τρανζίστορ ισχύος και ένα λυγισμένο κομμάτι της θήκης.
• Συνδέστε το τρανζίστορ ισχύος και το 7812 στο κύκλωμα τροφοδοσίας.

Βήμα 14: Τελική συναρμολόγηση και καλωδίωση

• Σημειώστε και ανοίξτε τις οπές για τον μετασχηματιστή.
• Συναρμολογήστε τον μετασχηματιστή.
• Κολλήστε τα κολλητικά πόδια του περιβλήματος.
• Κολλήστε το κύκλωμα του μετρητή DC χρησιμοποιώντας αυτοκόλλητα διαχωριστικά.
• Ξύστε το χρώμα για να βιδώσετε την προεξοχή GND.
• Κατασκευάστε τα συγκροτήματα καλωδίων τάσης δικτύου, όλοι οι τερματισμοί είναι 3/16 "Faston. Έχω χρησιμοποιήσει συρρικνώσιμο σωλήνα για να απομονώσω τους τερματισμούς.
• Κόψτε το μπροστινό μέρος της θήκης του περιβλήματος στη δεξιά πλευρά για να έχετε χώρο για το κουμπί ισχύος.
• Συνδέστε όλα τα καλώδια σύμφωνα με τον οδηγό συναρμολόγησης.
• Τοποθετήστε την ασφάλεια (1Α).
• Τοποθετήστε το ποτενσιόμετρο τάσης εξόδου (το ποτενσιόμετρο VO), στο ελάχιστο CCW και ρυθμίστε την τάση εξόδου όσο το δυνατόν πλησιέστερα στα μηδενικά βολτ χρησιμοποιώντας το ποτενσιόμετρο ρύθμισης πολλαπλών στροφών του κυκλώματος τροφοδοσίας vkmaker.
• Συναρμολογήστε το περίβλημα.

Βήμα 15: Βελτιώσεις και περαιτέρω εργασία

Βελτιώσεις

• Χρησιμοποιήστε πλυντήρια στυλ καλλιεργητή για να αποφύγετε να χαλαρώσουν οι βίδες με τους κραδασμούς, ειδικά τους κραδασμούς από τον μετασχηματιστή.
• Βάψτε τον μπροστινό πίνακα με διαφανές βερνίκι για να αποφύγετε τη διαγραφή των γραμμάτων.

Περαιτέρω εργασία:

• Προσθέστε μια υποδοχή usb όπως αυτή: https://www.ebay.com/itm/Switchcraft-EHUSBBABX-USB-… στο πίσω πλαίσιο. Χρήσιμο για την αναβάθμιση του κώδικα χωρίς αποσυναρμολόγηση ή για τη δημιουργία ενός μικρού ATE που ελέγχει τις λειτουργίες On Off, λάβετε κατάσταση και μετρήσεις χρησιμοποιώντας έναν υπολογιστή.
• Κάντε τη συλλογή κώδικα LCD 2x16.
• Δημιουργήστε ένα νέο κύκλωμα τροφοδοσίας, αντί να χρησιμοποιήσετε το κιτ vkmaker, με ψηφιακό έλεγχο της τάσης και του ρεύματος εξόδου.
• Εκτελέστε τις κατάλληλες δοκιμές για να χαρακτηρίσετε το τροφοδοτικό.

Πρώτο Βραβείο στον Διαγωνισμό Τροφοδοσίας