Construiți o sursă de alimentare dublă de 15V folosind modulele de pe raft pentru sub 50 $: 10 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Introducere:

Dacă sunteți un pasionat care se ocupă de sunet, veți fi familiarizați cu sursele de alimentare cu șină dublă. Majoritatea plăcilor audio cu putere redusă, cum ar fi pre-amplificatoarele, necesită de la +/- 5V la +/- 15V. Având o sursă de alimentare cu tensiune dublă, este mult mai ușor atunci când proiectați prototipuri sau doar reparații generale.

Această sursă de alimentare este ușor de asamblat, deoarece folosește în general plăcile modulelor de raft, cu excepția plăcii de reglare, pe care va trebui să o construiți singură. Cu toate acestea, există un motiv în spatele căruia voi veni mai târziu.

Placa de reglare utilizată are tensiuni de la +/- 1,25V la 37V (în funcție de tensiunea de intrare). Am nevoie doar de +/- 15V, deci o sursă de alimentare de intrare cu câțiva volți peste aceasta (în jur de 19V) este în regulă. Regulatoarele de tensiune LM317 și LM337 pot, de asemenea, să pompeze în jur de 1,5 A ea (în funcție de câtă tensiune scad), astfel încât valoarea nominală a curentului sursei de alimentare trebuie să fie mai mare decât aceasta. De aceea am ales două surse de alimentare pentru laptop pentru a furniza tensiunile de intrare. Acestea produc 19V și aproximativ 3.4A, ceea ce este mai mult decât suficient pentru a alimenta placa de reglare. Ca să nu mai vorbim că sunt ieftine ca jetoane.

De asemenea, am dorit o sursă de alimentare liniară, deoarece acestea au, în general, mai puțină curent continuu la ieșire (deși nu sunt la fel de eficiente ca o sursă de alimentare cu comutare completă). Folosirea unei surse de alimentare cu intrare în modul comutator pentru a scădea 240VAC la 19V este ieftină și eficientă. Comutarea lor este, de asemenea, deasupra benzii audio, astfel încât nu afectează zgomotul sursei de alimentare care intră în piesele de testare. Regulatoarele liniare vor filtra cea mai mare parte a ondulației DC reziduale. Deci, veți obține cam tot ce este mai bun din ambele lumi.

Contoarele folosite pot măsura tensiunea și curentul (0-100V și 0-10A), au două culori pentru o citire ușoară.

Cu câteva modificări, puteți transforma o grămadă de piese într-o sursă de alimentare de bancă foarte utilă.

Notă: un lucru pe care această sursă de alimentare nu îl are și este un control constant de reglare a curentului. Regulatoarele LM317 / 337 au ele însele o protecție împotriva supracurentului, totuși nu le-aș rula prea mult în acest fel. De aceea, comutatorul de încărcare a fost plasat în acest proiect. Deci, dacă este vorba de import, puteți utiliza o placă de regulator diferită pentru a vă potrivi nevoilor.

Pasul 1: un cuvânt de avertizare și note generale

Cabluri de 240V și surse de alimentare pentru laptop:

Deoarece acest proiect folosește tensiuni ridicate (240V), acestea pot fi destul de letale dacă greșești. Dacă nu sunteți sigur cum să conectați componente de înaltă tensiune sau nu vă simțiți confortabil să lucrați la echipamente live, sugestia mea ar fi să nu încercați acest lucru. Nu-mi asum responsabilitatea dacă te omori. Nu vreau să aud de la tine după ce ai murit spunând Pete, m-am electrocutat și acum sunt mort - OK ??

Acum, cu aceste cuvinte, aveți câteva alte opțiuni:

1. Utilizați doar sursele de alimentare pentru laptop în forma furnizată și utilizați niște conectori de alimentare DC pe partea din spate a cutiei. Înseamnă doar că trebuie să conectați două surse de alimentare pentru laptop - dar este o opțiune mult mai sigură. Cu toate acestea, va trebui să găsiți o altă soluție pentru alimentarea contoarelor LED, deoarece acestea necesită și consumabile separate.

2. Puteți monta consumabilele pentru laptop în cutie și pur și simplu tăiați prizele de 240V și le conectați direct la o priză IEC din spate. Cu toate acestea, veți avea nevoie de o carcasă mai mare decât cea pe care am folosit-o și din nou, are conexiuni live, deci încă nu sunt atât de sigure..

Contoare cu panou LED + tensiuni de alimentare:

Există mai multe tipuri de contoare LED pe piață. Toți fac esențial același lucru, totuși conexiunile lor nu sunt întotdeauna aceleași. Nu este garantat întotdeauna să ieșiți din gabaritul firului. Când comandați, încercați să obțineți schema lor de conectare. În general, cele două fire groase vor fi contorul de șunt curent. Celelalte trei vor fi puterea contorului (pentru a alimenta afișajul care este roșu / negru) și un fir galben de detectare a tensiunii pentru a măsura tensiunea.

Ceea ce veți observa cu ajutorul contoarelor este că acestea au un pământ comun sau un punct 0V (firele negre sunt conectate între ele intern). Pentru acest proiect anume nu este bine. Acesta este motivul pentru care contoarele sunt alimentate separat prin intermediul a două plăci mici de alimentare (placa de modul 240VAC la 12VDC). De asemenea, trebuie să utilizați două plăci pentru a alimenta, altfel veți fi scurtcircuitate la ieșiri atunci când utilizați sursa de alimentare. Un alt motiv esențial este că contoarele LED necesită un minim sau 4,5V pentru a funcționa. Deci, dacă reduceți puterea la 1.25V de la placa de reglare, contoarele nu se vor porni.

Pasul 2: Lista materialelor

De asta vei avea nevoie. Puteți cumpăra toate acestea de pe eBay, Amazon sau Aliexpress. Am cumpărat totul de pe Ebay

- Cutie din plastic (am folosit o cutie pentru instrumente din plastic) - 12-15 USD

- 1x LM317 / 337 Regulator Kit Board - 10 USD

- Surse de alimentare pentru laptop 2x 19V 3.42A - 6,75 dolari pe buc

- Plăci de transformare de 2x 240VAC la 12VDC 450mA în modul de comutare - 1,50 dolari pe buc

- 2x tensiune / curent panou contoare 0-100V / 0-10A - 3,50 dolari EA (mai ieftin în vrac și disponibil în diferite culori)

- 2x ghivece multiple de 10K ohm + butoane pentru a se potrivi - 2 $ ea (puteți folosi ghivecele furnizate, dar multi-turnul este mai ușor de setat)

- Diverse și hardware general: comutator 240VAC (am folosit unul cu o lumină LED de 12VDC), stâlpi de conectare (6), soclu IEC, siguranțe și suporturi de siguranțe (3), tăietură mică a unghiului de aluminiu (2), stand offs (6), lungimile generale ale firelor și a căldurii se micșorează - probabil încă 5-10 USD

Notă 1: siguranțele de utilizat vor depinde de cât de mult curent intenționați să utilizați. Aș sugera 1-1,5A pentru cele două plăci de reglare și 0,5A pentru alimentarea cu 240V. S-ar putea să coborâți mai jos, deoarece nu veți extrage 7A din ambele consumabile.

Nota 2: Cea mai scumpă parte a construcției este cazul. Deci, dacă puteți găsi unul mai ieftin sau doriți să vă rulați propriul dvs., vă va economisi câțiva dolari.

Notă 3: Există câteva mărci de ghivece multi-turn sau de precizie disponibile. Cel trimis a fost un ghiveci marca Bochen, care are butoane specifice disponibile și nu utilizează butoane brute standard. Nu contează în mod special tipul pe care îl folosești, ci doar că poți obține butoane potrivite.

Notă 4: Am cumpărat aceste surse de alimentare pentru laptop, deoarece acestea aveau doar aproximativ $ 6ea. Economisiți din nou câțiva dolari dacă se întâmplă să aveți câțiva bătrâni.

Pasul 3: Scheme și diagrame de cablare

Prima imagine este schema originală pentru o placă regulatoare de stoc, cu capacele de intrare și redresoare incluse, folosind un transformator AC 12V-0V-12V pentru alimentarea plăcii (pentru această sursă de alimentare nu o folosim)

A doua imagine este schema de cablare pentru toate plăcile individuale pentru a se conecta împreună

Imaginile a treia și a patra sunt diagrame de cabluri stoc pentru contoare de panou (pe care le-am folosit) care prezintă diferite configurații de putere și măsurare. În esență, în acest proiect, folosim a patra diagramă.

Pasul 4: Sursa de alimentare pentru laptop

De ce surse de alimentare pentru laptop de 19V?

Motivul pentru aceasta este că placa de reglare a fost inițial concepută pentru a rula un transformator dublu de 12V AC (12V-0-12V). Cu toate acestea, dacă vă uitați la costul uneia dintre acestea fie de pe eBay, fie în magazinul dvs. local de electronice - acestea sunt în jur de 30 USD. Două consumabile pentru laptop vin la jumătate.

Dacă doriți o tensiune mai mare din regulatoare, utilizați doar o sursă de alimentare de intrare mai mare. Amintiți-vă că plăcile de reglare vor produce +/- 37V, astfel încât intrarea poate fi cu câțiva volți peste aceasta. Amintiți-vă totuși, cu cât diferențialul de tensiune este mai mare (de intrare la ieșire), cu atât mai multă căldură este produsă de regulatoare. De exemplu: dacă tensiunea de intrare este de 35V și ieșirea este de 5V, va fi multă căldură dezvoltată și s-ar putea să aveți nevoie de radiatoare mai mari și / sau un ventilator.

Prepara consumabilele pentru laptop

Pentru construcția mea, am scos proviziile din carcasele lor, deoarece aveam nevoie de ele pentru a se potrivi în carcasa instrumentului. Dacă pur și simplu veți folosi consumabilele pentru laptop așa cum sunt și utilizați conectori de curent continuu, puteți sări peste acest pas.

Ceea ce va trebui să faceți este să spargeți carcasa din plastic. Utilizați un șurubelniță plat și îndepărtați cu atenție marginea până când partea superioară se desprinde. Apoi scoateți ansamblul plăcii de circuit.

În a doua fotografie, am forat o bucată de unghi de aluminiu și am făcut câteva găuri în partea laterală a alimentării (cred că am folosit găurile existente în alimentare). Aveți grijă să nu deteriorați componentele în timp ce faceți acest lucru. De asemenea, am forat câteva găuri suplimentare pentru a înșuruba stâlpii de montare pe acesta și pentru a atașa ansamblul la fundul carcasei din plastic. Folosirea unghiului a făcut-o puțin mai robustă decât utilizarea stâlpilor de montare.

Sârmele care ieșeau din tablă păreau puțin ușoare, așa că le-am schimbat în sârmă calibrată mai grea. Deslipiți firele vechi, introduceți firele noi prin partea superioară a plăcii și lipiți-le în poziție pe partea inferioară a plăcii (în retrospectivă ar fi trebuit să folosesc un ecartament mai ușor, dar lungimi mai mari, deoarece a fost dificil să aveți atât de multe fire conectate la aceleași puncte).

Consumabilele pentru laptop au și LED de alimentare. Nu sunt necesare, cu toate acestea le puteți păstra dacă doriți confirmarea că fiecare aprovizionare funcționează efectiv (vor dispărea dacă există o problemă cu livrarea sau cu suma extrasă). I-am ținut pentru a găsi mai ușor erori.

Notă: ar trebui să utilizați același tip de sursă de alimentare pentru laptop. Motivul este că, dacă tensiunile scad puțin, pot avea tendința de a scufunda curentul în sine și de a fugi și apoi de a sufla. În general, nu ar trebui să fie o problemă dacă utilizați aceleași consumabile. Cu toate acestea, dacă sunteți îngrijorat sau doriți o protecție suplimentară, puteți plasa câteva diode de putere (cum ar fi IN4004 sau IN5404) polarizate invers pe ieșirile fiecărei surse (deci catod la pozitiv, anod la negativ). Acest lucru va împiedica fiecare alimentare să scufunde orice curent de la tensiuni fiind ușor oprit sau dacă o sursă se alimentează înainte de cealaltă.

Pasul 5: Construirea regulatorului LM317 / 337 și testul inițial

Placa de reglare vine sub formă de kit, ceea ce înseamnă că trebuie să o lipiți singur. Există câțiva furnizori care le vor vinde pre-asamblate pentru câțiva dolari în plus. Uneori, îndepărtarea componentelor de pe aceste tipuri de plăci poate rupe accidental urmele. Va trebui oricum să eliminați unele componente, deci este la fel de ușor să le construiți fără ele.

Prima imagine arată o tablă completată (care ar trebui să arate dacă ați făcut-o stoc). A doua fotografie arată totuși modificările cu capacele de intrare și redresorul eliminate. În schimb, am adăugat linkuri pentru a schimba blocul de borne de intrare pentru a accepta +/- 19V și a-l direcționa către intrarea regulatorilor. Puteți păstra capacele de intrare dacă doriți, dar nu sunt necesare, deoarece consumabilele pentru laptop sunt destul de bune.

Veți observa, de asemenea, că am introdus terminale pentru lumina de alimentare cu LED-uri și, de asemenea, ghivece pentru a facilita îndepărtarea plăcilor, dacă este necesar.

Deci, doar asamblați placa ca în instrucțiunile lor, cu excepția modificărilor de mai sus.

După finalizare, conectați-l la o sursă de alimentare funcțională și verificați ieșirea fiecărei etape de regulator. Amintiți-vă, dacă utilizați o singură sursă de intrare pentru a testa, +/- intrare (pe bornele + / 0V) + / 0V din placa de reglare. +/- intrare (pe bornele 0V / -), 0V / - ieșire din placa regulatoare. Asigurați-vă că puteți regla tensiunea de ieșire (ultima imagine care arată sursa de alimentare externă de test).

Pasul 6: Preparați carcasa

Măsurați cum doriți ca componentele dvs. să stea pe partea din spate a panourilor din față și din spate. Amintiți-vă, va fi din nou în față (am greșit eu însumi). De fapt, am vrut imaginea în oglindă de pe panoul frontal. Dar, din fericire, nu făcusem încă panoul din spate, așa că l-am făcut să se potrivească în față (sau s-ar putea să-l fi întors cu 180 de grade).

Găuriți mai întâi folosind burghie mici. Apoi măriți cu un burghiu mai mare. Dacă nu aveți un burghiu suficient de mare (așa cum am și eu), puteți folosi un alezor pentru a mări găurile (instrument foarte util).

Odată ce toate găurile sunt găurite, deschideți tăieturile pentru panourile contorului și înregistrați-le suficient cât să se potrivească contorul și soclul IEC.

Am adăugat și câteva etichete în față (folosind foi de scrisori). Puteți să le obțineți online sau să le puteți imprima pe hârtie de imprimantă clară. Apoi am stropit niște lac de protecție deasupra.

Pasul 7: Montarea hardware-ului

Odată ce panourile din față și din spate au avut timp să se usuce, montați toate componentele hardware pe panourile din față și din spate.

Cele două surse de alimentare pentru laptop pot fi montate în partea inferioară a carcasei. Nu uitați să lăsați loc pentru priză IEC, siguranță și fire pentru a rula la comutatorul din față. Alternativ, puteți prefera un comutator în spate, dacă preferați.

Montați placa regulatorului.

Nu în ultimul rând, deoarece sursele de alimentare de 240V / 12V pentru panourile contorului nu au nicăieri pentru a fi montate cu șurub, am folosit un blob de siliciu pentru a le menține în poziție. Asigurați-vă că ați adăugat mai întâi fire de intrare și ieșire!

Pasul 8: Cablarea totul

Începeți prin cablarea cablajului de 240V de la mufa IEC la comutator și, de asemenea, suportul siguranței de intrare. Apoi conectați toate cablurile de 240V la cele două surse de alimentare pentru laptop și la sursele de bord de doi metri. Introduceți o siguranță și, în acest stadiu, este probabil o idee bună să vă verificați cablajul și să porniți, doar pentru a vă asigura că toate tensiunile care ies din alimentarea laptopului sunt corecte (ar trebui să fie de 19V fiecare)

Conectați ghivecele și LED-ul la comenzile panoului frontal de pe placa regulatoare. Am folosit prize și știfturi cu 2 pini pentru a facilita dezasamblarea la placa de reglare.

Acum conectați ieșirile consumabilelor pentru laptop și conectați-vă la intrarea plăcii de reglare. De asemenea, puteți conecta puterea la contoare. Amintiți-vă că pozitivul unei surse de alimentare merge la negativul celeilalte pentru a crea un punct virtual de tensiune zero. Din nou, porniți și asigurați-vă că tensiunile sunt așa cum era de așteptat - ar trebui să aveți 38V între tensiunile de intrare, +/- 19V între 0V la intrări și o anumită tensiune nominală la ieșirea plăcii de reglare (în funcție de locul în care este setat potul).

Conectați ieșirea plăcii de reglare la siguranțele de ieșire și la întrerupătorul de sarcină. Conectați liniile de curent ale contorului (conform schemei de cablare) și apoi liniile de detectare a tensiunii de la contor. Introduceți câteva siguranțe și din nou, testați și vedeți dacă aparatele de măsură citesc o tensiune. Degetele încrucișate, nu ai lăsat să scape fumul magic!

Notă: Contoarele sunt probabil cel mai greu lucru de alergat. Amintiți-vă doar că partea curentă a contoarelor merge de la pozitiv la negativ. La fel se va întâmpla și cu tensiunea negativă - curge de la 0v la tensiunea negativă!

Pasul 9: Testare și ajustări de calibrare

După ce ați verificat că fumurile nu scapă, conectați un contor de încredere și verificați tensiunile de ieșire atât pe ieșirile pozitive, cât și pe cele negative. Cel mai probabil veți descoperi că LED-urile sunt ușor stinse (ca în fotografiile 2 + 4). Deoarece aceste contoare pot fi ușor afară la fiecare capăt al spectrului, calibrați-le la tensiunea pe care o veți folosi în general cel mai mult sau în mijlocul unei game de tensiuni. De exemplu, dacă utilizați 12V mult, calibrați-le la 12V. Dacă mergeți între 5V și 15V în mod regulat, apoi calibrați la 10V.

Dacă aveți doi multimetri, puteți face reglajele de tensiune și curent împreună. În caz contrar, conectați o sarcină nominală la ieșire, reglați tensiunea, apoi deconectați contorul și puneți-l în serie cu sursa de alimentare și schimbați cablul multimetrului (dacă contorul dvs. are terminale de curent și tensiune separate) pentru a măsura curentul.

Pe partea din spate a contoarelor de panou cu LED-uri, vor exista două vase mici de ajustare pentru a regla tensiunea (v-adj) și curentul (i-adj) (vezi fotografia unu). În general, este o idee bună să încărcați ieșirea cu un rezistor la calibrare, deoarece tensiunea de ieșire se poate mișca puțin la încărcare.

Deci, reglați v-adj până când tensiunea citește la fel ca contorul. Aparatele de tuns sunt puțin sensibile și o mică întoarcere poate trece pe unde doriți. Doar perseverează până când este corect

Pentru ajustarea curentă, aș recomanda utilizarea unui rezistor mare cu radiator pentru a calibra (foto 6). Asigurați-vă că nu este mai mic decât ceea ce poate provoca aprovizionarea. Fiecare parte a plăcii de reglare poate furniza 1,5A. Calibrarea acestuia în jurul valorii de 1A ar trebui să fie suficientă.

Folosind legea ohmilor V = IxR - deci (V / I = R) 15V / 1A = 15ohms. Rezistențele de 15 ohmi sunt puțin greu de obținut, astfel încât rezistențele de 2x 8ohm din serie vor da 16ohmi. Măsurați rezistențele - cele două am măsura 8,3 și 8,1 ohmi = Total 16,4 ohmi.

Deci, conectați din nou numerele (V / R = I) 15V / 16,4ohms = 0,914634A - acesta este numărul pe care îl vom calibra. Ar trebui să găsiți că contorul trebuie să afișeze acest lucru, precum și o verificare dublă a contorului.

Va trebui, de asemenea, să calculați puterea pusă în rezistențe, deoarece nu doriți ca acestea să se prăjească! Deci, legea ohmilor din nou P = VxI - 15Vx0.91463 = 13.72W. Asigurați-vă că rezistențele dvs. sunt mai mari decât această valoare - 25W este bun. Am folosit un cuplu de 100W, care este auriu (vezi fotografia 6). Puteți să le scoateți de pe eBay pentru aproximativ 8 USD pentru doi.

Pentru a măsura curentul din alimentare, va trebui să puneți contorul în serie cu sursa de alimentare și rezistențele de sarcină. Nu contează dacă contorul este primul sau rezistențele, asigurați-vă că curentul care curge prin contor este pozitiv spre negativ (deci borne pozitive și 0V - pozitive / negative pe bornele curentului multimetrului). Latura negativă a alimentării trebuie măsurată de la 0V la negativă, cu pozitiv al contorului la 0V și negativ al contorului la negativ al sursei de alimentare. Dacă asta tocmai te-a încurcat - uită-te la ultima fotografie.

Odată conectat, ar trebui să vedeți atât tensiunea, cât și curentul pe contorul de pe panoul frontal. Reglați potul curent din spatele contorului panoului până când citește la fel ca multimetrul. Dacă aveți doi metri, aveți unul pentru a măsura curentul (în serie) și unul pentru a măsura tensiunea (în paralel).

Acum ești bine să pleci.

Pasul 10: Gânduri finale

În timp ce totul se potrivea în carcasă, aș fi putut juca puțin cu aspectul intern și aș fi mutat soclul IEC pentru a permite celor două consumabile pentru laptop să stea la 90 de grade față de locul în care sunt în prezent. Aspectul ar fi trebuit să fie în oglindă, deoarece în general îmi place ca totul să meargă de la stânga la dreapta. Am inclus o schiță a ceea ce ar fi trebuit să fac.

Am folosit cabluri de 7.5A 240VAC de la un cablu de rețea (pentru că asta am avut în jurul meu). Fiind faptul că acesta este un spațiu atât de limitat, probabil că ar fi trebuit să folosesc sârmă mai ușoară de 240V, deoarece proiectul nu atrage mult curent.

De asemenea, nu am observat că unul dintre șuruburile carcasei a trecut direct prin locul unde se afla comutatorul de 240V. Retrospectiv, ar fi trebuit să mut ușor comutatorul și probabil că ar fi trebuit să instalez și siguranța de 240V pe panoul frontal pentru a evita cablarea inutilă. Cu un pic de amestecare, probabil aș fi putut pune și suporturile de siguranță de ieșire pe panoul frontal, dar panoul frontal era deja destul de aglomerat.

La sfârșitul zilei, furnizează +/- 15V de care am nevoie, ușor de reglat, este fiabil și folosește piese ușor disponibile.

Proiecte viitoare

Am, de asemenea, o altă sursă de alimentare duală 0-30V / 3A în lucru, deși acest lucru ar putea ajunge ca două surse de alimentare separate (din nou în funcție de spațiu). Acesta are caracteristici curente constante. Am cumpărat aceste plăci în același timp, deoarece nu mi-am putut hotărî care mi-am dorit, așa că am ambele!

Va exista, de asemenea, mama tuturor surselor de alimentare - o sursă de alimentare dublă / joasă de tensiune, utilizând două plăci de reglare pe fiecare parte (4). Se va trece de la o gamă mică de 0-30V la o gamă înaltă de 30-90V și 5A! Acesta va fi utilizat pentru testarea plăcilor amplificatorului de putere cu tensiune dublă. Din nou, s-ar putea ajunge la două surse de alimentare separate, în funcție de spațiu.