Assistente di elettronica definitivo -- Alimentatore da banco variabile con mani in aiuto: 12 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Quando si lavora con l'elettronica sono praticamente sempre necessari due strumenti. Oggi creeremo questi due elementi essenziali. E faremo anche un ulteriore passo avanti e fonderemo questi due insieme nell'ultimo aiutante dell'elettronica!

Sto ovviamente parlando di un alimentatore Variable Bench Top e di un buon paio di Helping hands!

L'alimentatore è dotato di tensione e corrente variabili, quindi può essere utilizzato in qualsiasi numero di progetti. Ha anche un'uscita 5V costante da un connettore USB. Come probabilmente hai sperimentato, molti progetti di elettronica fai-da-te richiedono 5V e qualche altra tensione.

Le mani che aiutano hanno sempre bisogno di una base robusta per tenere tutto fermo. Questo si risolve montandoli su un alimentatore, che di solito pesa molto.

Iniziamo!

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Passaggio 1: parti e strumenti

Parti

• Vecchio caricabatterie per laptop
• Convertitore buck boost $8.24

• Potenziometri 2 pezzi. $ 0,43

  200k ohm

• Manopole potmeter 2 pezzi. $ 0,60
• LCD con voltmetro $2.48
• Spine a banana femmina $1.17
• Spine a banana maschio $1.18
• Interruttore a levetta $ 0,24
• Convertitore step-down $1.09
• USB femmina 1 pezzo. $ 0,09
• Tubi CNC 3 pezzi. $1.44
• Clip a coccodrillo 3 pezzi. $ 0,36
• Guaina termorestringente

• Viti M3 con dadi

  • 15 pezzi
  • Viti lunghe da 10 a 16 mm

Utensili

• super colla
• Saldatore
• Spelafili
• Un accendino
• stampante 3d
• super colla

Passaggio 2: esercitare il potere

Per realizzare l'alimentatore ho utilizzato un vecchio caricatore per laptop. Questo era gratuito perché ho diversi vecchi caricabatterie in giro. Per realizzare questo progetto ho usato il più robusto che avevo che era a 65W. I vecchi caricabatterie sono perfetti per un alimentatore da banco compatto perché sono realizzati in piccole dimensioni ma forniscono comunque una discreta quantità di energia.

La tensione e la corrente saranno controllate da un chip in grado di aumentare e diminuire la tensione. Ha una gamma di uscita da 1,25 V a 30 V e da 0,2 A a 10 A. Questo viene regolato ruotando i potenziometri sulla scheda del controller di potenza.

Passaggio 3: potenza in uscita

Per fornire l'alimentazione sto utilizzando due diversi set di connettori. Ci sono normali spine a banana per l'uscita variabile. Questi sono comunemente usati e puoi ottenere molti connettori diversi per questi. Ho usato spine a banana maschio collegate a un paio di clip a coccodrillo.

Per l'uscita costante a 5V sto usando un connettore USB femmina. Molti progetti richiedono 5V insieme ad altri voltaggi. Ciò significa anche che l'alimentatore da banco può alimentare qualsiasi dispositivo alimentato tramite USB, quindi puoi anche usarlo per caricare il tuo telefono!

È davvero utile avere più di un output!

Passaggio 4: aggiornamento dei potenziometri

Per rendere più facile il controllo della tensione e della corrente sto sostituendo i piccoli potmetri di trim. Li ho dissaldati spingendo un piccolo cacciavite tra il trim pot e il PCB, mentre applicavo calore sui giunti di saldatura. L'ho fatto per un po' alternando il punto in cui è stato posto il fuoco fino a quando il vaso di rifinitura non è caduto. Questo è stato poi sostituito con un normale potenziometro rotativo con resistenza lineare tra zero e 200k ohm.

Passaggio 5: il circuito completo

Ora questo sarà il circuito completo. Il caricatore del laptop è collegato al convertitore buck-boost in parallelo con l'alimentazione che va allo schermo LCD. Questo è anche collegato al convertitore step-down più piccolo e costante. L'uscita del modulo step-down più piccolo è alimentata a un connettore USB.

Sono anche andato avanti e ho aggiunto un semplice interruttore a levetta in linea con l'uscita del caricatore del laptop.

L'uscita variabile viene quindi collegata a una coppia di spine a banana per fungere da uscite. Questi hanno anche fili che vanno agli ingressi di misura sullo schermo LCD.

Passaggio 6: stampa 3D

Qui puoi scaricare i file 3D in entrambi i file. STL e Fusion 360 (.f3d). Ho incluso questi file per semplificare se desideri modificare parti della custodia per uso personale. Tutto è progettato in Fusion 360, quindi la cronologia ha catturato la cronologia completa del design se vuoi esaminarla! Puoi anche scaricare i file STL qui.

Tutte le parti sono realizzate con bei margini, quindi tutto dovrebbe adattarsi facilmente. Ciò significa anche che hai spazio per diversi alimentatori ed elettronica se vuoi spegnere qualcosa in seguito.

Ho stampato tutto tranne gli adattatori per le mani a 0.3 mm che era la risoluzione più approssimativa sulla mia stampante. Gli adattatori sono stati stampati a 0,1 mm. Tutto sommato ci sono volute circa sette ore per stampare tutto in PLA e il 5% di riempimento per forza.

Passaggio 7: il problema di dare una mano

Come accennato nell'introduzione di questo progetto, le mani che aiutano hanno sempre bisogno di una base robusta e pesante. Questo è importante per assicurarsi che le mani rimangano ferme quando si applica forza su di esse durante la saldatura. Non vuoi davvero che le mani si muovano mentre tengono un piccolo circuito. In questo progetto questo è stato risolto montando le mani amiche sul lato dell'alimentatore da banco poiché questo ha un peso sufficientemente pesante.

Le clip a coccodrillo hanno una presa forte. Per evitare che mordano troppo la superficie o mettano in cortocircuito i componenti elettronici, aggiungeremo del tubo termoretraibile sui denti.

Passaggio 8: unisci le mani

Il modo migliore per fissare le clip a coccodrillo è tagliare prima i bordi dei tubi, quanto basta per infilarne uno. Per assicurarmi che tutto fosse tenuto a posto ho aggiunto una piccola goccia di super colla. Per rendere le clip a coccodrillo più adatte al nostro scopo, stiamo aggiungendo un tubo termoretraibile sui loro denti. Infilare del tubo termoretraibile sulla clip e tagliare il tubo all'estremità. Ripeti questo per l'altro lato. Ora con entrambi i pezzi di tubo alle estremità applicare una fonte di calore. Ho usato un accendino muovendomi rapidamente avanti e indietro sotto il tubo mentre ruotavo la clip.

Per preparare le mani per il montaggio sulla custodia ho prima staccato i terminali a vite arancioni sui tubi CNC. Quindi con un po' di forza ho spinto l'estremità aperta dei tubi sull'adattatore stampato in 3D. L'adattatore ha un giunto sferico proprio come il resto dei tubi CNC, il che significa che può ruotare liberamente in qualsiasi posizione tu abbia bisogno!

Passaggio 9: pannello frontale

I potenziometri e le spine a banana sono arrivati con i dadi necessari. Basta inserirli attraverso il pannello frontale e fissarli con i dadi. Il display LCD e l'interruttore vengono semplicemente spinti al loro posto. Poiché ho testato l'intero circuito prima di montarlo, ho dovuto dissaldare l'interruttore prima che venisse inserito nel pannello frontale. Fortunatamente tutte le altre parti possono essere montate senza dissaldare!

Il connettore USB doveva essere incollato in posizione. Per allinearlo a filo davanti ho fissato un pezzo di nastro adesivo all'esterno. Ciò ha tenuto l'USB in posizione mentre applicavo la colla a caldo.

Ho allegato il file.dxf per il pannello frontale in modo che tu possa ancora farlo senza una stampante 3D.

Passaggio 10: preparare il tetto

Il coperchio della custodia ha quattro tasche con spazio per un dado M3 ciascuna. Il dado viene spinto in questa tasca. Ho usato un paio di pinzette e poi una vite attraverso il foro della tasca per assicurarmi che il dado fosse perfettamente allineato! Quando il dado era al suo posto giusto ho applicato una piccola quantità di colla a caldo per tenerlo in posizione quando ho rimosso la vite. Ripeti questa operazione altre tre volte.

Ora il coperchio ha fori filettati in ogni angolo e può essere facilmente avvitato sulla parte superiore della custodia!

Passaggio 11: venire insieme

Va bene! Abbiamo realizzato tutte le parti di cui abbiamo bisogno. Ora si tratta solo di mettere tutto insieme! Sulla custodia stessa ho iniziato montando gli adattatori per le mani di aiuto. Questo è stato fatto mentre avevo ancora spazio per lavorare all'interno. Successivamente il caricatore è stato incollato in posizione, con un po' di colla a caldo. Giusto per essere sicuri che non si allenti. I due regolatori di tensione sono stati posizionati sul pavimento. Assicurati che i fili non siano troppo aggrovigliati.

Quando tutto è farcito all'interno è il momento di inserire il pannello frontale. Ho usato un paio di pinzette per tenere i dadi all'interno del pannello mentre ho usato un cacciavite all'esterno.

Dopo aver preparato il coperchio nel passaggio precedente, è sufficiente posizionarlo sopra la custodia e inserire le viti in ogni foro.

Per finire il frontale ho aggiunto un paio di manopole sui potenziometri. Questo lo fa sembrare molto più bello!

Passaggio 12: finito

E ora che tutto è completo, collega l'alimentazione e accendila! Ora puoi controllare sia la tensione che la corrente in qualsiasi circuito tu stia prototipando e hai qualche mano in più per la saldatura!

Pensieri finali:

La custodia ha spazio per diversi set di componenti elettronici. Tuttavia, puoi ancora modificare i file 3D in Fusion 360 per adattarli meglio ai tuoi. Lascia una foto nei commenti per farmi vedere!

I potenziometri che ho usato erano a giro singolo. Credo che sarebbe meglio ottenere lo stesso valore, ma in una versione multi giro. Ciò dovrebbe rendere molto più semplice la regolazione fine della tensione e della corrente variabili.

Secondo premio al concorso Explore Science 2017

Secondo classificato nell'Invention Challenge 2017

Primo Premio al Concorso Alimentatori