Interruttore momentaneo latching per la conversione dell'alimentatore ATX: 4 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Un cosa? ti sento dire! Un interruttore momentaneo che si blocca? una cosa del genere non è possibile, sicuramente

Ma è. Ho trovato il design in rete e l'ho modificato un po' in modo che, se collegato a un alimentatore ATX, passerà all'impostazione corretta se l'alimentatore si spegne da solo, che è il comportamento che si ottiene con l'interruttore di alimentazione di un PC.

Questo progetto è nato perché mi sono seccato di dover premere due volte il pulsante di accensione dopo aver accidentalmente interrotto l'alimentazione, causandone l'arresto.

Il problema

• Le conversioni dell'alimentatore ATX sono ottime, ma è necessario disporre di un interruttore di blocco per accenderlo. Probabilmente sai già che l'interruttore su un PC è momentaneo, quindi questo fatto di per sé è leggermente fastidioso. Quindi inseriamo un interruttore a scatto e conviviamo con esso.
• Interruttori fantasiosi, come quello "angel eye" mostrato qui, costano molto di più in una versione a scatto che in una versione momentanea, perché sono più complicati. Quindi un modo per usare la versione momentanea è desiderabile per questo motivo.
• Un altro motivo per cui è auspicabile è che gli interruttori a scatto abbiano un profilo diverso in posizione aperta o chiusa. Gli interruttori momentanei tornano sempre alla stessa forma quando vengono premuti.
• L'ultimo motivo per cui è desiderabile un passaggio momentaneo è questo. Quando accidentalmente metti in cortocircuito i terminali dell'alimentatore ATX, si spegne da solo. Quindi ora con un interruttore a scatto devi spegnerlo, anche se si è spento da solo, prima di poterlo riaccendere. Con un interruttore momentaneo, dovresti essere in grado di premere l'interruttore una volta sola e ripartire.

Ho basato questo progetto sullo schema trovato qui: https://www.smallbulb.net/2014/435-single-button-p… e qui: https://sound.whsites.net/project166.htm Ci sono molte varianti del design in tutto il web.

Il circuito è semplice e molto economico da costruire. Il video serve solo a mostrarlo mentre accende e spegne l'alimentatore e si ripristina quando l'alimentatore si spegne. Quello che ho dimenticato di mostrare è riaccenderlo dopo un cut-out!

Passaggio 1: come funziona

Il circuito si basa su un timer 555

La descrizione seguente si riferisce al timer come se fosse un dispositivo bipolare, tuttavia un CMOS è essenzialmente lo stesso, devi solo leggere "collector" come "drain". Si prega di fare riferimento al diagramma interno 555 durante la lettura di questa descrizione.

Notare che i pin di soglia e trigger sono collegati insieme. Sono mantenuti a poco meno della metà della tensione di alimentazione da R1 e R2. La tensione esatta non è importante, ma deve essere compresa tra 1/3 e 1/2 Vcc. La versione normale di questo circuito lo ha a 1/2 Vcc, ma potrebbe non funzionare per il metodo utilizzato qui per avviare il circuito con l'uscita alta.

C1 assicura che il circuito sia acceso con l'uscita in uno stato alto tirando il pin della tensione di controllo in alto quando riceve alimentazione dal filo di standby. Ciò è necessario perché l'alimentatore ATX richiede che il cavo dell'interruttore sia abbassato per accenderlo. Funziona perché aumenta la tensione di riferimento interna al comparatore "trigger" a 1/2 vcc, leggermente al di sopra del punto impostato da R1 e R2. Questo fa sì che il comparatore porti alto l'ingresso "set" del flip-flop interno. Non ha effetto sul comparatore di "soglia" perché il riferimento è comunque già superiore al pin di soglia.

L'ingresso dell'interruttore ATX (verde) è collegato al pin di scarica sul timer anziché all'uscita, poiché richiede un pull-down per attivarsi, piuttosto che un ingresso alto o basso. La corrente è minuscola quindi non danneggerà il transistor di scarica.

Quindi, per cominciare, l'ingresso pwr_ok è a 0v e il circuito è alimentato dalla tensione di standby, che è 5v. Questa tensione è sempre attiva indipendentemente dal fatto che l'alimentatore sia acceso o spento. L'uscita è a 5v e il transistor di scarica è spento, quindi anche l'ingresso dell'interruttore ATX è a 5v. Il segnale pwr ok diventa alto quando l'alimentatore è pronto per l'uso e scende molto rapidamente se l'uscita non rientra nelle specifiche.

Quando si preme il pulsante, in questo stato, la soglia del timer e i pin di attivazione vengono tirati fino a 5v. Ciò non ha alcun effetto sul pin del trigger, che è già al di sopra della tensione del trigger. Ma influisce sul pin di soglia, che viene mantenuto al di sotto della tensione di soglia. L'ingresso di reset del flip-flop interno è attivato, e questo è ciò che fa abbassare l'uscita del 555 e il collettore del transistor di scarica diventa un percorso verso terra.

Il condensatore da 4,7uF, C2, viene caricato lentamente all'accensione iniziale tramite il resistore da 220k, R3. È questo condensatore che fornisce l'energia per tirare la soglia e scaricare i pin in alto, o fornisce un percorso di breve durata a terra per abbassarli. Questo condensatore aiuta ad eliminare il falso innesco del circuito poiché impiega circa un secondo per caricarsi o scaricarsi, quindi non è possibile accendere e spegnere l'alimentazione molto rapidamente.

Quindi ora l'uscita è bassa e l'alimentatore ATX è acceso.

Quindi, hai finito di sperimentare e premi di nuovo il pulsante. Questa volta C2 è in uno stato di scarica, quindi 0v è collegato ai pin di soglia e trigger. Ciò non ha alcun effetto sul pin di soglia, che è già mantenuto al di sotto della tensione di soglia. Ma influisce sul pin del grilletto, che viene mantenuto al di sopra della tensione del grilletto. L'ingresso impostato del flip-flop interno viene attivato e quindi l'uscita del 555 diventa alta e il collettore del transistor di scarica diventa un circuito aperto, spegnendo l'alimentatore.

Supponiamo che mentre stai sperimentando, Qualcosa va orribilmente storto e tu cortocircuiti l'uscita dell'alimentatore, che poi si spegne per evitare danni.

Nella sua forma originale, questo circuito sarebbe ancora nello stato "on", proprio come un interruttore a scatto, poiché l'alimentazione dall'uscita di standby è costante. Deve avere un segnale in più per spegnerlo.

Per ottenere ciò, un condensatore aggiuntivo accoppia l'uscita PWR_OK dell'alimentatore ai pin di soglia e trigger. In questo modo, quando l'alimentatore si spegne, abbassa brevemente questi due pin e imposta l'uscita alta.

Per quanto posso vedere, questo è l'unico modo per far sì che l'alimentatore si spenga da solo per attivare anche questo interruttore. Se non funziona per te, prova ad aumentare il valore di C3. Se continua a non funzionare, dovresti considerare di collegare un circuito monostabile tra C3 e i pin combinati di trigger e soglia.

Infine, un indicatore mostra che l'alimentatore è acceso. Poiché gli interruttori momentanei sono molto più economici, è facile avere un bel interruttore illuminato come questo, anche con un budget limitato! Il catodo del LED va a 0v. Il LED in questo interruttore ha un resistore di limitazione della corrente integrato, quindi l'anodo può andare direttamente a 5v. Tuttavia, per un LED standard, dovresti includere un resistore di limitazione della corrente. 390 ohm è un buon valore di partenza, potresti provare ad aumentare o diminuire fino a ottenere una luminosità che ti piace.

Passaggio 2: elenco dei componenti

Hai bisogno:

• Un interruttore momentaneo illuminato. Quello che ho preso ha un resistore di limitazione della corrente integrato per il suo LED. Questo tipo è elencato come "occhio d'angelo" su eBay. Non deve essere un interruttore illuminato, sembra solo carino.
• 555 timer. Ho usato una versione SMD in modo da poter realizzare una scheda per passare attraverso il foro di montaggio dell'interruttore.
• resistenza 33k
• resistenza da 27k
• Resistenza da 220k (può cambiare per regolare il tempo di ritardo)
• Condensatore da 1uF
• Condensatore da 100nF (potrebbe essere necessario cambiare per un valore maggiore)
• Condensatore da 4,7uF (può cambiare per regolare il tempo di ritardo)
• Materiali per la realizzazione di PCB o scheda prototipo.

Ho preso l'interruttore su eBay. Avevo già una scorta dei timer 555 e gli altri componenti erano gratuiti.

Passaggio 3: costruzione

Ho costruito il prototipo del circuito su un pezzo di tavola forata. Il timer 555 è un chip SMD. L'ho semplicemente messo sopra un pezzo di nastro "Koptan" (molto più economico del nastro Kapton!) E ho collegato un paio di resistori direttamente ad esso per tenerlo in posizione. Gli altri componenti li ho collegati con un sottile filo smaltato. Se adotti questo stile di costruzione è più facile usare i dispositivi DIL, non SMD, però!

Volevo che il PCB potesse essere collegato in modo permanente all'interruttore e che passasse attraverso il foro di montaggio dell'interruttore. Per questo motivo ho realizzato una tavola larga 11 mm per 25 mm di lunghezza. E' provvisto di morsetti per i contatti dell'interruttore e del LED integrato. Ho montato le "code" dei cavi e ho saldato loro un'intestazione del pin per facilitare il collegamento all'alimentatore. Ho applicato un tubo termoretraibile per tenere insieme i fili e coprire le loro connessioni all'intestazione.

Se stai usando un diverso tipo di interruttore potresti scoprire che non si adatterà in questo modo.

In realtà ho commesso un errore enorme quando ho realizzato la lavagna, ho creato una versione speculare! Fortunatamente, poiché il circuito è così semplice, ho solo dovuto capovolgere il timer 555 per risolvere il problema. Spero che non commetterai il mio errore e che rialzi la scacchiera nel modo giusto. I PDF sono per il rame superiore.

Ci sono molte guide per realizzare PCB, ne ho anche scritta una io stesso! Quindi non parlerò di come fare la tavola, qui.

Saldare prima il chip in posizione. assicurandosi di ottenere l'orientamento corretto. Il pin 1 si allontana dalla linea dei resistori lungo un bordo. Successivamente saldare gli altri componenti a montaggio superficiale.

Ho usato un cappuccio elettrolitico per C2 perché non ne avevo uno in ceramica da 4.7uF.

Hai diverse opzioni per C2:

• Condensatore a basso profilo, alto non più di circa 7 mm
• Montare il condensatore con cavi lunghi in modo da poterlo appiattire contro la scheda
• Condensatore SMD di qualche tipo
• Condensatore al tantalio, che comunque è molto piccolo. Si noti che lo stile della marcatura della polarità è diverso dai tipi in alluminio

Dipende solo da cosa hai.

Assicurarsi che la scheda passi attraverso il dado di montaggio degli interruttori. Se usi un cappuccio elettrolitico per C2, controlla che si adatti a questo allegato. Ho smussato i bordi della tavola per ottenere un po' di spazio in più.

Quindi, collega la scheda allo switch usando i 2 pad grandi all'estremità. Potresti tagliare degli slot nei pad e seppellire i terminali dell'interruttore, se hai davvero bisogno di avvicinare la scheda alla linea centrale dell'interruttore, ma non lo consiglierei. Un'altra opzione è quella di praticare dei fori nei pad e inserire i perni a cui è possibile saldare l'interruttore sul lato liscio della scheda. Utilizzare brevi tratti di filo solido per collegare i terminali del LED. Saldarli solo, non avvolgere il terminale poiché potresti scoprire che è necessario scollegarlo. Se il tuo interruttore illuminato non ha un resistore integrato, sostituisci uno di questi pezzi di filo con uno.

Infine, se si utilizzano intestazioni pin o un altro tipo di connettore come JST, saldarli ora. In caso contrario, inserire l'interruttore nel foro di montaggio e saldare i fili direttamente alla scheda se non sono già stati inseriti i fili.

Passaggio 4: finalmente

Il modo migliore per testare lo switch è collegarlo a un alimentatore ATX. Se non ne hai uno pronto, puoi comunque testarlo, vedi sotto.

Collega il:

• filo nero dell'alimentatore ATX a gnd
• filo verde PS_ON per "accendere"
• cavo viola +5VSB a "5v standby" (il cavo potrebbe non essere viola)
• filo grigio PWR_ON a "pwr_ok" (il filo potrebbe non essere grigio)

I fili grigio e viola sono in realtà invertiti sul mio alimentatore ATX - qualcosa a cui prestare attenzione!

Se stai pensando di utilizzare qualsiasi indicatore diverso da un piccolo LED come indicatore "acceso", dovresti collegarlo a una delle uscite principali dell'alimentatore, non al segnale PWR_ON.

Se trovi che il LED sta abbassando troppo la tensione PWR_ON, usa invece il +5v.

Quando lo accendi inizialmente, devi aspettare un secondo prima che l'interruttore funzioni. Questo è intenzionale e oltre a de-rimbalzare l'interruttore, ha lo scopo di impedire alle dita cattive di spegnere rapidamente qualsiasi cosa l'interruttore sia collegato. Una volta che l'interruttore è acceso, devi aspettare un altro secondo prima di poterlo spegnere di nuovo.

È possibile modificare questo ritardo modificando il valore di C2 o R3. Dimezzare il valore di entrambi i componenti dimezzerà il ritardo, ma non lo imposterei a meno di circa 200 ms.

Collegare l'alimentatore alla rete. Dovrebbe rimanere spento. Se si accende immediatamente, è necessario aumentare il valore di C1. È interessante notare che ho scoperto che il circuito funzionava correttamente nel prototipo, ma avevo bisogno di cambiare il condensatore per la versione "reale", quindi ora è effettivamente 1uF.

Accendere l'alimentatore, spegnerlo di nuovo. Speriamo che funzioni finora! Riaccendilo e ora cortocircuita l'uscita +12v dell'alimentatore a 0v. Dovrebbe spegnersi da solo e anche l'interruttore dovrebbe passare all'impostazione off. Se è necessario premere due volte il pulsante per riaccendere l'alimentatore, non ha funzionato e sarà necessario individuare il problema.

Non provare a cortocircuitare il binario +5v, potresti scoprire che scioglie il filo invece di tagliarlo.

Se è necessario testare lo switch senza un alimentatore ATX, è necessaria un'alimentazione a 5 V per farlo

Per testarlo in questo modo, collega:

• 0v dell'alimentazione a gnd
• +5 dell'alimentazione a 5v standby
• un LED con resistenza di limitazione di corrente tra +5 e "accensione"
• un resistore da 10k da pwr_ok a +5v
• un test conduce a "pwr_ok"

Il LED si accenderà quando l'uscita del timer è bassa, il che è paragonabile all'accensione di un alimentatore ATX.

Cortocircuitare il puntale a 0v. L'interruttore dovrebbe spegnersi. Riaccendilo premendo il pulsante un secondo dopo.

E questo è tutto, test completato!