Alimentatore programmabile 42V 6A: 6 passaggi (con immagini)

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

Il mio nuovo progetto è stato ispirato dall'alimentatore programmabile, il modulo Ruideng. È fantastico, molto potente, preciso e ad un prezzo ragionevole. Sono disponibili pochi modelli, per quanto riguarda la tensione e la corrente di uscita. I più recenti sono dotati di opzioni di comunicazione (USB e Bluetooth).

L'alimentatore programmabile - variabile descritto in questo articolo, è dedicato al banco elettronico fai da te. Originariamente era basato sul modello Ruideng DPS 5015 senza comunicazione. Durante la stesura del mio Instructable, sono stati introdotti sul mercato moduli con comunicazione. Ho aggiunto questa opzione come versione B.

Parametri:

• Ingresso CA: 100 - 220V
• Frequenza CA: 50Hz/60Hz
• Uscita in tensione CC: 0 - 42V
• Uscita in corrente continua: 0 - min. 4A, max 5A (DPS5005) o 6A (DPS5015)
• Risoluzione della tensione di uscita: 0,01 V
• Risoluzione corrente di uscita: 0,01 A, (0,001 A per DPS5005)
• Potenza in uscita: 200 W
• Precisione della tensione di uscita: +/- (0,5% +1 cifre)
• Precisione della corrente di uscita: +/- (0,5% +2 cifre)
• Numero di memorie: 9 set di gruppi di dati più l'ultima impostazione (memoria 0)

Cosa significa programmabile?

1. Alimentatore Ruideng DPS 5015 o DPS 5005. È possibile regolare i parametri dell'alimentatore e salvarli nella sua memoria internamente, dal pannello frontale. Non è possibile regolare e programmare alcun parametro esternamente. Non c'è nessun connettore e nessun collegamento per programmare i parametri dall'esterno. Versione A
2. Alimentatore Ruideng DPS 5005 versione di comunicazione. Questi moduli Ruideng consentono la comunicazione dall'esterno dello strumento tramite connettore micro USB o Bluetooth. È possibile regolare e programmare tutti i parametri dal PC. Versione B.

I principali parametri programmabili sono:

1. Voltaggio
2. Attuale
3. Sovraccarico (tensione, corrente e potenza)

Utensili:

• Seghetto alternativo piccolo
• Trapano
• Saldatore
• Multimetro

Passaggio 1: parti

Nel mio caso, la parte principale è l'alimentatore programmabile Ruideng DPS5015. Questo modulo contiene LCD a colori, che visualizza tutti i dati necessari. DPS5015 era disponibile a basso prezzo. Il modulo potrebbe fornire un'uscita CC massima di 50 V e una corrente di 15 A. Il valore attuale DPS 5015 non è sfruttato appieno qui, ma l'ho acquistato, in sconto temporaneo per meno di 20€. La soluzione migliore per questo caso, c'è il modello DPS5005, versione per comunicazione, l'ho consigliato.

Qualsiasi modulo DPS Ruideng richiede al suo ingresso un altro alimentatore, (commutabile o meno) con capacità di fornire circa 50 V e 5 A o più. Tale alimentazione potrebbe essere effettuata sul trasformatore principale 220V/50V e su alcuni altri componenti. Questa soluzione è molto pesante e di grandi dimensioni e poco efficiente. L'alimentazione a commutazione è più economica. Pertanto ho deciso di cambiare alimentazione, per cambiare 220V AC a 48V DC. Non sono riuscito a trovarne uno adatto, quindi ho usato due moduli 220VDC/24VAC. I moduli sono collegati in parallelo sui loro ingressi e in seriale sulle uscite.

Le parti sono:

• Alimentatore switching Geekcreit 24V/4-6A, 2 pezzi, Banggood
• Una versione, senza comunicazione, PS programmabile Ruideng DPS5005, (o DPS5015) Banggood
• Versione di comunicazione B, comunicazione programmabile PS Ruideng DPS5005, DPS Banggood
• Scatola degli strumenti in plastica, Banggood
• Interruttore di alimentazione principale, Banggood
• Ventola 12V, come per esempio ebay
• Adattatore 220VDC/12VDC, come per esempio ebay
• Prese jack banana femmina, 2 pezzi, ebay
• Termistore, 10kohm, ebay
• Driver per ventola, costruito su piccola scheda prototipi, Banggood
• Il cavo di alimentazione principale 220 V, 2,5 A dal negozio locale, dipende dal tipo di spina.

Parti nel driver per il ventilatore:

• Transistor 2N5401 o BC337, Banggood
• Diodo universale 1N4148, Banggood
• Resistore trimmer 1kohm, Banggood
• Connettore femmina JST da 2,5 mm a bordo, 3 pezzi, Banggood
• Connettore maschio JST da 2,5 mm con cavo, 3 pezzi, Banggood

Fase 2: Schema elettrico - Versione a - Nessuna comunicazione

Le connessioni tra tutti i blocchi sono riportate nell'immagine sopra. Sul lato sinistro c'è l'ingresso 220V, il cavo principale e l'interruttore principale. Al centro ci sono due moduli AC/DC 220V/24V. Questi moduli sono collegati in parallelo in ingresso, tensione AC 220V. Entrambi i moduli sono collegati sulle loro uscite in serie e collegati all'ingresso del PS programmabile. Ogni modulo fornisce 24 V CC, quindi la tensione di uscita totale è 48 V. Il PS DPS 5015 programmabile è collegato ai connettori di uscita (più e meno della tensione di uscita dello strumento) e tramite cavi a nastro al display LCD. Nella foto in alto c'è l'adattatore 220V/12V, il driver del ventilatore e il ventilatore 12V. Non è visualizzato il termistore sull'immagine. Termistore con coefficiente di temperatura negativo, NTC è montato all'interno di uno dei radiatori in alluminio.

Il programmabile DPS 5005, seguente disegno, contiene tutti i circuiti elettronici situati all'interno della parte del display. Hai più spazio nella scatola di plastica. I cavi sono collegati direttamente dagli alimentatori switching al display e dal display ai connettori a banana.

Lo schema per l'hardware del driver della ventola è nella prossima immagine. La connessione è molto semplice, solo pochi componenti. Transistor T1 accende il ventilatore in base al valore del termistore. Se il termistore è esposto a temperature più elevate, il valore del suo resistore diminuisce e il transistor conduce più corrente, la ventola è in funzione. Il diodo D1 protegge il transistor.

In genere, non è necessaria una ventola di raffreddamento per tutti i moduli. Programmazione PS 5015 è dotato di un proprio piccolo ventilatore. DPS5005 non necessita di raffreddamento. Entrambi i moduli di commutazione richiedono il raffreddamento in caso di maggiore potenza in uscita. Pertanto, ho fornito un blocco di due moduli di commutazione con ventola. La ventola è accesa, solo in caso di temperatura più alta del dispositivo di raffreddamento in alluminio su una delle due schede dei moduli. Il tempo di funzionamento più elevato è la silenziosità dell'alimentatore programmabile.

L'adattatore speciale 220V/12V fornisce la tensione 12V per il ventilatore. Scelgo questa soluzione, perché preferisco l'alimentazione separata per la ventola.

Fase 3: Schema elettrico - Comunicazione versione B

Lo schema di cablaggio è lo stesso della versione A, modulo Ruideng DPS5005, viene aggiunta solo la scheda di comunicazione USB. È sulla foto sopra. La scheda USB è collegata tramite il suo cavo originale con connettori su entrambi i lati.

Se ordini il modello di comunicazione Ruideng con due schede di comunicazione, USB e Bluetooth, puoi connettere solo una scheda alla volta, perché il modulo display contiene un solo connettore.

Potrebbe esserci una soluzione per entrambe le schede, ma non ho verificato la funzionalità del prossimo circuito descritto. Montare sullo spazio libero della scatola inferiore in plastica entrambi i moduli. Suggerisco di collegarsi come scheda prioritaria: Bluetooth e USB sono collegati solo in caso di cavo USB collegato. I cavi possono essere alimentati tramite relè a 12V 4PST o tramite due relè DPST. La tensione indipendente di 12 V CC è disponibile all'uscita dell'adattatore. Posizionare il microinterruttore in posizione, dove è inserito il connettore USB, in modo tale che il connettore inserito attivi l'interruttore. Tramite interruttore potrebbe essere eccitato il relè e commutare i fili sulla scheda USB.

Quattro fili che arrivano alle schede di comunicazione dovrebbero essere: VCC, GND, TX, RX. Se riesci a identificare VCC e GND, solo i due fili rimanenti dovrebbero essere commutati da un relè DPST. Entrambe le schede possono essere collegate all'alimentazione in modo permanente se lo strumento è acceso.

Fase 4: Costruzione

Fasi di costruzione, versione A

L'alimentazione è inserita nella scatola degli strumenti in plastica già pronta. Ciò consente di risparmiare tempo e semplificare la costruzione. I passaggi successivi sono per DPS5015. In caso di DPS5005 nel passaggio 3. basta montare l'adattatore di tensione e si ottiene un po' di spazio libero nella parte inferiore della scatola di plastica:

1. Preparare la scatola di plastica: rimuovere gli stessi piedini di montaggio in plastica dalla parte inferiore della scatola (contrassegnata da un cerchio con penna nera). Praticare dei fori e tagliare le finestre nel pannello anteriore e posteriore in plastica secondo le immagini sopra.
2. Montare sia la PS di commutazione che la ventola insieme in un unico gruppo. Utilizzare giunti metallici e viti ad angolo retto. Montare questo gruppo sulla custodia di plastica inferiore utilizzando i giunti e le viti menzionati. Non dimenticare di collegare i fili ai terminali, perché in seguito non è possibile o non è così facile. Sui fili che vanno ai connettori a forcella di saldatura del modulo programmabile.
3. Montare il modulo programmabile PS 5015 e l'adattatore sulla custodia in plastica inferiore utilizzando giunti e viti. Preparare i fili per i connettori di uscita e saldare su di essi i terminali a forcella. Sull'uscita dell'adattatore saldare due fili con connettore JST al driver della ventola e due fili di ingresso al terminale a vite 220V.
4. Saldare le parti del driver della ventola sul piccolo circuito di stampa o sulla scheda prototipi. La dimensione di questa tavola è di circa 15 x 25 mm. Tagliare i cavi del connettore alla lunghezza corretta e saldarli alla ventola, al termistore e all'uscita dell'adattatore 12V.
5. Posizionare e fissare il termistore su uno dei radiatori in alluminio. Lo risolvo inserendo il termistore all'interno del foro del dissipatore di calore.
6. Montare le parti sul pannello anteriore. Interruttore di alimentazione, due connettori a banana e display LCD.
7. Posizionare il pannello anteriore e posteriore e collegare tutti i cavi.

Costruzione, versione B

Montare la scheda di comunicazione USB sullo spazio libero della parte inferiore in plastica in modo tale che il connettore sia rivolto a destra. Sulla scheda USB, ci sono due fori e utilizzando il distanziatore, la scheda a vite sulla scatola di plastica. Tagliare un foro per il connettore sul lato della scatola.

Pannello frontale

Nell'ultima foto c'è il pannello frontale. Puoi usarlo come modello. Il disegno è stato realizzato nel programma Paint in Windows 10. Puoi modificare il design molto facilmente. Il disegno viene eseguito esattamente nelle dimensioni del pannello frontale (scala in mm). Stampando è necessario scegliere la dimensione di stampa 100%. Per renderlo bello, scegli la carta fotografica e proteggila con una pellicola adesiva trasparente.

Regolazione

È buona norma controllare tutti i moduli e le parti durante il montaggio. Consiglio di controllare il driver della ventola collegato alla ventola e collegato inizialmente a 12V da un altro alimentatore. La ventola dovrebbe funzionare o non funzionare a seconda della posizione del trimmer. Da qualche parte nel mezzo della ventola della traccia del trimmer, fermati. Se metti il termistore in un luogo caldo (come un saldatore), la ventola dovrebbe iniziare a ruotare.

Successivamente controllare entrambi gli alimentatori switching. Collegare 220V dal morsetto a vite ai loro ingressi e collegare la loro uscita alla seriale. Dovresti misurare la tensione finale 48V. Entrambi i moduli dovrebbero essere uguali per quanto riguarda la tensione e la corrente di uscita. Se puoi sceglierli, prendine due con la stessa tensione di uscita. In questo caso gli alimentatori sono ben bilanciati.

Se la tensione 48V è corretta, collegare PS programmabile. Fai attenzione, non mischiare input e output, e più e meno sull'input, il modulo programmabile può essere distrutto.

Alla fine collegare la scheda driver per la ventola e tutti i cavi rimanenti. I cavi disegnati come spessi sullo schema elettrico dovrebbero essere più spessi, a causa della maggiore corrente. In ingresso 220V, il diametro dei fili dovrebbe essere di circa 1 mm (corrente massima 2A), in uscita 48V dovrebbe essere un diametro di 1,5 mm (corrente massima 6A).

Passaggio 5: comunicazione

Visita il sito con il software di comunicazione link e scarica il software PC DPS5005 per la comunicazione. Informazioni dettagliate, come installare il software e come utilizzarlo, come configurare la porta seriale per USB, come configurare il Bluetooth, sono in video: comunicazione.

Sul software per PC, le funzioni nella scheda Base (la prima immagine) sono molto simili alle impostazioni nella versione senza comunicazione. Nella scheda Avanzate (la seconda immagine) sono presenti funzioni più sofisticate che potrebbero essere utilizzate per le misurazioni automatiche dei componenti. Tranne memorie più chiare e semplificate per gruppi di dati ci sono funzioni:

• Auto test - consente di regolare il numero di passi (massimo 10), gli intervalli di tempo in base al valore di ritardo per ogni passo, la tensione e la corrente per ogni passo.
• Scansione di tensione -consente di regolare la corrente di uscita, l'arresto di avvio e il valore di passo della tensione, un ritardo comune per ogni passo.
• Corrente - scansione. Funziona allo stesso modo della scansione della tensione. Regolazione della tensione di uscita, start stop e valore di passo della corrente, un ritardo comune per ogni passo.

Passaggio 6: conclusione

Il manuale dell'utente per PS programmabile Ruideng è incluso nella spedizione. Solo alcuni commenti:

Ottima caratteristica è la possibilità di collegare o scollegare il carico sui connettori di uscita tramite interruttore. In questo modo, durante la regolazione della tensione e della corrente, il carico dovrebbe essere spento e protetto.

Nelle immagini sopra, ci sono esempi di modalità a corrente costante. Sulla riga superiore dell'LCD vengono visualizzate la tensione e la corrente impostate. Sui connettori di uscita è collegata una resistenza da 4,7 ohm. Sebbene la tensione sia impostata su 10 V, la tensione in uscita è di circa 4,7 V, poiché la corrente è impostata su 1 A ed è stata raggiunta.

Nell'immagine successiva c'è un diodo Zener collegato all'uscita senza resistore. La corrente è impostata su un valore di circa 0,05 A e la linea di tensione mostra direttamente la tensione Zener di 4,28 V. Con tali misurazioni di componenti è importante controllare la potenza visualizzata sulla terza linea grande (0,25 W nell'esempio). Ho distrutto un diodo Zener per 30V, perché regolando 0,05 A, avevo perso potenza oltre 1,5 W!

In 9 posti di memoria possono essere immagazzinate tensioni usate molto spesso, come 3,3V, 5V, 6V, 9V, 12V e così via, con le relative correnti, sovratensioni e sovracorrenti previste.

La versione di comunicazione consente una certa automazione per il test dei componenti. È come la misurazione delle caratteristiche della tensione in ampere o la ricarica di una batteria con il tempo e la tensione che dipendono dalla corrente.

Commento sul pannello frontale. C'era troppo spazio sul lato sinistro del display LCD. Stavo pensando di mettere lì qualcosa di pazzesco, come un termometro LCD per la temperatura interna o un promemoria sedentario, ma alla fine ho deciso per l'immagine, perché ho usato la carta fotografica come copertina. Tra bella natura (montagne) e la città più bella, conquista la città.

Spero che ti divertirai a fare il bel alimentatore da solo.