Napajanje s klopjo USB-C: 10 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Napajalnik za klop je bistveno orodje, ki ga morate imeti pri delu z elektroniko, saj lahko nastavite natančno napetost, ki jo potrebuje vaš projekt, in lahko tudi omejite tok, ko bodo stvari po načrtu resnično koristne. Bench Power Supply, presenetljivo zmogljiv napajalnik, ki se napaja prek USB-C Power Delivery.

To je res preprosta izdelava, ki bi morala vzeti le nekaj ur, najboljši del pa stane manj kot 12 USD, vključno s poštnino!

Zaloge

• Modul za napajanje USB -C - Aliexpress
• Napajalnik - Aliexpress
• Terminali za priključke za banane - Aliexpress
• Stikalo za vklop - Aliexpress

Korak: Oglejte si video

Videoposnetek gre prek istih informacij, ki jih prikažem v Instructables, vendar bi bilo morda lažje videti, kako izgleda in deluje napajalnik z uporabo videoposnetka.

2. korak: Dostava napajanja prek USB-C

Če niste seznanjeni z napajanjem USB-C, sem mislil, da bom na kratko predstavil, kaj je to. (prosim preskočite)

Napajanje USB-C ali PD je standard USB-C, ki ga lahko uporabite za napajanje do 100 W. Danes vse več naprav poganja PD, kot sta Nintendo Switch in Apple Macbooks. Vsi polnilci, ki napajajo naprave USB-C, niso napajalniki PD, običajno na njih posebej navedejo, ali podpirajo PD.

Mislim, da je USB-C PD pogosto napačno razumljen. Čeprav podpira različne napetosti, s PD ne morete nastaviti posebne napetosti, vendar je omejen na 5 različnih ravni napetosti:

• 5V
• 9V
• 12V (tehnično ni več del standarda, vendar ga nekatere zaloge še vedno podpirajo)
• 15V
• 20V

Kljub temu pa vse zaloge ne morejo zagotoviti vsega tega. Na primer polnilniki Mac podpirajo le 5, 9 in 20V.

Naprava, ki jo napaja PD, se pogaja z napajalnikom, da sprejme raven napetosti, ki ji najbolj ustreza. Toda pri napajanju s klopi običajno želite imeti natančen nadzor nad napetostjo in tudi želite omejiti tok, česar ne morete storiti z napajanjem PD. Čeprav lahko PD pri pogajanjih z oskrbo upošteva trenutne zmogljivosti napajalnika, vendar to nikakor ne omejuje, je preverjanje, ali bo napajanje lahko zagotovilo tok, ki ga naprava potrebuje. Toda s to zgradbo lahko pridobite udobje, da lahko uporabljate vir napajanja PD, tudi združljivo baterijo, s funkcijami, ki bi jih pričakovali od tipičnejšega napajalnika, vključno z možnostjo povečanja na višje napetosti kot običajno PD podpira.

3. korak: Komponente za izdelavo

USB-C PD Decoy modul

Prva stvar, ki jo potrebujete za to gradnjo, je način pogajanja z napajalnikom USB-C PD. Kot smo že omenili, se naprava, ki se napaja, običajno pogaja s polnilnikom, da se odloči, katero napetost vzeti iz napajalnika, kar potrebujemo, je nekaj, kar moramo storiti namesto nas.

Za to obstaja več možnosti. Naredil sem videoposnetek, ki si ogleduje nekatere od njih, če ga želite preveriti.

Vsak ima svoje prednosti, toda tisti, ki sem ga izbral za to gradnjo, je ta, ki temelji na IC2727 IC, ki je enak tistemu, ki ga uporabljam na svojem TS100 Flex-C-prijatelju.

To je dobra izbira, ker:

• poceni je, stane le 2 USD.
• Njegovo vedenje je zelo primerno za ta projekt. IP2721 je mogoče konfigurirati tako, da učinkovito sprejme najvišjo napetost, ki jo ponuja napajalnik, kar je dobro za ta primer uporabe. (Prepričajte se le, da modul preklopite na “HIGH”)

Napajalni modul

Glavni del tega projekta je modul ZK-4KX Buck-Boost. Ta vsebuje zaslon in kontrole za uporabo napajanja. Ta modul nam bo omogočil pretvorbo napetosti, ki jo dobimo iz napajanja PD, v vse, kar potrebujemo, tudi z višjo napetostjo.

Te vrste modulov niso nove, vendar jih pogosteje opazimo v projektih, kot je pretvorba starih napajalnikov za osebne računalnike v napajalnike Bench.

ZK-4KX je najcenejši od teh vrst modulov, na katere sem naletel, plačal sem le 7,50 USD, vključno z dostavo za mojega, in čeprav se zdi precej poceni, sem bil pravzaprav presenečen nad funkcijami, ki jih ima. Oddaja lahko med 0 in 30 V (tudi če je vhod manjši od 30 V) in lahko zagotovi do 3A (4A z ventilatorjem). Skupna omejitev moči je 35 W (50 W z ventilatorjem), o kateri bom govoril v naslednjem koraku.

Dražji imajo različne vmesnike in podpirajo tudi večjo moč, vendar ne pozabite, da boste še vedno omejeni s količino energije, ki jo lahko zagotovi PD.

Drugi deli zgradbe

Zadnja stvar, ki sem jo uporabil, je nekaj vtičnic Banana jack, ki se običajno uporabljajo za napajanje klopi, zato bo delovalo s standardnimi kabli in nato na koncu stikalo za enostavno izklop napetosti na ZK- 4KX. Tako za vtičnice kot za stikalo poskrbite, da boste dobili tiste, ki obvladajo tok, ki ga boste uporabljali s to oskrbo, nekatere cenejše ne bodo zmogle dovolj. Potrebovali boste tudi žico, jaz sem uporabil Stranded 22 AWG.

Drugi potrebni deli

Če želite dejansko uporabiti napajalnik za klop, boste potrebovali nekaj dodatnih stvari.

Napajalnik USB-C, ki podpira PD. V bistvu bi morala ustrezati vsaka napajalna enota. Nekateri vodijo, da lahko napajalnik priključite na svoje projekte.

4. korak: ohišje

Za ohišje, v katerem je vse, sem na koncu spremenil enega, ki sem ga našel v Thingiverseu. Uporabil sem Tinkercad, da sem ga prilagodil glede na dele, ki sem jih imel za izdelavo, in dodal nekaj prezračevanja za osnovo, tukaj pa najdete STL -je.

Vendar vam ni treba uporabljati 3D tiskalnika, vsaka dovolj velika škatla bi morala opraviti delo.

Obstaja nekaj stvari, ki bi jih lahko naredili za potencialno izboljšanje gradnje, o njih pa bom govoril v naslednjem koraku.

5. korak: Montaža

Potem ko smo natisnili ohišje in se prepričali, da je vse v redu, je prišel čas za montažo, kar je pravzaprav naravnost naprej.

Izhod modula PSU mora biti priključen neposredno v dve vtičnici Banana jack

Ozemljitev priključim neposredno iz modula IP2721 na priključek “IN -” modula PSU. VCC IP2721 je najprej priključen na stikalo, nato pa je drugi pin stikala priključen na priključek “IN +” modula PSU.

Uporabil sem orodje za stiskanje, da sem žicam dodal obročke in priključke za varno povezavo, vendar mislim, da bi lahko uporabili nekaj spajkanja, vendar bodite previdni, da ne stopite plastike vtičnic ali stikala. Za modul IP2721 sem dodal tudi vijačni priključek, to je le standardni 5 mm. Priporočljivo je tudi, da žice ne spajkate, preden jih uporabite z vijačnim priključkom.

Za pritrditev modula IP2721 sem uporabil nekaj vročega lepila, ZK-4KX pa sem dodal še pikico, saj je bil malo ohlapen. In to je gradnja končana!

6. korak: Začetna konfiguracija

Preden začnete uporabljati zalogo, morate konfigurirati nekaj stvari, ki pa bodo shranjene v modulu PSU, zato jih boste morali narediti le enkrat.

Če želite vstopiti v konfiguracijski način, pritisnite in držite gumb »UI«, dokler se zaslon ne spremeni. Za krmarjenje po možnostih konfiguracijskega menija kliknite gumb »SW«. Celotna paleta možnosti je navedena v opisu modulov, vendar bom zajel le tiste, za katere menim, da so najpomembnejše.

Prva stvar, ki jo priporočam, je, da spremenite privzeto vedenje, saj ob vklopu nerazložljivo samodejno omogoči izhod, ne vidim, zakaj bi si kdo to želel, na srečo pa je nastavljiv.

Pri konfiguracijski možnosti »OPEN« kliknite in držite kolesce dajalnika, dokler se možnost ne spremeni v OFF.

Nato želimo modulu nastaviti splošno omejitev porabe energije, kar je še posebej uporabno, če je napajalnik PD manjše moči, saj bo ustavil napajanje modula PSU z večjo močjo, kot jo ima napajanje PD.

Pri možnosti »OPP« ustrezno nastavite moč z vrtljivim dajalnikom. S pritiskom na kodirnik spremenite številko, ki jo spremenite.

Ena zelo pomembna stvar pri tem je, da se zdi, da omejitev moči, ki jo nastavite, velja za izhodno moč modula, ne za vhodno. Modul pri pretvarjanju napetosti porabi določeno količino energije, ta trdi, da je 88% učinkovita, kar pomeni, da bo za dovajanje 10 W moči na izhodu morda potreboval do 11,5 W na vhodu. Nisem prepričan, koliko bi verjel tej številki, zato mislim, da bi bilo najbolje, da to omejite na 80% tistega, kar zmore vaša ponudba.

Na strani z izdelkom je omenjeno tudi, da je največ 35W, ki ga modul lahko naredi z "naravnim odvajanjem toplote" ali z drugimi besedami, brez ventilatorja.

Po tem se mi zdi vredno znižati temperaturo, pri kateri bo modul prekinil, privzeto je 110c, kar se mi zdi nekoliko prijetno. Pri možnosti »OTP« (čeprav mi je »t« bolj podobno »r«) lahko tukaj z vrtljivim dajalnikom spremenite temperaturno mejo. Mojega sem nastavil na 80c, kar je minimum.

Če želite zapreti konfiguracijski meni, znova pritisnite in pridržite gumb uporabniškega vmesnika.

7. korak: Osnovno delovanje

Nato poglejmo, kako ga uporabljati. Glavna stvar, ki jo želite narediti z napajalnikom, je, da nastavite napetost in omejitev toka. Če želite to narediti, enkrat pritisnite gumb »UI«. Prva stvar, ki jo konfigurirate, je napetost, ki je enaka krmiljenju z vrtljivim dajalnikom kot prej. Če se želite premakniti na nastavitev toka, znova pritisnite gumb »UI« in uporabite vrtljivi dajalnik kot prej. Če želite zapustiti ta meni, znova pritisnite gumb »UI« ali pa bo po nekaj sekundah potekel čas.

Nazaj v glavnem meniju, da omogočite izhod, pritisnite vrtljivi dajalnik. Medtem ko je izhod omogočen, lahko z vrtenjem dajalnika prilagodite napetost, vendar bi to uporabil le za manjše nastavitve, saj je precej počasen.

Če želite spremeniti, kar je prikazano na zaslonu, lahko z enim samim pritiskom na gumb »SW« spremenite spodnjo vrstico v ampere, vate, ure amper ali omogočen čas.

Če želite spremeniti zgornjo vrstico, morate pritisniti in držati gumb “SW” in lahko spreminjate med napetostjo ven, napetostjo v in temperaturo.

8. korak: Ali je to dobro?

Dobro vprašanje!

Vsekakor je bolje, kot sem sprva pričakoval, ko bom kupil stvari zanj. V paru z napajalnikom PD je to res kompaktna rešitev, ki jo lahko uporabite kjer koli.

Vmesnik je…. samo ok. Glede na vrsto zaslona nisem prepričan, kako bi drugače lahko ravnali, vendar pogosto pozabim, kateri gumb kaj naredi, in zaradi utripajočega znaka, ki označuje, katero številko spreminjate, se zdi precej neodziven

Napetost napetosti je precej dobra, čeprav se pri večjih obremenitvah nekoliko spusti, nič preveč norega, vendar je slabša od mojega napajalnika Tenma.

Zaščita pred prenapetostjo se sproži, ko to pričakujete, čeprav v tem stanju oddaja nekaj napetosti, česar nisem pričakoval, vendar to počne tudi Tenma.

Kar zadeva valovanje, ne skrbite, glede na seznam ima nizko valovanje (…….. nimam področja uporabe)

9. korak: Kaj bi izboljšal?

Če bi ponovno gradil ta projekt, bi razmislil o nekaj spremembah.

Prvič, 3d ohišje bi bilo vsekakor mogoče izboljšati. Spremenjena različica, ki sem jo naredil, je v redu, vendar nisem 3D oblikovalec! T

njegovo glavno vprašanje je lenobno delo, ki sem ga opravil, da bi postavil modul IP2721, niti približno se ne prilega, le prepričal sem se, da je dovolj velik, da ne bo težav, in pustil sem, da vroče lepilo odpravi vse težave tam.

Opazili boste tudi, da imam nalepke, ki označujejo pozitivno in negativno. Ko sem spreminjal primer, nisem mislil, da bom potreboval te navedbe, ker sem mislil, da bo barva vtičnic dovolj, vendar ni tako, več o tem čez minuto.

Prav tako bi bilo lepo, če bi podnožje ohišja pritisnili v preostali del, trenutna zasnova je za vijake M2.5, vendar nimam dovolj dolgega. Trenutno ostaja na mestu samo zaradi trenja, vendar to morda ni enako za vse tiskalnike.

Priključki za banane, ki sem jih dobil, so dobre kakovosti, vendar mislim, da bi bilo bolje, če bi se odločili za tiste, ki so po slogu podobne tistim na Tenmi, kajti če dobite kabel, ki je zavit kot ti, morate odviti plastiko ovitek. In zato moram označiti, katera je katera!

Nisem prepričan, ali je stikalo res tako uporabno, modul IP2721 bi bil še vedno napajan, kar ni velika stvar, a verjetno boste le izklopili napajanje mize, ko boste vseeno končali.

In končno, če želite povečati moč, ki jo lahko vnesete skozi modul, bi morali najti način za vgradnjo ventilatorja v zasnovo ohišja in najti način za njegovo napajanje (morda ločen pretvornik denarja.)

10. korak: Zadnje misli

Mislim, da je to uporabna naprava, saj je bilo za nakupovanje delov poceni in hitro sestavljanje, pri čemer se ne upošteva časa, ki je potreben za tiskanje ohišja, to lahko enostavno zgradite v eni uri.

Zato mislim, da če že imate vir napajanja za PD in želite dobiti poceni napajalnik Bench, mislim, da je to res dobra možnost.

Vseeno bi me zanimalo mnenje drugih ljudi o tem. Dober kraj za to je v moji neskladnosti, tam boste našli veliko koristnih ustvarjalcev.

Prav tako bi se rad zahvalil svojim Github sponzorjem, ki so mi pomagali podpirati in čudne stvari, ki jih rad ustvarjam.

Hvala za branje!