Programabilni napajalnik 42V 6A: 6 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Moj novi projekt je navdihnil programirljiv napajalnik, modul Ruideng. Je fantastičen, zelo zmogljiv, natančen in za primerno ceno. Na voljo je nekaj modelov glede izhodne napetosti in toka. Najnovejši so opremljeni s komunikacijskimi možnostmi (USB in Bluetooth).

Programabilni - spremenljivi napajalnik, opisan v tem članku, je namenjen elektronski mizi DIY. Prvotno je temeljil na modelu Ruideng DPS 5015 brez komunikacije. Med pisanjem mojega Instructable so bili na trgu predstavljeni komunikacijski moduli. To možnost sem dodal kot različico B.

Parametri:

• AC vhod: 100 - 220V
• AC frekvenca: 50Hz/60Hz
• Izhodna enosmerna napetost: 0 - 42V
• Izhod enosmernega toka: 0 - min. 4A, največ 5A (DPS5005) ali 6A (DPS5015)
• Ločljivost izhodne napetosti: 0,01V
• Ločljivost izhodnega toka: 0,01A, (0,001A za DPS5005)
• Izhodna moč: 200 W
• Natančnost izhodne napetosti: +/- (0,5% +1 številka)
• Natančnost izhodnega toka: +/- (0,5% +2 števke)
• Število spominov: 9 sklopov podatkovnih skupin in zadnja nastavitev (pomnilnik 0)

Kaj pomeni programabilno?

1. Napajanje Ruideng DPS 5015 ali DPS 5005. Parametre napajanja lahko prilagodite in jih shranite v notranji pomnilnik s sprednje plošče. Zunaj ne morete prilagajati in programirati nobenih parametrov. Od zunaj ni nobenega priključka in nobene povezave do programskih parametrov. Različica A.
2. Napajanje Ruideng DPS 5005 komunikacijska različica. Ta Ruideng modul omogoča komunikacijo z zunanje strani instrumenta prek mikro priključka USB ali Bluetooth. Vse parametre lahko prilagodite in programirate iz računalnika. Različica B.

Glavni programabilni parametri so:

1. Napetost
2. Trenutni
3. Prekomerno (napetost, tok in moč)

Orodja:

• Majhna žaga
• Vrtalnik
• Spajkalnik
• Multimeter

1. korak: Deli

V mojem primeru je glavni del programabilno napajanje Ruideng DPS5015. Ta modul vsebuje barvni LCD, ki prikazuje vse potrebne podatke. DPS5015 je bil na voljo po nizki ceni. Modul bi lahko zagotovil največji DC izhod 50V in tok 15A. Trenutna vrednost DPS 5015 tukaj ni v celoti izkoriščena, vendar sem jo kupil z začasnim popustom za manj kot 20 €. Najboljša rešitev za ta primer je model DPS5005, komunikacijska različica, priporočam ga.

Vsak DPS modul Ruideng potrebuje na svojem vhodu kakšno drugo napajanje (preklapljanje ali ne preklapljanje) z zmožnostjo oddajanja približno 50V in 5A ali več. Takšno napajanje je mogoče izvesti na glavnem transformatorju 220V/50V in nekaterih drugih komponentah. Ta rešitev je zelo težka in velike velikosti ter ni zelo učinkovita. Preklopno napajanje je bolj ekonomično. Zato sem se odločil za preklop napajanja na 220V AC na 48V DC. Nisem našel ustreznega, zato sem uporabil dva modula 220VDC/24VAC. Moduli so vzporedno povezani na svojih vhodih in zaporedno na izhodih.

Deli so:

• Stikalno napajanje Geekcreit 24V/4-6A, 2 kos, Banggood
• Različica brez komunikacije, programabilni PS Ruideng DPS5005, (ali DPS5015) Banggood
• Komunikacijska različica B, Programabilna komunikacija PS Ruideng DPS5005, DPS Banggood
• Plastična škatla za instrumente, Banggood
• Glavno stikalo za vklop, Banggood
• Ventilator 12V, na primer ebay
• Adapter 220VDC/12VDC, na primer ebay
• Ženske vtičnice za banane, 2 kosa, ebay
• Termistor, 10kohm, ebay
• Gonilnik za ventilator, zgrajen na majhni protoboard, Banggood
• Glavni napajalni kabel 220V, 2.5A v lokalni trgovini, je odvisen od vrste vtiča.

Deli v gonilniku za ventilator:

• Tranzistor 2N5401 ali BC337, Banggood
• Univerzalna dioda 1N4148, Banggood
• Trimerni upor 1kohm, Banggood
• Ženski konektor JST 2,5 mm na krovu, 3 kos, Banggood
• Moški konektor JST 2,5 mm s kablom, 3 kos, Banggood

2. korak: Shema ožičenja - Različica a - Brez komunikacije

Povezave med vsemi bloki bloki so prikazane na zgornji sliki. Na levi strani je vhod 220V, glavni kabel in glavno stikalo. Na sredini sta dva modula AC/DC 220V/24V. Ti moduli so vzporedno povezani na vhodu, napetost AC 220V AC. Oba modula sta zaporedno priključena na izhode in priključena na vhod programabilnega PS. Vsak modul oddaja 24V DC, zato je skupna izhodna napetost 48V. Programabilni PS DPS 5015 je pritrjen na izhodne priključke (plus in minus izhodne napetosti instrumentov) in s traknimi kabli na LCD zaslon. Na zgornji sliki je adapter 220V/12V, gonilnik ventilatorja in ventilator 12V. Na sliki ni prikazanega termistorja. Termistor z negativnim temperaturnim koeficientom, NTC je nameščen znotraj aluminijastega hladilnika.

Programabilni DPS 5005 po risbi vsebuje vsa elektronska vezja, ki se nahajajo v delu zaslona. V plastični škatli imate več prostora. Žice so priključene neposredno iz stikalnih napajalnikov na zaslon in iz priključkov zaslona na banane.

Shema strojne opreme gonilnika ventilatorja je na naslednji sliki. Povezava je zelo preprosta, le nekaj komponent. Tranzistor T1 vklopi ventilator glede na vrednost termistorja. Če je termistor izpostavljen višji temperaturi, se njegova vrednost upora zmanjša in tranzistor vodi večji tok, ventilator deluje. Dioda D1 ščiti tranzistor.

Na splošno za vse module ni potreben hladilni ventilator. Programiranje PS 5015 je opremljeno z lastnim majhnim ventilatorjem. DPS5005 ne potrebuje hlajenja. Oba preklopna modula zahtevata hlajenje v primeru večje izhodne moči. Zato sem zagotovil blok dveh stikalnih modulov z ventilatorjem. Ventilator je vklopljen, samo v primeru višje temperature aluminijastega hladilnika na eni od dveh modularnih plošč. Največ časa delovanja je programabilno napajanje.

Poseben adapter 220V/12V odda napetost 12V za ventilator. Odločil sem se za to rešitev, ker imam raje ločeno napajanje za ventilator.

3. korak: Shema ožičenja - komunikacija različice B

Shema ožičenja je enaka različici A, modul Ruideng DPS5005, dodana je samo komunikacijska plošča USB. To je na zgornji sliki. USB plošča je povezana z originalnim kablom s priključki na obeh straneh.

Če naročite komunikacijski model Ruideng z dvema komunikacijskimi ploščami, USB in Bluetooth, lahko pravočasno povežete samo eno ploščo, ker modul zaslona vsebuje samo en priključek.

Za obe plošči bi lahko obstajala rešitev, vendar nisem preveril funkcionalnosti naslednjega opisanega vezja. Oba modula namestite na prosti prostor plastične spodnje škatle. Predlagam, da se povežete kot prednostno ploščo - Bluetooth in USB sta povezana le v primeru priključenega kabla USB. Žice se lahko napajajo preko 12V releja 4PST ali preko dveh relejev DPST. Na izhodu adapterja je na voljo neodvisna 12V enosmerna napetost. Mikro stikalo postavite na mesto, kjer je vstavljen priključek USB, tako, da vstavljeni konektor aktivira stikalo. S stikalom bi se lahko napajal rele in preklopili žice na USB ploščo.

Na komunikacijske plošče naj bi prišle štiri žice: VCC, GND, TX, RX. Če lahko identificirate VCC in GND, morata preostali dve žici zamenjati en rele DPST. Obe plošči bi lahko bili trajno priključeni na napajanje, če je instrument vklopljen.

4. korak: Gradnja

Konstrukcijski koraki, različica A

Napajanje je nameščeno v že pripravljeno plastično škatlo za instrumente. To prihrani čas in poenostavi gradnjo. Naslednji koraki so za DPS5015. V primeru DPS5005 v koraku 3. samo namestite napetostni adapter in dobite nekaj prostega prostora na spodnjem delu plastične škatle::

1. Pripravite plastično škatlo: odstranite iste plastične pritrdilne noge z spodnjega dela škatle (označeno s krogom s črnim peresom). Izvrtajte luknje in izrežite okna v plastični sprednji in zadnji plošči v skladu s slikami zgoraj.
2. Stikalni PS in ventilator skupaj namestite v en sklop. Uporabite kovinske pravokotne spoje in vijake. Ta sklop pritrdite na spodnje plastično ohišje z omenjenimi spoji in vijaki. Ne pozabite pritrditi žic na sponke, ker kasneje to ni mogoče ali ni tako enostavno. Na žicah, ki gredo do priključkov za spajkanje vilic programabilnega modula.
3. Programabilni modul PS 5015 in adapter pritrdite na spodnje plastično ohišje s pomočjo spojev in vijakov. Pripravite žice za izhodne priključke in na njih spajkajte sponke vilic. Na izhodu adapterja spajkajte dve žici s priključkom JST na gonilnik ventilatorja in dve vhodni žici na vijačni priključek 220V.
4. Spajkanje delov gonilnika ventilatorja na majhnem tiskanem vezju ali prototipu. Velikost te plošče je približno 15 x 25 mm. Odrežite žice priključkov na ustrezno dolžino in jih spajkajte na izhod ventilatorja, termistorja in adapterja 12V.
5. Termistor namestite in pritrdite na hladilnik iz aluminija. Popravim ga tako, da v odprtino hladilnika vstavim termistor.
6. Deli namestite na sprednjo ploščo. Stikalo za vklop, dva priključka za banane in LCD zaslon.
7. Postavite sprednjo in zadnjo ploščo ter povežite vse žice.

Konstrukcija, različica B

Komunikacijsko ploščo USB namestite na prosti prostor plastičnega spodnjega dela tako, da je priključek obrnjen na desno. Na plošči USB sta dve luknji in s stojalom privijte ploščo na plastično škatlo. Na strani škatle izrežite luknjo za priključek.

Sprednja plošča

Na zadnji sliki je sprednja plošča. Lahko ga uporabite kot predlogo. Risba je bila narejena v programu Paint v sistemu Windows 10. Obliko lahko spremenite zelo preprosto. Risba se izvede natančno v velikosti sprednje plošče (lestvica v mm). Pri tiskanju je potrebno izbrati velikost tiskanja 100%. Če želite, da je lep, izberite foto papir in ga zaščitite s prozorno lepilno folijo.

Prilagoditev

Obstaja dobra praksa, da se med montažo preverijo vsi moduli in deli. Priporočam, da najprej preverim gonilnik ventilatorja, priključen na ventilator in priključen na 12V iz drugega napajalnika. Ventilator naj deluje ali ne deluje, odvisno od položaja trimerja. Nekje na sredini ventilatorja trimerja se le ustavi. Če termistor postavite na neko vroče mesto (na primer spajkalnik), se mora ventilator začeti vrteti.

Pri naslednjem pregledu obeh stikalnih napajalnikov. Priključite 220V iz vijačnega priključka na njihove vhode in priključite njihov izhod v serijsko. Izmeriti morate končno napetost 48V. Oba modula morata biti enaka glede na izhodno napetost in tok. Če jih lahko izberete, vzemite dva z izhodno napetostjo popolnoma enako. V tem primeru so napajalniki dobro uravnoteženi.

Če je napetost 48V pravilna, priključite programabilni PS. Bodite previdni, ne mešajte vhoda in izhoda, plus in minus na vhodu pa lahko uniči programabilni modul.

Na koncu priključite gonilniško ploščo za ventilator in vse preostale kable. Kabli, ki so na diagramu ožičenja debeli, morajo biti debelejši zaradi večjega toka. Na vhodu 220V mora biti premer žic približno 1 mm (največji tok 2A), na izhodu 48V mora biti premer 1,5 mm (največji tok 6A).

5. korak: Komunikacija

Obiščite spletno mesto s programsko opremo za povezavo in prenesite računalniško programsko opremo DPS5005 za komunikacijo. Podrobne informacije, kako namestiti programsko opremo in kako jo uporabljati, kako konfigurirati serijska vrata za USB, kako konfigurirati Bluetooth, so na video: komunikacija.

V programski opremi za računalnik so funkcije na zavihku Osnovno (prva slika) zelo podobne nastavitvam v različici brez komunikacije. Na zavihku Napredno (druga slika) so bolj izpopolnjene funkcije, ki bi jih lahko uporabili za samodejne meritve komponent. Razen bolj jasnih in poenostavljenih spominov za podatkovne skupine obstajajo še funkcije:

• Samodejni preskus - omogoča prilagajanje števila korakov (največ 10), časovnih intervalov glede na vrednost zakasnitve za vsak korak, napetost in tok za vsak korak.
• Pregled napetosti -omogoča prilagajanje izhodnega toka, začetne zaustavitve in stopnje vrednosti napetosti, ena skupna zamuda za vsak korak.
• Trenutni - skeniranje. Deluje enako kot merjenje napetosti. Prilagoditev izhodne napetosti, začetne zaustavitve in vrednosti koraka toka, ena skupna zamuda za vsak korak.

6. korak: Zaključek

Navodila za uporabo programabilnega PS Ruideng so v pošiljki. Samo nekaj komentarjev:

Zelo dobra lastnost je možnost priklopa ali odklopa obremenitve izhodnih priključkov s stikalom. Tako je treba med nastavitvijo napetosti in toka obremenitev izklopiti in zaščititi.

Na zgornjih slikah so primeri načina stalnega toka. V zgornji vrstici LCD -ja sta prikazana nastavljena napetost in tok. Na izhodnih priključkih je priključen upor 4,7 ohma. Čeprav je napetost nastavljena na 10 V, je napetost na izhodu približno 4,7 V, ker je tok nastavljen na 1A in je bil dosežen.

Na naslednji sliki je zener dioda pritrjena na izhod brez upora. Tok je nastavljen na vrednost približno 0,05A in napetostna linija prikazuje neposredno Zener napetost 4,28V. Pri takšnih meritvah komponent je pomembno preveriti prikazano moč na tretji veliki liniji (na primer 0,25 W). Uničil sem Zener diodo za 30V, ker sem pri nastavljanju 0,05A izgubil moč nad 1,5 W!

V 9 pomnilniških mestih je mogoče shraniti zelo pogosto uporabljene napetosti, kot so 3.3V, 5V, 6V, 9V, 12V in tako naprej, s pričakovanimi tokovi, nad napetostmi in nad tokovi.

Komunikacijska različica omogoča nekaj avtomatizacije za testiranje komponent. To je kot merjenje napetosti do amperskih lastnosti ali nekaj polnjenja baterije s časom in tokom, odvisno od napetosti.

Komentar o sprednji plošči. Na levi strani LCD zaslona je bilo preveč prostora. Razmišljal sem, da bi dal kaj norega, na primer LCD termometer za notranjo temperaturo ali opomnik za sedeč, a sem se nazadnje odločil za sliko, ker sem kot sprednji ovitek uporabil foto papir. Med lepo naravo (gore) in najlepšim mestom osvojite mesto.

Upam, da boste sami uživali v lepem napajanju.