Bygg en dobbel 15V strømforsyning ved bruk av hyllemodulene for under $ 50: 10 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Introduksjon:

Hvis du er en hobbyist som driver med lyd, vil du være kjent med dual rail -strømforsyninger. De fleste lydkort med lav effekt, for eksempel forsterkere, krever alt fra +/- 5V til +/- 15V. Å ha en spenningsforsyning med to spenninger gjør det mye enklere når du prototyper design eller bare generelle reparasjoner.

Denne strømforsyningen er enkel å sette sammen, siden den vanligvis brukes på hyllemodulbrettene, med unntak av regulatorbrettet, som du må bygge selv. Imidlertid er det en grunn bak det som jeg kommer til senere.

Reguleringskortet som brukes har spenninger fra +/- 1,25V til 37V (avhengig av inngangsspenningen). Jeg trenger bare +/- 15V, så en inngangsspenning et par volt over det (rundt 19V) er greit. LM317 og LM337 spenningsregulatorer kan også pumpe ut rundt 1,5A ea (avhengig av hvor mye spenning de slipper), så strømforsyningens nåværende vurdering må også være høyere enn dette. Det er derfor jeg valgte to bærbare strømforsyninger for å levere inngangsspenningene. De leverer 19V og rundt 3.4A, noe som er mer enn nok til å forsyne regulatorbordet. For ikke å snakke om at de er billige som chips.

Jeg ønsket også en lineær strømforsyning, da de vanligvis har mindre DC-krusning på utgangen (selv om de ikke er like effektive som en full brytermodus). Det er billig og effektivt å bruke en strømforsyning med brytermodus til å senke 240VAC til 19V. Byttingen deres er også generelt over lydbåndet, så det påvirker ikke støy fra strømforsyningen i testbitene dine. De lineære regulatorene vil filtrere bort det meste av gjenværende DC -krusning. Så du får stort sett det beste fra begge verdener.

Målerne som brukes kan måle spenning og strøm (0-100V og 0-10A), har to farger for enkel lesing.

Med noen få modifikasjoner kan du gjøre en haug med deler til en veldig nyttig benkestrømforsyning.

Merk: En ting denne strømforsyningen ikke har, og det er en konstant strømregulerende kontroll. LM317/337 -regulatorene selv har noen overstrømsbeskyttelse, men jeg ville ikke kjørt dem for lenge på denne måten. Derfor ble lastbryteren plassert i dette prosjektet. Så hvis det er import, kan du bruke et annet regulatorbord som passer dine behov.

Trinn 1: Et advarselsord og generelle merknader

240V ledninger og strømforsyninger til bærbare datamaskiner:

Siden dette prosjektet bruker høyspenninger (240V), kan de være ganske dødelige hvis du tar feil. Hvis du er usikker på hvordan du kobler til høyspenningskomponenter, eller ikke er komfortabel med å arbeide med strømførende utstyr, er mitt forslag å ikke prøve dette. Jeg tar ikke noe ansvar hvis du dreper deg selv. Jeg vil ikke høre fra deg etter at du har dømt til å si Pete, jeg elektrokuterte meg selv og nå er jeg død - OK ??

Når det er sagt, har du et par andre alternativer:

1. Bare bruk strømforsyningene til den bærbare datamaskinen i den medfølgende formen, og bruk noen likestrømkontakter på baksiden av esken. Det betyr bare at du må koble til to bærbare strømforsyninger - men det er et mye tryggere alternativ. Du må imidlertid finne en annen løsning for å forsyne LED -målerne, da de også krever separate forsyninger.

2. Du kan montere forsyningene til den bærbare datamaskinen i etuiet, og bare kutte 240V -pluggene og koble dem direkte til en IEC -kontakt på baksiden. Imidlertid trenger du et større etui enn det jeg har brukt, og igjen har det live -tilkoblinger, så det er ikke så trygt.

LED -panelmålere + forsyningsspenninger:

Det finnes flere typer LED -målere på markedet. De gjør alle i hovedsak det samme, men forbindelsene deres er ikke alltid de samme. Det er ikke alltid garantert å gå av målebåndet. Når du bestiller, prøv å få koblingsskjemaet. Vanligvis vil de to tykke ledningene være gjeldende shuntmåler. De tre andre vil være målereffekt (for å drive skjermen som er rød/svart) og en gul spenningssensor for å måle spenningen.

Det du vil legge merke til med målerne er at de har et felles jord- eller 0V -punkt (de svarte ledningene er koblet sammen internt). For dette prosjektet er det ikke bra. Det er derfor målerne drives separat via to små strømforsyningskort (240VAC til 12VDC modulkort). Du må også bruke to tavler for å koble til strøm, ellers vil du kortere utgangene når du bruker strømforsyningen. En annen viktig grunn er at LED -målerne krever et minimum eller 4,5V for å kjøre. Så hvis du reduserer effekten til 1,25V fra regulatorbordet, vil ikke målerne slås på.

Trinn 2: Materialregning

Dette er hva du trenger. Du kan kjøpe alt dette på Ebay, Amazon eller Aliexpress. Jeg kjøpte alt på Ebay

- Plastkasse (jeg har brukt et plastinstrumentveske) - $ 12-15

- 1x LM317/337 regulatorsettkort - $ 10

- 2x 19V 3.42A bærbare strømforsyninger - $ 6,75 stk

- 2x 240VAC til 12VDC 450mA trinnvise transformatorplater for brytermodus - $ 1,50 stk

- 2x spenning/strømpanelmåler 0-100V/0-10A- $ 3,50 ea (billigere i bulk og tilgjengelig i forskjellige farger)

- 2x 10K ohm multi turn gryter + knapper som passer - $ 2 ea (du kan bruke de medfølgende grytene, men multi -turn er lettere å sette)

- Diverse og generell maskinvare: 240VAC -bryter (jeg brukte en med 12VDC LED -lys), bindende terminaler (6), IEC -kontakt, sikringer og sikringsholdere (3), liten avskjæring av aluminiumsvinkel (2), stand offs (6), generelle lengder på ledning og varmekrymping - sannsynligvis ytterligere $ 5-10

Merk 1: Sikringene som skal brukes vil avhenge av hvor mye strøm du har tenkt å bruke. Jeg vil foreslå 1-1,5A for de to regulatorbrettene og 0,5A for 240V-forsyningen. Du kan gå lavere så godt som du ikke vil tegne 7A fra begge rekvisita.

Merknad 2: Den dyreste delen av bygget er saken. Så hvis du kan finne en billigere eller vil rulle din egen, vil du spare noen få dollar.

Merknad 3: Det er noen få merker med flersvinger eller presisjonsgryter tilgjengelig Den som ble sendt var en Bochen-merket gryte, som har spesifikke knapper tilgjengelig og ikke bruker standard grove knurlknotter. Det spiller ingen rolle hvilken type du bruker, bare at du kan få knapper som passer.

Merk 4: Jeg kjøpte disse strømforsyningene til den bærbare datamaskinen, da de bare var omtrent $ 6ea. Spar noen få kroner igjen hvis du tilfeldigvis har noen få gamle.

Trinn 3: Skjemaer og koblingsskjemaer

Det første bildet er det originale skjemaet for et lagerregulatorkort, med inngangshett og likeretter inkludert, ved hjelp av en AC 12V-0V-12V transformator for å drive kortet (for denne strømforsyningen bruker vi ikke)

Det andre bildet er koblingsskjemaet for alle individuelle kort å koble sammen

Tredje og fjerde bilde er ledningsdiagrammer for panelmålerne (jeg brukte) som viser forskjellige konfigurasjoner for strøm og måling. I hovedsak i dette prosjektet bruker vi det fjerde diagrammet.

Trinn 4: Strømforsyning til bærbar datamaskin

Hvorfor 19V bærbare strømforsyninger?

Grunnen til dette er at regulatorbrettet opprinnelig var designet for å kjøre av en dobbel 12V vekselstransformator (12V-0-12V). Men hvis du ser på kostnaden for en av disse enten fra ebay eller i din lokale elektronikkbutikk - er de rundt $ 30 AU. To bærbare forsyninger kommer inn på halvparten av det.

Hvis du vil ha en høyere spenning ut av regulatorene, bare bruk en høyere inngangsspenning. Husk at regulatorbrettene sender ut +/- 37V, så inngangen kan være noen få volt over det. Bare husk, jo høyere spenningsforskjell (inngang til utgang), jo mer varme produseres av regulatorene. For eksempel: hvis inngangsspenningen er 35V og utgangen er 5V, kommer det til å bli mye varme utviklet, og du kan trenge større kjøleribber og/eller en vifte.

Klargjøre bærbare datamaskiner

For min konstruksjon tok jeg rekvisita ut av eskene, da jeg trengte dem for å passe i instrumentetuiet. Hvis du bare skal bruke den bærbare datamaskinen som den er og bruke DC -kontakter, kan du hoppe over dette trinnet.

Det du må gjøre er å knekke plasthuset. Bruk en flat skrutrekker og lirk kanten forsiktig til toppen løsner. Fjern deretter kretskortet.

På det andre bildet har jeg boret et stykke vinkelaluminium og boret noen hull i siden av forsyningen (jeg tror jeg brukte de eksisterende hullene i forsyningen). Vær forsiktig så du ikke skader noen komponenter mens du gjør dette. Jeg har også boret noen ekstra hull for å skru monteringsstolper til den og feste enheten til bunnen av plasthuset. Å bruke vinkelen gjorde det litt mer solid enn bare å bruke monteringsstolper.

Ledningene som kom ut av brettet så litt lys ut, så jeg har byttet dem til tyngre måler. Avlodde de gamle ledningene, sett de nye ledningene gjennom toppen av brettet og loddet på plass på bunnen av brettet (i ettertid burde jeg ha brukt en lysere måler, men lengre lengder da det var vanskelig å ha så mange ledninger tilkoblet til de samme punktene).

Den bærbare datamaskinen har også en strøm -LED. De er ikke nødvendig, men du kan beholde dem hvis du vil ha bekreftelse på at hver forsyning fungerer effektivt (de dør ut hvis det er et problem med forsyningen eller beløpet som trekkes). Jeg beholdt dem for lettere å finne feil.

Merk: Du bør bruke samme type bærbar strømforsyning. Årsaken er at hvis spenningene er litt mindre, kan de ha en tendens til å synke strøm inn i seg selv og løpe bort og deretter blåse. Vanligvis bør det ikke være et problem hvis du bruker de samme rekvisitaene. Men hvis du er bekymret eller ønsker ekstra beskyttelse, kan du plassere et par strømdioder (for eksempel IN4004 eller IN5404) omvendt forspent over utgangene til hver forsyning (så katode til positiv, anode til negativ). Dette vil stoppe hver forsyning fra å synke noen strøm fra spenningene blir litt av, eller hvis den ene forsyningen slår seg på før den andre.

Trinn 5: Bygg LM317/337 -regulatoren og første test

Regulatorbordet kommer i settform, noe som betyr at du må lodde det opp selv. Det er noen få leverandører som vil selge dem ferdigmontert for noen få ekstra dollar. Noen ganger kan fjerning av komponenter fra denne typen brett ved et uhell rive spor av. Du må uansett fjerne noen komponenter, så det er like enkelt å bygge dem i utgangspunktet uten dem.

Det første bildet viser et ferdig bord (slik det skulle se ut hvis du lager det). Det andre bildet viser imidlertid modifikasjonene med inngangshettene og likeretteren fjernet. Jeg har i stedet lagt til koblinger for å endre inngangsklemmen for å godta +/- 19V og lede den til inngangen til regulatorene. Du kan beholde inngangshettene hvis du vil, men de er ikke nødvendige, ettersom de bærbare forsyningene er ganske gode.

Du vil også merke at jeg har satt inn terminaler for LED -strømlampen og også grytene bare for å gjøre det enkelt å fjerne brett om nødvendig.

Så bare sett sammen brettet som i instruksjonene, bortsett fra modifikasjonene ovenfor.

Når den er fullført, kobler du den til en fungerende strømforsyning og bekrefter utgangen fra hvert regulatortrinn. Husk at hvis du bruker en enkelt inngangstilførsel for å teste, +/- inn (på +/0V-terminalene) +/0V ut av regulatorbordet. +/- inn (på 0V/- terminaler), 0V/- ut av regulatorbordet. Sørg for at du kan justere utgangsspenningen (siste bildet som viser ekstern strømforsyning).

Trinn 6: Forbered saken

Mål ut hvordan du vil at komponentene skal sitte på baksiden av front- og bakpanelene. Husk at det kommer tilbake til fronten (jeg gjorde den feilen selv). Egentlig ville jeg ha speilbildet på frontpanelet. Men heldigvis hadde jeg ikke gjort bakpanelet ennå, så jeg fikk det bare til å passe foran (eller jeg hadde kanskje snudd det rundt 180 grader).

Bor først hull med små bor. Forstør deretter med en større borekrone. Hvis du ikke har store nok borekroner (som jeg har), kan du bruke en reamer for å forstørre hullene (veldig praktisk verktøy).

Når alle hullene er boret, slår du utskjæringene for målerpanelene og arkiverer akkurat nok til at måleren og IEC -kontakten passer.

Jeg har også lagt til noen etiketter foran (ved hjelp av brevark). Du kan få disse online, eller du kan skrive ut din egen på klart skriverpapir. Så sprayet jeg bare litt beskyttelseslakk over toppen.

Trinn 7: Montering av maskinvaren

Når front- og bakpanelene har hatt tid til å tørke, monterer du all maskinvare på front- og bakpanelene.

De to strømforsyningene til den bærbare datamaskinen kan monteres på bunnen av saken. Husk å la plass til IEC -kontakten, sikringen og ledningene løpe til bryteren foran. Alternativt kan du montere en bryter på baksiden hvis du foretrekker det.

Monter regulatorbordet.

Sist men ikke minst, ettersom 240V/12V strømforsyninger til målerpanelene ikke har noen steder å skru dem på, har jeg brukt en silikonklump for å holde dem på plass. Bare vær sikker på at du har lagt til inngangs- og utgangskabler først!

Trinn 8: Koble til alt

Start med å koble til 240V -ledningene fra IEC -kontakten til bryteren og også inngangssikringsholderen. Deretter kobler du alle 240V -ledningene til de to strømforsyningene til den bærbare datamaskinen og de to meter lange kortene. Sett inn en sikring, og på dette stadiet er det sannsynligvis en god idé å sjekke ledningene og slå på strømmen, bare for å sikre at alle spenninger som kommer ut av den bærbare datamaskinen, er riktige (bør være 19V hver)

Koble potter og LED til frontpanelets kontroller fra regulatorbordet. Jeg har brukt 2-pinners stikkontakter og pinner for å gjøre demontering enklere ved regulatorbrettet.

Koble nå utgangene til de bærbare datamaskinene og koble til inngangen til regulatorbordet. Du kan også koble strømmen til målerne. Husk at det positive til den ene forsyningen går til den andre på den andre for å lage et virtuelt nullspenningspunkt. Igjen, slå på og sørg for at spenningene er som forventet - du bør ha 38V mellom inngangsspenningene, +/- 19V mellom 0V ved inngangene og en viss nominell spenning på utgangen til regulatorbordet (avhengig av hvor potten er satt).

Koble utgangen til regulatorbordet til utgangssikringene og lastbryteren. Koble målerens strømledninger (i henhold til koblingsskjemaet) og deretter spenningssensorledningene fra måleren. Sett inn noen sikringer og test igjen og se om målerne leser en spenning. Krysser fingrene, du har ikke latt den magiske røyken slippe unna!

Merk: Målerne er sannsynligvis det vanskeligste å komme i gang. Bare husk at den nåværende delen av målerne går fra positivt til negativt. Det samme vil skje med den negative spenningen - den flyter fra 0v til negativ spenning!

Trinn 9: Test- og kalibreringsjusteringer

Når du har bekreftet at røykene ikke slipper ut, kobler du til en pålitelig måler og sjekker utgangsspenningene på både de positive og negative utgangene. Du vil mest sannsynlig finne at LED -målerne er litt ut (som på bilder 2 + 4). Siden disse målerne kan være litt ute i hver ende av spekteret, må du kalibrere dem til spenningen du vanligvis bruker mest eller midt i et spenningsområde. For eksempel hvis du bruker 12V mye, kalibrerer du dem til 12V. Hvis du går mellom 5V og 15V regelmessig, kalibrer du ved 10V.

Hvis du har to multimetre, kan du gjøre spennings- og strømjusteringene sammen. Ellers må du koble en nominell belastning til utgangen, justere spenningen, deretter koble fra måleren og sette i serie med strømforsyningen og bytte multimeterledningen (hvis måleren har separate spennings- og strømterminaler) for å måle strømmen.

På baksiden av LED-panelmålere vil det være to små trimpotter for å justere spenning (v-adj) og strøm (i-adj) (se bilde en). Det er generelt en god idé å laste ut utgangen med en motstand ved kalibrering, da utgangsspenningen kan bevege seg litt når den er lastet.

Så juster v-adj til spenningen leser det samme som måleren. Trimmerne er litt følsomme og en liten sving kan gå forbi der du vil ha det. Bare fortsett til det er riktig

For den nåværende justeringen vil jeg anbefale å bruke en stor varmesinket motstand for å kalibrere (foto 6). Bare pass på at det ikke er lavere enn det forsyningen kan legge ut. Hver side av regulatorbordet kan levere 1,5A. Det bør være tilstrekkelig å kalibrere det rundt 1A.

Ved bruk av ohm -loven V = IxR - så (V/I = R) 15V/1A = 15ohms. 15 ohm motstander er litt vanskelig å få tak i, så 2x 8ohm motstander i serie gir 16 ohm. Mål motstandene - de to jeg har måler 8,3 og 8,1 ohm = totalt 16,4 ohm.

Så, plugg inn tallene igjen (V/R = I) 15V/16.4ohms = 0.914634A - det er tallet vi skal kalibrere til. Du bør finne ut at måleren skal vise dette samt en dobbeltsjekk av måleren din.

Du må også beregne effekten som settes inn i motstandene, ettersom du ikke vil at de skal steke! Så, ohms lov igjen P = VxI - 15Vx0.91463 = 13.72W. Sørg for at motstandene dine er større enn denne verdien - 25W er bra. Jeg har brukt et par 100W som er gull (se bilde 6). Du kan få disse av ebay for omtrent $ 8 for to.

For å måle strømmen ut av forsyningen må du sette måleren i serie med strømforsyningen og belastningsmotstandene. Det spiller ingen rolle om måleren er den første eller motstandene, bare sørg for at strømmen som strømmer gjennom måleren er positiv til negativ (så positive og 0V -terminaler - positive/negative på multimeterstrømterminalene). Den negative siden av forsyningen bør måles fra 0V til negativ med positiv av måleren som går til 0V og negativ av måleren til den negative av strømforsyningen. Hvis det bare forvirret deg - se på det siste bildet.

Når du er tilkoblet, bør du se både spenning og strøm på frontpanelmåleren. Juster gjeldende pott på baksiden av panelmåleren til den leser det samme som multimeteret ditt. Hvis du har to meter, må du ha en til å måle strøm (i serie) og en til å måle spenningen (parallelt).

Nå er du god til å gå.

Trinn 10: Avsluttende tanker

Selv om alt passet inn i saken, kunne jeg ha lekt litt med det interne oppsettet og kanskje flyttet IEC -kontakten over for å la de to bærbare utstyrene sitte 90 grader der de er. Oppsettet burde også vært speilet, ettersom jeg generelt liker at alt går fra venstre til høyre. Jeg har tatt med en skisse av hva jeg potensielt burde ha gjort.

Jeg brukte 7.5A 240VAC ledninger fra en strømledning (fordi det var det jeg hadde rundt). Siden dette er en så begrenset plass, burde jeg sannsynligvis ha brukt en lysere 240V ledning, ettersom prosjektet ikke trekker mye strøm.

Jeg la heller ikke merke til at en av sakskruene gikk rett gjennom der 240V -bryteren var. I ettertid burde jeg ha flyttet bryteren litt over og sannsynligvis burde ha installert 240V sikringsholderen på frontpanelet også for å unngå unødvendige ledninger. Med litt shuffling kunne jeg sannsynligvis ha satt utgangssikringsholderne på frontpanelet også, men frontpanelet var allerede ganske overfylt.

På slutten av dagen leverer den +/- 15V som jeg trenger, enkel å justere, er pålitelig og bruker lett tilgjengelige deler.

Fremtidige prosjekter

Jeg har også en ny 0-30V/3A strømforsyning på gang, selv om dette kan ende opp som to separate strømforsyninger (igjen avhengig av mellomrom). Denne har konstante strømfunksjoner. Jeg kjøpte disse brettene samtidig som jeg ikke kunne bestemme meg for hvilken jeg ville ha, så jeg fikk begge!

Det kommer også til å være mor til alle strømforsyninger - en dobbel lav/høy spenning strømforsyning som bruker to regulatorbrett per side (4). Det vil bytte fra et lavt område 0-30V til et høyt område 30-90V og 5A! Dette vil bli brukt til testing av tospenningsforsterkerkort. Igjen kan det ende opp som to separate strømforsyninger avhengig av avstand.