Zasilacz laboratoryjny 0-30V, 1A + przeróbka zasilacza ATX

Witam,
Chciałbym przedstawić w tym temacie moją pierwszą własnoręcznie wykonaną konstrukcję, jaką jest zasilacz laboratoryjny budowany od podstaw i dodatkowo przeróbka starego, nieużywanego, ale ciągle sprawnego zasilacza ATX.
Założenia były bardzo proste, a więc stworzenie praktycznej konstrukcji, z budową której poradzi sobie osoba kompletnie bez doświadczenia, dodatkowo w miarę możliwości jak najniższym kosztem.

Ogólnie o urządzeniu
Zasilacz jest to dobrze znana konstrukcja z electronics-lab wraz z popularnymi miernikami na układach ICL7107, a także termoregulatorem obrotów wentylatora.
W konstrukcji z electronics-lab zostało wprowadzonych kilka zmian, między innymi zwiększeniu uległy wartości rezystorów R7 i R18, co przyczyniło się do płynnej regulacji ograniczenia prądowego w zakresie do 1A. Zmieniony został również tranzystor mocy na TIP31A i diody na prąd 2A ze względów gabarytowych, a także oszczędnościowych, ponieważ posiadałem takie elementy w swoich zapasach. Transformator, który umieściłem w zasilaczu posiada oczywiście za małą moc, zostanie jednak zmieniony w najbliższym czasie, kiedy tylko wpadnie mi w ręce jakiś odpowiedniejszy.
Termoregulator obrotów wentylatora wykonany w oparciu o stabilizator LM317, a także termistor NTC umieszczony w pobliżu tranzystora mocy. Na płytce głównej urządzenia został również umieszczony zasilacz pomocniczy dla mierników i termoregulatora wykonany na mostku prostowniczym, kondensatorze filtrującym i stabilizatorze LM7805. Obydwa stabilizatory zostały umieszczone na niewielkim radiatorze, który grzeje się dosyć sporo. Zasilacz pomocniczy jest połączony z osobnymi odczepami transformatora, czyli 12VAC.
Bocznik wykonany z rezystora 0,1Ω 5W, wbrew pozorom, gwarantuje dość stabilne odczyty.


Wykonanie płytek PCB
Wszystkie płytki zostały zaprojektowane przeze mnie od zera, dzięki czemu miałem okazję (a może konieczność) nauczyć się obsługi programów do projektowania PCB (oczywiście w niewielkim stopniu, ale zawsze coś).
Płytki wykonane metodą termotransferu, która też przysporzyła mi sporo problemów.

Obudowa
Ze względów oszczędnościowych zdecydowałem się też na użycie obudowy po spalonym zasilaczu ATX. Niepotrzebne otwory zostały wypełnione blaszkami, które zostały polutowane, a także wypełnione żywicą poliestrową. Całość pomalowana na czarno farbą akrylową.
Odnośnie panelu przedniego, wygląda dosyć słabo (nie posiada jednolitego koloru), odpowiedzialna jest za to głównie słaba jakość wydruku, a także złe zgrzanie foli w procesie laminowania (ostatnia moja wizyta w pewnym punkcie wykonującym takie usługi). Musiałem ręcznie tzn. żelazkiem zgrzewać laminat, gdyż zaczął się rozłazić podczas wycinania otworów. Jako filtrów wyświetlaczy użyłem foli do przyciemniania szyb. Panele zaprojektowane w programie GIMP 2.

Uruchomienie
Jeśli chodzi o pierwsze uruchomienie, sporo nerwów kosztowało mnie ograniczenie prądowe, które nie chciało działać, a przyczyną było mikrozwarcie na płytce. Udało mi się również spalić jeden wzmacniacz operacyjny przez złe podłączenie tranzystora Q1. Również woltomierz nie chciał działać od razu, a objawiało się to skaczącymi odczytami. Przyczyną był wadliwy kondensator na wejściu pomiarowym. Przez nieuwagę spaliłem również jednego ICL'a.

Przeróbka starego zasilacza ATX
Cała operacja polegała na kosmetycznych zmianach, czyli umieszczeniu gniazd na panelu przednim, diody sygnalizującej pracę i włącznika sieciowego. Zwarte zostały również odpowiednie styki, aby zasilacz od razu pracował po załączeniu zasilania. Bardzo dobrze sprawdza się jako źródło zasilania dla wiertarki PCB, a przy tym nie szpeci biurka, jak wcześniej.

Inne
Schematy, wzory płytek PCB, czy wzory paneli przednich zamieszczam w załączniku. Poniżej zdjęcia zasilacza. Od razu przepraszam za jakość, jednak dysponuję tylko bardzo słabym aparatem i zrobienie nim dobrego zdjęcia to nie lada wyczyn. Odnośnie amperomierza, oczywiście działa, tylko wyświetlacz jest koloru zielonego i nie ma szans na uchwycenie go na zdjęciu zaświeconego (swoją drogą, nie mam za bardzo pojęcia dlaczego).


Czekam na krytykę, zwłaszcza konstruktywną.
Z góry dziękuję za oddane głosy.
Pozdrawiam,
Themin

Witam

Moje oko również cieszy estetyka na wysokim poziomie, jednak czy wart było zadawać sobie tyle trudu by wykonać zasilacz z tymi wszystkimi wodotryskami o wydajności zaledwie 1A?
Równie dobrze można było układ zrobić na popularnym LM-ie.
Jak dla mnie przerost formy nad treścią.


Pozdrawiam

Dziękuję za komentarze.

Odnośnie wydajności prądowej 1A, oczywiście zdaję sobie sprawę, że to mało. Początkowo zakładałem nawet 2A, jednak problem pojawił się z upychaniem elementów w obudowie, a w szczególności z większym radiatorem, dlatego zdecydowałem się właśnie na 1A. Jednak nie wykluczam w przyszłości rozbudowy do 2A, ale pewnie wiązałoby się to z koniecznością zamontowania radiatora poza obudową.
Zresztą zasilacz ten ma służyć raczej do zasilania niewielkich układów dla początkującego. Dla zasilania wiertarek PCB i innych prądożernych urządzeń zdecydowałem się właśnie na przeróbkę starego ATX.

Schengens napisał:

nie podobaja mi sie jedynie luty a tak to ok tylko ten 1A - za malo. sam wlasnie zrobilem główną płyte pcb do zasilacza lecz podczas testów padł mi tranzystorn i wzmacniacz operacyjny

Oczywiście masz rację, luty wyglądają koszmarnie. Postaram się to poprawić przy następnej konstrukcji, tylko właśnie najpierw muszę zrobić/zakupić jakąś stację lutowniczą, bo na razie posiadam zwykłą kolbę i trochę grot zniszczony już. Do tego oczywiście dochodzi brak doświadczenia. Życzę powodzenia z Twoją konstrukcją i jak najmniej spalonych elementów.

Trochę ten zielony amperomierz widać na jednym zdjęciu (same zera) ale blado. Spróbuj zrobić zdjęcie bez lampy tak testowo bo to aż niemożliwe. Masz przezroczyste szybki i to na pewno nie pomaga, właśnie dlatego zakłada sie filtry .

1A to naprawdę maleństwo... Choć dobrze jak jest coś takiego chociaż. Jeśli zajmujesz się małymi rzeczami - cyfrówka? mikrokontrolery? - to nawet kosztem zabezpieczeń kilka kanałów na lm317 wystarczy . Dobrze jest mieć to na listwy pinowe gdzieś wyprowadzone do składania prototypów (ale ja tak po sobie sądzę). Brakuje Ci z typowych 1V8 ale to jest do ustawienia na regulowanym.

Koledzy, wszyscy czepiacie się wydajności prądowej, a sam z własnego doświadczenia wiem, że 1A wystarcza do uruchomienia większości prototypowych układów. 3 lata temu zbudowałem zasilacz o wydajności 3A i taich prądów używam tylko do ładowania akumulatorów i testowania radioodtwarzaczy/wzmacniaczy samochodowych (choć do tych drugich to co najmniej 10A potrzeba). Zasilacz bardzo mi się podoba, porządek w środku, estetyczny panel przedni, mierniki, płynne ograniczenie prądu - wszystko co powinien mieć zasilacz laboratoryjny. Do wstępnego uruchomienia budowanych układów z pewnością wystarczy, tym bardziej dla początkującego konstruktora. W razie czego zawsze jest ATX z którego spokojnie poleci 15A
Widzę że przyłożyłeś się do tego, życzę Ci kolejnych udanych konstrukcji, dopracowanych co najmniej tak jak ta.

Witam
Chciałem spytać jak się nazywają te kolorowe zaciski do kabli które wyprowadzają zasilanie ze środka obudowy na zewnątrz i gdzie je można kupić

Od kiedy zasilacz z jednym napięciem ma nazwę laboratoryjny??
Zasilacz laboratoryjny to minimum do dyspozycji trzy zasilania +- .Badając,uruchamiając jakiś układ potrzeba zazwyczaj kilku napięć w różnych konfiguracjach zasilania + -.
73!
Ps. to mój zasilacz z końca lat 70 miernik częstotliwości z generatorem sygnałowym do dzisiaj służy w warsztacie

Dziękuję wszystkim za komentarze.

PO. napisał:

Trochę ten zielony amperomierz widać na jednym zdjęciu (same zera) ale blado. Spróbuj zrobić zdjęcie bez lampy tak testowo bo to aż niemożliwe. Masz przezroczyste szybki i to na pewno nie pomaga, właśnie dlatego zakłada sie filtry .

Właśnie zdjęcie na którym widać trochę ten zielony wyświetlacz było robione jeszcze przed założeniem foli przyciemniających, później kompletnie nie dało się uchwycić. Zdjęcia były robione z lampą, ponieważ nie mam zbyt dobrego oświetlenia zewnętrznego, a aparat słabej jakości.

szawel2 napisał:

Mnie też się podoba wykonanie Smile
Transformator wymień jak najszybciej, bo ten nie da rady nawet 1A, ja taki odwinąłem trochę i zasilam z niego mierniki w swoim zasilaczu Smile

Wiem, wiem, transformator pójdzie do wymiany w pierwszej kolejności. Ten został zastosowany tylko dlatego, że nie miałem akuratnie nic bardziej odpowiedniego. Zamierzam właśnie dać osobny do mierników, wentylatora i osobny do głównych obwodów.

PCmaniak22 napisał:

Witam
Chciałem spytać jak się nazywają te kolorowe zaciski do kabli które wyprowadzają zasilanie ze środka obudowy na zewnątrz i gdzie je można kupić Very Happy

Te kolorowe zaciski są to po prostu gniazda laboratoryjne, dostępne raczej w większości sklepów elektronicznych. Jakbyś miał problem ze znalezieniem, to pisz na PW, bo nie jestem pewien, czy można tu zamieszczać adresy sklepów.

dipol napisał:

Od kiedy zasilacz z jednym napięciem ma nazwę laboratoryjny??
Zasilacz laboratoryjny to minimum do dyspozycji trzy zasilania +- .Badając,uruchamiając jakiś układ potrzeba zazwyczaj kilku napięć w różnych konfiguracjach zasilania + -.
73!
Ps. to mój zasilacz z końca lat 70 miernik częstotliwości z generatorem sygnałowym do dzisiaj służy w warsztacie

W zasadzie nigdzie nie widziałem definicji zasilacza laboratoryjnego, dlatego proszę wybaczyć, jeśli moja konstrukcja nie spełnia wszystkich kryteriów. Swoją drogą spora część zasilaczy laboratoryjnych, które widziałem miała właśnie tylko jedną parę wyjść z napięciem regulowanym.
Dodatkowo mogę zawsze podłączyć się pod któreś napięcie z drugiego zasilacza, a to już daje łącznie 4 pary wyjść.

bardzo estetycznie wykonany,jaki był koszt wykonania?

areczek5s napisał:

bardzo estetycznie wykonany,jaki był koszt wykonania?

Koszt wykonania szacuję na około 60 -70 zł ( nie wliczając kosztów przesyłek, a niestety nie udało mi się zamówić wszystkiego na raz, więc też trochę wyszło ). Dodam tylko, że sporo elementów miałem w swoich zapasach, między innymi tranzystor mocy, radiatory, obudowa, transformator, wentylator i drobne elementy typu rezystory, kondensatory, diody itp. Tak więc, gdyby była potrzeba zamówienia wszystkich elementów, z pewnością wyszłoby znacznie więcej.

zasilacz estetycznie wykonany dobrze, prąd trochę mały lecz na początek powinno wystarczyć, jedynie czego mu brakuje to rączki za która by można było złapać

Bardzo podoba mi się wykonanie - ale warto było by połączyć obie konstrukcje tworząc impulsowy zasilacz regulowany. Dodatkowa uwaga co do funkcjonalności przydał by się przycisk odłączania wyjścia - bardzo przydatna funkcja , szczególnie gdy nasze urządzenie nie posiada wyłącznika np pilot od telewizora a trzeba często coś poprawiać.

Czy mógłbyś zamieścić schemat Modułu głównego w eagle?
Z góry dziękuje kozak 22

A ile Amperów wytrzyma ten amperomierz i woltomierz:?:

kozak 22 napisał:

Czy mógłbyś zamieścić schemat Modułu głównego w eagle?
Z góry dziękuje kozak 22

Niestety nie jest to możliwe. Posiadam tylko schematy w formacie z Protel 99SE, jeśli byłby kolega zainteresowany takimi, proszę pisać na PW.

abator napisał:

A ile Amperów wytrzyma ten amperomierz i woltomierz:?:

Oczywiście w przypadku woltomierza ilość amperów nie ma znaczenia, zapewne chodziło Ci o zakres pomiarowy w woltach. Woltomierz przy takim wyskalowaniu jak u mnie będzie mierzył napięcia do 99V, przy dodaniu czwartego wyświetlacza LED do 199V. Jednak jeśli interesuje Cię inny zakres, nie powinno być z tym większego problemu, po prostu trzeba inaczej dobrać dzielnik napięcia na wejściu.

Odnośnie amperomierza, sprawa wygląda trochę inaczej, teoretycznie przy takim wyskalowaniu jak u mnie powinien mierzyć prąd do 9,99A, jednak przy większych prądach spadek napięcia na wyjściu będzie dość znaczny, a tym samym znaczna będzie wydzielana moc na boczniku, co może prowadzić do jego podgrzewania, zmian oporu i w konsekwencji do znacznych błędów pomiarowych. Przykładowo dla prądu 10A spadek napięcia na rezystorze 0,1 Ω wyniesie 1V, co da nam moc wydzieloną równą 10W (P=U•I). Można oczywiście zastosować rezystor o znacznej mocy, jednak będzie to raczej niedokładne rozwiązanie. Z pewnością o wiele lepszym pomysłem będzie zastosowanie "prawdziwego" bocznika zamiast rezystora, o mniejszym oporze, ewentualnie rezystora 0,01Ω i odpowiednia zmiana dzielnika napięcia na wejściu amperomierza.

A ja mam pytanko odnośnie pomalowania obudowy: na zdjęciach widzę że wyszła idealnie - jaką dokładnie farbą malowałeś? Coś w sprayu? I czy po wyschnięciu wszystko ok, tzn nie ściera się ani nie odpada?

tomybb napisał:

A ja mam pytanko odnośnie pomalowania obudowy: na zdjęciach widzę że wyszła idealnie - jaką dokładnie farbą malowałeś? Coś w sprayu? I czy po wyschnięciu wszystko ok, tzn nie ściera się ani nie odpada?

To jest właśnie ta zaleta zdjęć, że potrafią ukryć niektóre niedociągnięcia
Chociaż w sumie powłoka wyszła chyba nie najgorzej (takie subiektywne odczucie ). Problemem może być jednak to, że farba jest dosyć miękka i bardzo podatna na obicia. Być może pomogłoby położenie kilku warstw lakieru bezbarwnego na wierzch.
Farbę kupowałem w sklepie z lakierami samochodowymi. Niestety nie mam pojęcia co to dokładnie za farba, na pewno jakaś akrylowa. A malowane było aerografem.

mam pytanie czy to są gniazda bananowe??

Themin, mógłbyś podać źródło schematu, rysunku ścieżek i rozmieszczenia elementów. Brakuje w tym tylko opisu i symboli elementów.