Zasilaczy prezentowanych w dziale DIY było ostatnio sporo, a zdecydowana większość z nich bazowała (właściwie to była kopią 1:1) na popularnym projekcie "Electronics Lab".
Choć moje konstrukcje też często pozostawiają wiele do życzenia, to oglądając je od dłuższego czasu, widziałem co rusz powtarzające się (moim zdaniem) błędy czy niedociągnięcia.
Prosty zasilacz, który do niedawna służył mi wiernie przestał mi wystarczać (głównie z powodu braku regulowanego ograniczenia prądowego), więc postanowiłem że przyszedł czas na budowę własnego zasilacza warsztatowego z prawdziwego zdarzenia.
Dzięki tak dużej ilości podobnych konstrukcji prezentowanych które już obejrzałem na Elektrodzie, miałem "w głowie" pewien obraz całości, którego starałem się konsekwentnie trzymać.
Założenia:
-regulowane ograniczenie prądowe, prąd oddawany do 5A;
-wbudowany czytelny multimetr - dotychczas musiałem za każdym razem w celu regulacji napięcia podłączać do zasilacza woltomierz;
-kompaktowa budowa bez zbędnego "powietrza" wewnątrz obudowy. Dodatkowo uparłem się na obudowę Z-17 która jest niejakim kompromisem między wielkością i ceną – większe obudowy tego typu są już naprawdę duże i jednocześnie sporo droższe. Z-17 nie dość, że w miarę tania, to swoim rozmiarem ładnie pasuje do większości popularnego sprzętu, jaki można spotkać w warsztatach elektroników;
-aktywne chłodzenie bez żadnych radiatorów wystających poza obudowę;
-cała konstrukcja miała być trwała, bez prowizorek, niezawodna i oczywiście bezpieczna;
-na koniec ulubiony argument większości ludzi: jak najniższa cena! Wykorzystać co się da "z odzysku" (oczywiście bez przesady).
Projekt:
Cały projekt powstał po przeczytaniu chyba wszystkich tematów, w których prezentowane były zasilacze warsztatowe, a już na pewno wszystkich, które traktowały o projekcie "Electronics-lab", włącznie z chyba największym, 90-stronicowym tematem w dziale "Download, Artykuły".
Cały zasilacz bazuje na trzech płytkach PCB:
1. Pierwszą jest płytka prostownika głównego i pomocniczego, łącznie z kondensatorami filtrującymi. Dodatkowo został na niej umieszczony przekaźnik przełączający uzwojenia transformatora. Zasila ją transformator toroidalny 2 x 12V 120VA, z dowiniętym uzwojeniem pomocniczym do zasilania elektroniki zasilacza. Transformator ten był jednocześnie największym wydatkiem, ponieważ kupiłem "nówkę sztukę".
2. Drugą jest płytka samego zasilacza. Nie lubię wyważać otwartych drzwi (czasem warto najpierw nacisnąć klamkę i sprawdzić, czy nie są otwarte
) więc wykorzystałem płytkę projektu kolegi Szopler (z małymi modyfikacjami dla moich celów). Projekt płytki Szoplera ma w stosunku do oryginału jedną bardzo ważną wg mnie modyfikację: stabilizację napięć zasilających WO – zmodyfikowałem tylko troszkę część stabilizującą dodatnie zasilanie (podniosłem zasilanie o kilka V) i zastosowałem wzmacniacze LM741. Dzięki temu mogę osiągać maksymalne napięcie wyjściowe zasilacza. Ścieżka zasilająca kolektory tranzystorów mocy została przerwana (zdrapany toner przed trawieniem, dzięki czemu całość po wszystkim wygląda estetycznie). Miało to na celu dostosowanie do przełączania uzwojeń transformatora w celu maksymalnej minimalizacji mocy traconej na tranzystorach.
Jako same tranzystory końcowe zastosowałem dwie sztuki chyba trzydziestoletnich KD502. Są to naprawdę tak sędziwe egzemplarze, oryginalnej produkcji Tesli, wyciągnięte razem z dużymi radiatorami z Eltrona 30.
3. Trzecią płytką jest moduł zawierający w sumie trzy układy: multimetr, automatyczny przełącznik uzwojeń i sterownik wentylatora, wszystko ze swoim zasilaniem (mostki, filtracja, stabilizatory). Multimetr to również znany i lubiany projekt ze strony elfy.pl – wersja wsadu z wyświetlaniem ustawionego ograniczenia prądowego. Automatyczny przełącznik uzwojeń to zwykły WO pracujący w roli komparatora. Napięcie przełączenia przekaźnika można regulować potencjometrem. Histereza równa ok. 4V. Drugą połówkę podwójnego WO wykorzystałem do sterowania wentylatorem. Jako "czujnik" temperatury pracuje praktycznie dowolny tranzystor NPN. Temperaturę załączenia reguluje się również potencjometrem. Płytkę tę zasila osobny mały transformatorek zalewany.
Wszystkie trzy płytki (konkretnie to dwie) zostały zaprojektowane tak, by można było je złożyć na "kanapkę" za pomocą kołków dystansowych. Pozwoliło to na stworzenie jednego zgrabnego "modułu", który szybko można zamontować czy wymontować z obudowy.
Obudowa i chłodzenie:
Tak jak wcześniej pisałem, uparłem się na obudowę typu Z-17 i jednocześnie nie chciałem, by poza nią wystawały jakiekolwiek radiatory – ot, takie moje widzimisię. Dlatego, jak widać na zdjęciach, przestrzeń wewnątrz obudowy wykorzystana jest tak, jak tylko się dało, wolnego miejsca nie zostało wiele.
Parę słów o chłodzeniu. Postanowiłem zbudować tunel wokół radiatorów, dzięki któremu wentylator efektywnie przetłaczałby powietrze przez całą ich powierzchnię. Powietrze zasysane jest przez otwory znajdujące się w przedniej części obudowy, przeciągane przez radiatory i wypychane do tylu. Natchnienie na tego typu rozwiązanie miałem z dawnych czasów, kiedy budowałem instalację chłodzenia wodnego do swojego komputera i wokół chłodnicy wody budowałem tzw. "shrouda". Rozwiązanie to sprawdziło się wręcz idealnie! Wentylator załącza się przy około 65 stopniach, schłodzenie o 10 stopni przy prądzie 5A zajmuje około 20-30 sekund. Sam tunel zbudowany jest z lutowanych kawałków laminatu. Wszystkie połączenia śrubowe mają przylutowane od wewnątrz nakrętki mosiężne, dzięki czemu montaż/demontaż jest bardzo łatwy i bezproblemowy.
Panel przedni projektowany był we Front Designerze 3.0, wydruk został zalaminowany.
Mam tutaj pewne ale: projekt powstawał najprecyzyjniej, jak tylko byłem w stanie wszystko mierzyć, cały czas z suwmiarką w ręku. Na ekranie wszystko wyglądało w porządku – utworzyłem dwa widoki – jeden był „maską” do wiercenia i wycinania otworów, drugi samym panelem "na czysto". Z konieczności obydwa widoki "drukowałem" najpierw do PDF-ów za pomocą PDF Creatora i drukowałem na uczelni, gdzie zwróciłem uwagę na to, by były wydrukowane bez przeskalowywania (to samo w trakcie "drukowania" do PDF’a). Nie sprawdziłem zgodności jednego z drugim, tylko od razu za pomocą maski, którą dokładnie wypozycjonowałem i przykleiłem taśmą dwustronną, wierciłem i ciąłem. Jakież było moje zdziwienie, kiedy okazało się, że pewne elementy (np. skale potencjometrów czy ciemniejsze tła pod diodą ograniczenia i wyłącznikiem) są nieco przesunięte względem maski, a inne, jak choćby pole wyświetlacza są na swoich miejscach. Cóż, już musi tak zostać, na szczęście nie jest bardzo źle.
Zasilacz działał poprawnie już od pierwszego włączenia. Bez problemu przyjmuje zwarcie wyjść nawet przy maksymalnym prądzie. Przy okazji pierwszej takiej próby okazało się, że transformator daje się przeciążać i oddaje nawet 7A (choć deklarowane przez producenta jest 5A). Zapewne praca z takim obciążeniem przez dłuższy czas nie byłaby dla niego zbyt zdrowa, ale mimo wszystko dobrze jest mieć możliwość ustawienia większego ograniczenia, na wypadek gdybym przez chwilę potrzebował tak dużego prądu.
W najbliższym czasie planuję tylko ograniczyć górny zakres ograniczenia prądowego i dokładnie (z użyciem miernika małych rezystancji) wykalibrować multimetr.
To by było chyba na tyle. Mimo wszystkich modyfikacji dalej jest to ta sama popularna konstrukcja. Jednak myślę, że tych kilka "udoskonaleń" przyczynia się znacznie do poprawy parametrów (choćby poprzez mniejsze grzanie) i wygody użytkowania.
Liczę na konstruktywną krytykę
Na dokumentację można oczywiście liczyć, tylko musiałbym zebrać najpierw wszystko do kupy 
