Witam serdecznie.
Dziś chciałbym przedstawić kolejną konstrukcję, którą skończyłem jakieś 3 miesiące temu, zaś powstawała ona przez około pół roku. Spowodowane to było zarówno pracą, jak i studiami, które pochłaniały większość czasu.
Założenia:
-Urządzenie miało zastąpić wszystkie zasilacze wtyczkowe, które stosowałem w moim domowym laboratorium.
-Ponadto miał być wyposażony we wbudowany czytelny moduł pomiarowy, a zarazem spełniać wymagania dotyczące ściągania zarówno charakterystyk, jak i pomiarów parametrów w prostych układach pomiarowych.
-Zasilacz miał mieć możliwość regulacji napięcia i ograniczenia prądowego.
-Kolejnym niezbędnym elementem była możliwość ustawienia niezależnych napięć tak, aby istniała możliwość podłączenia wielu różnych urządzeń wymagających różnych napięć.
-Konstrukcja miała być prosta w obsłudze, niezawodna, odporna na przeciążenia i oczywiście wytrzymała i tania w konstrukcji/ewentualnej naprawie.
-Poza prostotą miało zostać zainstalowane kilka nowatorskich i bajeranckich rozwiązań.
Zrealizowane funkcje oraz parametry urządzenia:
-3 bloki zasilające z niezależnym włączaniem bloków dodatkowych,
-Blok główny regulowany 0-30V 4A z zabezpieczeniem i ograniczeniem prądowym
-Dokładna regulacja napięcia i prądu dzięki zastosowaniu 10 obrotowych potencjometrów,
-Bloki dodatkowe 12V 3A oraz 5V 3A,
-Układ pomiarowy do bloku głównego pozwalający na pomiar napięcia oraz prądu w układzie bloku głównego,
-Blok odłączalnych/odwracalnych wyjść wraz z indykacją stanu pracy i przyłączenia plusa do złącza bananowego,
-Chłodzenie bloków dodatkowych realizowane jest pasywnie przez radiator umieszczony w tylnej części urządzenia,
-Chłodzenie bloku głównego opiera się na układzie radiator+wentylator.
Automatyczna kontrola temperatury radiatora bloku głównego za pomocą czujnika temperatury DS18B20 zagnieżdżonego w radiatorze bloku głównego. (możliwość ustawienia temperatury załączenia oraz histerezy. Funkcja ta realizowana jest przez moduł pomiarowy,
-Wentylator do wymuszenia obiegu powietrza w obudowie (wentylator 40mm).
-Wyraźny podział;
-Aluminiowa obudowa;
-W pełni odłączalny panel przedni (na kilku złączach sygnał/zasilanie) w celu łatwych napraw modernizacji.
Elementy do poprawienia/dopracowania:
-Dodanie układu sterowania temperaturą wentylatora wymuszającego obieg powietrza,
-Zamontowanie siatek ochronnych na Wyloty powietrza.
Projektowanie:
W przypadku tego projektu ograniczono się do wykorzystania popularnych projektów. Samodzielnie zaprojektowane zostały płytka przycisków na froncie urządzenia oraz moduły uniwersalnych zasilaczy opartych o stabilizator serii 78xx prezentowane przeze mnie na elektroda.pl jakiś czas temu.
Zastosowane układy/moduły:
-Zasilacz regulowany: Typowy i dobrze znany projekt ze strony ElectronicLab zmodernizowany o powiększoną do 9400uf pojemnością filtrującą oraz zwiększoną mocą rezystorów na wyjściu.
-Zasilacze napięcia niezmiennego: Moduły prezentowane przeze mnie jakiś czas temu zamieszczam w paczce w załączniku.
-Moduł pomiarowy: Kit AVT2857 w konfiguracji woltomierza z amperomierzem oraz termostatem.
Rozwiązania konstrukcyjne:
-Ze względu na założenia przedstawione powyżej wybór padł na transformatory. Zasilacze regulowany oraz 12V oparte o transformatory toroidalne. W zasilaczu 5V wykorzystano transformator typu TI.
-Blok pomiarowy został zasilony z przetwornicy wyłuskanej z zasilacza wtyczkowego. Rozwiązanie to zostało podyktowane narzuconą przeze mnie niezależnością pracy poszczególnych modułów, w przypadku zwarcia na modułach dodatkowych nie ma problemu z pracą modułu pomiarowego.
-Rozmieszczenie w obudowie jest celowe i zamierzone. Można podzielić ją na 3 części:
a.Zasilania zmiennego wysokich napięć (prawa strona).
b.Systemu sterowania, kontroli, odczytu parametrów pracy (front).
c.Stabilizacji, pomiarów, sterowania i obróbki prądów i napięć (lewa strona).
W zasilaczu został zastosowany przeze mnie system kontroli wyjść tak, aby praca z tym zasilaczem była łatwa, bezpieczna dla zasilanych przezeń układów oraz szybsza w obsłudze.
Urządzenie posiada główny włącznik napięcia 230V (załączający zasilacz regulowany, aparaturę pomiarową/sterującą oraz napięcie na 2 dodatkowe pozwalające wyłączyć je niezależnie od bloku głównego.
Jak widać na poniższej fotografii ,każdy blok wyjściowy zawiera:
1. Przełącznik włączenia/ polaryzacji wyjścia.
2. Dioda symbolizująca pracę NORMAL (zielony kolor)/REVERSE (czerwony kolor).
3. Diod pokazujących, "gdzie znajduje się plus" - po prostu przy ustawieniu trybu pracy diod, a świeci przy gnieździe, na którym znajduje się dodatni potencjał
4. Gniazd bananowych, gdzie standardowo lewe gniazdo domyślnie jest MASĄ.
Konstrukcja mechaniczna:
Jako obudowę wykorzystałem fabryczny chassis stosowany pospolicie we wszelkich urządzeniach labolatoryjno-pomiarowo-przemysłowych tworzonych w latach 70-80-90. Obudowa ta charakteryzuje się modułowością, możliwością ustawiania wielu urządzeń na sobie dzięki unifikacji rozmiarów serii oraz specjalnym stopko-uchwytom. W serii tych obudów występuje kilka szerokości oraz wysokości. Przednia ściana jest dwuwarstwowa, dzięki czemu panel ozdobny (zewnętrzny) zakrywa śruby i nakrętki na panelu montażowym.
Wszelkie otwory o kształcie innym niż okrągły były traktowane pilnikoterapią po ówczesnej obróbce wstępnej za pomocą wiertarki (punkt przy punkcie).
To właśnie ten element konstrukcji zajął mi najwięcej czasu.
Radiator zewnętrzny został połączony z tylną ścianą urządzenia, zaś mostki oraz stabilizatory z zasilaczy dodatkowych zostały przykręcone przez obudowę i radiator za pomocą śrub fi 3mm. Większość elementów przymocowana jest do "podłogi" za pomocą pręta gwintowanego oraz śrubek o tej samej średnicy. Izolacja obudowy od punktów stycznych z elektroniką została zrealizowana za pomocą wyciętych podkładek ze sztywnego dielektryka bądź taśmy izolacyjnej naklejonej na punkt styku nakrętka-PCB.
Wszelkie wiązki kabli zostały skrócone do minimum i upięte najlepiej jak to możliwe. Podłączenie do sieci odbywa się za pomocą typowego złącza komputerowego. Waga zasilacza jest znaczna i wynosi około 5 kg, a to za sprawą ciężkich transformatorów.
Warstwa opisowa panelu przedniego wykonana za pomocą termotransferu, niestety złe ustawienie temperatury żelazka spowodowało słabą jakość nadruku.
Lukę na wyświetlacz uzupełniono przezroczystą plexi.
Uruchomienie i Praca:
Niestety przez moją nieuwagę zasilacz był rozbierany wielokrotnie ze względu na drobne niedoróbki lub błędy przy montażu. Gotowa konstrukcja stoi w domowym warsztacie od 3 miesięcy i finalnie spisuje się wyśmienicie. Nie ma problemu z przegrzewaniem się nawet przy ciągłej pracy pod dużym obciążeniem. Układ kontroli pracy sprawuje się rewelacyjnie, szczególnie gdy nie pobieramy dużego prądu ciągłego. Jedyną rzeczą do modernizacji jest wyeliminowanie szumu wiatraka 40mm poprzez dodanie prostego termostatu.
FOTOGRAFIE:
Pozdrawiam wszystkich i zachęcam do komentowania.
Cool? Ranking DIY
