Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
PCBway
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Tani zasilacz warsztatowo-laboratoryjny dla amatora

lukaszd82 21 Mar 2019 13:58 6306 11
  • Tani zasilacz warsztatowo-laboratoryjny dla amatora
    Opis konstrukcji
    Od razu na wstępie zaznaczę, iż konstrukcja ta powstała już kilka lat temu, ale nadal z niej korzystam. Publikuję te materiały, ponieważ co jakiś czas na forum pojawiają się pytania o tani zasilacz na początek. Też stałem przed takim dylematem. Tak więc, gdy po 12 latach (w 2014 roku) wróciłem do elektroniki, musiałem odtworzyć sprzęt niezbędny do tej zabawy. Prócz lutownicy (na tamtą chwilę tylko transformatorowej) niezbędny jest również zasilacz z możliwością ograniczenia maksymalnego prądu. Zapobiega to uszkodzeniom podpinanego w celach testowych sprzętu. Najpierw rozejrzałem się po znanych portalach aukcyjnych, by następnie przejrzeć zasoby internetu. I tak oto trafiłem na schematy zasilaczy SN1530, SN1533, SN1533 v2.0, itd.
    Oto przykładowy schemat konstrukcji:
    Tani zasilacz warsztatowo-laboratoryjny dla amatora

    Od razu na wstępie odsyłam wszystkich zainteresowanych do tematu autora tej konstrukcji: Link
    Jest to kopalnia wiedzy na temat tej konstrukcji wraz z wieloma opiniami na jej temat.
    W załącznikach zamieściłem kilka schematów wymienionych zasilaczy ściągniętych z tematu autora.

    Dla siebie wybrałem jeden z prostszych schematów i postanowiłem w ramach nauki Eagle zaprojektować własne małe PCB:
    Tani zasilacz warsztatowo-laboratoryjny dla amatora Tani zasilacz warsztatowo-laboratoryjny dla amatora

    Są to proste zasilacze na Mosfecie P, ale uznałem, że na moje potrzeby będą jak znalazł na początek. I tak oto powstały jedne z moich pierwszych płytek w 2014roku:
    Tani zasilacz warsztatowo-laboratoryjny dla amatora Tani zasilacz warsztatowo-laboratoryjny dla amatora Tani zasilacz warsztatowo-laboratoryjny dla amatora

    Jak widać na podstawie zamieszczonego schematu i wielkości PCB układ jest banalny. Dla własnej wygody na PCB znalazły się złącza ARK oraz gniazda CRIMP pod potencjometry, diodę, pomiar napięcia. Mosfet również jest wpinany pod złącze ARK - ułatwia to jego montaż w obudowie na kablach (oczywiście na radiatorze). Wykorzystałem gotową obudowę obudowę Z1A. Całość zasilana z transformatora toroidalnego z odzysku (ok 80VA). Zaciski Pomiar1-Pomiar2 służą do wpięcia amperomierza. Normalnie trzeba tam założyć mostek. Wyjście1,2 to biegun dodatni, Pomiar1,2,3 to biegun ujemny wyjścia zasilacza.
    Tak prezentuje się gotowa konstrukcja:
    Tani zasilacz warsztatowo-laboratoryjny dla amatora Tani zasilacz warsztatowo-laboratoryjny dla amatora

    Panel przedni i tylny zostały wykonane z blachy aluminiowej o grubości 2mm. Przód został wygrawerowany na sprzęcie w pracy i wyszedł jak dla mnie fenomenalnie, normalnie jak ze sklepu 🙂

    W celu pomiaru napięcia wyjściowego oraz pobieranego prądu zamontowałem gotowy miernik - woltomierz i amperomierz 0-100V 10A.
    Tani zasilacz warsztatowo-laboratoryjny dla amatora

    Oczywiście na panelu przednim znajduje się dioda LED informująca swoim światłem o stabilizacji napięcia (gdy przygaśnie, działa ogranicznik prądowy). Aby dioda stabilizacji napięcia gasła całkowicie, trzeba odpowiednio dobrać diodę Zenera. Ja wstawiłem diodę na 20V, bo taką miałem i zapewniła przygasanie tego wskaźnika.

    Napięcie wyprowadziłem za pomocą gniazd bananowych (czerwone i czarne) na przedni panel. Na tylnym panelu znajduje się gniazdo zasilania AC IEC z wymiennym bezpiecznikiem szklanym.

    Elementy na PCB zasilacza zostały dobrane na maksymalny prąd ~3,5A. Zwykle wykorzystuję prądy poniżej 1A. Przy ciągłym obciążeniu poniżej 1,5A i napięciu 5V radiator jest lekko ciepły po dłuższej pracy. Jest to duża zaleta takiego zasilacza. Oczywiście całość jest odporna na zwarcia na wyprowadzonych zaciskach. W ten sposób (przy zwarciu na wyjściu) ustawiam dokładną wartość dla ograniczenia prądowego, oczywiście można to robić korzystając z podziałki na potencjometrze ale tylko "na oko".

    W praktyce umożliwia to nawet zabezpieczenie zwykłej diody LED przed przepaleniem przy bezpośrednim podpięciu (bez rezystora). Przy doborze tranzystora Mosfet niezwykle ważnym parametrem jest Rds on. Decyduje on o stratach, a więc o tym ile energii zamieni się w ciepło. Ja zastosowałem IRF4905 (Rds on 0.02om) z zapasów szufladowych. Przy zastosowanym transformatorze, maksymalne napięcie jakie mogę uzyskać na wyjściu to ok 23V DC.

    Zostało sporo miejsca, więc dodałem nieodzowny włącznik z diodą sygnalizującą zasilanie. I dodatkowo zakładając, iż nie będę potrzebował dużych prądów wykorzystałem małą przetwornicę na LM2596 jako źródło drugiego napięcia.
    Tani zasilacz warsztatowo-laboratoryjny dla amatora
    Oczywiście potencjometr montażowy zastąpiłem nowym, zamontowanym na panelu czołowym. Dodałem mały mierniczek napięcia dla wygody.
    Tani zasilacz warsztatowo-laboratoryjny dla amatora
    Wszystkie płytki zamocowane są wewnątrz na kołkach dystansowych za pomocą śrub wkręconych przez podstawę obudowy.

    Sprzęt ocalił już podczas 5 lat sporo podpinanych urządzeń przed uszkodzeniem, w tym kilka mikroprocesorów Atmega8 i Atmega32. Jest prosty w wykonaniu i dość tani. PCB zostało wykonane w sposób umożliwiający zasilenie układu z dowolnego zasilacza impulsowego (i tak całość była testowana) lub poprzez mostek napięciem AC (zworki J2, J3, J4, J5 na schemacie). Prezentowane płytki pochodzą z fazy testów, niestety nie dysponuję zdjęciami wersji finalnej wraz z udokumentowanym wnętrzem obudowy.

    Jeśli ktoś chciałby skorzystać z gotowych plików EAGLE to zamieszczam takowe w załączniku.

    Kosztorys wykonanej konstrukcji:
    - wzmacniacz LM358 1zł
    - stabilizator 7812 1zł
    - mosfet IRF4905 3zł
    - potencjometry 2zł
    - miernik I,U z aliexpress 8zł
    - miernik U z aliexpress 4zł
    - przetwornica impulsowa LM2596 4zł
    - obudowa Z1A 12zł
    -PCB, drobne elementy 10zł
    ------------------------------------------------
    SUMA: 45zł
    Radiatory, gniazdo zasilania transformator i część elementów była zaczerpnięta z szuflady (odzysk, dawne zapasy), więc mój koszt był niższy.

    Podsumowanie
    Konstrukcja spełniła swoją rolę doskonale. Uratowała wiele moich układów, przetrwała bezawaryjnie wiele lat. Na chwilę obecną brak mi w niej bezpośredniego odczytu ograniczenia prądowego (bez zwierania zacisków wyjściowych w celach dokładnego ustawienia). Powoli przymierzam się do przeróbki (zastosowanie mikroprocesora i pomiar wartości zadanych z wyświetlaniem na LCD1602) lub wykonania innej konstrukcji, najlepiej zasilacza symetrycznego.
    Jak to mówią apetyt rośnie w miarę jedzenia.
    Zalety konstrukcji to cena wykonania, prostota układu.
    Podstawowe wady to mały prąd maksymalny (dla mnie to nie problem, ale niektórzy mają inne oczekiwania), pewnie nie najlepsza stabilizacja napięcia (ale tego nie sprawdzałem wtedy inaczej niż multimetrem uniwersalnym). Szybkość działania ogranicznika prądowego nie była sprawdzana, ale dla mnie jest wystarczająca.

    Konstruktywna krytyka mile widziana, ale proszę uwzględnić grupę docelową oraz założenia brane pod uwagę przy wykonaniu tego zasilacza.
    Grupa docelowa to amatorzy z małym budżetem.

    Bardzo byłbym wdzięczny o zamieszczenie linków lub schematów innych sprawdzonych konstrukcji zasilaczy warsztatowych/laboratoryjnych możliwych do wykonania w budżecie do 100zł (bez trafo i obudowy).
    Mają być to konstrukcje dla amatorów, więc proszę o uwzględnienie tego faktu.

    W sumie przydałby się projekt elektrodowy na zasilacz, najlepiej symetryczny, sterowany cyfrowo w cenie do 100zł dla początkujących. Płytki PCB mogłyby być w gadżetach elektrody. Najpewniej cieszyłyby się sporym powodzeniem.

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    lukaszd82
    Poziom 28  
    Offline 
    Specjalizuje się w: automatyka przemysłowa
    lukaszd82 napisał 1143 postów o ocenie 245, pomógł 98 razy. Mieszka w mieście Ostrowiec Świętokrzyski. Jest z nami od 2006 roku.
  • PCBway
  • #2
    rjmp
    Poziom 5  
    "Bardzo byłbym wdzięczny o zamieszczenie linków lub schematów innych sprawdzonych konstrukcji zasilaczy warsztatowych/laboratoryjnych" - też za 0.5pkt czy za free ? Chcesz punkty za twój projekt w Eagle-u ? OK. Ale za schematy które nie są Twoje?
  • PCBway
  • #3
    Baskhaal
    Poziom 12  
    Mały, sprytny składaczek dla początkujących amatorów - jestem za! Jedno tylko zabolało - opis potencjometra regulującego ograniczenie prądowe 'A' czyli jednostką prądu zamiast 'I' czyli prąd. Skoro regulacją napięcia jest opisana 'U' to ... Wiem, czepiam się ale ważne jest trzymanie się zasad, ich wpajanie zwłaszcza młodym adeptom sztuki.
  • #4
    lukaszd82
    Poziom 28  
    No fakt, przyznam się że nie zwróciłem uwagi na ten błąd... Jakoś tak mi to umknęło :)
    W nowszej wersji pewnie będzie po 2 potencjometry (regulacja zgrubna i dokładna). I taki błąd już nie wystąpi. Planuję też pomiar prądu, napięcia na wyjściu wraz z wyświetlaniem zadanego ogranicznika prądowego. Ale póki co czasu na to brak.

    Dodano po 1 [minuty]:

    rjmp napisał:
    "Bardzo byłbym wdzięczny o zamieszczenie linków lub schematów innych sprawdzonych konstrukcji zasilaczy warsztatowych/laboratoryjnych" - też za 0.5pkt czy za free ? Chcesz punkty za twój projekt w Eagle-u ? OK. Ale za schematy które nie są Twoje?

    Zostawiłem przez przypadek prowizja automatyczna, dziękuję za zwrócenie uwagi. Już poprawione.
  • #5
    pawel13t
    Poziom 17  
    Bardzo prosty i przydatny zasilacz, wstaw zdjęcia środka obudowy.
    Co do sprawdzonych zasilaczy to polecam etl kolegi eurotips których wykonałem kilka i nie miałem z nimi problemów.
  • #6
    kuchcik1345
    Poziom 9  
    Bardzo fajny projekt. Schludnie zrealizowany.
  • #9
    cooltygrysek
    Warunkowo odblokowany
    lukaszd82 napisał:
    lub wykonania innej konstrukcji, najlepiej zasilacza symetrycznego.


    Najprościej zbudować zasilacz symetryczny jako układ nadążny. Nie komplikuje to zbytnio układu. Ciekawi mnie jak z podstawowym testem diody led w trybie CC, osobiście słabo to widzę z powody C8. Schemat prosty lecz dość archaiczny.
  • #10
    hetm4n
    Poziom 20  
    Czy sprawdzaleś miernik U/I czy dobre ma pomiary? Ostatnio kupiłem taki i brakuje mu zakresu regulacji. Napięcie mi przekłamuje o 0.5V natomiast ampery o 500mA. Brakło regulacji na potencjometrach i kombinuje podmienić rezystory ktore są w szeregu z potencjometrami.
  • #11
    lukaszd82
    Poziom 28  
    U mnie miernik był ok. Prądy na zasilaczu dawałem maksymalnie 2A i przekłamanie w granicach 0,08A było maksymalnie przy 2A. Na małych prądach różbica między multimetrem jeszcze mniejsza. Ale z tymi miernikami rozrzut jest duży. W sumie już z 5szt takich miałem i 2sztuki z prądem 20A do prostowników... I teraz na to patrząc to z tym pierwszym dobrze trafiłem. Jeden spalił się po podpięciu, naprawiony co prawda... Z tych 5 sztuk 10A 100V miałem 4 różne pcb i 2 różne sposoby podpięcia. W jednym miałem rezystor pomiarowy, w pozostałych bocznik drutowy...
  • #12
    Zygmunt_mt
    Poziom 23  
    lukaszd82 napisał:

    Zostało sporo miejsca, więc dodałem nieodzowny włącznik z diodą sygnalizującą zasilanie. I dodatkowo zakładając, iż nie będę potrzebował dużych prądów wykorzystałem małą przetwornicę na LM2596 jako źródło drugiego napięcia
    Te moduły przetwornic wcale nie są takie słabe. Ostatnio w moim testerze lamp, wymieniłem zasilanie żarzenia z LM317( z dodatkowym tranzystorem) na tą własnie przetwornicę . Przybyło mi dużo miejsca w testerze , bo był spory radiator do LM a i tranzystora, a z LM2596 otrzymuję nawet do 1,5 Ampera(( dla lampy EL34) i zauważalnego spadku napięcia żarzenia przy testowaniu tej lampy , nie stwierdziłem. Usunąłem z modułu tylko PR, w zamien wlutowując kabelki i podłączając nimi potencjometr.

    Dodano po 8 [minuty]:

    hetm4n napisał:
    Czy sprawdzaleś miernik U/I czy dobre ma pomiary? Ostatnio kupiłem taki i brakuje mu zakresu regulacji. Napięcie mi przekłamuje o 0.5V natomiast ampery o 500mA. Brakło regulacji na potencjometrach i kombinuje podmienić rezystory ktore są w szeregu z potencjometrami.
    To i tak "niedużo" W kupionym przeze mnie prąd wskazywał jaki chciał. Ale potraktowałem go tak jak na to zasłużył i wlutowałem równolegle do bocznika, dobrany eksperymentalnie odcinek linki miedzianej. I pokazuje przynajmniej w przybliżeniu, taki prąd jaki jest. Wiem oczywiście, że to nietechniczne, ale tak zrobiłem i póki co jest spokój. A obecna dokładność mi wystarczy, byleby nie pokazywał mi tak jak wcześniej, głupot.