Приветы самоделкиным!
В этой статье покажу вам как я собрал свой блок питания с предустановленными значениями напряжений и отдельным выходом с регулируемыми силой тока и напряжением от 0 до 50 вольт. В качестве самого источника я использовал лежащий без дела блок питания АТХ от компьютера. Вот такой экземпляр буду переделывать:
Для начала разберемся в форматах и значениях на этикетке прибора. Стандарт АТХ - первые буквы от Advanced Technology Extended. Дословно на русский язык переводится как расширенные передовые технологии. Этим стандартом определены основные параметры важные элементы для корпусов компьютерного оборудования. Сюда включены такие значения, как:
- размеры материнских плат и места их крепления;
- определенные формы, размеры и расположение отверстий в корпусе для разъемов;
- электрические характеристики выходных значений напряжения, размеры и расположение корпуса блока питания;
- форму и расположение разъемов питания и коммутации.
Этот стандарт был разработан специально для совмещения и взаимозаменяемости компонентов компьютеров от разных производителей. Меня же будет интересовать только один фактор из итого стандарта. А именно выходные напряжения и возможная нагрузка блока питания. На верхней фотографии указаны значения напряжений и максимальная сила тока для каждого значения. А еще читаем вот такую надпись о производителе:
Все давно знают, что указанные параметры о возможной силе тока можно смело уменьшать вдвое!
Получена главная информация. Можно приступать к созданию схемы будущего источника электропитания. Будут задействованы все исходящие напряжения. Конкретно для существующих 3,3в; 5в; +12в; -12в будут сделаны выходы с отображением напряжения и потребляемой силе тока. Зачем мне -12в я не знаю, но коли оно есть, то пусть будет и на передней панели отдельным выводом.
Как я писал в начале, будет еще регулируемый выход 0..50в. Добавлю для удобства еще пару разъёмов USB для питания подключаемых устройств по такому разъёму.
Ну вот, основные параметры и желания теперь известны. Тут не буду представлять принципиальную электрическую схему, которую используют все радиолюбители. Для более простой наглядности покажу картинку с коммутацией между частями ЛабБП (так я назвал в своей документации этот Лабораторный Блок Питания).
Первый вариант схемы не пошёл по некоторым причинам, поэтому она перечёркнута. Ниже узнаете почему и окончательное решение.
С такой графической схемой разберется даже школьник. Как видно, я постарался даже добавить изображения компонентов, которые понадобятся в работе. Как видно первую схему я отбросил, немного нужно доработать и добавить элементы. Об этом позже. Ну а теперь стоит остановиться на некоторых моментах. Буду описывать последовательность работы так, как она была в реалии. Первым делом нужно из корпуса АТХ достать плату. С разбором кожуха проблем не должно возникнуть. Открутив 4 винтика, осторожно снимаю часть корпуса. К нему прикреплен вентилятор охлаждения. Что меня удивило, то для довольно слабомощного блока питания компьютера (350 заявленных Ватт), внутри установлен большой кулер (120мм). Обычно в таких слабомощных стоят 80-ки. Ну да ладно. Освобождая вентилятор от крышки корпуса. кулер запитан от платы напрямую (впаян), без промежуточного разъема. Не очень удобно, но не страшно. Освобождаю плату от основания корпуса, предварительно обкусив провода с разъема 220в. Иначе не получится, главное не кусать провода "под корень". В итоге получаю вот это:
После демонтажа платы из корпуса стоит проверить его работоспособность. Вдруг что то сломалось или порвалось. Для этого впаиваю на свое место ранее обкусанные провода с разъема 220в. А дальше что бы запустить плату, нужно кое что знать! Простой подачей 220в в разъем питания ничего не даст. Сейчас объясню почему.
При подаче питания 220в на плату, она сразу переходит в дежурный режим. Для ее активизации нужно знать распиновку основного (20-ти или 24-х пинового разъема). Самый большой по размерам.
Этот разъем подает все номиналы питания на материнскую плату. Так же через него происходит контроль и управление блоком питания компьютера. Примерно выглядит это так:
Тут стоит немного остановиться. Формы контактов имеют разную форму. Это сделано для предотвращения неправильного включения его в материнскую плату. Кто более-менее разбирается в распиновках, сможет легко найти нужные контакты , которые используются для включения платы. Для остальных в стандарт АТХ включён цветовой код. То есть каждый проводок имеет свой цветовой оттенок. Ниже опишу используемые цвета и их назначение:
- оранжевый (3,3в)
- черный (общий, корпус, масса, земля, ноль и т.д.)
- красный (5в)
- желтый (12в)
- синий (-12в)
- зеленый (включение платы блока питания (при замыкании на ноль))
- фиолетовый (на этом проводке присутствует напряжение +5в в дежурном режиме платы ( буду использовать эту функцию для своей индикации состояния))
- серый (присутствует напряжение +5в при включённой плате и свидетельствует о стабильности выходных напряжений +3,3в и +5в ( тоже буду использовать для индикации состояния моего ЛабБП))
Из всего перечисленного выше следует, что для запуска платы достаточно просто замкнуть зеленый проводок с корпусом (черный). При разрыве связи контактов, плата сразу переходит в дежурный режим. Это следует учесть при выборе кнопки включения ЛабБП. Нужно будет использовать с фиксацией.
При моей проверке все работает в норме. Проверил все напряжения. Все путём). В момент включения начинает медленно вращаться вентилятор. Это еще "на холодную". Минуты через 3 скорость незначительно увеличивается. Предполагаю что под нагрузкой, когда элементы начнут греться, вентилятор будет значительно менять свои обороты.
Теперь о дополнительных компонентах. Об них тоже по очереди получения из Китая.
Заказал на aliexpress вот такой вольтамперметр постоянного напряжения 0-100в. Ссылка на вольтамперметр. У этого продавца заказываю не в первый раз и доволен им. Можно выбрать различные цвета отображения информации. Сразу снимаю с приборчика габаритные размеры для будущего посадочного места на лицевой панели ЛабБП.
Подключение измерителя простое. В комплекте имеется два разъема с короткими проводками. На одном разъеме 2 провода и они более толстые. Эти нужны для измерения силы тока. Подключаются последовательно к нагрузке. Второй разъем имеет три проводка, тоненькие. Сразу нужно обратить внимание на цвета. Красный и черный питание измерителя, желтый - измерение нужного значения. Для питания в описании можно использовать 4-30в постоянного напряжения. Если посмотреть на мою "схему", легко понять что буду запитывать от шины 12в.
Перед монтажом следует проверить вольтамперметр на работоспособность. Что не сложно сделать с работающей платой.
Ну и конечно сразу проверяю точность измерителя, подключив параллельно мой мультиметр. Конечно проверяю только значения вольтметра, а показания амперметра оставлю на совести производителя. Просто лень заморачиваться с подключением нагрузок.
Все довольно неплохо пока). Получил контакты. Как и заказывал пришло точно по цветам. 5 красных и 2 черных. Скажу честно, возможно переборщил с выбором. Великоватые они немного))). Ну не страшно, все расположу при проектировании лицевой панели ЛабБП. Ну и конечно проверка. Материал металла - латунь. Реально не магнитится к ниодимовому магниту (белая таблека на фотографии ниже). Пластик - не пластик, честно я уже забыл что такой еще производят. Может помните у нас на улицах стояли телефонные будки или козырьки? Так вот трубки уличных телефонов были почти неубиваемы. Вот такой же материал использован тут в качестве изоляторов и "крутилок". Короче мой взгляд - запаса прочности никогда не бывает много. Медный зажим для соединения проводов M6x32
Про заказ контактов поделюсь секретом. На сайте можно заказать 2 шт любого цвета (красный или черный) с бесплатной доставкой. Добавляя 3-й контакт, сразу статус доставки меняется на платный. И чем больше заказываете, тем дороже доставка. Я поступил иначе. Мне нужно 2 черных и 5 красных. С одной страницы сделал несколько заказов с бесплатной доставкой: 2ч+2к+2к+1к. В итоге продавец отправил 4 отдельных пакетика
. Но так как сейчас есть удобная служба у них (комплектуют несколько заказов в один пакет), я получил все за один раз.А вот кнопочками немного прогадал. Такие покупал впервые, видимо это и сказалось. 12/16/19/22 мм водонепроницаемый металлический кнопочный переключатель Заказал 12-ти миллиметровые, а в них палец даже не входит. Нажать тяжеловато получается. Закажу еще. Чуть побольше размером 16 или 19 мм. Все равно пока не всё пришло. С одной позицией вообще думаю облом. но про это потом. Пока про эти кнопочки. Что заказал, то и получил. Продавец молодец.
Кнопки заказывал разные - по индикации и по напряжению. Для включения питания на плату заказал с фиксацией и вот такой подсветкой (для высоковольтого использования (220в):
Для включения платы заказал такую, тоже с фиксацией, но уже низковольтную:
При использовании высокого напряжения следует обязательно ознакомиться с кнопкой! Я просто прозвонил мультиметром контакты (заодно и проверив работоспособность).
Вот такие мелкие кнопочки в реальности. Специально приложил линейку для понятия размеров с картинки. Кстати, в комплекте были резиновые уплотнительные кольца.
Для вывода 0-50в решил добавить пружинный клеммник. Будет удобно и быстро подключить что то по надобности. Конечно же нужную запчасть нашел на AliExpress. Push in Jack Spring Load Audio Подойдет вот такой.
Подошла очередь к еще одной важной детали моего проекта. Если посмотрите на вот эту часть схемы
то заметите многопозиционный переключатель. Причем он должен быть двухлинейным. Конечно, можно доработать схему, облегчив ее, сделать попроще. Но, как говорится, мы не ищем легких путей! Поэтому решил оставить схему в первоначальном виде.
Долго искал подходящий под мои запросы переключатель. RS1010 вращающийся переключатель диапазонов Нашел вот такой. Две линии переключений но всего на 4 позиции, а по схеме нужно 5. Изначально планировалось в одном из крайних положений переключателя контакты должны замыкаться на "земле", тем самым обесточивать все винтовые контакты.
Заказал, пришли 5 штук, а нужен всего один))).
Если проследить по схеме, то станет понятным назначение этого элемента. Включив его в схему, я получил полное обесточивание винтовых контактов на лицевой панели. При выборе нужного статичного напряжения на вольтамперметре будет отображаться выбранный режим. И сразу будет запитана подходящая клемма. То есть я исключил возможность замыкания между соседними винтовыми клеммами при подключении проводов. Первая линия переключает режимы напряжений. Вторая используется для измерения силы потребляемого тока. Обе линии изолированы между собой, и это дает возможность использовать детальку для отображения сразу двух значений на вольтамперметре.
А теперь мой косяк! Получил вот такой регулятор напряжения и тока DPS5005.
Все хорошо, прибор работает отлично. Правда проверил пока только выход с прибора. Регулируется довольно точно с делением шага по 0,01в.
Если немного вернуться и посмотреть первую (перечеркнутую) схему, то видно что этот прибор я хотел запитать от 12-ти вольтового выхода БП АТХ. О чем я только думал когда рисовал планируемую схему! При проверке прибора подключил 12в, вот тут то и заметил свою грубейшую ошибку! Прибор то понижающий!!!! То есть, если я подал на него 12 в, то могу спокойно регулировать от 0 до 12в. И все! А мне то нужно 24..36..48 получить. Пришлось дорабатывать схему. Сначала хотел еще добавить отдельный источник питания на 48в, но подумал что это будет излишним хранить в одном корпусе два отдельных источника. Поэтому заказал модуль для повышения напряжения.
Заказал вот тут. Посмотрел по заказам, пацаны ерунды не закажут)))) Повышающий преобразователь постоянного тока 400 Вт 15 А с напряжением от 8,5 до 50 В => до 10-60 В
Как я понял из корявого русского и частично с картинок то этот повышающий преобразователь постоянного напряжения работает от 8,5в . Я буду питать от 12-ти. При и регулировке подстроечным резистором можно получить на выходе от 10-ти до 60-ти вольт. Меня устраивает для подачи такого напряжения на электронный регулятор DPS5005. Настрою на 50-55в и в итоге смогу точно регулировать напряжение от 0 до 50 вольт. По силе тока DPS5005 выдает регулируемый ток до 5-ти ампер. Вроде все правильно теперь сопоставил и прикинул.
Заодно заказал новые светящиеся кнопки. Уже 16мм. Еще добавил одну для отдельной запитки DPS5005. Если не нужно напряжение кроме предустановленных, то третьей кнопкой просто не стоит запитывать электронные преобразователь и регулятор.
Теперь стоит заняться новой схемой. Пока работаю с ней, решил выбросить вывод на переднюю панель напряжения -12в. В схеме добавочная третья кнопка нужна. Не всегда нужно использовать блок питания на всю задуманную возможность. Чаще хватает простых стандартных напряжений. А если потребуется, то можно третьей кнопкой задействовать часть блока питания для использования регулируемого вывода. Все просто )))
В итоге на контаrтах не будет напряжений и на вольтамперметре будут отображаться нули по всем характеристикам. Для лучшего отображения положения переключателя добавил светодиоды. Синий будет гореть всегда при включенном платы АТХ, зеленые будут загораться при подаче определенного питания. На дисплее вольтамперметра будет высвечиваться выбранное значение напряжений и будет загораться соответствующий зеленый светодиод.
В окончательную схему внес в принципе небольшие поправки. Просто теперь выводные концы от регулируемого блока (пары блоков) отвязаны от общей платы питания. И еще изменил коммутацию на постоянных напряжениях. Удалил выход -12в. Имея в наличии переключатель на 4 позиции, сделал крайнее левое замыкание на землю.
Наконец то получил разъёмы USB. Продавец подгонял немного. Товар конечно тот что заказывал, но отправка его была ровно через неделю после заказа. И по территории России не отслеживался. Короче за дешевый единичный заказ не хотят сильно напрягаться. Я уже и не рассчитывал получить, поэтому заказал тоже самое у другого продавца.
Так как теперь будет большой запас этих разъемов, добавил их на лицевую панель. Изначально хотел установить только 2 штуки. Теперь их будет 4. Конечно в реальности столько не потребуется, но место позволяет. Отломил одну платку с разъемом от 5-ки, снял размеры с 4-ки соединенных плат. Выглядеть будет вот так:
Из за того что пришлось добавлять еще одну плату (повышающий модуль DС-DС) пришлось немного увеличить размер корпуса блока питания. Появилось свободное место на лицевой панели и в пространстве корпуса. Решил еще добавить универсальный тестер радиодеталей. Про него была моя статья недавно. Супер простой тестер электронных компонентов
Основные детали (сопротивления, ардуинка нано, и мелочевка) имеются в наличии. Заказал только дисплей. Благодаря всемирной паутине (нужны были именно трехмерные представления деталей) могу уже спланировать расположение деталей на лицевой панели. Ниже на картинках показано планируемое. Получу OLED-дисплей, смогу окончательно решить вопрос с расположением элементов. Уже на первом этапе работы с этим модулем расположил отдельную кнопку включения модуля.
Еще ,пока жду посылочки, возникло желание добавить тестер радиодеталей. По моему мнению очень удачное изобретение. Легко можно проверить что за радиодеталька в руках, и минимальные характеристики. Информация выводится на OLED дисплей. У устройства имеется 3 точки для теста. Решил их продублировать, что бы было удобно проверять радиодетали разных калибров. На дисплее будет выведена информация именно к каким входам подключен проверяемый элемент. Такое устройство было описано в этой статье.
Нарисовал свою схему (под)устройства.
Или от так, кому нужна принципиальная схема:
Конечно, раз добавилась повышающая плата, корпус изменился. Тут я не буду показывать первоначальный вариант. Смысла нет, а вот как будет выглядеть лицевая панель нового варианта, покажу. Больших изменений больше не ожидается. Дождусь только OLED-дисплеи из Китая, и окончательно буду знать нужные размеры под его монтаж.
Вот получил повышающий модуль. По заявленным характеристикам вроде как должен выдавать 400 Вт 15 А 10-60в, что примерно соответствует основной плате питания АТХ. Мне нужно максимальное напряжение 50в. Вместе пришли и новые 16-ти миллиметровые кнопки. На фотографии для сравнения положил и кнопки 12 мм.
12-ти миллиметровый всё равно использую одну штуку). Для включения тестера радиодеталей. Тем более вы видели что на передней панели она уже установлена.
Модуль стОит проверить на работоспособность и отрегулировать его под мои потребности. Для этого запитаю от 12-ти вольт (согласно схеме) и подстрою на получение из 12-ти аж целых 55 вольт.
На плате установлено 2 подстроечных резистора. С сайта, где покупал смог получить только вот такую инструкцию:
Ладно, если это был бы текст, но зачем писать текст и размещать как картинку? мне лично не понятно. Помог всемогущий интернет. Перевел текст с картинки, теперь знаю что нужно регулировать для достижения нужных параметров:
Теперь зная что крутить, приступаю к проверке и настройке. Подаю 12 вольт с платы АТХ
Немного подкрутил подстроечный резистор и на выходе получаю 55 вольт.
Ну а теперь самое интересное! Подключаю в повышающей плате модуль DPS5005. Как видно на фотографии - входящее напряжение 55в, на выходе получаю ровно 9в.
Немного подняв напряжение с повышающего блока, на выходе DPS5005 получаю уже 45в.
Немного поигравшись с регулятором напряжения на повышающей плате получаю свои требуемые 50в.
В принципе, все работает, можно собирать в корпус и пользоваться, но осталось два нерешенных вопроса. Что касается самого блока питания, нужно будет еще отрегулировать максимальную силу тока на повышающей плате. и второе - я же задумал встроить тестер радиодеталей. Все имеется в наличии, кроме OLED-дисплея. Пока жду, потом постройка подустройства. А пока неспешно сниму габариты и размеры с новой платы и примерно (основные размеры точно!!!) нарисую ее в трехмерном виде в SolidWorks. Люблю эту программу, мне в ней легче всего разместить объекты и переделать что то меня не устраивающее. Обычно все проходит гладко и точно. Еще добавил верхнюю полочку, она поможет в работе и спасёт от падения внутрь прибора через вентиляционную решетку мелких деталей. Все таки на верхней части корпуса расположен обдувающий систему вентилятор 120 мм. Зазор (12мм) между крышкой и полочкой для втягивания воздуха конечно присутствует!
А вот так будут выглядеть внутренности:
Или так:
Корпус буду изготавливать из напольного ламината 8мм на фрезерном станке с ЧПУ. Вот вырезал основание:
Смоделировал плату тестера в SolidWorks. Изготавливать плату не хочется. Использую готовую монтажную плату 4х6 см. Соединения контактов выполню навесным монтажом.
Подобным образом смоделировал и плату тестера для лицевой панели блока питания. Только использовал уже готовую монтажную плату 2х8 см. Обрезал ее до нужной длины. На этой плате расположены контакты для проверяемых деталей и кнопка ТЕСТ. Контакты расположил в горизонтальном и вертикальном положениях. Это сделал для удобства и учитывая разные габариты проверяемых радиодеталей. Самое интересное, что планировать то планирую, но пока нет OLED-дисплея, не могу проверить работоспособность тестера. Окончательную сборку блока питания придется начинать именно со сборки и настройки тестера.
Вот настал момент истины. Наконец то получил OLED-дисплеи. Что то он сильно мелкий! а шрифт на нем еще мельче! Подключил, проверил на работоспособность. Монитор то работает, заодно залил прошивку в ардуинку. На экране видно что тестер вроде как запустился.
Ну да ладно, всегда лупа под рукой. И, кстати, габариты прибора немного отличаются от моей 3Д-модели, скачанной с портала Grabcad. Поэтому считаю что не зря ждал получения приборчиков.
Для проверки работоспоспобности тестера приходится подобрать сопротивления по схеме с минимальными отклонениями. Вот пример выбранного мною для 100кОм. Почти идеально.
На фотографии ниже показан результат сборки тестера на макетной плате. Для проверки в тестовые клеммы втыкал разные сопротивления, конденсаторы транзисторы и еще всякого хлама кучу. Вот пример какого то транзистора: структура PNP, сразу видно распиновку (1- эмитер 2- коллектор 3- база)
Ладно , проехали. Собираю всё во едино. Как я раньше писал, схема отработана. Теперь применяю всё это дело под себя. Для наглядности процесса сборки корпуса вот пара фотографий:
Подключил повышающий модуль и DPS 5015. Обязательно снова проверяю. Во время монтажа можно ошибиться в простом месте, что очень опасно, так как может что-нибудь и погореть.
Начинаю пайку плат тестера. Всего будет 2 платы. Основная с контроллером Arduino Nano и общей коммутацией прибора, плата с кнопкой ТЕСТ и коннекторами.
Установил на место в корпус плату с Arduino. На переднюю панель закрепил кнопку 12мм питания тестера, плату с кнопкой ТЕСТ и тестовыми разъемами, дисплей 0.96 Inch OLED Display Module I2C. И конечно же сразу проверка работоспособности! Вроде как все путём))
Теперь нужно установить саму плату ATX в корпус и закрепить ее на заранее приготовленные бобышки для циркуляции воздушного потока под платой. Перед этим обрезаю оставшиеся неиспользованные провода БП АТХ и концы изолирую кусочками термоусадки.
Внутрь корпуса установил три 10-ти мм оранжевых светодиода и подключил к проводу индикации дежурного режима. Направил их на вентиляционные пазы левую и правую стенки и третий вверх, на вентилятор. Теперь в режиме ожидания (когда модули выключены) и в рабочем режиме корпус подсвечивается изнутри. Свечение не яркое.
Собрал всё воедино. Изначально переднюю панель не планировал делать съёмной, но это решение пришло после монтажа деталей на ней. В итоге немного рассверлил шуруповёртом отверстия под головку винта М3 (что бы утопить).
Сверху закрепил защитную крышку/полочку. Доступа воздуха для вентилятора вполне достаточно, зазор довольно большой (12мм). Зато буду уверен что внутрь ничего не упадет через втягивающее отверстие корпуса.
У меня всё.
Всем добра!!!
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
