Лабораторный источник постоянного напряжения из блока питания компьютера

Лабораторный источник постоянного напряжения из блока питания компьютера

Переделка компьютерного блока питания ATX в регулируемый блок питания

Основа современного бизнеса – получение больших прибылей при сравнительно низких вложениях. Хотя этот путь и губителен для собственных отечественных разработок и промышленности, но бизнес есть бизнес. Тут либо вводи меры по предотвращению проникновения дешевых запцацак, либо делать на этом деньги. К примеру, если необходим дешевый блок питания, то не нужно изобретать и конструировать, убивая деньги, – просто нужно посмотреть на рынок распространенного китайского барахла и попытаться на его основе построить то, что необходимо. Рынок, как никогда, завален старыми и новыми компьютерными блока питания различной мощности. В этом блоке питания есть все что нужно – различные напряжения (+12 В, +5 В, +3,3 В, -12 В, -5 В), защиты этих напряжений от перенапряжения и от превышения тока. При этом компьютерные блоки питания типа ATX или TX имеют малый вес и небольшой размер. Конечно, блоки питания импульсные, но высокочастотных помех практически нет. При этом можно идти штатным проверенным способом и ставить обычный трансформатор с несколькими отводами и кучей диодных мостов, а регулирование осуществлять переменным резистором большой мощности. С точки зрения надежности трансформаторные блоки намного надежнее импульсных, ведь в импульсном блоки питания в несколько десятков раз больше деталей, чем в трансформаторном блоке питания типа СССР и если каждый элемент по надежности несколько меньше единицы, то общая надежность является произведением всех элементов и как результат – импульсные блоки питания по надежности намного меньше трансформаторных в несколько десятков раз. Кажется, что если так, то нечего городить огород и следует отказаться от импульсных блоков питания. Но тут более важным фактором, чем надежность, в нашей действительности является гибкость производства, а импульсные блоки достаточно просто могут трансформироваться и перестраиваться под совершенно любую технику в зависимости от требований производства. Вторым фактором является торговля запцацками. При достаточном уровне конкуренции производитель стремится отдать товар по себестоимости, при этом достаточно точно рассчитать время гарантии с тем, чтобы оборудование выходило из строя на следующей неделе, после окончания гарантии и клиент покупал бы запчасти по завышенным ценам. Порой доходит до того, что легче купить новую технику, чем чинить у производителя его бэушку.

Для нас вполне нормально вместо сгоревшего блока питания вкрутить транс или подпереть красную кнопку пуска газа в духовках “Дефект” столовой ложкой, а не покупать новую часть. Наш менталитет четко просекают китайцы и стремятся делать свои товары неремонтопригодными, но мы как на войне, умудряемся ремонтировать и усовершенствовать их ненадежную технику, а если уже все – “труба”, то хоть какую-нить запцацку снять и вкидануть в другое оборудование.

Мне стал нужен блок питания для проверки электронных компонентов с регулируемым напряжением до 30 В. Был трансформатор, но регулировать через резак – несерьезно, да и вольтаж будет плавать на разных токах, а вот был старенький блоки питания ATX от компа. Зародилась идея приспособить комповский блок под регулируемый источник питания. Прогуглив тему, нашел несколько переделок, но все они предлагали радикально выкинуть всю защиту и фильтры, а мы бы хотелось сохранить весь блок на случай, если придется использовать его по прямому назначению. Поэтому я начал эксперименты. Цель – не вырезая начинку создать регулируемый блок питания с пределами изменения напряжений от 0 до 30 В.

Часть 1. Так себе.

Блок для опытов попался достаточно старый, слабый, но напичканный множеством фильтров. Блок был в пыли и поэтому перед запуском я его вскрыл и почистил. Вид деталей подозрений не вызвал. Раз все устраивает – можно делать пробный пуск и измерить все напряжения.

+3,3 В – оранжевый

По входу блока стоит предохранитель, а рядом напечатан тип блока LC16161D.

Блок типа ATX имеет разъем для подсоединения его к материнской плате. Простое включение блока в розетку не включает сам блок. Материнская плата замыкает два контакта на разъеме. Если их замкнуть – блок включится и вентилятор – индикатор включения – начнет вращение. Цвет проводов, которые нужно замыкать для включения, указан на крышке блока, но обычно это “черный” и “зеленый”. Нужно вставить перемычку и включить блок в розетку. Если убрать перемычку блок отключится.

Блок TX включается от кнопки, которая находится на кабеле, выходящем из блока питания.

Понятно, что блок рабочий и прежде чем начать переделку, нужно выпаять предохранитель, стоящий по входу, и впаять вместо него патрон с лампочкой накаливания. Чем больше по мощности лампа, тем меньше напряжения будет на ней падать при тестах. Лампа защитит блок питания от всех перегрузок и пробоев и не даст выгореть элементам. При этом импульсные блоки практически нечувствительны к падению напряжения в питающей сети, т.е. лампа хоть и будет светить и кушать киловатты, но по выходным напряжениям просадки от лампы не будет. Лампа у меня на 220 В, 300 Вт.

Блоки строятся на управляющей микросхеме TL494 или ее аналог KA7500 . Также часто используется компоратор на микрухе LM339 . Вся обвязка приходит сюда и именно здесь придется делать основные изменения.

Напряжения в норме, блок рабочий. Приступаем к усовершенствованию блока по регулированию напряжений. Блок импульсный и регулирование происходит за счет регулирования длительности открытия входных транзисторов. Кстати, всегда думал, что колебают всю нагрузку полевые транзисторы, но, на самом деле, используются также быстрые переключающиеся биполярные транзисторы типа 13007, которые устанавливаются и в энергосберегающих лампах. В схеме блока питания нужно найти резистор между 1 ножкой микросхемы TL494 и шиной питания +12 В. В данной схеме он обозначается R34 = 39,2 кОм. Рядом установлен резистор R33 = 9 кОм, который связывает шину +5 В и 1 ножку микросхемы TL494. Замена резистора R33 ни к чему не приводит. Нужно заменить резистор R34 переменным резистором 40 кОм, можно и больше, но поднять напряжение по шине +12 В получилось только до уровня +15 В, поэтому в завышении сопротивления резистора смысла нет. Здесь идея в том, что чем выше сопротивление, тем выше выходное напряжение. При этом до бесконечности напряжение не увеличится. Напряжение между шинами +12 В и -12 В изменяется от 5 до 28 В.

Найти нужный резистор можно проследив дорожки по плате, либо при помощи омметра.

Выставляем переменный впаянный резистор в минимальное сопротивление и обязательно подключаем вольтметр. Без вольтметра тяжело определить изменение напряжений. Включаем блок и на вольтметре на шине +12 В установилось напряжение 2,5 В, при этом вентилятор не крутится, а блок питания немного поет на высокой частоте, что указывает на работу ШИМ на сравнительно небольшой частоте. Крутим переменный резистор и видим увеличение напряжений на всех шинах. Вентилятор включается примерно на +5 В.

Замеряем все напряжения по шинам

Напряжения в норме, кроме шины -12 В, и их можно варьировать для получения необходимых напряжений. Но компьютерные блоки сделаны так, чтобы по отрицательным шинам защита срабатывала при достаточно малых токах. Можно взять автомобильную лампочку на 12 В и включить между шиной +12 В и шиной 0. При увеличении напряжения лампочка станет светить все более ярко. При этом постепенно будет светить и лампа, включенная вместо предохранителя. Если включить лампочку между шиной -12 В и шиной 0, то при малом напряжении лампочка светится, но при определенном токе потребления блок уйдет в защиту. Защита срабатывает на ток порядка 0,3 А. Защита по току выполнена на резистивно-диодном делителе, чтобы его обмануть, нужно отключить диод между шиной -5 В и средней точкой, которая соединяет шину -12 В с резистором. Можно обрубить два стабилитрона ZD1 и ZD2. Стабилитроны применены как защита от перенапряжения и конкретно здесь через стабилитрон идет и защита по току. По крайней мере с шины – 12 В удалось взять 8 А, но это чревато пробоем микрухи обратной связи. В итоге путь тупиковый обрубать стабилитроны, а вот диод – вполне.

Для проверки блока нужно использовать переменную нагрузку. Наиболее рациональным является кусок спирали от нагревателя. Витой нихром – вот все что нужно. Для проверки включается нихром через амперметр между выводом -12 В и +12 В, регулируем напряжение и измеряем ток.

Выходные диоды для отрицательных напряжений значительно меньше тех, которые используются для положительных напряжений. Нагрузка соответственно также ниже. Более того, если в положительных каналах стоят сборки из диодов Шоттки, то в отрицательных каналах впаян обычный диод. Порой его припаивают к пластинке – типа радиатор, но это бред и для того чтобы поднять ток в канале -12 В нужно заменить диод, на что-то более сильное, но при этом сборки из диодов Шоттки у меня сгорели, а вот обычные диоды вполне неплохо тянули. Следует отметить, что защита не срабатывает, если нагрузка включена между разными шинами без шины 0.

Последним тестом является защита от короткого замыкания. Коротим накоротко блок. Защита работает только на шине +12 В, ведь стабилитроны отключили практически всю защиту. Все остальные шины по короткому не отключают блок. В итоге получен регулируемый блок питания из компьютерного блока с заменой одного элемента. Быстро, а значит экономически целесообразно. При тестах выяснилось, что если быстро крутить ручку регулировки, то ШИМ не успевает перестроиться и выбивает микруху обратной связи KA5H0165R , а лампа загорается очень ярко, затем входные силовые биполюсные транзисторы KSE13007 могут вылететь, если вместо лампы предохранитель.

Короче, все работает, но достаточно ненадежно. В таком виде нужно использовать только регулируемую шину +12 В и неинтересно медленно крутить ШИМ.

Часть 2. Более-менее.

Вторым экспериментом стал древнющий блок питания TX. Такой блок имеет кнопочку для включения – достаточно удобно. Переделку начинаем с перепайки резистора между +12 В и первой ножкой микрухи TL494. Резистор от +12 В и 1 ножкой ставится переменный на 40 кОм. Это дает возможность получить регулируемые напряжения. Все защиты остаются.

Далее нужно изменить пределы тока для отрицательных шин. Я впаял резистор, который выпаял из шины +12 В, и впаял в разрыв шины 0 и 11 ножкой микрухи TL339. Там уже стоял один резистор. Предел токов изменился, но при подключении нагрузки напряжение на шине -12 В сильно падало при увеличении тока. Скорее всего просаживает всю линию отрицательного напряжения. Потом я заменил перепаянный резак на переменный резистор – для подбора срабатываний по току. Но получилось неважно – нечетко срабатывает. Надо будет попробовать убрать этот дополнительный резистор.

Измерение параметров дало следующие результаты:

Переделка компьютерного блока питания на 24 вольта в регулируемый лабораторный источник своими руками

Сегодня стоимость лабораторного блока питания составляет примерно 10 тыс. рублей. Но, оказывается, есть вариант переделки компьютерного блока питания в лабораторный. Всего за тысячу рублей вы получаете защиту от короткого замыкания, охлаждение, защиту от перегрузки и несколько линий напряжения: 3В, 5В и 12В. Однако мы будем модифицировать его, чтобы получить диапазон от 1,5 до 24В, который идеально подойдет для большинства электроники.

Я считаю, что этот способ переделки компьютерного блока питания на 24 вольта лучший, учитывая, что я смог воплотить его в реальность своими руками всего в 14 лет.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Здесь ведется работа с током, будьте осторожны и соблюдайте меры безопасности!

  • рулетка
  • отвертка
  • Компьютерный блок питания (рекомендую 250 Вт +) и кабель для него
  • Проволочные защелки
  • Паяльник
  • Резистор на 10Ом 10Вт или больше (некоторые новые блоки питания не работают должным образом без нагрузки, поэтому резистор должен её обеспечить)
  • переключатель
  • 2 светодиода любого цвета (красный и зеленый подойдут лучше всего)
  • Если вы используете светодиоды, понадобится 1 или 2 резистора на 330 Ом,
  • Термоусадка
  • Внешний корпус (можно поместить всё в оригинальный корпус, а можно взять другой).

В зависимости от того, какой метод для регулируемого блока питания из БП компьютера вы используете (подробнее об этом позже):

  • Клеммные колодки
  • Дрель
  • Регулятор напряжения LM317 или LM338K
  • Конденсаторы 100nF (керамика или тантал)
  • Конденсаторы 1uF Электролитические
  • Силовой диод 1N4001 или 1N4002
  • Резистор 120 Ом
  • Переменный резистор 5 кОм
  • Разъемы
  • Зажимы «крокодил»

Шаг 1: Сбор и подготовка блока питания

Предупреждение: ПЕРЕД ТЕМ, КАК НАЧАТЬ, УБЕДИТЕСЬ, ЧТО БЛОК ПИТАНИЯ НЕ ПОДКЛЮЧЕН

Конденсаторы могут ударить током, что довольно больно. Дайте блоку питания полежать в течение нескольких дней, чтобы он разрядился, или подключите резистор на 10 Ом к красному и черному проводу.

Если вы слышите жужжание при включении питания, это означает, что где-то происходит короткое замыкание или другая серьезная проблема. Если вы слышите жужжание (не от паяльника) во время пайки, это означает, что блок питания подключен. Помните, что если блок, который подключен к питанию, отключить кнопкой, в нем все еще останется ток.

Хорошо, давайте вынем блок питания из компьютера. Обычно он крепится на 4 винтах к задней панели корпуса. Выньте провода из отверстия, затем сгруппируйте их по цветам и отрежьте концы.

Кстати, вы только что аннулировали свою гарантию.

Шаг 2: Делаем проводку

Теперь приступим к сложной части, где нужно добавить светодиоды, переключатели и другие подобные детали. Мы имеем много проводов каждого типа, поэтому я рекомендую использовать 2-4 провода. Некоторые люди перебирают все внутри коробки, а я сделал всё снаружи. Это зависит от того, какой метод вы используете на следующем шаге.

Если вы хотите добавить индикатор ожидания или индикатор включения питания, вам понадобится светодиод (рекомендую красный, но не обязательно) и резистор на 330 Ом. Припаяйте черный провод к одному концу резистора, а короткий конец светодиода — к другому. Резистор уменьшит напряжение, чтобы не повредить светодиод. Перед пайкой, наденьте небольшой кусок термоусадки, чтобы защитить контакты от короткого замыкания. Припаяйте фиолетовый провод к более длинной ноге, и когда вы подадите питание (не включая блок), светодиод должен загореться.

Для включенного блока питания вы также можете установить другой светодиод (рекомендую зеленый). Некоторые говорят, что нужно использовать серый провод для питания светодиода, но тогда нужен еще один резистор на 330 Ом. Я просто подключил его к оранжевому проводу 3,3 В.

Если вы используете метод с серым проводом:
Прежде чем припаять его, наденьте еще один кусочек термоусадки, чтобы предотвратить КЗ. Припаяйте серый провод к одному концу резистора, а другой конец резистора — к более длинной ножке светодиода. Черный провод припаяйте к короткой ножке.

При использовании оранжевого провода 3.3В:
Прежде чем припаять его, наденьте еще один кусочек термоусадки, чтобы предотвратить КЗ. Припаяйте оранжевый провод к более длинной ножке светодиода, а черный провод — к более короткой ножке.

Теперь к переключателю: если на задней стенке вашего блока питания уже есть переключатель, этот пункт вам не сильно пригодится. Подключите зеленый провод к одному контакту на переключателе, а черный — к другому. Если вы не хотите использовать переключатель, просто соедините зеленый и черный провода.

Вы также можете использовать предохранитель на 1А. Всё, что нужно сделать, это обрезать черные провода примерно в середине, и соединить их с предохранителем в держателе.

Некоторым блокам питания нужна нагрузка для правильной работы. Для обеспечения этой нагрузки припаяйте красный провод к одному концу резистора 10 Ом10 Вт и черный провод к другому. Таким образом блок будет думать, что он что-то делает.

Если вы ничего не поняли, загляните в схему, которую я приложил. В ней показан способ подключения проводов. Об этом я расскажу в следующем шаге. Там изображен способ с серым проводом на светодиод (но вы можете использовать оранжевый, как написано выше), а также показывает проводку для высокоомного резистора.

Шаг 3: Пускаем ток!

В учебных пособиях, которые я прочитал, существует множество различных способов подключения разъемов для подключения ваших устройств к питанию. Мы начнем с самого лучшего и дойдем до худшего.

Некоторые учебные пособия расскажут вам, как собрать все детали внутри корпуса, но это опасно и приведет к чрезмерному нагреву и поломкам. Я рекомендую использовать внешний монтаж.

Добавление переменного резистора

Я лично считаю, что это лучший метод, так как он может обеспечить любое напряжение от 1,5 до 24 В. Причина того, что он на 22В, а не 12В, потому что он использует синий провод, который имеет напряжение -12 В, а не обычную землю (черный провод).

  • Регулятор напряжения LM317 или LM338K
  • Конденсаторы 100nF (керамика или тантал)
  • Конденсаторы 1uF Электролитические
  • Силовой диод 1N4001 или 1N4002
  • Резистор 120 Ом
  • Переменный резистор 5 кОм

Сначала постройте схему с основного изображения и соедините ваши линии +12 и -12 В. Затем просверлите отверстия в блоке питания или в внешнем корпусе, чтобы установить переменный резистор. Все остальные детали должны находиться внутри. Теперь я предлагаю добавить две клеммных колодки, чтобы вы могли подключать устройства напрямую. Также можно подключить к ним «крокодилы». Когда вы поворачиваете переменный резистор, напряжение должно находиться в диапазоне от 1,5 до 24 В.

ПРИМЕЧАНИЕ. На главном изображении есть опечатка, которую следует учесть: + 24В вместо 22В. Если у вас есть старый вольтметр, вы можете подключить его в цепь, чтобы отслеживать выходящее напряжение.

Разъемы

Теперь нужно установить разъемы для подключения оборудования. Просверлите для них отверстия (обязательно оберните печатную плату в пластик, так как металлические осколки могут закоротить ее), а затем проверьте, подходят ли они по размеру, вставив разъемы и затянув болт. Выберите, какое напряжение должно идти на каждый разъем и сколько разъемов нужно вставить. Обозначения проводов по цветам:

  • Красный: + 5В
  • Желтый: + 12В
  • Оранжевый: + 3,3В
  • Черный: Земля
  • Белый: -5В

Выше приведено изображение с использованием метода с разъемами.

Крокодиловые зажимы

Если у вас не так много опыта или у вас нет вышеуказанных деталей, и по какой-то причине вы не можете их купить, вы можете просто подключить любые линии напряжения, которые вы хотите к крокодиловым зажимам. Если вы выбрали этот вариант, я рекомендую использовать изоляцию, чтобы предотвратить КЗ.

Советы и устранение неполадок

  1. Не бойтесь добавлять ингредиенты в коробку: светодиоды, наклейки и т.д.
  2. Убедитесь, что вы используете блок питания ATX. Если это AT или более старый источник питания, у него, скорее всего, будет другая цветовая схема для проводов. Если у вас нет данных о проводке, даже не начинайте никаких работ, иначе вы просто сломаете свой блок.
  3. Если светодиод на передней панели не горит, значит ножки подключены неправильно. Просто поменяйте провода местами и он должен загореться.
  4. Некоторые современные блоки питания имеют провод «Сигнал обратной связи стабилизатора», который должен быть подключен к источнику питания для работы блока. Если провод серый, подключите его к оранжевому проводу, если он розовый, подключите его к красному проводу.
  5. Силовой резистор с высокой мощностью может довольно сильно нагреваться; вы можете использовать радиатор, чтобы охладить его, но убедитесь, что он не создает КЗ.
  6. Если вы решили монтировать детали внутрь корпуса, вентилятор можно установить снаружи, чтобы освободить немного места.
  7. Вентилятор может шумно работать, ведь он питается от 12В. Так как это не компьютер, который сильно нагревается, можно обрезать красный провод вентилятора и подключить оранжевый 3,3 В. Следите за температурой после этого. Если она слишком большая, подключите обратно красный провод.

Поздравляю! Вы успешно сделали ваш блок питания.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Цифровой лабораторный блок питания с управлением через ПК

  • Цена: примерно 1500 р.
  • Перейти в магазин

Наткнулся в интернете на схему лабораторного блока питания, да еще и с управлением от компьютера, и не смог устоять. Детали решил брать в российских магазинах, потому что доллар, санкции, ну и все такое. Вот что из этого получилось…

Лабораторный блок питания нужен для запитывания различных махараек устройств на этапе разработки. Первое подобие лабораторника я сделал лет в 16. Это был леденящий душу ужас, который, тем не менее, худо-бедно справлялся со своими функциями. Тогда я только начинал познавать электронику, и все ограничивалось кручением моторчиков. Мне бы в то время интернет и хоть какие то карманные деньги…



Потом был длительный перерыв, армия, несколько лет работы далеко от дома, но после этого периода я вернулся к этому хобби, все было гораздо серьезнее, и был изготовлен из подручных материалов этот монстр:

Он выдержал много издевательств, и жив до сих пор, но мне хотелось большего. Были мысли купить готовый у китайцев, но пока душила жаба случился кризис, а тут подвернулась эта схемка. Начал собирать компоненты. Многое нашлось в закромах (резисторы и транзисторы, импульсник от ноутбука, ненужная зарядка от телефона), но без закупки не обошлось.

Список закупленных деталей:

Чип-нн (со ссылками не получается из-за специфики сайта)
операционный усилитель LM358N — 12 р.
конденсатор электролитический 2200 мкф. — 13 р.
винтовые терминалы 2х — 22 р.
держатель светодиода х3 — 20 р.
кнопка с фиксацией красная, здоровенная — 17 р.
шунт 0.1 ом — 30 р.
многоборотные подстроечные резисторы 470 ом х2 — 26 р.
итого 140 р.

Принцип работы сего устройства.

Ардуино следит за напряжением на выходе, за током, и посредством ШИМ пинает силовой транзистор так, чтобы блок питания выдавал установленные значения.
Блок питания умеет выдавать напряжение от 1 до 16 вольт, обеспечивать ток 0.1 — 8 ампер (при нормальном источнике напряжения) уходить в защиту и ограничивать ток. То есть его можно использовать для зарядки аккумуляторов, но я не рискнул, да и зарядник у меня уже есть. Еще одна особенность этого странного блока питания в том, что он питается от двух напряжений. Основное напряжение должно подкрепляться вольтодобавкой от батарейки, или второго блока питания. Это нужно для корректной работы операционного усилителя. Я использовал ноутбучный блок питания 19в 4А в качестве основного, и зарядку 5в 350мА от какого-то телефона в качестве добавочного питания.

Сборка.

Сборку я решил начать с пайки основной платы с расчетом забить болт, если не заработает, так как начитался комментов от криворуких, как все у них дымит, взрывается и не работает, да и к тому же я внес некоторые изменения в схему.
Для изготовления платы я купил новый лазерный принтер, чтобы наконец то освоить ЛУТ, ранее рисовал платы маркером (вот пример), тот еще геморрой. Плата получилась со второго раза, потому что в первый раз я зачем-то отзеркалил плату, чего делать было не нужно.


Пробный запуск обнадежил, все работало как надо

После удачного запуска я принялся курочить корпус.
Начал с самого габаритного — системы охлаждения силового транзистора. За основу взял кулер от ноутбука, вколхозил это дело в заднюю часть.

Натыкал на переднюю панель кнопок управления и лампочек. Здоровенная крутилка это энкодер со встроенной кнопкой. Используется для управления и настройки. Зеленая кнопка переключает режимы индикации на дисплее, прорезь снизу для разъема юсб, три лампочки (слева направо) сигнализируют о наличии напряжения на клеммах, активации защиты при перегрузе, и об ограничении тока. Разъем между клеммами для подключения дополнительных устройств. Я втыкаю туда сверлилку для плат и резалку для оргстекла с нихромовой струной.

Засунул все кишки в корпус, подсоединил провода


После контрольного включения и калибровки закрыл крышкой.

Отверстия проделаны под радиатором стабилизатора lm7805, который нехило греется. Подсос воздуха через них решил проблему охлаждения этой детали

Сзади выхлопная труба, красная кнопка включения и разъем под сетевой кабель.

Прибор обладает кое-какой точностью, китайский мультиметр с ним согласен. Конечно калибровать самопальную махарайку по китайскому мультиметру и говорить о точности достаточно смешно. Несмотря на это прибору найдется место на моем столе, так как для моих целей его вполне достаточно

Взаимодействие с программой. На ней в реальном времени отображается напряжение и ток в виде графиков, так же с помощью этой программы можно управлять блоком питания.

К блоку питания подключена 12-вольтовая лампа накаливания и амперметр. Внутренний амперметр после подстройки работает сносно

Измерим напряжение на клеммах. Великолепно.

В прошивке реализована ваттосчиталка. К блоку подключена все та же лампочка на 12 вольт, на цоколе которой написано «21W». Не самый паршивый результат.

Изделием доволен на все сто, поэтому и пишу обзор. Может кому-то из читателей нехватает такого блока питания.

О магазинах:
Чип-нн порадовал скоростью доставки, но ассортимент маловат на мой взгляд. Этакий интернет магазин, аналогичный арадиомагазину в среднем городке. Цены ниже, кое на что в разы.
Чип-дип… закупил там то, чего не было в чип-нн, иначе б не сунулся. розница дороговата, но все есть.

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Блок питания 0-30 В из компьютерного БП ATX

Разрешите представить на суд читателей сайта 2Схемы универсальный источник питания для радиомастерской, изготовленный из блока питания ATX с контроллером TL494. БП был создан быстро из того, что было под рукой. Здесь не нужно проектировать плату, вся переделка укладывается на той что в блоке питания.

Начал работу с удаления всех ненужных компонентов, то есть выпаивания диодов, дросселей и конденсаторов на вторичной стороне и всех элементов, связанных с обвязкой контроллера 1, 2, 3, 4, 15, 16, а затем собрал все в соответствии с доработанной схемой.

Схема переделки БП ATX в регулируемый

Представленная схема является модификацией примерной схемы блока питания ATX, поэтому она может немного отличаться, когда речь идет о части, содержащей резервный преобразователь, используемые ключи или значения некоторых элементов, поэтому обозначил элементы на схеме, поместив «xx» рядом с теми, которые должны быть изменены или добавлены.

Блок питания оснащен двумя линейными потенциометрами по 10 кОм, один для регулирования напряжения, другой для ограничения тока. Ток измеряется между центральным отводом трансформатора и землей с помощью измерительного резистора 5 мОм / 2 Вт. Напряжение на измерительном резисторе отрицательно по отношению к массе, поэтому оно поступает на TL494, операционный усилитель LM358 используется только для усиления сигнала от потенциометра регулировки тока. Добавленный 36 кОм резистор на ножке 6 используется только для поднятия частоты инвертора с 30 кГц до примерно 45 кГц — без него блок питания также будет работать.

В первый раз оставил главный трансформатор без изменений, включил источник питания и когда все заработало, перенастроил соединения вторичной обмотки. Эта операция не является необходимой, но тогда максимальное выходное напряжение можно безопасно поднять примерно до 24 В. У трансформатора было 4 вторичных обмотки на каждой стороне 3 витка, соединенных параллельно, и одна 4 витка обмотка, добавленная последовательно. Обмотки были разделены и соединены как на схеме.

Дроссель использовался как есть, вначале удалил из него все ненужные обмотки и оставил только то, что было по линии 12 В. Сердечником дросселя является T106-26, при 30 витках он должен иметь около 83 мкГн и ток насыщения 8,6.

Резервный преобразователь должен оставаться неизменным и содержать все элементы, необходимые для его правильной работы, поэтому его не следует изменять, тут схема составлена в упрощенном виде, лишь обозначено место, откуда должно быть взято питание контроллера и вентилятора. Блок питания был оснащен обычным цифровым модулем вольтметра. Блок работает стабильно, вполне устойчив к коротким замыканиям на выходных клеммах.

Источник питания типа AT также может быть преобразован, должен быть заменен только трансформатор или должны быть добавлены два диода FR107 для питания контроллера отводом 6 витков (3 + 3).

Выполнив выпрямитель из блока питания ATX и убрав режим Standby, преобразовал его в AT, и он также заработал без проблем. Регулирование тока также, даже с закороченными выходными проводами, увеличивает напряжение питания контроллера до примерно 26-29 В.

Источник питания AT от ATX, за исключением резервного преобразователя, отличается только способом подачи питания на контроллер (источник питания берется из выходного выпрямителя перед дросселем) и дополнительными резисторами 330k возбуждения между коллектором и базой главных транзисторов.

Каждый блок питания ATX может быть безопасно адаптирован к напряжению 24 В, не трогая на главный трансформатор. Единственное что нужно сделать, это удалить ненужные линии (в частности, 3,3 В) и подпаять конденсаторы на соответственно более высокое напряжение. Также полезно увеличить частоту инвертора примерно до 40-50 кГц, тогда уменьшается риск насыщения сердечника.

Второй вариант доработки БП

Также добавлю другую проверенную схему.

Недостатком этого решения является использование двух дополнительных диодов и удвоение потерь выпрямителя. После замены резистора вывода 1 TL494 с 24 кОм на 36 кОм, можете снимать примерно до 40 В на выходе.

Ещё приведу фотографии импульсного трансформатора и что с ним делать:

Согласно модификации это должно быть так:

Ш-образные ферриты тут EI33, конечно и с EI28 будет работать, но более 5 A из них не вытянуть.

Что касается родной защиты источников питания AT / ATX, к сожалению большинство из них не имеют защиты от перегрузки по току, единственными средствами защиты являются перенапряжение и пониженное напряжение, а также превышение максимальной мощности, а как мы знаем мощность является произведением тока и напряжения, поэтому если источник питания имеет ограничение 300 Вт и максимум в линии 12 В 10 А, в таком БП до срабатывания защиты, ограничивающей максимальную мощность, произойдёт попытка выдать 25 А, а это приведет к насыщению дросселя и взрыву транзисторов.

Здесь же источник питания переключается в режим регулирования тока при коротком замыкании выхода, и не имеет значения, происходит ли короткое замыкание при низком или максимальном напряжении. Сделан тест — ток транзисторов ограничен коэффициентом трансформации 4 и сглажен на дросселе. Ток мгновенного срабатывания первичной обмотки не должен превышать 2 А, токовый вывод зависит от резистора, поэтому для 100 Ом это будет 1,6 А, для 47 Ом 3,4 А, в любом случае максимальный мгновенный ток силовых транзисторов не должен превышать 6 А.

О переделке такого БП ATX в зарядное можете почитать по ссылке, а нерегулируемый вариант подобного блока питания есть тут.

Лабораторный блок питания с ампер-вольтметром на базе компьютерного БП (0-30В, 11А max)

Содержание / Contents

  • 1 Этапы переделки
  • 2 Конструкция и детали
  • 3 Замеченные особенности недостатки
  • 4 Файлы
  • 5 Использованы материалы из следующих публикаций

↑ Этапы переделки


2. С платы блока AT выпаяны детали самозапуска первичной цепи и цепи регулировки выходного напряжения. Также были удалены все вторичные выпрямители.

Выходной выпрямитель переделан по мостовой схеме. Использованы три диодных сборки MBR20100CT. Дроссель перемотан — диаметр кольца 27 мм, 50 витков в 2 провода ПЭЛ 1 мм. В качестве нелинейной нагрузки применена лампа накаливания 26V 0,12A. С ней напряжение и ток хорошо регулируются от нуля.
Для обеспечения устойчивой работы микросхемы изменены цепи коррекции. Для грубой и точной регулировок напряжения и тока применено особое подключение потенциометров. Такое подключение позволяет плавно изменять напряжение и ток в любом месте при любом положении потенциометра грубой регулировки.

Особого внимания требует шунт, провода для регулировки и измерения должны подключатся непосредственно к его выводам, так как напряжение, снимаемое с него невелико. На схеме эти подключения показаны фиолетовыми стрелками. Измеряемое напряжение для цепи регулирования снимается с делителя с коррекцией для устранения самовозбуждения в цепях управления.
Верхний предел установки напряжения подбираются резисторами R38, R39 и R40. Верхний предел установки тока подбирается резистором R13.


3. Для измерения тока и напряжения применен вольтметр-амперметр


4. Программа для микроконтроллера написана на СИ (mikroC PRO for PIC)и снабжена комментариями.

↑ Конструкция и детали

Конструктивно все элементы размещены в корпусе блока AT. Плата зарядного устройства закреплена на радиаторе с силовыми транзисторами. Сетевые разъемы убраны и на их месте установлен выключатель и выходные зажимы. Сбоку на крышке блока находятся резисторы установки напряжения и тока и индикатор вольтметра-амперметра. Закреплены они на фальшпанели с внутренней стороны крышки.

Чертежи выполнены в программе Frontplatten-Designer 1.0. Междукаскадный трансформатор блока AT не переделывается. Выходной трансформатор блока AT тоже не переделывается, просто средний отвод, выходящий из катушки, отпаивается от платы и изолируется. Выпрямительные диоды заменены на новые, указанные в схеме.
Шунт взят от неисправного тестера и закреплен на изоляционных стойках на радиаторе с диодами. Плата для вольтметра-амперметра использована от «Суперпростого амперметра и вольтметра на супердоступных деталях (автовыбор диапазона)» от Eddy71 с последующей доработкой (перерезаны дорожки, согласно схемы).

↑ Замеченные особенности недостатки

В качестве базового блока использован блок AT 200 W. К сожалению, он имеет довольно маленький радиатор для силовых транзисторов. При этом вентилятор подключен к напряжению 8 Вольт (для уменьшения создаваемого шума), поэтому токи больше 6 – 7 Ампер , снимать можно только кратковременно, во избежание перегрева транзисторов.

↑ Файлы

Файлы схем, плат, чертежей и исходники и прошивка
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

Датчик движения чаще всего используется для включения освещения, когда вы проходите или находитесь рядом с ним. С его помощью можно хорошо экономить электричество и избавить себя от необходимости щелкать выключателем. Это устройство также используется и в системах сигнализации, для определения нежелательных проникновений. Кроме этого их можно встретить и на производственных линиях, они там нужны для автоматизированного выполнения каких-либо технологических задач. Датчики движения иногда называют датчикам присутствия.

Типы датчиков движения

Датчики движения различают по принципу действия от этого зависит их работа, точность срабатывания и особенности использования. У каждого из них есть сильные и слабые стороны. От конструкции и рода используемого элемента зависит и конечная цена такого датчика.

Датчик движения может быть выполнен в одном корпусе и в разных корпусах (блок управления отдельно от датчика).

Контактные

Самый простой вариант датчика движения – использовать концевой выключатель или геркон. Геркон (герметичный контакт) это переключатель который срабатывает при появлении магнитного поля. Суть работы заключается в установки концевого выключателя с нормально-разомкнутыми контактами или геркона на дверь, когда вы её откроете и зайдете в помещение контакты замкнутся, включат реле, а оно включит освещение. Такая схема изображена ниже.

Инфракрасные

Срабатывают от теплового излучения, реагируют на изменение температуры. Когда вы входите в поле зрения такого датчика он срабатывает на тепловое излучение от вашего тела. Недостатком такого способа определения являются ложные срабатывания. Тепловое излучение присуще всему что есть вокруг. Приведем несколько примеров:

1. ИК датчик движения стоит в помещении с электрообогревателем, который периодически включается и отключается по таймеру или термостату. При включении обогревателя возможны ложные срабатывания. Можно попробовать этого избежать долгой и скрупулезной настройкой чувствительности, а также попыткой направить его так, чтобы в прямой видимости не было обогревателя.

2. При установке на улице возможны срабатывания от порывов тёплого ветра.

В целом эти датчики нормально работают, при этом это самый дешевый вариант. В качестве чувствительного элемента используется PIR-сенсор, он создает электрическое поле пропорционально тепловому излучению.

Но сам по себе сенсор не имеет широкой направленности, поверх него устанавливается линза Френеля.

Правильнее будет сказать – многосегментная линза, или мультилинза. Обратите внимание на окошко такого датчика, оно разбито на секции это и есть сегменты линз, они фокусируют попадающие излучения в узкий пучок и направляют его на чувствительную область датчика. В результате этого на маленькое приемное окошко пироэлектрического сенсора попадают пучки излучений с разных сторон.

Для увеличения эффективности детектирования движения могут устанавливать сдвоенные, или счетвертненные сенсоры или несколько отдельных. Таким образом, расширяется поле зрение прибора.

Исходя из вышесказанного нужно отметить и то, что на датчик не должен попадать свет от лампы, а также в поле его зрения не должно быть ламп накаливания, это также сильный источник ИК-излучения, тогда работа системы в целом будет нестабильной и непредвиденной. ИК-излучения плохо проходят через стекло, поэтому он не сработает, если вы будете идти за окном или стеклянной дверью.

Это самый распространённый вид датчика его можно купить а можно и собрать самому на основе, поэтому рассмотрим его конструкцию подробно.

Как собрать ИК-датчик движения своими руками?

Самый распространенный вариант – это HC-SR501. Его можно купить в магазине радиодеталей, на али-экспресс, часто поставляется в наборах Arduino. Может использоваться как в паре с микроконтроллером, так и самостоятельно. Он представляет собой печатную плату с микросхемой, обвязкой и одним ПИР-сенсором. Последний накрыт линзой, на плате есть два потенциометра, один из них регулирует чувствительность, а второй время которое на выходе датчика присутствует сигнал. При детектировании движения на выходе появляется сигнал и держится установленное время.

Он питается напряжением от 5 до 20 вольт, срабатывает на расстоянии от 3 до 7 метров, а сигнал на выходе держит от 5 до 300 секунд, вы можете продлить этот период, если использовать одновибратор на NE555, микроконтроллер или реле задержки времени. Угол обзора порядка 120 градусов.

На фото изображен датчик в сборе (слева), линзу (справа внизу), обратную сторону платы (справа вверху).

Рассмотрим плату подробнее. На её передней стороне расположен чувствительный элемент. На задней – микросхема, её обвязка, справа два подстроечных резистора, где верхний – время задержки сигнала, а нижний – чувствительность. В нижней правой части джампер для переключения режимов H и L. В режиме L датчик выдает выходной сигнал только она период времени выставленного потенциометром. Режим H выдает сигнал, пока вы находитесь в зоне действия датчика, а когда вы её покидаете сигнал, исчезнет через время заданное верхним потенциометром.

Если вы хотите использовать датчик без микроконтроллеров, тогда соберите эту схему, все элементы подписаны. Схема питается через гасящий конденсатор, напряжение питания ограничено на уровне 12В с помощью стабилитрона. Когда на выходе датчика появляется положительный сигнал реле Р включается через NPN транзистор (например BC547, mje13001-9, КТ815, КТ817 и другие). Можно использовать автомобильное реле или любое другое с катушкой на 12В.

Если вам нужно реализовать какие-то другие функции – можно использовать его в паре с микроконтроллером, например платой Ардуино. Ниже представлена схема подключения и программный код.

Как подключить и настроить датчик движения для управления освещением: электрические схемы подключения и настройка датчика

Для удобного управления осветительными приборами и снижению затрат на пользование электрической энергией пользователи всё чаще стали прибегать к использованию автоматических управляющих устройств на основе датчиков движения различной конфигурации. Монтаж таких приборов производится по определенным схемам, которые мы рассмотрим в данной статье.

Выбор места установки датчика движения

Первым делом, после приобретения датчика движения, необходимо определиться с местом установки данного устройства. Выбор правильного места очень важен для корректной работы датчика движения и предотвращения ложных срабатываний.

Для управления ночным освещением выбирается место, из которого датчик может охватывать большую часть помещения. Например, для управления освещением в коридоре или на лестничной площадке, необходимо, чтобы в зону датчика движения попадали двери из всех помещений или квартир. В таком случае, при попадании человека в помещение из любой двери, датчик движения будет правильно отрабатывать и включать свет.

Для просторного помещения, например, большой комнаты, зала или холла грамотным решением будет установка потолочного датчика с охватом в 360 градусов и радиусом, превышающим максимальную длину помещения. Установка нескольких датчиков движения в таких помещениях, как решение, в целом тоже имеет место быть, но достаточно громоздкое и недостаточно удобное.

При установке такого управляющего устройства важно помнить, что не стоит устанавливать его рядом с приборами, которые излучают инфракрасные или электромагнитные помехи, выделяют пар (например, чайники и пр.) или тепловое излучение (обогреватели, трубы отопления, кондиционеры).

Целесообразно, перед окончательным монтажом датчика движения провести испытания его срабатывания в нескольких местах. Это позволит выбрать оптимальное место установки с точным срабатыванием прибора.

Обозначение выводов датчика движения

Для того, чтобы понять, как подключить датчик движения в цепь для управления освещением, нужно понимать несколько важных аспектов: с каким напряжением работает данный тип устройства и как маркируются выводы датчика, к которым будет производится подключение питающих проводов и прибора.

Стандартные датчики движения рассчитаны для работы в сети переменного тока 220В, но встречаются варианты, которые работают от 12В постоянного тока (для управления светодиодными лентами) и радио датчики, которые питаются от аккумулятора и служат для отправки сигнала на управляющее устройство.

Маркировка выводов на устройстве обычно выполнена на самом корпусе с помощью тиснения на пластмассе или с использованием специальных наклеек. Схема подключения также выполняется на корпусе, а также в руководстве по подключению, настройке и эксплуатации данного устройства.

Стандартные обозначения выполнены следующим образом:

  • буквой L обозначается вывод, к которому подключается входящая фаза;
  • буквой N обозначается вывод, к которому подключают нулевой проводник;
  • L’ (или другая буква) обозначается выходящая фаза, идущая к осветительному прибору.

При этом, в отличии от других электроприборов, в данном случае очень важно не перепутать во время подключения проводники фазы и ноля. Это связано с тем, что датчик движения, как выключатель, должен разрывать фазный провод, а не ноль (для безопасной эксплуатации, это требование указано в ПУЭ). Определить, где фаза, а где ноль можно с помощью цветовой маркировки проводников (обычно коричневый или черный – фаза, синий – ноль), но лучше использовать для этого отвертку-тестер или мультиметр.

Принципиальные электрические схемы подключения

Подключение датчика движения в цепь для управления устройством освещения в целом не должно вызвать большой сложности даже для обычного пользователя, который не сильно разбирается в электрике. Конечно, такой монтаж лучше всего доверить профессиональному электрику, но, чтобы сохранить деньги, можно ознакомится с приведенными ниже принципиальными схемами и подключить всё самостоятельно.

Двухпроводное подключение датчика движения

Такой способ подключения датчика движения выполняется с помощью двух проводов и предполагает наличие только фазы (без использования ноля). Такие устройства часто применяют для монтажа в стандартные подрозетники для замены обычных выключателей или для совместного использования выключателей и датчиков движения.

Такие датчики движения имеют всего два вывода: первый служит для подключения питающей фазы, а второй для отходящего фазного проводника к светильнику. Всё подключение делается по аналогии с обычным одноклавишным выключателем без использования ноля.

Этот способ часто применяется при внедрении датчиков движения в помещения с уже произведенным ремонтом, так как позволяет заменить клавишные выключатели на переключатель с датчиком движения.

Трёхпроводная схема подключения

Самая распространенная схема для подключения датчиков движения – та, которая имеет трехпроводную схему подключения. Они применяются как внутри помещений, так и на улице (при установке на улице важно обращать внимание на степень пыле- и влагозащищенности).

Для подключения трехпроводных датчиков необходимо подводить к ним фазу и ноль. Схема выглядит следующим образом:

  • от распределительной коробки к датчику подводят питающую фазу и нулевой проводник;
  • от вывода отходящей фазы датчика движения проводник напрямую (или через распределительную коробку) тянется к прибору освещения.
  • также к светильнику от распределительной коробки подводят нулевой проводник.

Подводящие провода к датчику подключаются к выводам L (фаза) и N (нуль), а отходящий к выводу L’ (или другой буквой, например, A).

Схема включения датчика движения с выключателем

Универсальная схема подключения датчика движения включает в себя его использование совместно со стандартным одноклавишным выключателем . Схема такого подключения выглядит следующим образом: питающую фазу подводят не только к автоматическому датчику движения, но и к выключателю (то есть выполняют параллельное соединение). От клавишного выключателя отходящий фазный проводник подводят к светильнику, как и отходящую фазу от датчика движения.

Данный способ очень удобен для управления освещением, так как позволяет включать и отключать осветительный прибор вне зависимости от времени суток, а также исправности и чувствительности датчика движения.

Можно также подключить выключатель последовательно с датчиком движения до него и отключать им как сам датчик, так и осветительный прибор. Сложно представить, где может использоваться такая схема подключения, так как она имеет очевидные минусы:

  1. При отключении выключателя, датчик не будет работать и свет не включится автоматически при обнаружении движения.
  2. При переключении одноклавишного выключателя в положение «ВКЛ» — осветительный прибор может не включится сразу, так как для запуска датчика движения в рабочий режим необходимо от 15 до 30 секунд.

Схема подключения нескольких датчиков

Для управления светом можно подключать несколько датчиков движения. Такой способ используют в просторных помещениях или длинных коридорах. Например, в длинном коридоре нет возможности управления освещением с помощью одного датчика, так как он имеет ограничение по радиусу действия (обычно 10-12 метров), а если имеются повороты, то еще сложнее включать свет таким способом. Для этого в проходных зонах устанавливают несколько датчиков движения с шагом установки равным радиусу их действия. В этом случае человек, выходя из зоны действия одного устройства, непременно попадет в зону действия другого датчика и свет не отключится.

Для корректной работы освещения применяют параллельное подключение таких приборов регистрации движения, при этом не имеет значение их количество в цепи.

Схема с пускателем или контактором

Для управления мощными нагрузками, например, для управления уличным освещением, состоящим из светильников мощностью более 1 кВт, управление напрямую с помощью датчика движения не годится – он может выйти из строя из-за большого тока, проходящего через него.

В таком случае используется схема с включением нагрузки с помощью магнитного пускателя или контактора. Схема управления будет выглядеть следующим образом:

  • нагрузка (несколько мощных приборов освещения) будут подключаться к контактору или электромагнитному реле пускателя;
  • датчик движения также подключается к реле или контактору, но на управляющие выводы.

Работать это будет так: при регистрации движения, датчик подает напряжения на катушку пускателя, соленоид в пускателе с помощью электромагнитной индукции замыкает контакты и включает нагрузку. При этом датчик движения и нагрузка имеют гальваническую развязку и не связаны между собой.

Настройка и регулировка параметров устройства

Для того, чтобы прибор корректно срабатывал на движение и не реагировал на помехи, движение домашних животных или веток за окном, важно не только правильно его установить, но и грамотно настроить.

Угол обзора

Некоторые приборы позволяют управлять углом обзора с помощью специального переключателя на корпусе устройства. Это дает возможность уменьшить или, наоборот, увеличить угол контролируемой зоны датчиком движения для корректного срабатывания. Те устройства, которые не имеют регулировки угла обзора настраиваются с помощью их поворота в нужную сторону или с использованием стены, как ограничителя. Умельцы также прибегают к помощи изоленты, искусственно ограничивая обзор датчика заклеивая его сканирующий экран в нужных местах.

Чувствительность (SENS)

Данный переключатель позволяет уменьшить количество ложных срабатываний от домашних питомцев, веток деревьев за окном и других факторов. Настройка по этому фактору начинается с минимального значения переключателя, с последующим увеличением до нужного. Все это производится экспериментальным путем с обязательным тестированием.

Задержка выключения (TIME)

Возможность настройки задержки зависит от конкретного устройства и может быть в пределах от 5 секунд до 30 минут. Настройка по этому параметру производится исходя из предпочтений пользователя и назначения помещения или освещения. Работает это следующим образом: при регистрации движения освещение включается и после этого выключится только по истечении настроенной задержки на устройстве.

Уровень освещенности (LUX/DAY LIGHT)

Настройка по этому параметру производится для регулировки включения осветительного прибора при заданной освещенности. То есть включение будет происходить только если произойдет регистрация движения при настроенной освещенности. Если освещенность в помещении будет выше – прибор не включится. Регулировку производят с минимального значения, постепенно увеличивая до необходимого.

Ошибки монтажа и подключения

Основными ошибками при монтаже датчика движения является неправильный выбор места установки и настройки его параметров (чувствительности, освещенности). При возникновении такой ситуации датчик может не срабатывать при нахождении человека в помещении, включаться с задержкой или при перемещении домашних животных. Поэтому сама настройка занимает достаточно много времени и должна учитывать все условия, в которых будет работать данное устройство.

Само подключение проводников обычно не вызывает сложности – подключить три провода по схеме довольно просто. Здесь главное не перепутать фазу и ноль и подключать проводники, которые не имеют нарушений изоляции и повреждения жил.

Читайте также:  Индикатор биоэнергии
Ссылка на основную публикацию