LM317 дээр суурилсан DIY хувьсах ширээний цахилгаан хангамж: 13 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:05

Цахилгаан хангамж бол аливаа электроникийн лаборатори эсвэл электроникийн төсөл, ялангуяа хувьсах тэжээлийн хангамж хийхийг хүсдэг хүмүүст зайлшгүй шаардлагатай тоног төхөөрөмж юм. Энэхүү гарын авлагад би LM317 шугаман эерэг зохицуулагч дээр суурилсан хувьсагч 1.2-30V (1.2V оролтын хүчдэл-2.7V) тэжээлийн хангамжийг хэрхэн бүтээснийг танд үзүүлэх болно.

Эдгээр нь миний PSU -ийг авахыг хүссэн онцлог шинж чанарууд юм.

• Хамгийн бага гүйдэл 2 А -тай нэг хувьсах гаралт.
• 2А -тай 12 В -ийн гаралтыг зассан.
• 2 А -тай 5 В -ийн гаралтыг зассан.
• 1А -тай 3.3 В -ийн гаралтыг зассан.
• Утасыг 1А цэнэглэх хоёр USB порт.

Цахилгаан хангамж нь ямар ч трансформатор ашигладаггүй бөгөөд 15-35В-ийн тогтмол оролтын хүчдэлийг гаралтын олон янзын хүчдэл хүртэл бууруулдаг. Тиймээс та энэ төхөөрөмжийг 15-35В нэрлэсэн хүчдэлтэй, 2-5А гүйдэлтэй эсвэл ижил үзүүлэлттэй трансформаторын хангамж бүхий SMPS-ээр тэжээх боломжтой.

Алхам 1: Бэлтгэл ажил

1. Https://www.autodesk.com/products/eagle/free-download хаягаар орж өөрийн үйлдлийн системдээ зориулан Eagle схем зураг авах програмыг татаж аваарай.
2. Https://www.sketchup.com/download хаягаар орж SketchUp -ийн хамгийн сүүлийн хувилбарыг татаж аваад суулгаарай.
3. 15-36В-ийн хооронд хүчдэлийн үнэлгээтэй сайн SMPS-ийг хайж олох эсвэл 15-36V DC гаралтын хүчдэлтэй трансформатор дээр суурилсан тэжээл хийх.

Алхам 2: Схем

Схем нь танд миний төлөвлөгөөний талаар ойлголт өгөх болно. Гэхдээ энэ нь ПХБ файл үүсгэх зориулалттай биш байсан, учир нь би ганцхан загвартаа зориулан боловсруулсан. Тиймээс би бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн багцад санаа зовсонгүй. Хэрэв та ПХБ -ийн зохион байгуулалт хийхийг хүсч байвал зохих багцыг сонгох хэрэгтэй. Тус бүрт гурван LM317, гурван TIP2955 PNP дамжуулах транзистор байдаг. Эдгээр LM317 төхөөрөмжүүд нь 36V оролтыг програмчлагдсан хүчдэл болгон бууруулна. U2 нь тогтмол 12V, U3 нь хувьсах хүчдэл, U1 нь бусад 5V ба 3.3 зохицуулагчийн туслах 12V -ийг гаргаж, дулааныг нь бууруулдаг.

LM317 нь 1.5А -аас их гаралтын гүйдлийг хангах боломжтой. Гэхдээ энэ тохиолдолд оролт, гаралтын хүчдэлийн ихээхэн зөрүүтэй бол LM317 нь илүүдэл хүчийг дулаан болгон тараах шаардлагатай болно. маш их дулаан. Тиймээс бид нэвтрэх элементүүдийг ашигладаг. Энд би эерэг талыг дамжуулах элемент болгон TIP2955 цахилгаан транзисторыг ашигласан. Та TIP3055 эсвэл 2N3055 -ийг сөрөг эсвэл гаралтын талд нэвтрүүлэх элемент болгон ашиглаж болно. Гэхдээ би PNP -ийг сонгосон шалтгаан нь тэд NPN транзистор шиг гаралтын хүчдэлийг өөрчилдөггүй (NPN ашиглах үед гаралт +0.7V өндөр байх болно). PNP транзисторыг сургуулиас завсардалт багатай, хэт бага уналтын зохицуулагчдад дамжуулах элемент болгон ашигладаг. Гэхдээ тэд гаралтын тогтвортой байдлын зарим асуудлуудыг харуулдаг бөгөөд үүнийг гаралт дээр конденсатор нэмэх замаар бууруулах боломжтой.

2W эсэргүүцэл R5, R7 ба R9 нь бага гүйдэлд дамжих транзисторыг хазайлгах хангалттай хүчдэлийг бий болгоно. Туслах 12V гаралт нь LM2940 хэт бага оролттой 5V 1A гэсэн гурван зохицуулагчийн оролттой холбогдсон бөгөөд тэдгээрийн хоёр нь USB гаралтанд, нөгөө нь урд талын самбарын гаралтанд ашиглагддаг. 5V гаралтын нэг нь 3.3V гаралтын AMS1117 зохицуулагчтай холбогдсон байна. Тиймээс энэ нь янз бүрийн зохицуулагчдын цуврал сүлжээ юм.

Хувьсах гаралтыг U3 -аас авсан болно. Би гаралтын хүчдэлийг бүдүүн, нарийн тохируулахын тулд 5K потенциометрийг 1К савтай цувралаар ашигласан. DSN DVM-368 (миний вэбсайт дээрх заавар) вольтметр модуль нь урд талын самбар дээрх хүчдэлийг харуулахын тулд хувьсах гаралттай холбогдсон байна. Вольтметр модульд ямар өөрчлөлт оруулахыг харахын тулд "Утас холбох" хэсгийг үзнэ үү. Та өөр ямар ч өөрчлөлтгүйгээр V эсвэл A модулийг ашиглаж болно.

Схемийн өндөр нарийвчлалтай-p.webp

Алхам 3: SketchUp 3D загвар

Холбогч, унтраалга гэх мэт байршлыг төлөвлөх, БСХС -ийн хавтан, хөнгөн цагаан суваг гэх мэтийг зөв хэмжихийн тулд би эхлээд SketchUp дээр PSU хайрцгийн 3D загварыг бүтээсэн. Надад бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүд аль хэдийн байсан. Тиймээс загвар зохион бүтээх нь амархан байсан. Би 6 мм зузаантай БСХС -ийн хавтан, 25 мм хэмжээтэй, 2 мм зузаантай хөнгөн цагаан шахмал (өнцөг) ашигласан. Та доорх линкийг ашиглан SketchUp загварын файлыг татаж авах боломжтой.

LM317 PSU SketchUp 2014 файл: Доорх файлыг татаж авна уу. Та энэ материалыг татаж авах, өөрчлөх, дахин түгээх эрхтэй.

Алхам 4: Багаж хэрэгсэл, эд ангиудыг цуглуулах

Эдгээр нь шаардлагатай материал, багаж хэрэгсэл, бүрэлдэхүүн хэсгүүд юм.

PSU хайрцгийн хувьд,

• 6 мм зузаантай БСХС -ийн хавтан.
• Хөнгөн цагаан өнцөгт шахмал - 25 мм хэмжээтэй, 2 мм зузаантай.
• 25 мм -ийн боолттой шураг, дугуй толгой, нийцтэй самар, угаагч.
• Нийлэг эсвэл ABS зузаантай 3-4 мм зузаантай хуудас.
• Хуучин CPU Хөнгөн цагаан радиатор ба сэнс.
• 1.5 см хэмжээтэй PVC хөл.
• Matte хар шүршигч будаг.
• БСХС -ийн праймер.

Хэлхээний самбарын хувьд,

• 3x TIP2955 (TO-247 багц)
• TO-247 транзисторын гялтгануур тусгаарлагч
• 3x LM317T
• 3х LM2940
• 1x AMS1117-3.3
• 3x 2W, 100 Ом эсэргүүцэл
• 10х100 нФ керамик конденсатор
• 6x 1N4007 диод
• 470 uF, 40V электролитийн таг
• 1х 6А4 диод
• 3x 1K резистор
• 3x 200 Ом эсэргүүцэл
• 1х 3-4А гал хамгаалагч ба гал хамгаалагч
• 100 uF, 10V электролитийн таг
• 1х 1К шугаман потенциометр
• 1х 5К шугаман потенциометр
• 2х потенциометрийн товчлуур
• 2 зүү терминал блок
• TO220 багцын халаагуур
• Дулаан шингээгч зуурмаг
• 4x SPST Toggle/Lever унтраалга
• Хуучин компьютерийн тэжээлийн хангамжаас кабель, утас
• 3мм ба 5мм хэмжээтэй халаах хоолой
• Цоолсон матрицын ПХБ
• Эрэгтэй зүү толгой
• 2х эмэгтэй А төрлийн USB рецептор
• 4х чанга яригч холбогч эсвэл 8х холбох бичлэг
• 1x SPST/DPDT рокерын унтраалга
• 4х 3мм/5мм хэмжээтэй LED
• 1х DSN-DVM-368 вольтметр
• 5х Эмэгтэй DC баррель холбогч (шураг)
• Хуванцар зогсолт

Багаж хэрэгсэл

• Hacksaw ир
• Өрөмдөгч машин
• Хамрын тоглогч
• Янз бүрийн төрлийн файлууд
• Төрөл бүрийн түлхүүрүүд
• Хэмжих соронзон хальс
• Хар өнгийн байнгын CD маркер
• Олон төрлийн Philips болон ховилтой шураг жолооч (иж бүрдэл худалдаж аваарай)
• Эвхэгддэг хутга ба ир
• Ротари хэрэгсэл (хэрэв та ур чадвартай бол шаардлагагүй)
• 300 ба 400 ширхэг элсний хэмжээтэй
• Ниппер (зэс утсан хувьд)
• Мультиметр
• Гагнуурын төмөр
• Гагнуурын утас ба урсгал
• Утас хуулагч
• Хясаа
• Мөн та олох боломжтой ямар ч хэрэгсэл.
• Будагнаас хамгаалах бохирдол/тоосны маск.

Алхам 5: Хэлхээний самбар барих

Таны шаардлагад нийцүүлэн перфрон хавтанг хайчилж ав. Дараа нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг схемийн дагуу байрлуулж, гагнана. Би сийлбэр хийх зориулалттай ПХБ файл хийгээгүй. Гэхдээ та доорх Ийгл схемийн файлыг ашиглан ПХБ хийх боломжтой. Үгүй бол овсгоо самбааг ашиглан байршил, чиглүүлэлтийг төлөвлөж, бүх зүйлийг сайхан гагнах хэрэгтэй. ПХБ -ийг IPA (изопропил спирт) уусмалаар угааж, гагнуурын үлдэгдлийг цэвэрлэнэ.

Алхам 6: Хайрцаг барих

БСХС -ийн хавтан, хөнгөн цагаан суваг огтлох бүх хэмжээс, нүхний хэмжээ, нүхний байршил, бүгд SketchUp загварт багтсан болно. Файлыг SketchUp дээр нээнэ үү. Би хэсгүүдийг бүлэглэсэн тул та загвар хэсгүүдийг хялбархан нууж, хэмжих хэрэгслийг ашиглан хэмжээсийг хэмжиж болно. Бүх хэмжээсийг мм эсвэл см -ээр бичнэ. Өрөмдлөгийн цооног өрөмдөхөд 5 мм хэмжээтэй бит ашиглана. Бүх зүйл хоорондоо амархан нийцэж байгаа эсэхийг шалгахын тулд нүх болон бусад хэсгүүдийн тэгш байдлыг үргэлж шалгаж байгаарай. БСХС болон хөнгөн цагаан сувгийн гадаргууг тэгшлэхийн тулд элсний цаас ашиглана уу.

Та 3D загварыг судалж үзээд хайрцгийг хэрхэн яаж бүтээх тухай санаа олж авах болно. Та үүнийг өөрийн хэрэгцээнд нийцүүлэн өөрчилж болно. Энэ бол таны бүтээлч байдал, төсөөллийг дээд зэргээр ашиглах боломжтой газар юм.

Урд талын хавтангийн хувьд нийлэг эсвэл ABS хавтанг ашиглаж, хэрэв боломжтой бол лазер таслагч ашиглан нүхийг хайчилж ав. Харамсалтай нь надад лазер машин байгаагүй бөгөөд үүнийг олох нь маш хэцүү ажил байх болно. Тиймээс би уламжлалт аргыг баримтлахаар шийдсэн. Би хаягдал дэлгүүрээс хуучин хөргөгчнөөс хуванцар хүрээ, хайрцаг олсон. Үнэндээ би тэдгээрийг үндэслэлгүй үнээр худалдаж авсан. Энэ хүрээний нэг нь зузаан, хавтгай байсан бөгөөд урд талын хавтан болгон ашиглах боломжтой байв; хэт зузаан биш, хэт нимгэн биш байв. Би үүнийг бүх хэмжүүр, гаралтын холбогчийг байрлуулахын тулд зөв хэмжилтээр хайчилж, нүх гаргаж, нүх гаргав. Төмөр хадах, өрөмдөх машин бол миний гол хэрэгсэл байсан.

Хайрцгийн өвөрмөц загвараас шалтгаалан урд талын самбарыг хайрцгийн үлдсэн хэсэгт холбоход асуудал үүсч магадгүй юм. Би ABS хуванцар эдлэлийн хуванцар хэсгүүдийг урд талын өнцгийн ард нааж, самар хийх шаардлагагүй шууд шургуулав. Та үүнтэй төстэй эсвэл илүү сайн зүйлийг хийх хэрэгтэй болно.

Хөргөгчний хувьд би хуучин CPU хөргөгчийг ашигласан. Би цооног өрөмдөж, цахилгаан тусгаарлах зориулалттай гялтгануур тусгаарлагч бүхий гурван дамжуулах транзисторыг холбосон (ЭНЭ ЧУХАЛ!). Хөргөгч нь дангаараа энэ ажлыг хийхгүй гэдгийг ойлгосон тул би дараа нь хөргөлтийн сэнсийг гаднаас нь хөргөгч сэнс нэмж, 12V туслах төхөөрөмжид холбосон.

Алхам 7: Хайрцгийг будах

Эхлээд та БСХС -ийг 300 эсвэл 400 хэмжээтэй зүлгүүрээр зүлгэх хэрэгтэй. Дараа нь нимгэн, жигд модон праймер эсвэл БСХС -ийн праймерыг хэрэглэнэ. Эхний давхарга хангалттай хатсаны дараа өөр давхарга түрхээрэй. Үүнийг таны шаардлагын дагуу давтаж, 1-2 хоногийн турш хатаана. Будаг цацахаас өмнө праймер давхаргыг зүлгэх хэрэгтэй. Шахсан будагны лааз ашиглан зураг зурахад хялбар байдаг.

Алхам 8: Цахилгааны утас

Доод хуудасны голд гагнасан самбараа засаад жижиг машины эрэг ашиглан бэхлээрэй. Би хуучин компьютерийн тэжээлийн хангамжийн утаснуудыг сайн чанарын хувьд ашигласан. Та утсыг шууд самбар дээр гагнах эсвэл холбогч эсвэл зүү толгой ашиглаж болно. Би PSU -г яаралтай хийсэн тул холбогч ашиглаагүй. Гэхдээ бүх зүйлийг модульчлагдах, угсрах, задлахад хялбар болгохын тулд боломжтой үед, хаана ч хамаагүй холбогчийг ашиглахыг зөвлөж байна.

Утас холбох, анхны туршилтыг хийх явцад би нэлээд хачин асуудалтай тулгарсан. Эхнийх нь гаралтын тогтворгүй байдал байв. Бид PNP нэвтрүүлэх элементүүдийг ашиглаж байгаа тул гаралт нь хэлбэлзэж, тоолуур дээр тогтмол гүйдлийн хүчдэл буурах болно. Энэ асуудлыг шийдэхийн тулд би өндөр үнэ цэнэтэй электролитийн конденсаторыг холбох шаардлагатай болсон. Дараагийн асуудал бол самбар болон гаралтын холбогч дээрх гаралтын хүчдэлийн ялгаа байв. Асуудал нь яг юу болохыг би одоо хүртэл мэдэхгүй байна, гэхдээ би үүнийг гаралтын терминал дээр 1K, 4.7K гэх мэт өндөр үнэтэй резисторыг гагнах замаар шийдсэн. Aux 12V ба үндсэн 12V гаралтыг програмчлахад би 2K (1K+1K) эсэргүүцлийн утгыг ашигласан.

Бусад бүх гаралт тогтмол байдаг тул бидэнд зөвхөн DSN-DVM-368 вольтметр хэрэгтэй. Эхлээд та зураг дээр үзүүлсэн шиг холбогчийг (холбогч 1) салгаад дараа нь схемийн дагуу гурван утсыг ашиглана уу. Вольтметр нь аль хэдийн 5V -ийн зохицуулагчтай. 12V -ийг шууд тэжээх нь хүсээгүй халаалт үүсгэдэг. Тиймээс бид AUX 12V ба вольтметрийн Vcc оролтын хооронд 7809, 9V зохицуулагч ашигладаг. Би самбарыг гагнасны дараа 7809 -ийг "хөвөгч" бүрэлдэхүүн хэсэг болгох ёстой болсон.

Алхам 9: Туршилт

15-35V хүчдэлтэй, хамгийн багадаа 2А гүйдэлтэй SMPS-ийг DC баррель үүрээр самбарын оролтод холбоно уу. Би хэт хүчдэлийн хамгаалалттай (унтраалттай) 36V 2A SMPS ашигласан. Ачааллын туршилтын хэмжилтийн хүснэгтийг үзнэ үү.

Миний ашиглаж буй SMPS -ийн гаралтын чадлын хязгаарлалтаас болж ачааллын зохицуулалт тийм ч сайн биш байна. Энэ нь гүйдлийг хязгаарлаж, өндөр гүйдэлд унтрах болно. Тиймээс би одоогийн туршилтыг хийж чадаагүй. 14V хүртэл ачааллын зохицуулалт сайн санагдсан. Гэхдээ 15 В -оос дээш хүчдэлтэй (#8, #9, #10) ачааллыг холбоход 3.24А тогтмол гүйдэлтэй гаралтын хүчдэл 15 В орчим болж буурна. #10 дээр ачаалагдсан хүчдэл нь 3.24А гүйдэл дээр тогтоосон хүчдэлийн тал хувь болно! Тиймээс миний SMPS тохируулсан хүчдэлийг хадгалах хангалттай гүйдэл өгөхгүй байгаа юм шиг санагдсан. Миний авах боломжтой хамгийн дээд хүч бол 58W -ийн #11 байв. Тиймээс, хэрэв та гаралтын гүйдлийг бага байлгавал гаралтын хүчдэл байх ёстой газартаа байх болно. Дулаан дамжуулагчийн хүчдэл, гүйдэл, температурыг үргэлж ажиглаж байгаарай, учир нь тэнд их хэмжээний энерги цацагдах болно.

Алхам 10: Дуусгах

Туршилтыг дуусгасны дараа бүх зүйлийг угсарч, урд талын самбарыг хүссэнээрээ тэмдэглээрэй. Би урд самбарыг мөнгөлөг будгаар будаж, байнгын маркер ашиглан аливаа зүйлийг шошголсон (тийм ч сайн арга биш). Би анхны Arduino -той авсан DIY наалтыг урд талд нь байрлуулсан.

Алхам 11: Давуу болон сул талууд

Энэхүү цахилгаан хангамжийн дизайны олон давуу болон сул талууд байдаг. Тэднийг судлах нь үргэлж үнэ цэнэтэй юм.

Давуу тал

• Шугаман зохицуулалттай цахилгаан хангамж учраас дизайн хийх, бүтээх, өөрчлөхөд хялбар.
• Энгийн SMPS нэгжүүдтэй харьцуулахад гаралт дахь хүсээгүй долгион бага байна.
• EM/RF -ийн хөндлөнгийн оролцоо бага гардаг.

Сул талууд

• Үр ашиг муутай - ихэнх цахилгаан эрчим хүчийг дулааны станцад халаахад зарцуулдаг.
• SMPS цахилгаан хангамжийн загвартай харьцуулахад ачааллын зохицуулалт муу.
• Ижил төстэй хүчирхэг SMPS -тэй харьцуулахад том хэмжээтэй.
• Одоогийн хэмжилт, хязгаарлалт байхгүй.

Алхам 12: Алдааг олж засварлах

Дижитал мултиметр нь цахилгаан хангамжийн асуудлыг шийдвэрлэх хамгийн сайн хэрэгсэл юм. Талхны самбар ашиглан гагнахаасаа өмнө бүх зохицуулагчийг шалгаж үзээрэй. Хэрэв танд хоёр DMM байгаа бол гүйдэл ба хүчдэлийг нэгэн зэрэг хэмжих боломжтой.

1. Хэрэв гаралтанд хүч байхгүй бол оролтын зүү, зохицуулагчийн оролтын хүчдэлийг шалгаж, ПХБ -ийн холболт зөв эсэхийг дахин шалгана уу.
2. Хэрэв та гаралт нь хэлбэлзэлтэй гэж үзвэл гаралтын терминалуудын ойролцоо 47uF -ээс багагүй утгатай электролитийн конденсатор нэмнэ. Та тэдгээрийг гаралтын терминал руу шууд гагнах боломжтой.
3. Гаралтыг богиносгож болохгүй эсвэл бага эсэргүүцэлтэй ачааллыг гаралтын хэсэгт холбож болохгүй. Энэ нь манай загварт одоогийн хязгаарлалт байхгүй тул зохицуулагчид амжилтгүй болоход хүргэж болзошгүй юм. Үндсэн оролтонд тохирох утгын гал хамгаалагчийг ашигла.

Алхам 13: Сайжруулалт

Энэ бол үндсэн шугаман цахилгаан хангамж юм. Тиймээс сайжруулж болох олон зүйл бий. Надад ямар нэгэн хувьсах тэжээлийн хангамж маш их хэрэгтэй байсан тул би үүнийг яаран барьсан юм. Үүний тусламжтайгаар би ирээдүйд илүү сайн "Нарийвчилсан дижитал цахилгаан хангамж" бий болгож чадна. Одоо энд байгаа загварыг сайжруулах хэд хэдэн арга байна.

1. Бид LM317, LM2940 гэх мэт шугаман зохицуулагчийг ашигласан. Эдгээрийн үр ашиг багатай тул батерейгаар ажилладаг тохиргоонд ашиглах боломжгүй гэж би өмнө нь хэлсэн. Тиймээс та юу хийж чадах вэ гэхээр ямар ч онлайн дэлгүүрээс хямд DC-DC Бак модулийн нэгийг нь олж аваад шугаман зохицуулагчийг солих хэрэгтэй. Тэд илүү үр ашигтай (> 90%), ачааллын зохицуулалт сайтай, гүйдлийн чадвар сайтай, гүйдлийн хязгаарлалт, богино залгааны хамгаалалт гэх мэт. LM2596 бол ийм төрлийн нэг юм. Бак (доошоо буух) модулиуд дээр нарийвчлалтай потенциометр байх болно. Та үүнийг "олон эргэлтэт потенциометр" -ээр сольж, ердийн шугаман тогооны оронд урд талын самбар дээр ашиглаж болно. Энэ нь гаралтын хүчдэлийг хянах боломжийг танд олгоно.
2. Бид энд зөвхөн вольтметр ашигласан тул PSU -ийн нийлүүлж буй гүйдлийн талаар бид сохор байна. "Хүчдэл ба гүйдэл" хэмжих хямд модулиуд байдаг. Нэгийг худалдаж аваад гаралтанд нэмнэ үү, гаралт бүрт нэг байж болно.
3. Манай загварт одоогийн хязгаарлах шинж чанар байхгүй байна. Тиймээс одоогийн хязгаарлах функцийг нэмж сайжруулахыг хичээгээрэй.
4. Хэрэв таны радиаторын сэнс чимээ шуугиантай байвал температур мэдрэгч сэнсний хянагчийг хурдны хяналттай нэмж оруулахыг оролдоорой.
5. Зайг цэнэглэх функцийг хялбархан нэмж болно.
6. LED туршилтын хувьд тусдаа гаралт.

Цахилгаан хангамжийн уралдааны тэргүүн шагнал