Ujemne napięcie zasilania: 10 kroków (ze zdjęciami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

Większość, którzy bawią się elektroniką, natknęłoby się na obwód audio, który wykorzystuje zasilacz z pojedynczą szyną. Kiedy pierwszy raz się z tym spotkałem, całkowicie mnie to zbiło z tropu – jak uzyskać ujemny ładunek z zasilacza? Czy nie jest jeden pozytywny, a drugi grunt? Z jakiegoś powodu nigdy nie sądziłem, że źródło zasilania, takie jak bateria, ma równy ładunek ujemny i dodatni!

W większości przypadków ładunek ujemny jest uziemiony i nie jest używany, ale w niektórych konstrukcjach, takich jak projekty audio, takie jak wzmacniacze i syntezatory, należy używać ładunku ujemnego razem z ładunkiem dodatnim.

Robin Mitchellover z „All About Circuits” opublikował bardzo elegancki i łatwy sposób na wytworzenie ładunku ujemnego przy użyciu tylko kilku typowych części, które większość ludzi bawiących się obwodami będzie miała w pojemnikach na części.

Nie będę zagłębiać się w to, jak to działa, ponieważ Robin doskonale to wyjaśnił w swoim artykule, który można znaleźć tutaj.

Sam obwód składa się z timera 555 (czy jest coś, czego nie może zrobić!), kilku zaślepek i diod. Chciałem, aby moje zmienne napięcie było kontrolowane i przenośne, aby można je było używać i testować w przyszłych projektach, więc w projekcie uwzględniłem wzmacniacz buck.

Krok 1: Części i narzędzia

Części obwodu ujemnego napięcia

1. 555 Timer – eBay 100 poniżej 5 USD!

2. Rezystor 5,6K. Kup te różne w serwisie eBay

3. Rezystor 47K

4. 100nf Cap – Kup te różne w serwisie eBay

5. Czapka 10nf

6. Dioda 1N194 – eBay

7. 10uf Cap – Kup te różne w serwisie eBay

8. Czapka 100uf

9. Tablica prototypowa - eBay

10. Różne przewody

Aby był przenośny

1. Sprawa – ten będzie działał dobrze w serwisie eBay. Wydobywa stary otwieracz do drzwi garażowych, który gdzieś znalazłem.

2. Wtyki bananowe męskie i żeńskie – eBay

3. Różne przewody

4. Przełącznik - eBay

5. Bateria 9 V

6. Uchwyt baterii 9V - eBay

7. Regulator napięcia – eBay

8. Pokrętło do potencjometru – eBay

9. Pula 10 000 - eBay

10. Miernik napięcia - eBay

Narzędzia:

1. Lutownica

2. Szczypce

3. Przecinaki do drutu

4. Gorący klej

5. Wiertarka

6. Stożkowy wiertło krokowe (zawsze przydaje się do wiercenia otworów w przedmiotach)

Krok 2: Najpierw deska do krojenia chleba

Wiem, że to może być oczywiste, ale bardzo polecam najpierw włożyć ten obwód (lub dowolny, który zbudujesz). Zapewni to, że obwód został przetestowany i działa, i jest jak pierwszy bieg, który pomaga lepiej zrozumieć obwód i sposób jego złożenia.

Po zbudowaniu przetestuj multimetrem i upewnij się, że napięcie dostarczane z obwodu jest ujemne.

Krok 3: Tworzenie obwodu - część 1

Obwód jest naprawdę interesujący i wykorzystuje sprytny układ diod i kondensatorów, aby uzyskać ujemne napięcie na płytce kondensatora. Sprawdź ten link, jeśli chcesz uzyskać więcej informacji. Jeśli nie robiłeś wcześniej żadnych obwodów, sprawdź ten Instruktaż, który pokaże ci liny.

Dołączyłem oryginalny schemat obwodu wraz ze zmodyfikowanym, który zawiera moduł napięciowy i wyłącznik chwilowy podłączony do kondensatora. Przełącznik ten może zwierać nasadkę i rozładować napięcie wewnątrz. Musiałem to dodać, ponieważ nasadka trzymała napięcie dostarczane z regulatora napięcia i jeśli było wysokie, powiedzmy 12V i zmniejszyłem napięcie do 6V, to napięcie ujemne pozostanie na poziomie 12V i powoli opada. Przycisk resetowania rozładowuje nasadkę i dostosowuje ją do dodatniego napięcia.

Kroki:

1. Pierwszą rzeczą do zrobienia jest ustalenie, jak duża (lub mała) jest potrzebna płytka drukowana. Kiedy wkładałem swój do starego otwieracza do drzwi garażowych, musiałem go jak najmniejszym.

2. Przytnij płytkę prototypową do rozmiaru

3. Dodaj uchwyt gniazda IC do płyty. Umożliwi to wymianę układu scalonego, jeśli z jakiegokolwiek powodu jest uszkodzony.

4. Podłącz pin 1 do listwy szyny uziemiającej na płytce prototypowej, piny 4 i 8 do dodatniej listwy szyny.

5. Dodaj nasadkę 10nf do pinu 2 i uziemienia

6. Dodaj nasadkę 100nf do pinu 5 i uziemienia

Krok 4: Tworzenie obwodu - część 2

Aby obwód był jak najmniejszy, wykorzystałem również dół obwodu.

Kroki:

1. Połącz ze sobą styki 2 i 6. Używam do tego nogi rezystora

2. Połącz piny 2 i 7 razem z rezystorem 47K

3. Dodaj dodatnią nogę nasadki 10uf do pinu 3, a ujemną nogę do pustego miejsca na płytce prototypowej.

4. Dodaj diodę (upewniając się, że jest podłączona we właściwy sposób) do ujemnej nogi nasadki i uziemienia

5. Dodaj kolejną diodę (sprawdzając ponownie, czy jest prawidłowo podłączona) do ujemnej nogi nasadki 10uf, a drugą nogę do pustego miejsca na płytce prototypowej.

Krok 5: Tworzenie obwodu - część 3

Kroki

1. Dodaj ujemną nogę z kondensatora 100 uf do końca diody;

2. Dodaj dodatnią nogę do ziemi.

3. Jeśli użyłeś podobnej płytki prototypowej jak ja, będziesz musiał połączyć razem uziemienie i dodatnie paski magistrali. Przylutuj kilka małych przewodów, aby je połączyć

4. Na tym etapie zawsze lubię sprawdzać i upewniać się, że obwód zmieści się w mojej obudowie. Wewnątrz pilota do drzwi garażowych, którego użyłem, nie było zbyt wiele miejsca, a obwód pasował. Usunąłem niewielką część płytki prototypowej, aby pasowała trochę lepiej.

Krok 6: Dodawanie przewodów do obwodu

Następną rzeczą do zrobienia jest dodanie wiązki przewodów do obwodu. Po ich dodaniu możesz przetestować, aby sprawdzić, czy działa

Kroki:

1. Najpierw dodaj 2 przewody (wydłuż wszystkie przewody niż są potrzebne) do dodatniej listwy szyny. Jeden zostanie podłączony do dodatniego wyjścia na regulatorze napięcia, a drugi do żeńskiego wtyku bananowego

2. Dodaj kolejne 2 przewody do ujemnego paska magistrali. Jeden będzie podłączony do masy na regulatorze napięcia, a drugi do żeńskiej wtyczki bananowej

3. Na koniec dodaj drut do ujemnej nogi nasadki 100uf. Będzie to podłączone do ujemnego napięcia wtyku bananowego

Krok 7: Dodawanie wtyczek bananowych i przełączników

W moim przypadku nie było zbyt wiele miejsca, więc musiałem dokładnie przemyśleć, gdzie pójdzie każda z części, zwłaszcza wtyki bananowe i przełącznik.

Nie pokazano tutaj, ponieważ było to coś, co zrobiłem później, był kolejnym chwilowym przełącznikiem, który również będziesz musiał dodać. Ten przełącznik zostanie później podłączony do każdej nogi na nasadce 100uf, aby rozładować wszelkie napięcie, które może utrzymywać.

Kroki:

1. Najpierw wywierć otwór na 3 żeńskie wtyki bananowe

2. Przymocuj wtyki bananowe do obudowy. Poszedłem od lewej do prawej, czerwony – negatyw, czarny – masa i czerwony – pozytyw. Wydawało się, że to najbardziej logiczny sposób ich ustawienia

3. Wywierć kolejny otwór na przełącznik SPDT i również go przymocuj.

4. Wywierć kolejny otwór i dodaj chwilowy przełącznik.

5. Na koniec wywierć otwór w górnej części obudowy na przewód woltomierza. Przepchnij przewody i przymocuj woltomierz do obudowy za pomocą gorącego kleju. Ponieważ nie miałem dużo miejsca musiałem przykleić miernik na górze obudowy. Lepszym sposobem jest wycięcie fragmentu obudowy, do którego zmieści się miernik. To czystsze wykończenie.

Krok 8: Modyfikacja regulatora napięcia

Nie będę omawiał tego zbyt szczegółowo, ponieważ przedstawiłem już szczegóły, jak to zrobić w tym „ible. Dołączyłem również schemat, który pomoże Ci zwizualizować okablowanie

Kroki:

1. Wyjmij garnek znajdujący się na regulatorze, ostrożnie go odlutowując

2. Chwyć garnek 10k i umieść nogi na punktach lutowania. Podgrzej je ponownie i wsuń nogi na miejsce.

3. Dodaj trochę lutu, jeśli to konieczne, do punktów lutowania na płytce drukowanej.

Krok 9: Dodawanie części do obudowy i okablowanie

Jak widać na poniższych obrazkach, naprawdę nie miałem zbyt wiele miejsca na zabawę!

Kroki:

1. Najpierw przymocuj regulator napięcia na swoim miejscu. Upewnij się, że możesz łatwo dostać się do punktów lutowania. Jeśli nie, nie mocuj na miejscu, dopóki nie wykonasz całego lutowania

2. Następnie dodaj obwód napięcia ujemnego do obudowy

3. Podłącz masę i plus z płytki drukowanej do wyjść na regulatorze napięcia

4. Przylutuj przewody z woltomierza również do wyjścia regulatora napięcia.

5. Przylutuj przewód dodatni z uchwytu baterii do przełącznika i drugi przewód od przełącznika do wejściowego dodatniego punktu lutowania na regulatorze napięcia

6. Przylutuj przewód uziemiający z uchwytu baterii do punktu lutowania wejścia uziemienia na regulatorze

7. Teraz podłącz ujemny przewód z obwodu do ujemnej wtyczki bananowej. Zrób to samo dla ziemi i pozytywu

8. Teraz powinieneś być w stanie dodać baterię i sprawdzić, czy działa

Krok 10: Testowanie i używanie

Pierwszą rzeczą, którą chcesz wiedzieć, jest to, czy twój regulator napięcia działa poprawnie.

Kroki:

1. Włącz i sprawdź, czy miernik napięcia działa, regulując potencjometrem. Napięcie powinno rosnąć lub spadać.

2. Następnie za pomocą multimetru sprawdź, czy napięcie ujemne działa. Podłącz przewód dodatni z multimetru do ujemnej wtyczki bananowej, a uziemienie do uziemionej wtyczki bananowej.

3. Sprawdź, czy multimetr pokazuje napięcie ujemne. Jeśli nie, sprawdź swój obwód i upewnij się, że wszystko jest poprawnie zlutowane i nie ma zwarć.

4. Na koniec sprawdź przycisk rozładowania kondensatora. Podkręć woltomierz (nie idź zbyt wysoko, bo możesz usmażyć timer 555), a następnie obniż napięcie. Sprawdź ujemne napięcie za pomocą multimetru. Pokaże się wyżej niż to, co jest wyświetlane na woltomierzu. Dzieje się tak, ponieważ nasadka jest naładowana do ostatniego napięcia, na którym znajdował się regulator. Aby rozładować, naciśnij przycisk chwilowy.

5. Ponownie sprawdź multimetr. Powinien pokazać się blisko miernika napięcia