Programowalny zasilacz 42V 6A: 6 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:32

Mój nowy projekt został zainspirowany programowalnym zasilaczem, modułem Ruideng. Jest fantastyczny, bardzo mocny, precyzyjny i za rozsądną cenę. Dostępnych jest kilka modeli dotyczących napięcia i prądu wyjściowego. Najnowsze wyposażone są w opcje komunikacji (USB i Bluetooth).

Opisywany w tym artykule zasilacz programowalny - zmienny, dedykowany do ławki elektronicznej DIY. Pierwotnie był oparty na modelu Ruideng DPS 5015 bez komunikacji. Podczas pisania mojego Instructable na rynek zostały wprowadzone moduły z komunikacją. Dodałem tę opcję jako wersję B.

Parametry:

• Wejście AC: 100 - 220 V
• Częstotliwość AC: 50Hz/60Hz
• Wyjście napięcia stałego: 0 - 42V
• Wyjście prądowe DC: 0 - min. 4A, maks. 5A (DPS5005) lub 6A (DPS5015)
• Rozdzielczość napięcia wyjściowego: 0,01 V
• Rozdzielczość prądu wyjściowego: 0,01A, (0,001A dla DPS5005)
• Moc wyjściowa: 200 W
• Dokładność napięcia wyjściowego: +/- (0,5% +1 cyfra)
• Dokładność prądu wyjściowego: +/- (0,5% +2 cyfry)
• Liczba pamięci: 9 zestawów grup danych plus ostatnie ustawienie (pamięć 0)

Co oznacza programowalny?

1. Zasilacz Ruideng DPS 5015 lub DPS 5005. Z panelu przedniego można regulować parametry zasilacza i zapisywać je w pamięci wewnętrznej. Nie można regulować i programować żadnych parametrów z zewnątrz. Nie ma żadnego łącznika ani żadnego linku do parametrów programu z zewnątrz. Wersja A.
2. Zasilanie Wersja komunikacyjna Ruideng DPS 5005. Ten moduł Ruideng umożliwia komunikację z zewnątrz instrumentu przez złącze micro USB lub Bluetooth. Możesz dostosować i zaprogramować wszystkie parametry z komputera. Wersja B.

Główne parametry programowalne to:

1. Napięcie
2. Aktualny
3. Nadmierne (napięcie, prąd i moc)

Narzędzia:

• Mała wyrzynarka
• Wiertarka
• Lutownica
• Multimetr

Krok 1: Części

W moim przypadku głównym elementem jest programowalny zasilacz Ruideng DPS5015. Moduł ten zawiera kolorowy wyświetlacz LCD, na którym wyświetlane są wszystkie niezbędne dane. DPS5015 był dostępny w niskiej cenie. Moduł może zapewnić maksymalne wyjście DC 50 V i prąd 15A. Obecna wartość DPS 5015 nie jest tutaj w pełni wykorzystana, ale kupiłem ją z czasową zniżką za mniej niż 20 €. Najlepszym rozwiązaniem do tego przypadku jest model DPS5005, wersja komunikacyjna, polecam.

Każdy moduł DPS Ruideng wymaga na swoim wejściu innego zasilania (przełączanego lub nie przełączającego) z możliwością dostarczenia około 50V i 5A lub więcej. Takie zasilanie może być wykonane na głównym transformatorze 220V/50V i kilku innych elementach. To rozwiązanie jest bardzo ciężkie, duże i mało wydajne. Przełączanie zasilania jest bardziej ekonomiczne. Dlatego zdecydowałem się na zamianę zasilania z 220V AC na 48V DC. Nie mogłem znaleźć odpowiedniego, więc użyłem dwóch modułów 220VDC/24VAC. Moduły są połączone równolegle na swoich wejściach i szeregowo na wyjściach.

Części to:

• Zasilacz impulsowy Geekcreit 24V/4-6A, 2szt, Banggood
• Wersja bez komunikacji, programowalny PS Ruideng DPS5005 (lub DPS5015) Banggood
• Wersja komunikacji B, programowalna komunikacja PS Ruideng DPS5005, DPS Banggood
• Plastikowa skrzynka na instrumenty, Banggood
• Główny wyłącznik zasilania, Banggood
• Wentylator 12V jak np. ebay
• Zasilacz 220VDC/12VDC, np. ebay
• Gniazda żeńskie bananowe, 2 szt., ebay
• Termistor, 10kohm, ebay
• Sterownik wentylatora, zbudowany na małej płytce prototypowej, Banggood
• Główny kabel zasilający 220V, 2,5A z lokalnego sklepu, w zależności od typu wtyczki.

Części w sterowniku wentylatora:

• Tranzystor 2N5401 lub BC337, Banggood
• Dioda uniwersalna 1N4148, Banggood
• Rezystor trymera 1kohm, Banggood
• Złącze żeńskie JST 2,5 mm na płycie, 3 szt., Banggood
• Złącze męskie JST 2,5 mm z kablem, 3 szt., Banggood

Krok 2: Schemat połączeń - wersja a - brak komunikacji

Połączenia pomiędzy wszystkimi blokami ukazane są na powyższym obrazku. Po lewej stronie znajduje się wejście 220V, kabel główny i wyłącznik główny. Na środku znajdują się dwa moduły AC/DC 220V/24V. Moduły te są połączone równolegle na wejściu o napięciu 220V AC. Oba moduły są połączone szeregowo na swoich wyjściach i dołączone do wejścia programowalnego PS. Każdy moduł dostarcza 24V DC, więc całkowite napięcie wyjściowe wynosi 48V. Programowalny PS DPS 5015 podłączany jest do złączy wyjściowych (plus i minus napięcia wyjściowego przyrządu) oraz za pomocą kabli taśmowych do wyświetlacza LCD. Na zdjęciu w górnej części zasilacz 220V/12V, sterownik wentylatora oraz wentylator 12V. Na rysunku nie ma termistora. Termistor NTC o ujemnym współczynniku temperaturowym montowany jest wewnątrz jednej z aluminiowych chłodnic.

Programowalny DPS 5005, zgodnie z rysunkiem, zawiera wszystkie obwody elektroniczne znajdujące się wewnątrz części wyświetlacza. Masz więcej miejsca w plastikowym pudełku. Przewody są podłączone bezpośrednio z zasilaczy przełączających do wyświetlacza oraz z wyświetlacza do złącz bananowych.

Schemat sprzętowy sterownika wentylatora znajduje się na następnym obrazku. Połączenie jest bardzo proste, tylko kilka elementów. Tranzystor T1 włącza wentylator zgodnie z wartością termistora. Jeśli termistor jest wystawiony na działanie wyższej temperatury, jego wartość rezystora spada i tranzystor przewodzi więcej prądu, wentylator pracuje. Dioda D1 zabezpiecza tranzystor.

Generalnie nie jest konieczny wentylator chłodzący dla wszystkich modułów. Programowanie PS 5015 jest wyposażony we własny mały wentylator. DPS5005 nie wymaga żadnego chłodzenia. Oba moduły przełączające wymagają chłodzenia w przypadku większej mocy wyjściowej. Dlatego dostarczyłem blok dwóch modułów przełączających z wentylatorem. Wentylator jest załączany właśnie w przypadku wyższej temperatury aluminiowej chłodnicy na jednej z dwóch płyt modułowych. Najdłuższy czas pracy to programowalny zasilacz cichy.

Specjalny adapter 220V/12V dostarcza napięcie 12V do wentylatora. Wybieram to rozwiązanie, bo wolę osobne zasilanie wentylatora.

Krok 3: Schemat połączeń - wersja B Komunikacja

Schemat połączeń jest taki sam jak w wersji A, moduł Ruideng DPS5005, dodano tylko kartę komunikacyjną USB. Jest na obrazku powyżej. Płytka USB jest podłączona za pomocą oryginalnego kabla ze złączami po obu stronach.

Jeśli zamówisz model komunikacyjny Ruideng z dwoma kartami komunikacyjnymi, USB i Bluetooth, możesz podłączyć tylko jedną kartę na raz, ponieważ moduł wyświetlacza zawiera tylko jedno złącze.

Mogło być rozwiązanie dla obu płytek, ale nie sprawdziłem funkcjonalności kolejnego opisanego układu. Zamontuj oba moduły na wolnej przestrzeni plastikowej skrzynki dolnej. Proponuję podłączyć jako płytkę priorytetową - Bluetooth i USB są połączone tylko w przypadku podłączonego kabla USB. Przewody mogą być zasilane przez przekaźnik 12 V 4PST lub przez dwa przekaźniki DPST. Na wyjściu adaptera dostępne jest niezależne napięcie 12V DC. Umieść mikroprzełącznik w miejscu, w którym znajduje się złącze USB, tak aby włożone złącze aktywowało przełącznik. Za pomocą przełącznika można zasilać przekaźnik i przełączać przewody na płytę USB.

Cztery przewody przychodzące do płytek komunikacyjnych mają być: VCC, GND, TX, RX. Jeśli jesteś w stanie zidentyfikować VCC i GND, pozostałe dwa przewody powinny być przełączane przez jeden przekaźnik DPST. Obie płytki mogą być na stałe podłączone do zasilania, jeśli instrument jest włączony.

Krok 4: Budowa

Stopnie konstrukcyjne, wersja A

Zasilacz umieszczony jest w gotowej plastikowej skrzynce przyrządowej. Oszczędza to czas i upraszcza budowę. Kolejne kroki dotyczą DPS5015. W przypadku DPS5005 w kroku 3. wystarczy zamontować przejściówkę napięciową, aby uzyskać wolną przestrzeń na dolnej części plastikowego pudełka::

1. Przygotuj plastikowe pudełko: zdejmij te same plastikowe nóżki mocujące z dolnej części pudełka (oznaczone kółkiem z czarnym długopisem). Wywierć otwory i wytnij okienka w plastikowym panelu przednim i tylnym zgodnie z powyższymi zdjęciami.
2. Zamontuj przełącznik PS i wentylator razem w jednym zespole. Użyj metalowych złączy kątowych i śrub. Zamontuj ten zespół do dolnej plastikowej obudowy za pomocą wspomnianych łączników i śrub. Nie zapomnij dołączyć przewodów do zacisków, bo później nie jest to możliwe lub nie takie proste. Na przewodach idących do złączy widełkowych programowalnego modułu lutowniczego.
3. Zamontuj programowalny moduł PS 5015 i adapter do dolnej plastikowej obudowy za pomocą łączników i śrub. Przygotuj przewody do złącz wyjściowych i przylutuj do nich zaciski widełkowe. Na wyjściu adaptera przylutuj dwa przewody ze złączem JST do sterownika wentylatora i dwa przewody wejściowe do zacisku śrubowego 220V.
4. Przylutuj części sterownika wentylatora na małej płytce drukowanej lub płytce prototypowej. Rozmiar tej płyty to około 15 x 25 mm. Przytnij przewody połączeniowe na odpowiednią długość i przylutuj je do wyjścia wentylatora, termistora i adaptera 12V.
5. Umieść i zamocuj termistor na jednej z aluminiowych chłodnic. Naprawiam to wkładając termistor w otwór radiatora.
6. Zamontuj części na panelu przednim. Wyłącznik zasilania, dwa złącza bananowe i wyświetlacz LCD.
7. Umieść panel przedni i tylny i podłącz wszystkie przewody.

Konstrukcja, wersja B

Zamontuj płytkę komunikacyjną USB na wolnej przestrzeni plastikowej dolnej części w taki sposób, aby złącze było skierowane w prawo. Na płytce USB znajdują się dwa otwory i za pomocą kołka przykręcamy płytkę do plastikowego pudełka. Wytnij otwór na złącze z boku pudełka.

Przedni panel

Na ostatnim zdjęciu jest panel przedni. Możesz użyć go jako szablonu. Rysunek został wykonany w programie Paint w systemie Windows 10. Bardzo łatwo można modyfikować projekt. Rysowanie odbywa się dokładnie w rozmiarze panelu przedniego (skala w mm). Przy drukowaniu należy wybrać rozmiar wydruku 100%. Aby było ładnie, wybierz papier fotograficzny i zabezpiecz go przezroczystą folią samoprzylepną.

Dostosowanie

Dobrą praktyką jest sprawdzanie wszystkich modułów i części w procesie montażu. Polecam sprawdzić sterownik wentylatora podłączony do wentylatora i podłączony na początku do 12V z jakiegoś innego zasilacza. Wentylator powinien działać lub nie działać w zależności od pozycji trymera. Gdzieś w środku trymera po prostu zatrzymaj się wentylator. Jeśli umieścisz termistor w gorącym miejscu (takim jak lutownica), wentylator powinien zacząć się obracać.

Następnie sprawdź oba zasilacze impulsowe. Podłącz 220V z zacisków śrubowych do ich wejść i podłącz ich wyjście do portu szeregowego. Należy zmierzyć napięcie końcowe 48V. Oba moduły powinny być jednakowe pod względem napięcia i prądu wyjściowego. Jeśli możesz je wybrać, weź dwa z dokładnie takim samym napięciem wyjściowym. W tym przypadku zasilacze są dobrze zbalansowane.

Jeśli napięcie 48V jest prawidłowe, podłącz programowalny zasilacz. Uważaj, nie mieszaj wejścia i wyjścia, a plus i minus na wejściu, programowalny moduł może ulec zniszczeniu.

Na końcu podłącz płytkę sterowniczą wentylatora i wszystkie pozostałe kable. Kable rysowane jak grube na schemacie powinny być grubsze, ze względu na wyższy prąd. Na wejściu 220V średnica przewodów powinna wynosić około 1mm (maksymalny prąd 2A), na wyjściu 48V powinna mieć średnicę 1,5mm (maksymalny prąd 6A).

Krok 5: Komunikacja

Odwiedź witrynę z oprogramowaniem komunikacyjnym link i pobierz oprogramowanie DPS5005 PC do komunikacji. Szczegółowe informacje, jak zainstalować oprogramowanie i jak z niego korzystać, jak skonfigurować port szeregowy dla USB, jak skonfigurować Bluetooth, znajdują się na wideo: komunikacja.

W oprogramowaniu PC funkcje w zakładce Podstawowe (pierwszy obrazek) są bardzo podobne do ustawień w wersji bez komunikacji. W zakładce Zaawansowane (drugi rysunek) znajdują się bardziej zaawansowane funkcje, które można wykorzystać do automatycznych pomiarów składników. Oprócz bardziej przejrzystych i uproszczonych pamięci dla grup danych dostępne są funkcje:

• Auto test - pozwala dostosować liczbę kroków (maksymalnie 10), odstępy czasu według wartości opóźnienia dla każdego kroku, napięcia i prądu dla każdego kroku.
• Skanowanie napięcia - umożliwia regulację prądu wyjściowego, startu stopu i wartości kroku napięcia, jedno opóźnienie wspólne dla każdego kroku.
• Bieżący - skanuj. Działa tak samo jak skanowanie napięcia. Regulacja napięcia wyjściowego, start stop i wartość kroku prądu, jedno opóźnienie wspólne dla każdego kroku.

Krok 6: Wniosek

Instrukcja obsługi programowalnego PS Ruideng jest w zestawie. Tylko kilka komentarzy:

Bardzo dobrą cechą jest możliwość podłączenia lub odłączenia obciążenia na złączach wyjściowych za pomocą przełącznika. W ten sposób podczas regulacji napięcia i prądu obciążenie powinno być wyłączone i zabezpieczone.

Na powyższych zdjęciach przykład trybu stałoprądowego. W górnej linii wyświetlacza LCD wyświetlane są ustawione napięcie i prąd. Do złączy wyjściowych podłączony jest rezystor 4,7 ohm. Mimo że napięcie jest ustawione na 10V, napięcie na wyjściu wynosi około 4,7V, ponieważ prąd jest ustawiony na 1A i został osiągnięty.

Na kolejnym zdjęciu dioda Zenera podłączona do wyjścia bez rezystora. Prąd jest ustawiony na wartość około 0,05A, a linia napięcia pokazuje bezpośrednio napięcie Zenera 4,28V. Przy takich pomiarach składowych ważne jest sprawdzenie wyświetlanej mocy na trzeciej dużej linii (na przykład 0,25W). Zniszczyłem diodę Zenera na 30V, bo ustawiając 0,05A brakowało mi mocy ponad 1,5W!

W 9 miejscach pamięci można przechowywać bardzo często używane napięcia, takie jak 3,3 V, 5 V, 6 V, 9 V, 12 V i tak dalej, wraz z przewidywanymi prądami, przepięciami i przetężeniami.

Wersja komunikacyjna pozwala na pewną automatyzację testowania komponentów. Przypomina to pomiar charakterystyki napięciowo-amperowej lub pewne ładowanie akumulatora napięciem zależnym od czasu i prądu.

Komentarz do panelu przedniego. Po lewej stronie wyświetlacza LCD było zbyt dużo miejsca. Myślałem, aby umieścić tam coś szalonego, jak termometr LCD do pomiaru temperatury wewnątrz lub przypomnienie o siedzącym trybie życia, ale w końcu zdecydowałem się na zdjęcie, ponieważ użyłem papieru fotograficznego jako okładki. Pomiędzy ładną naturą (górami) a najpiękniejszym miastem wygraj miasto.

Mam nadzieję, że będziesz zadowolony z samodzielnego robienia ładnego zasilacza.