Laboratorní napájecí zdroj ze starého ATX: 8 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Už delší dobu nemám napájecí zdroj pro laboratorní účely, ale někdy by to bylo nutné. Kromě nastavitelného napětí je také velmi užitečné omezit výstupní proud, např. v případě testování nově vytvořených DPS. Rozhodl jsem se to tedy vyrobit sám z dostupných komponent.

Protože jsem měl doma nepoužívaný počítačový zdroj ATX, rozhodl jsem se jej použít jako zdroj energie. Tyto staré zdroje ATX obvykle končí v koši, protože mají nízký výkon (relativně) a nejsou použitelné pro nové počítače. Pokud ho nemáte, snadno jej seženete velmi levně v obchodech s použitými počítači. Nebo se jen zeptejte svých přátel, zda ho v podkroví mají. Jedná se o velmi dobrý zdroj energie pro elektrické kutilské projekty.

Tímto způsobem se také nemusím o případ příliš starat. Hledal jsem modul, který by odpovídal mým očekáváním:

• Poskytuje proměnné napětí a proud
• Funguje ze vstupního napětí 12V
• Maximální výstupní napětí je minimálně 24V
• Maximální výstupní proud je minimálně 3A
• A je také relativně levný.

Krok 1: Modul ZK-4KX

Našel jsem modul převodníku ZK-4KX DC-DC Buck-Boost, který vyhovuje všem mým očekáváním. Kromě toho je také vybaven uživatelskými rozhraními (displej, tlačítka, rotační kodér), takže jsem je nemusel kupovat samostatně.

Má následující parametry:

• Vstupní napětí: 5 - 30 V.
• Výstupní napětí: 0,5 - 30 V
• Výstupní proud: 0 - 4 A.
• Rozlišení displeje: 0,01 V a 0,001 A
• Cena je ~ 8 - 10 $

Má mnoho dalších funkcí a ochran. Podrobné parametry a funkce najdete v mém videu a na konci tohoto příspěvku.

Krok 2: Použité komponenty

Nad převodníkem DC-DC a moduly ATX počítače potřebujeme pouze několik dalších základních komponent, abychom měli dobře použitelný napájecí zdroj:

• LED + 1k odpor pro indikaci stavu jednotky ATX.
• Jednoduché přepnutí na napájení jednotky ATX.
• Banánkové zásuvkové konektory (2 páry)
• Aligátorová spona - kabel s banánkovou zástrčkou.

Kromě nastavitelného výstupu jsem také chtěl mít výstup +5 V, protože se používá velmi běžně.

Krok 3: Napájení ATX

Opatruj se!

• Protože napájecí zdroj ATX pracuje s vysokým napětím, dejte pozor, aby byl odpojen, a také chvíli počkejte, než jej rozeberete! Obsahuje několik vysokonapěťových kondenzátorů, které potřebují nějaký čas na vybití, takže se nedotýkejte obvodu několik minut.
• Během pájení také dávejte pozor, aby nedošlo ke zkratu.
• Ujistěte se, že jste nezapomněli připojit ochranný zemnící kabel (zeleno-žlutý) zpět do jeho polohy.

Moje počítačová jednotka ATX má 300 W, ale existuje spousta různých variant, každá z nich je pro tento účel vhodná. Má různé úrovně výstupního napětí, které lze rozlišit podle barvy drátu:

• Zelená: Budeme ji potřebovat k zapnutí zařízení zkratováním společně se zemí.
• Fialová: +5V pohotovostní režim. Použijeme k označení stavu ATX.
• Žlutá: +12V. Bude to zdrojový výkon DC-DC Converter.
• Červená: +5V. Pro napájení to bude fixní 5V výstup.

A následující řádky se nepoužívají, ale pokud některý z nich potřebujete, stačí připojit jeho vodič k přední desce.

• Šedá: +5V napájení OK.
• Oranžová: +3,3 V.
• Modrá: -12V.
• Bílá: -5V.

Můj napájecí zdroj ATX měl také střídavý výstup, který není potřeba, takže jsem ho odstranil. Některé varianty mají místo toho přepínač, což je v takových projektech užitečnější.

Po rozebrání jsem odstranil všechny nepotřebné kabely a také výstupní konektor AC.

Krok 4: Přední deska

Přestože uvnitř jednotky ATX je jen malý zbývající prostor, s určitým uspořádáním jsem dokázal celé uživatelské rozhraní dát na jednu stranu. Po navržení obrysu součástí jsem vyřízl otvory z desky pomocí skládačky a vrtačky.

Krok 5: Pouzdro na malování

Protože pouzdro nevypadá tak hezky, koupil jsem si barvu ve spreji, abych měl lepší vzhled. Vybral jsem pro to kovovou černou barvu.

Krok 6: Zapojení součástí

Uvnitř krabice musíte komponenty připojit následujícím způsobem:

• Zapínací vodič (zelený) + uzemnění → Přepínač
• Pohotovostní vodič (fialový) + uzemnění → LED + 1k odpor
• + 12V vodič (žlutý) + uzemnění → Vstup modulu ZK-4KX
• Výstup modulu ZK-4KX → banánové zásuvkové konektory
• + 5V vodič (červený) + uzemnění → Ostatní banánkové zásuvkové konektory

Protože jsem odstranil konektor výstupu střídavého proudu a byl k němu připojen transformátor, musel jsem transformátor sestavit na pouzdru horkým lepidlem.

Krok 7: Výsledek

Po sestavení pouzdra jsem jej úspěšně zapnul a vyzkoušel všechny funkce napájecího zdroje.

Jediné, co jsem musel udělat, je kalibrace, jak můžete vidět na videu.

Krok 8: Kalibrace + funkce

Jelikož naměřené hodnoty modulem ZK-4KX nebyly stejné, jako jsem měřil svým multimetrem, doporučuji před použitím napájení zkalibrovat jeho parametry. Poskytuje také určité ochrany proti přetížení modulu, jako je přepětí/proud/výkon/teplota. Zařízení detekuje jakoukoli poruchu, výstup se vypne.

Krátkým stisknutím tlačítka SW můžete přepínat mezi následujícími parametry, které se mají zobrazit ve druhém řádku:

• Výstupní proud [A]
• Výstupní výkon [W]
• Výstupní kapacita [Ah]
• Uplynulý čas od zapnutí [h]

Dlouhým stisknutím tlačítka SW můžete přepínat mezi následujícími parametry, které se mají zobrazit v prvním řádku:

• Vstupní napětí [V]
• Výstupní napětí [V]
• Teplota [° C]

Chcete -li vstoupit do režimu nastavení parametrů, musíte dlouze stisknout tlačítko U/I. Budete moci nastavit následující parametry:

• Normálně otevřeno [ON/OFF]
• Pod napětím [V]
• Přepětí [V]
• Nadproud [A]
• Přes výkon [W]
• Nadměrná teplota [° C]
• Nadměrná kapacita [Ah/VYPNUTO]
• Časový limit [h/OFF]
• Kalibrace vstupního napětí [V]
• Kalibrace výstupního napětí [V]
• Kalibrace výstupního proudu [A]