Programovatelný napájecí zdroj 42V 6A: 6 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Můj nový projekt byl inspirován programovatelným napájecím zdrojem, modulem Ruideng. Je fantastický, velmi výkonný, přesný a za rozumnou cenu. K dispozici je několik modelů týkajících se výstupního napětí a proudu. Nejnovější jsou vybaveny komunikačními možnostmi (USB a Bluetooth).

Programovatelný - variabilní napájecí zdroj popsaný v tomto článku je určen pro elektronickou lavici pro kutily. Původně byl založen na modelu Ruideng DPS 5015 bez komunikace. Během psaní mého Instructable byly na trh uvedeny moduly s komunikací. Tuto možnost jsem přidal jako verzi B.

Parametry:

• Vstup AC: 100 - 220V
• Frekvence střídavého proudu: 50 Hz/60 Hz
• Výstup stejnosměrného napětí: 0 - 42V
• Výstup stejnosměrného proudu: 0 - min. 4A, max. 5A (DPS5005) nebo 6A (DPS5015)
• Rozlišení výstupního napětí: 0,01V
• Rozlišení výstupního proudu: 0,01 A, (0,001 A pro DPS5005)
• Výstupní výkon: 200W
• Přesnost výstupního napětí: +/- (0,5% +1 číslice)
• Přesnost výstupního proudu: +/- (0,5% +2 číslice)
• Počet pamětí: 9 sad datových skupin plus poslední nastavení (paměť 0)

Co znamená programovatelné?

1. Napájecí zdroj Ruideng DPS 5015 nebo DPS 5005. Parametry napájecího zdroje můžete upravit a uložit je do jeho paměti interně z předního panelu. Externě nemůžete nastavovat a programovat žádné parametry. Neexistuje žádný konektor a žádný odkaz na parametry programu zvenčí. Verze A.
2. Zdroj napájení Komunikační verze Ruideng DPS 5005. Tyto moduly Ruideng umožňují komunikaci z vnějšku přístroje přes micro USB konektor nebo Bluetooth. Všechny parametry můžete upravit a naprogramovat z počítače. Verze B.

Hlavní programovatelné parametry jsou:

1. Napětí
2. Proud
3. Přepětí (napětí, proud a výkon)

Nástroje:

• Malá přímočará pila
• Vrtat
• Páječka
• Multimetr

Krok 1: Díly

V mém případě je hlavní součástí programovatelný napájecí zdroj Ruideng DPS5015. Tento modul obsahuje barevný LCD displej, který zobrazuje všechna potřebná data. DPS5015 byl k dispozici za nízkou cenu. Modul by mohl poskytovat maximální DC výstup 50V a proud 15A. Aktuální hodnota DPS 5015 zde není plně využita, ale koupil jsem ji v dočasné slevě za méně než 20 €. Nejlepším řešením pro tento případ je model DPS5005, komunikační verze, doporučil jsem to.

Jakýkoli modul DPS Ruideng vyžaduje na svém vstupu nějaký jiný napájecí zdroj (spínací nebo nespínací) se schopností dodávat přibližně 50 V a 5 A nebo více. Takové napájení by mohlo být provedeno na hlavním transformátoru 220 V/50 V a některých dalších součástech. Toto řešení je velmi těžké a velké a není příliš efektivní. Přepínání napájení je ekonomičtější. Proto jsem se rozhodl pro přepínání napájení, změnit 220V AC na 48V DC. Nemohl jsem najít vhodný, takže jsem použil dva moduly 220VDC/24VAC. Moduly jsou zapojeny paralelně na jejich vstupy a sériově na výstupy.

Díly jsou:

• Spínaný napájecí zdroj Geekcreit 24V/4-6A, 2ks, Banggood
• Verze, bez komunikace, Programovatelný PS Ruideng DPS5005, (nebo DPS5015) Banggood
• Komunikační verze B, programovatelná komunikace PS Ruideng DPS5005, DPS Banggood
• Plastová skříňka na nástroje, Banggood
• Hlavní vypínač, Banggood
• Ventilátor 12V, jako například ebay
• Adaptér 220VDC/12VDC, například ebay
• Zásuvky pro banánky, 2 ks, ebay
• Termistor, 10 kOhm, ebay
• Ovladač pro ventilátor, postavený na malém protoboardu, Banggood
• Napájecí kabel 220 V, 2,5 A z místního obchodu, závisí na typu zástrčky.

Díly v ovladači pro ventilátor:

• Tranzistor 2N5401 nebo BC337, Banggood
• Dioda univerzální 1N4148, Banggood
• Vyžínač rezistor 1 kohm, Banggood
• Zásuvka JST female 2,5 mm na desce, 3 ks, Banggood
• Zástrčka JST 2,5 mm s kabelem, 3 ks, Banggood

Krok 2: Schéma zapojení - verze a - žádná komunikace

Spojení mezi všemi bloky je utopeno na obrázku výše. Na levé straně je vstup 220 V, hlavní kabel a hlavní vypínač. Uprostřed jsou dva moduly AC/DC 220V/24V. Tyto moduly jsou zapojeny paralelně na vstupu, napětí AC 220V. Oba moduly jsou zapojeny na svých výstupech do série a připojeny ke vstupu programovatelného PS. Každý modul dodává 24 V DC, takže celkové výstupní napětí je 48 V. Programovatelný PS DPS 5015 je připojen k výstupním konektorům (plus a mínus výstupního napětí nástrojů) a plochými kabely k LCD displeji. Na obrázku v horní části je adaptér 220V/12V, ovladač ventilátoru a ventilátor 12V. Na obrázku není zobrazen termistor. Termistor se záporným teplotním koeficientem, NTC je namontován uvnitř jednoho z hliníkových chladičů.

Programovatelný DPS 5005, následující obrázek, obsahuje všechny elektronické obvody umístěné uvnitř části displeje. V plastovém boxu máte více místa. Dráty jsou připojeny přímo ze spínacích zdrojů na displej a z displeje na banánové konektory.

Schéma hardwaru ovladače ventilátoru je na dalším obrázku. Připojení je velmi jednoduché, jen několik komponent. Tranzistor T1 sepne ventilátor podle hodnoty termistoru. Pokud je termistor vystaven vyšší teplotě, jeho hodnota odporu se sníží a tranzistor vede větší proud, ventilátor běží. Dioda D1 chrání tranzistor.

Obecně není u všech modulů nutný chladicí ventilátor. Programování PS 5015 je vybaven vlastním malým ventilátorem. DPS5005 nepotřebuje žádné chlazení. Oba spínací moduly vyžadují v případě vyššího výkonu chlazení. Proto jsem poskytl blok dvou spínacích modulů s ventilátorem. Ventilátor je zapnutý, jen v případě vyšší teploty hliníkového chladiče na jedné ze dvou desek modulů. Nejvíce času provozu je programovatelné napájení tiché.

Speciální adaptér 220V/12V dodává napětí 12V pro ventilátor. Vybírám toto řešení, protože dávám přednost samostatnému napájení ventilátoru.

Krok 3: Schéma zapojení - Komunikace verze B

Schéma zapojení je stejné jako u verze A, modul Ruideng DPS5005, pouze je přidána komunikační deska USB. Je to na obrázku výše. Deska USB je připojena původním kabelem s konektory na obou stranách.

Pokud si objednáte komunikační model Ruideng se dvěma komunikačními deskami, USB a Bluetooth, můžete připojit pouze jednu desku včas, protože zobrazovací modul obsahuje pouze jeden konektor.

Pro obě desky by mohlo existovat řešení, ale nezkontroloval jsem funkčnost dalšího popsaného obvodu. Oba moduly namontujte na volný prostor plastového spodního boxu. Doporučuji připojit jako prioritní desku - Bluetooth a USB jsou připojeny pouze v případě připojeného kabelu USB. Dráty mohou být vedeny přes 12V relé 4PST, nebo přes dvě relé DPST. Na výstupu adaptéru je k dispozici nezávislé 12V DC napětí. Umístěte mikrospínač na místo, kde je vložen konektor USB, takovým způsobem, aby vložený konektor aktivoval spínač. Přepínačem lze napájet relé a přepínat vodiče na desku USB.

Čtyři vodiče přicházející na komunikační desky mají být: VCC, GND, TX, RX. Pokud jste schopni identifikovat VCC a GND, zbývající dva vodiče by měly být spínány jedním relé DPST. Pokud je přístroj zapnutý, lze obě desky trvale připojit k napájení.

Krok 4: Konstrukce

Stavební kroky, verze A

Napájení je umístěno do hotové plastové krabice s nástroji. To šetří čas a zjednodušuje konstrukci. Další kroky jsou pro DPS5015. V případě DPS5005 v kroku 3. stačí namontovat napěťový adaptér a získáte volné místo na spodní části plastové krabice::

1. Připravte plastovou krabici: odstraňte stejné plastové montážní nožky ze spodní části krabice (označené kruhem s černým perem). Vyvrtejte otvory a vyřízněte okna do plastového předního panelu a zadního panelu podle výše uvedených obrázků.
2. Namontujte oba spínací PS a ventilátor dohromady do jedné sestavy. Použijte kovové pravoúhlé spoje a šrouby. Namontujte tuto sestavu na spodní plastové pouzdro pomocí uvedených spojů a šroubů. Nezapomeňte připojit vodiče k terminálům, protože později to není možné nebo není tak snadné. Na vodičích vedoucích k programovatelným modulům pájené vidlicové konektory.
3. Namontujte programovatelný modul PS 5015 a adaptér na spodní plastové pouzdro pomocí spojů a šroubů. Připravte si vodiče pro výstupní konektory a pájejte na ně vidlicové svorky. Na výstupu adaptéru připájejte dva vodiče s konektorem JST k ovladači ventilátoru a dva vstupní vodiče ke šroubové svorce 220V.
4. Pájejte části ovladače ventilátoru na desku s plošnými spoji nebo protoboard. Velikost této desky je přibližně 15 x 25 mm. Odřízněte vodiče konektoru na správnou délku a připájejte je k výstupu ventilátoru, termistoru a adaptéru na 12V.
5. Umístěte a upevněte termistor na jeden z hliníkových chladičů. Opravuji to vložením termistoru do otvoru chladiče.
6. Namontujte díly na přední panel. Vypínač, dva banánkové konektory a LCD displej.
7. Umístěte přední a zadní panel a připojte všechny vodiče.

Konstrukce, verze B

Komunikační desku USB namontujte na volné místo v plastové spodní části tak, aby konektor směřoval doprava. Na desce USB jsou dva otvory a pomocí distanční šroubovací desky k plastové krabičce. Na boku krabice vyřízněte otvor pro konektor.

Přední panel

Na posledním obrázku je přední panel. Můžete jej použít jako šablonu. Kreslení bylo provedeno v programu Malování ve Windows 10. Design můžete velmi snadno upravit. Kreslení se provádí přesně ve velikosti předního panelu (měřítko v mm). Tiskem je nutné zvolit velikost tisku 100%. Aby to bylo hezké, vyberte si fotografický papír a chraňte jej průhlednou lepicí fólií.

Nastavení

Existuje osvědčený postup při montáži zkontrolovat všechny moduly a součásti. Doporučuji nejprve zkontrolovat ovladač ventilátoru připojený k ventilátoru a připojený k 12V z jiného zdroje. V závislosti na poloze zastřihovače by měl ventilátor běžet nebo neběhat. Někde uprostřed zastřihovače se zastaví ventilátor. Pokud umístíte termistor na nějaké horké místo (například páječku), měl by se ventilátor začít otáčet.

Dále zkontrolujte oba spínací zdroje. Připojte 220V ze šroubového terminálu k jejich vstupům a připojte jejich výstup k sériovému. Měli byste změřit konečné napětí 48V. Oba moduly by měly být stejné, pokud jde o výstupní napětí a proud. Pokud si je můžete vybrat, vezměte dva s výstupním napětím přesně stejným. V tomto případě jsou napájecí zdroje dobře vyvážené.

Pokud je napětí 48 V správné, připojte programovatelné PS. Buďte opatrní, nekombinujte vstup a výstup a plus a mínus na vstupu, programovatelný modul může být zničen.

Na konci připojte desku ovladače pro ventilátor a všechny zbývající kabely. Kabely nakreslené jako tlusté na schématu zapojení by měly být silnější, kvůli vyššímu proudu. Na vstupu 220 V by průměr vodičů měl být asi 1 mm (max. Proud 2 A), na výstupu 48 V by měl mít průměr 1,5 mm (max. Proud 6 A).

Krok 5: Komunikace

Navštivte web s komunikačním softwarem pro propojení a stáhněte si software DPS5005 pro komunikaci. Podrobné informace, jak nainstalovat software a jak jej používat, jak konfigurovat sériový port pro USB, jak konfigurovat Bluetooth, jsou na videu: komunikace.

V počítačovém softwaru jsou funkce na kartě Základní (první obrázek) velmi podobné nastavení na nekomunikační verzi. Na kartě Upřesnit (druhý obrázek) jsou sofistikovanější funkce, které by bylo možné použít pro automatické měření součástí. Kromě jasnějších a zjednodušených pamětí pro datové skupiny existují funkce:

• Automatický test - umožňuje nastavit počet kroků (maximálně 10), časové intervaly podle hodnoty zpoždění pro každý krok, napětí a proud pro každý krok.
• Skenování napětí -umožňuje nastavit výstupní proud, start stop a krokovou hodnotu napětí, pro každý krok společné jedno zpoždění.
• Aktuální - skenování. Funguje stejně jako skenování napětí. Nastavení výstupního napětí, zastavení startu a skokové hodnoty proudu, pro každý krok společné jedno zpoždění.

Krok 6: Závěr

Součástí dodávky je uživatelská příručka k Programmable PS Ruideng. Jen pár komentářů:

Velmi dobrou vlastností je možnost připojení nebo odpojení zátěže na výstupních konektorech přepínačem. Tímto způsobem by během úpravy napětí a proudu mělo být vypnuto a chráněno zatížení.

Na výše uvedených obrázcích jsou příklady režimu konstantního proudu. V horním řádku displeje je zobrazeno nastavené napětí a proud. Na výstupních konektorech je připojen odpor 4,7 ohmů. Přestože je napětí nastaveno na 10 V, napětí na výstupu je asi 4,7 V, protože proud je nastaven na 1 A a bylo dosaženo.

Na dalším obrázku je Zenerova dioda připojená k výstupu bez odporu. Proud je nastaven na hodnotu přibližně 0,05 A a napěťové vedení ukazuje přímo Zenerovo napětí 4,28 V. Při takových měřeních komponent je důležité zkontrolovat zobrazený výkon na třetím velkém řádku (v příkladu 0,25 W). Zničil jsem Zenerovu diodu na 30 V, protože při úpravě 0,05 A jsem ztratil výkon přes 1,5 W!

Do 9 paměťových míst lze uložit velmi často používaná napětí, jako 3,3 V, 5 V, 6 V, 9 V, 12 V atd., Očekávané proudy, přepětí a přepětí.

Komunikační verze umožňuje určitou automatizaci pro testování komponent. Je to jako měření napětí na ampérové charakteristiky nebo nějaké nabíjení baterie s časem a proudem závislým napětím.

Komentář k přednímu panelu. Na levé straně LCD displeje bylo příliš velké místo. Přemýšlel jsem, že tam dám něco šíleného, například LCD teploměr pro vnitřní teplotu nebo sedavé připomenutí, ale nakonec jsem se rozhodl pro obrázek, protože jsem jako přední kryt použil fotografický papír. Mezi pěknou přírodou (horami) a nejkrásnějším městem vyhrajte město.

Doufám, že se vám bude líbit, že si sami vyrobíte pěkný napájecí zdroj.