بناء مصدر طاقة قابل للتعديل DIY: 4 خطوات (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

لقد كنت أستخدم مصدر طاقة قديمًا قائمًا على منظم خطي لسنوات عديدة حتى الآن ، لكن الحد الأقصى للإخراج 15V-3A ، إلى جانب شاشات العرض التناظرية غير الدقيقة ، دفعني إلى إنشاء مصدر الطاقة الخاص بي الذي يعالج هذه المشكلات.

نظرت إلى مصادر الطاقة الأخرى التي صنعها الناس للإلهام وقررت بعض المتطلبات الأساسية:

- قوة أكبر من تلك التي يمكن أن تقدمها النظير القديم

-مروحة تبريد (إذا لزم الأمر)

-عرض رقمي

-المظهر الأنيق والآمن (لا يعني ذلك أن النظير لم يكن أيًا من هذه الأشياء …)

بالنسبة للإلكترونيات ، تم الحصول على جميع العناصر من eBay أو من تخطي خارج الكلية (على محمل الجد) لذلك يصعب تحديد فاتورة المواد. أقدر أنني أنفقت أقل من 12 يورو على أجزاء ، لكن هذا سيكون أعلى إذا لم تتمكن من الحصول على بعض الأجزاء (مصدر الطاقة) مجانًا ، حيث يعتمد السعر كثيرًا على خرج الطاقة الذي تريده.

يرجى ملاحظة أن هذا الكتاب يركز على بناء مصدر الطاقة الخاص بي وبالتالي ليست كل الخطوات بأسلوب إرشادي ، ولكن أكثر - ملخص للخطوات المتخذة. إذا كانت هناك حاجة لمزيد من التفاصيل ، فأنا أكثر من سعيد للمساعدة بالطبع ، فقط اترك تعليقًا هنا أو على فيديو العرض التوضيحي على youtube وسأرد في أسرع وقت ممكن:)

الخطوة 1: إلكترونيات الطاقة

كان مصدر الطاقة المستخدم هو التيار العالي (8A) SMPS (وضع التبديل - مصدر الطاقة) الذي ينتج 19 فولت ، والذي لحسن الحظ حصلت عليه مجانًا. تشمل مصادر الطاقة المماثلة التي يمكن استخدامها شاحن كمبيوتر محمول أو حتى محول بدائرة مقوم جسر كامل.

لإيقاف سحب الطاقة عند عدم استخدامها ، تم تمديد الاتصال المباشر إلى مفتاح في اللوحة الأمامية للعلبة ، والعودة إلى SMPS. نظرًا لأن العلبة معدنية ، فقد قمت بتوصيل دبوس الأرض بلوحة القاعدة بمسمار.

تم توصيل خرج DC الخاص بـ SMPS بمحول DCDC Buck للتنحي ، والذي ذهب ناتجه إلى التوصيلات الإيجابية والسلبية على اللوحة الأمامية للعلبة (عبر المقاوم التحويلة على الشاشة الرقمية).

تم تشغيل الشاشة الرقمية ، جنبًا إلى جنب مع محول باك بجهد 5 فولت (لمنافذ USB) بواسطة SMPS 19 فولت ، حيث سيبقى هذا ثابتًا بغض النظر عن ما تم ضبط جهد الخرج عليه.

تم توصيل مروحة كمبيوتر 24 فولت أيضًا بـ SMPS عبر دائرة MOSFET ، مما يحد من التيار (وبالتالي السرعة) للمروحة. ملاحظة: دائرة الحد الحالية ليست ضرورية و MOSFET تعمل فقط كمقاوم. تمت إضافته لتقليل سرعة المروحة والعديد من الدوائر الأخرى (حتى الدائرة المستندة إلى LM317) من المحتمل أن تعمل بشكل أفضل من تطبيقي ، لكن يمكنني تضمينها إذا أراد شخص ما ذلك.

الخطوة 2: التحكم في الإلكترونيات وأسلاك العرض

يجب أن يكون مقياس العرض الرقمي سلكيًا في سلسلة مع طرف الخرج السالب لاستشعار التيار وسلك آخر ينتقل إلى طرف الخرج الموجب لقياس جهد الخرج ، كما هو موضح في الصورة أعلاه.

لضبط جهد الخرج ، يتم استبدال وعاء تشذيب 50 كيلو أوم في محول باك 15 أمبير بمقياس جهد مماثل مُصنَّف بدورة واحدة يمتد إلى العلبة الأمامية بواسطة كبل شريطي. يتم توصيل جانب واحد من مقياس الجهد بمقياس جهد 2 كيلو أوم في محاولة للحصول على مقبض جهد "ضبط دقيق" ولكن كما تمت مناقشته لاحقًا ، نادرًا ما يتم استخدام هذا.

العيب المتأصل في استخدام محول باك هو أن جهد الخرج يقتصر على 1 فولت تقريبًا أقل من جهد الدخل ، لكن مقاومة مقياس الجهد تتوافق مع أقصى جهد دخل (في هذه الحالة أقصى جهد دخل = 30 فولت). هذا يعني أنه إذا قمت بتزويد محول باك بجهد أقل بكثير من الحد الأقصى لجهد الدخل ، فسيكون لمقياس الجهد منطقة ميتة - حيث لا يؤدي تدوير المقبض إلى تغيير الجهد. للتغلب على هذا ، هناك خياران:

1) استخدم محول Buck / Boost المدمج الذي إما يتقدم أو ينزل جهد الدخل إلى ما هو مطلوب - سيكون هذا الخيار هو الأفضل للحصول على نطاق جهد خرج كبير مستقل عن (لا يقتصر على) جهد الدخل.

2) اختر مقياس جهد بمقاومة تقلل المنطقة الميتة إلى مستوى مقبول - هذا هو الخيار الأرخص ولكنه يقلل فقط المنطقة الميتة (مما يزيد الدقة نتيجة لذلك) لذلك لا يزال جهد الخرج مقيدًا بمقدار معين تحت جهد الإدخال.

ذهبت مع الخيار 2 حيث كان لدي بالفعل محول باك 15 أمبير ولم أرغب في انتظار وصول المزيد من الأجزاء من الصين. نظرًا لأن مقاومة مقياس الجهد المطلوبة لم تكن قريبة من القيمة القياسية ، فقد وضعت مقاومًا عبر الأطراف الخارجية لمقياس الجهد ، مما قلل بشكل فعال المقاومة إلى القيمة المطلوبة.

الخطوة 3: القضية

الآن من أجل الجزء الممتع والممل - صنع القضية. يمكنك استخدام أي شيء تريده لهذا ؛ الخشب ، MDF ، البلاستيك ، المعدن ، أو الطباعة ثلاثية الأبعاد تمامًا إذا كنت تريد ذلك حقًا. ذهبت بالمعدن والبلاستيك لأنني أكثر راحة مع هذه المواد وتبدو لطيفة معًا (آسف لعشاق الخشب).

كان لدي كمية جيدة من مادة صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ ، لذلك تم صنع الغطاء الرئيسي بهذا. تم صنع الألواح الأمامية والخلفية من البلاستيك (أكريليك في المقدمة ، بلاستيك مطاطي غير معروف في الخلف) وصُنعت اللوحة الأساسية من لوح فولاذي من حامل تلفزيون.

تم قطع القاعدة لتكون أوسع قليلاً وأطول بكثير من SMPS وتم حفر الثقوب في الزوايا الأربع حيث كانت مثبتات علبة SMPS موجودة (حيث تمت إزالة النصف العلوي من العلبة للأسلاك وتبديد الحرارة بشكل أفضل).

تم استغلال هذه الثقوب بصنبور M4 بحيث يمكن استخدام براغي الماكينة لتأمين SMPS بالقاعدة ، جنبًا إلى جنب مع ألواح الزاوية اليمنى المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والتي تُستخدم لتوصيل القاعدة بغطاء الفولاذ المقاوم للصدأ واللوحة الخلفية. تم حفر فتحتين متشابهتين واستغلالهما لتثبيت اللوحة الأمامية في مكانها باستخدام قطعة بلاستيكية بزاوية قائمة هذه المرة (نظرًا لقرب توصيلات الطاقة).

تم تحديد الألواح الأمامية والخلفية وحفرها عند اللزوم ، ثم تم قطع القطع ووضعها يدويًا حسب الأبعاد ، بما في ذلك الفتحات المستطيلة للشاشة ومنافذ USB ووصلة الطاقة الرئيسية في الخلف.

تم وضع علامة على الغطاء الرئيسي على صفائح SS مقاس 0.8 مم وتم قطعه حسب الحجم باستخدام مطحنة زاوية ، بما في ذلك منفذ على الجانب لمدخل هواء. تم وضع علامة على الثقوب الموجودة في الجانب والجزء العلوي وحفرها قبل الانحناء ، ولكن نظرًا لعدم وجود فرامل صفائح معدنية (حتى الآن) ، فقد تمكنت من الحصول على نصف قطر شديد للانحناءات. نظرًا لحساباتي لنصف قطر أصغر للفتحات ، قمت بدق الحواف مقابل بعض الزوايا الحديدية في الرذيلة لجعل كل شيء يصطف بشكل صحيح - وهذا يقدم بعض "الشخصية" في القطعة ويتأكد من أن الجميع يعرف أنها مخصصة …

يتم تجميع كل شيء باستخدام براغي الماكينة M4 ، أو الغراء للأجزاء التي لن تحتاج إلى الاستبدال. أعتقد أنه من المهم بناء الأشياء مع مراعاة إمكانية الخدمة.

الخطوة 4: المراجعة

بعد التجميع والاختبار والاستخدام لعدة أشهر ، اكتشفت أن مقياس الجهد 2K لوظيفة "الضبط الدقيق" كان صاخبًا (يتم فتح الدائرة في بعض الأحيان عند الدوران). كان هذا غير مقبول لأنه جعل جهد الخرج يقفز بشكل غير متوقع ، ولذا قمت ببساطة بتحويل وعاء 2k إلى أدنى موضع له بحيث لا يتداخل مع وعاء الضبط الرئيسي. تعتبر مقاييس فرق الجهد عالية الجودة أمرًا ضروريًا لمشاريع مثل هذه.

آمل أن يساعد هذا بعضًا منكم هناك حيث ساعدني الآخرون. هذا مجرد نهج واحد من العديد وأنا أشجع الأسئلة إذا كانت هناك حاجة إلى أي معلومات إضافية ، إما هنا أو على فيديو youtube الخاص بي. شكرًا جزيلاً لك وحسناً إذا كنت قد وصلت إلى هذا الحد ، فنحن سعداء!