Sursa reglabila de tensiune intr-o carcasa de sursa de calculator

[donpetru]

Va spuneam luna trecuta, in unul din subiectele acestui forum, ca pregatesc o sursa de alimentare profesionala cu niste rezultate de stabilizare a tensiunii pe iesire foarte bune si ca in cadrul acestui proces (de proiectare), in ultimii ani am testat diverse scheme de surse reglabile de tensiune existente prin carti si pe net.

Bineinteles, in cadrul acestor teste nu a lipsit si testarea unui kit electronic comercializat pe aliexpress.com aici:

https://www.aliexpress.com/item/Factory-Free-Shipping-0-30V-2mA-3A-Adjustable-DC-Regulated-Power-Supply-DIY-Kit-Short-Circuit/32676168602.html?spm=2114.13010608.0.0.tM0xLs

care ramas pe masa de teste trebuia sa-si gaseasca in final o utilitate. Si avand in vedere dimensiunile acestui kit electronic si tinand cont de faptul ca aveam prin casa o sursa PC defecta si dezafectata, cu o carcasa care nu mai aveam ce sa fac cu ea, am adunat toate cele necesare (inclusiv cel mai ieftin transformator din comert) si am ajuns astfel la rezultatul din imaginile prezentate mai jos.

Iata si pasi urmati:

1.Kitul electronic.

Precum se observa din imagini, am achizitionat varianta neasamblata a acestui kit care are la baza schema de aici:

http://www.electronics-lab.com/project/0-30-vdc-stabilized-power-supply-with-current-control-0-002-3-a/

cu observatia ca diodele D7 si D8 din schema sunt 5V1 nu 5V6 iar nici tranzistoarele folosite de chinezi nu sunt cele din schema originala. Eu am ales pentru un regim termic mai bun a tranzistorului de putere ales de chinezi (Q4=2SD1047), sa folosesc doua tranzistoare in paralel de tipul 2N3773. Si aceasta modificare a meritat din plin. In plus, chinezi au mai prevazut pe cablaj un 7824 pe care l-am folosit pentru alimentarea aparatelor de masura.

In plus, tipic unor kituri comercializate in China, cablajul are marcate diodele 4004, zener si cele de tipul 4148, pe dos, astfel ca daca va luati dupa notatiile cablajului cu siguranta veti constata ca kitul nu functioneaza. Deci, asa ca a trebuit sa montez diodele mentionate anterior contrar indicatiilor de pe cablaj (vezi foto mai jos cu diodele montate corect).

2. Prelucrarea carcasei

Cu siguranta aceasta etapa, mie cel putin, nu prea o agreez pentru ca este consumatoare de timp. Asa ca, am ales sa pozitionez potentiometrele, bornele de iesire si aparatele de masura ale sursei, intr-un mod care sa conduca la cat mai putina munca in aceasta etapa. Rezultatul se poate vedea in imaginile de mai jos:

 

Bineinteles, am adaugat si niste picioruse ca sa pot aseza sursa pe orice suprafata, inclusiv mobilier. In plus, am ales sa prelucrez cu ajutorul unui autocolant A4 fata carcasei ca sa dea mai bine, desi in timpul asamblarii carcasei prin anumite zone parca scrisul a devenit usor sters.

 

3. Prelucrarea kitului si prinderea tranzistoarelor 2N3773 de radiator:

  

 

4. Alegerea transformatorului si conectarea cu kitul aliexpress:

 

In cazul transformatorului a trebuit sa fac un compromis. Conform calculelor este necesar un transformator cu infasurari de minim 2x24V 4A, ideal 2x25V 5...6A daca se urmareste stabilizarea bine a tensiunii si cand se regleaza tensiunea de iesire in domeniul 15...30Vdc. In plus, in cazul meu a trebuit sa aleg un transformator de un anume gabarit si bineinteles ca aceste cerinte m-au dus spre alegerea unui transformator chinezesc din comert (65lei) care are o eticheta de 2x24V 4A. Nu am gasit de 2x25V asa ca am ales varianta asta iar iesirea maxima de tensiune nu atinge 30V ci 29V (dar nu cred ca asta e o problema deosebita).

In plus, avand in vedere faptul ca vorbim de un transformator chinezesc din comert, din calculele binecunoscute eu nu i-as da acei aproape 100VA si ca drept urmare, performantele de stabilizare cand iesirea este peste 15V lasa de dorit, mai ales daca dorim curenti de iesire de peste 1A (spun asta, deoarece la 12V tine 3A fara probleme, desi se cam incalzeste transformatorul dar nici sursa nu am gandit-o sa tina 3A o zi intreaga asa ca pentru niste teste de laborator cred ca este foarte buna). 

5. Amplasarea componentelor in carcasa

Am ales o metoda de asamblare care sa conduca la utilizarea unui radiator pentru 2N3773 de suprafata maxima si un transformator de gabarit maxim, astfel incat spatiul interior a carcasei sursei de PC sa fie folosit cat mai bine si util deopotriva:

  

 

 

6. Dezvoltarea unui circuit pentru controlul turatiei ventilatorului in functie de temperatura

Aici am avut de optat pentru mai multe scheme, incepand cu o schema banala cu NTC si IRF510 + ventilator de 24V, care s-a dovedit nefolositoare deoarece caderea de tensiune in sarcina era destul de mai mare perturband functionarea corecta a ventilatorului. Asa ca, am fost nevoit sa aleg un ventilator de 12V care sa fie alimentat stabilizat, in trepte de tensiune, prin intermediul unui LM317, asa cum am procedat in kitul TA1000PS. Numai ca de data asta, nu am folosit o comanda PWM integrata prin AO, ci am utilizat niste trepte de tensiune stabilite cu ajutorul a trei tranzistoare SMD externe de tipul 2SC2712.

Schema, PCB-ul si programul MCU mai jos:

DP0502 - Temp Fan Controller with Attiny45 and NTC.pdf

HEX - Temp FAN Controller with NTC.rar

Am gasit un ultim exemplar de  Attiny45 in prototipul TA1000PS uitat printr-un sertar. Mai aveam eu doua bucati cu pinul reset disable dar din pacate nu am mai reusit sa le resetez fuse biti. Asadar, comparativ cu programul MCU Attiny45 din TA1000PS, programul atasat mai sus nu necesita la programare reset disable, ceea ce este, cred, un avantaj, deoarece putem programa ulterior microcontrolerul fara alte operatii sau probleme.

Si cateva imagini din tipul programarii si optimizarii FAN Controller-ului:

 

 

7. Rezultatul final:

si un filmulet cu functionarea sursei:

https://youtu.be/3AaDz-mVa7A

Precum observati la 12V sursa tine fara probleme 3A, cu cat se mareste tensiunea de alimentare, spre acei 29V, performantele de stabilizare scad dar daca la tensiuni mari ne multumim cu 1A (sunt situatii cand trebuie sa testezi un releu la 24V etc), atunci nu e o problema. Bineinteles, daca intentionati sa-i mariti performantele de stabilizare la tensiuni mai mari de 15V atunci va recomand sa inlocuiti transformatorul si sa cautati o carcasa mai mare. In fine, aceste aspecte raman la alegerea celui care va achizitiona sursa. De fapt, scopul principal a topicului a fost acela de a face ceva util din niste kituri din comert, fie ele si din China.

Sursa prezentata este de vanzare la un pret promotional as zice, asta tinand cont si de pretul pieselor, 20lei kitul, 65lei transformatorul, carcasa, ventilator, MCU atiiny45 care chiar acum vazut ca costa aproape 10lei, ma gandeam la un total de 150lei fara cablu de alimentare (cablu se gaseste, avem cu toti acasa de la o sursa de calculator) si bineinteles, fara transport. Deci, daca sunt utilizatori interesati sa achizitioneze sursa, ma pot contacta prin mesageria privata a site-ului sau la adresa de e-mail binecunoscuta: tehnium[punct]azi[arond]gmail[punct]com - am scris asa tocmai pentru a evita scanarile de mail de diverse soft-uri.

Daca sunt intrebari/pareri, va rog sa le expuneti.

Numai bine

[ionut90]

A iesit de nota 10 sursa de tensiune reglabila. Imi place cum ati ales sa dispuneti piesele in carcasa sursei de calculator. Un transformator de gabarit mai mare nu cred ca incapea, din ce se vede, dar per total rezultul e multumitor pentru ca la 12V ai nevoie de curent maxim din ce am observat eu practic, comparativ cu necesitatile mele. E bine sa ai si o tensiune mai mare ca sa testezi diversi consumatori care nu absorb mai mult de 1A. Chiar e faina sursa. Felicitari!!!  

Editat Iunie 11, 2017 de ionut90

[dan_e]

O idee buna. Nu m-am gandit niciodata sa folosesc la asa ceva o carcasa de sursa de calculator - mi sa parut ca e prea mica carcasa dar uite ca merge! 

Misto si aplicatia cu Attiny45, eu fiind un pasionat inrait a domeniului asta.

Editat Iunie 12, 2017 de dan_e

[Mihai3]

Donpetru, radiatorul care l-ati folosit la sursa nu e prea mic ? Cat de mult se incalzeste ?

Editat Iunie 12, 2017 de Mihai3

[prog]

Felicitari. Foarte frumos asezate in carcasa piesele. O sursa utila in orice mic laborator de electronica, aviz incepatorilor!!!

Totusi, de unde ati achizitionat aparatele de masura ? 

[donpetru]

Donpetru, radiatorul care l-ati folosit la sursa nu e prea mic ? Cat de mult se incalzeste ?

 

Radiatorul pe care se afla cele doua bucati de 2N3773, cand este conectat rezistorul de 4Ohm si se absoarbe acei 3A la o alimentare de 12V, atinge cam 50...55gr.C (masurat cu un aparat de genul asta) dar dupa cateva secunde de functionare, timp in care ventilatorul incepe sa functioneze la turatie maxima, temperatura scade la sub 40gr.C pe radiator, adica, cu alte cuvinte, radiatorul ramane usor caldut. Dar, nu radiatorul e marea problema, spun asta pentru ca am fost nevoit sa mut termistorul de pe radiator pe transformator, deoarece transformatorul, o constructie chinezeasca, se incalzeste ceva mai tare si are un gradient de incalzire mai mare decat radiatorul. Din acest motiv, circuitul "temp fan controller cu Attiny45" l-am setat sa urmareasca temperatura trafo pentru o racire mai buna a carcasei, pentru ca daca era sa ma raportez la radiatorul 2N-urilor, nu ar fi fost chiar asa de urgent implementarea unei ventilatii fortate. Deci, asa cum e cutia, la acei 3A absorbiti pe 12V, cutia se incalzeste atat cat trebuie in dreptul transformatorului, mai exact pe tabla unde este asezat transformatorul.

 

Felicitari. Foarte frumos asezate in carcasa piesele. O sursa utila in orice mic laborator de electronica, aviz incepatorilor!!!

Totusi, de unde ati achizitionat aparatele de masura ? 

Aparatele de masura le-am achizitionat de pe ebay.com, mai exact de aici:

 

- voltmetrul:

http://www.ebay.com/itm/NEW-Red-LED-Panel-Meter-Mini-Digital-Voltmeter-DC-0V-99-9V-/130705813566?hash=item1e6eac703e

 

- ampermetrul:

http://www.ebay.com/itm/NEW-Red-LED-Panel-Meter-Mini-Digital-Ammeter-DC-0-10A-/161940246007?hash=item25b4640df7