Tota persona que reculli circuits electrònics necessita una font d’alimentació universal que permeti una àmplia variació de la tensió de sortida, control de corrent i, si cal, desconnectar el dispositiu alimentat. A les botigues, aquestes fonts d'alimentació de laboratori són molt cares, però podeu muntar-ne una a partir de components de ràdio habituals. L'alimentació presentada inclou:
- Regulació de tensió de fins a 24 volts;
- El corrent màxim donat a la càrrega és de fins a 5 amperis;
- Protecció actual amb l’elecció de diversos valors fixos;
- Refredament actiu per funcionar a corrents elevats;
- Indicadors de marcatge de corrent i tensió;
Circuit regulador de tensió
La versió més simple i assequible del regulador de tensió és un circuit en un xip especial anomenat regulador de tensió. L’opció més adequada és LM338, proporciona un corrent màxim de 5 A i un mínim d’ondulació a la sortida. LM350 i LM317 també són adequats aquí, però el corrent màxim en aquest cas serà de 3 A i 1,5 A, respectivament. Un resistor variable serveix per ajustar el voltatge, la seva qualificació depèn de quina tensió màxima cal obtenir a la sortida. Si la sortida màxima requereix 24 volts, necessiteu una resistència variable amb una resistència de 4,3 kOhm. En aquest cas, heu d’agafar un potenciòmetre estàndard a 4,7 kOhm i connectar una constant a 47 kOhm en paral·lel amb aquesta, la resistència total serà d’uns 4,3 kOhm. Per alimentar tot el circuit, necessiteu una font de corrent continu amb una tensió de 24-35 volts, en el meu cas és un transformador normal amb un rectificador incorporat. També podeu utilitzar carregadors portàtils o altres fonts de commutació adequades al corrent.
Aquest regulador de tensió és lineal, cosa que significa que tota la diferència entre la tensió d’entrada i sortida cau sobre un xip i es dissipa sobre ell en forma de calor. A corrents elevats, això és molt crític, de manera que el microcircuit s’ha d’instal·lar en un radiador gran, el radiador del processador d’ordinador, que funciona en conjunt amb el ventilador, és millor per a això. Per tal que el ventilador no giri tot el temps en va, però només s’encén quan el radiador s’escalfa, cal muntar un petit sensor de temperatura.
Circuit de control del ventilador
Es basa en un termistor NTC, la resistència del qual varia amb la temperatura; amb la temperatura creixent, la resistència disminueix significativament i viceversa. L’amplificador operatiu actua com a comparador, registrant un canvi en la resistència del termistor. Quan s’arriba al llindar, apareix la tensió a la sortida de l’amper-op, el transistor es desbloqueja i posa en marxa el ventilador, amb el qual s’encén el LED. Per ajustar el llindar s’utilitza una resistència de retallada, el seu valor s’ha de seleccionar en funció de la resistència del termistor a temperatura ambient. Suposem que un termistor té una resistència de 100 kOhm, en aquest cas la resistència d’afinació hauria de tenir un valor nominal d’uns 150-200 kOhm. El principal avantatge d’aquest esquema és la presència d’histèresi, és a dir. diferències entre els llindars per encendre i apagar el ventilador. A causa de la histèresi, el ventilador no s'encén i no s'apaga amb freqüència a una temperatura propera al llindar.El termistor es mostra al cable directament al radiador i s’instal·la en qualsevol lloc convenient.
Circuit de protecció de corrent
Potser la part més important de tot el subministrament elèctric és la protecció actual. Funciona de la manera següent: la caiguda de tensió a través del shunt (resistència amb una resistència de 0,1 Ohm) s’amplifica fins a un nivell de 7-9 volts i es compara amb una referència mitjançant un comparador. La tensió de referència per a la comparació s’estableix mitjançant quatre resistències d’afinació en l’interval entre zero i 12 volts, l’entrada de l’amplificador operatiu es connecta a les resistències mitjançant un interruptor de clau de 4 posicions. Així, canviant la posició de l’interruptor de galetes, podem triar entre 4 opcions predefinides per als corrents de protecció. Per exemple, podeu definir els valors següents: 100 mA, 500 mA, 1,5 A, 3 A. Si es supera el corrent establert per l’interruptor de marcació, la protecció funcionarà, la tensió deixarà de sortir i el llum s’il·lumina. Per restablir la protecció, només cal prémer breument el botó, tornarà a aparèixer el voltatge de sortida. La cinquena resistència d’afinació és necessària per establir el guany (sensibilitat), s’ha d’establir de manera que quan el corrent a través del shunt 1 Ampere, la tensió a la sortida de l’amplificador op fos d’uns 1-2 volts. El resistor per ajustar la histèresi de protecció és responsable de la "nitidesa" del circuit que s'inclou, s'ha d'ajustar si la tensió de sortida no desapareix per complet.
Unitat de visualització de corrent i tensió
La majoria de les fonts d'alimentació del laboratori estan equipades amb voltímetres i amperímetres digitals que mostren valors en forma de números al marcador. Aquesta opció és compacta i proporciona una bona precisió de les lectures, però resulta totalment inconvenient per a la percepció. És per això que per indicació es va decidir utilitzar fulls de fletxa, les lectures que es perceben fàcilment i agradablement. En el cas d’un voltímetre, tot és senzill: es connecta als terminals de sortida de l’alimentació a través d’una resistència de retallada amb una resistència d’uns 1-2 MOhm. Perquè l’amperímetre funcioni correctament, cal un amplificador d’extinció, el circuit que es mostra a continuació.
Es necessita un resistor d’afinació per ajustar el guany, en la majoria dels casos n’hi ha prou per deixar-lo en posició mitjana (uns 20-25 kOhm). El capçal del commutador es connecta mitjançant un commutador de marcació, amb el qual podeu seleccionar una de les tres resistències d’afinació, amb la qual s’ajusta el corrent de la desviació màxima de l’amperímetre. Així, l’amperímetre pot funcionar en tres rangs: fins a 50 mA, fins a 500 mA, fins a 5A, això garanteix la màxima precisió de les lectures a qualsevol corrent de càrrega.
Assemblea de la junta de subministrament d'energia
Placa de circuit imprès:
[135,37 Kb] (descàrregues: 321)
Ara que s’han tingut en compte tots els aspectes teòrics, podem començar a muntar la part electrònica de l’estructura. Tots els elements de l’alimentació: regulador de tensió, sensor de temperatura del radiador, unitat de protecció i amplificador de shunt per l’amperímetre es munten en una placa, les dimensions dels quals són 100x70 mm. El tauler està fet pel mètode LUT, a continuació, es mostren algunes fotos del procés de fabricació.
Camins de potència al llarg del qual flueix el corrent de càrrega, és desitjable estanyar amb una gruixuda capa de soldadura per reduir la resistència. Primer s’instal·len peces petites a la pissarra.
Després d’això, tots els altres components. El microcircuit de 78L12 que subministra el sensor de temperatura i el refrigerador s’ha d’instal·lar en un petit radiador, un lloc per al qual es proporciona a la placa de circuit imprès. Per últim, els cables es solden a la placa, on surten el ventilador, el termistor, el botó de restabliment de la protecció, els interruptors de la clau, els leds, el xip LM338, l’entrada i la sortida de la tensió.L’entrada de tensió es connecta més convenientment mitjançant un connector de corrent continu, mentre que cal tenir en compte que ha de proporcionar un corrent gran. S'han d'utilitzar tots els cables d'alimentació corresponents a la secció actual, preferentment coure. A més, la sortida de la placa de circuit imprès no va directament als terminals de sortida, sinó a través d’un commutador de commutació amb dos grups de contactes. El segon grup s’encén i s’apaga el LED, indicant si s’aplica tensió als terminals.
Muntatge corporal
L'habitatge es pot trobar preparat o muntat de manera independent. Podeu fer-ho, per exemple, a partir de contraplacat i tauler de fibra, com vaig fer jo. En primer lloc, es retalla un panell frontal rectangular, sobre el qual s’instal·laran tots els controls.
A continuació, es realitzen les parets i la part inferior de la caixa, es fixa l'estructura juntament amb cargols autopastants. Quan el bastidor estigui a punt, podeu instal·lar tota l’electrònica al seu interior.
Els controls, els fulls de fletxa, els leds s’instal·len als seus llocs al panell frontal, la placa es col·loca a l’interior de la caixa, el radiador amb ventilador està muntat al panell posterior. Per muntar els LED, s’utilitzen suports especials. És convenient duplicar els terminals de sortida, sobretot perquè el lloc ho permeti. Les mides de la caixa són 290x200x120 mm, encara hi ha molt espai lliure dins de la caixa i hi pot haver, per exemple, un transformador per alimentar tot el dispositiu.
Personalització
Malgrat una gran quantitat de resistències d'ajust, la configuració de l'alimentació és força senzilla. Primer de tot, calibre el voltímetre connectant un extern als terminals de sortida. Al girar la resistència d’afinació, connectada en sèrie amb el cap de fletxa del voltímetre, aconseguim lectures iguals. A continuació, connectem qualsevol càrrega amb un amperímetre a la sortida i calibrem l'amplificador de shunt. Al girar cada una i tres resistències interlineals aconseguim la coincidència de lectures de cadascun dels tres rangs de mesurament de l’amperímetre - en el meu cas és de 50 mA, 500 mA i 5A. A continuació, establim els corrents de protecció necessaris amb l’ajut de quatre resistències d’afinació. No és difícil fer-ho, ja que l’amperímetre estàndard ja està calibrat i mostra la corrent exacta. Anem augmentant gradualment la tensió (el corrent també puja) i mirem el corrent al qual s’activa la protecció. A continuació, girem cadascuna de les resistències, establint els quatre corrents de protecció necessaris, entre els quals podeu canviar mitjançant el commutador de marcació. Ara només queda definir el llindar desitjat per al sensor de temperatura del radiador: la configuració s'ha finalitzat.
