Interruptor momentâneo de travamento para conversão de PSU ATX: 4 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Um o quê? Eu ouço você dizer! Um interruptor momentâneo que está travando? tal coisa não é possível, com certeza

Mas isso é. Eu encontrei o design na rede e o ajustei um pouco para que, se conectado a um PSU ATX, ele alterne para a configuração correta se o PSU desligar, que é o comportamento que você obtém com o botão liga / desliga do PC.

Este projeto surgiu porque fiquei irritado por ter que pressionar o botão liga / desliga duas vezes depois de acidentalmente causar um curto-circuito no fornecimento, o que fez com que ele desligasse.

O problema

• As conversões ATX PSU são ótimas, mas você precisa ter uma chave de travamento para ligá-la. Você provavelmente já sabe que a ativação de um PC é momentânea, então esse fato por si só é um pouco chato. Então, colocamos uma chave de travamento e convivemos com ela.
• Interruptores extravagantes, como o "olho de anjo" mostrado aqui custam muito mais em uma versão travada do que em uma versão momentânea, porque são mais complicados. Portanto, uma maneira de usar a versão momentânea é desejável por esse motivo.
• Outra razão pela qual é desejável é que as chaves de travamento têm um perfil diferente na posição aberta ou fechada. Os interruptores momentâneos sempre voltam à mesma forma quando você os pressiona.
• A razão final pela qual uma troca momentânea é desejável é esta. Quando você acidentalmente causa um curto nos terminais de sua ATX PSU, ela desliga sozinha. Portanto, agora, com uma chave de travamento, você precisa desligá-lo, mesmo que esteja desligado, antes de poder ligá-lo novamente. Com um interruptor momentâneo, você deve conseguir pressionar o interruptor apenas uma vez e desligar novamente.

Baseei este projeto no esquema encontrado aqui: https://www.smallbulb.net/2014/435-single-button-p … e aqui: https://sound.whsites.net/project166.htm Existem muitas variantes do design em toda a web.

O circuito é simples e muito barato de construir. O vídeo é apenas para mostrá-lo ligando e desligando a PSU e se reiniciando quando a PSU é cortada. O que esqueci de mostrar é ligá-lo novamente depois de um corte!

Etapa 1: como funciona

O circuito depende de um temporizador 555

A descrição abaixo se refere ao cronômetro como se fosse um dispositivo bipolar, porém um CMOS é essencialmente o mesmo, basta ler "coletor" como "dreno". Consulte o diagrama interno 555 ao ler esta descrição.

Observe que os pinos de limiar e gatilho estão conectados juntos. Eles são mantidos em um pouco menos da metade da tensão de alimentação por R1 e R2. A tensão exata não é importante, mas precisa estar entre 1/3 e 1/2 Vcc. A versão usual deste circuito tem 1/2 Vcc, mas isso pode não funcionar para o método usado aqui para iniciar o circuito com a saída alta.

C1 garante que o circuito está ligado com a saída em um estado alto, puxando o pino de tensão de controle para cima quando ele recebe energia do fio de espera. Isso é necessário porque a ATX PSU requer que o fio da chave seja puxado para baixo para ligá-la. Funciona porque aumenta a tensão de referência interna no comparador de "disparo" para 1/2 vcc, ligeiramente acima do ponto definido por R1 e R2. Isso faz com que o comparador aumente a entrada "definida" do flip-flop interno. Não tem efeito no comparador de "limite" porque a referência já é mais alta do que o pino de limite.

A entrada da chave ATX (verde) é conectada ao pino de descarga no temporizador em vez da saída, pois requer um pull-down para ativar, em vez de uma entrada alta ou baixa. A corrente é minúscula, então não danificará o transistor de descarga.

Portanto, para começar, a entrada pwr_ok está em 0 V e o circuito é alimentado pela tensão de espera, que é 5 V. Essa tensão está ligada o tempo todo, independentemente de a PSU estar ligada ou desligada. A saída está em 5v e o transistor de descarga está desligado, então a entrada da chave ATX também está em 5v. O sinal pwr ok fica alto quando a fonte está pronta para uso e fica baixo muito rapidamente se a saída sair da especificação.

Quando você pressiona o botão, neste estado, o limite do temporizador e os pinos de disparo são aumentados para 5v. Isso não tem efeito no pino do gatilho, que já está acima da tensão do gatilho. Mas isso afeta o pino de limiar, que está sendo mantido abaixo da tensão de limiar. A entrada de reset do flip-flop interno é ativada, e é isso que faz a saída do 555 ficar baixa e o coletor do transistor de descarga se torna um caminho para o aterramento.

O capacitor de 4,7uF, C2, é carregado lentamente na alimentação inicial por meio do resistor de 220k, R3. É esse capacitor que fornece a energia para puxar os pinos de limite e de descarga para cima, ou fornece um caminho de curta duração para o aterramento para puxá-los para baixo. Este capacitor ajuda a eliminar o falso disparo do circuito, pois leva cerca de um segundo para carregar ou descarregar, então você não pode ligar e desligar a alimentação muito rapidamente.

Portanto, agora a saída está baixa e a ATX PSU está ligada.

Em seguida, você terminou de experimentar e pressiona o botão novamente. Desta vez, C2 está em um estado descarregado, então 0v está conectado aos pinos de limiar e de disparo. Isso não tem efeito no pino de limite, que já está sendo mantido abaixo da tensão de limite. Mas isso afeta o pino do gatilho, que está sendo mantido acima da tensão do gatilho. A entrada definida do flip-flop interno é ativada, e então a saída do 555 fica alta e o coletor do transistor de descarga se torna um circuito aberto, desligando a PSU.

Suponha que, enquanto você está experimentando, algo vai terrivelmente errado e você causa um curto-circuito na saída da PSU, que então se desliga para evitar danos.

Em sua forma original, este circuito ainda estaria no estado "ligado", como uma chave de travamento, já que sua fonte de alimentação da saída de espera é constante. Deve haver um sinal extra para desligá-lo.

Para fazer isso, um capacitor extra acopla a saída PWR_OK da PSU aos pinos de limiar e de disparo. Dessa forma, quando a PSU é desligada, ela puxa esses dois pinos para baixo brevemente e define a saída alta.

Pelo que posso ver, esta é a única maneira de fazer com que a PSU desligue-se para alternar essa chave. Se não estiver funcionando para você, tente aumentar o valor de C3. Se ainda não estiver funcionando, você deve considerar conectar um circuito monoestável entre C3 e os pinos combinados de trigger e threshold.

Finalmente, um indicador mostra que a PSU está ligada. Como interruptores momentâneos são muito mais baratos, é fácil ter um interruptor bem iluminado como este, mesmo com um orçamento apertado! O cátodo do LED vai para 0v. O LED nesta chave possui um resistor limitador de corrente embutido, então o ânodo pode ir direto para 5v. Porém, para um LED padrão, você deve incluir um resistor limitador de corrente. 390 ohms é um bom valor inicial, você pode tentar aumentar ou diminuir até obter o brilho de sua preferência.

Etapa 2: lista de componentes

Você precisa:

• Um interruptor momentâneo iluminado. O que eu tenho tem um resistor limitador de corrente embutido para seu LED. Esse tipo é listado como "olho de anjo" no eBay. Não precisa ser um interruptor iluminado, apenas parece bom.
• 555 temporizador. Usei uma versão SMD para fazer uma placa para caber no orifício de montagem do switch.
• Resistor 33k
• Resistor 27k
• Resistor de 220k (pode mudar para ajustar o tempo de atraso)
• Capacitor 1uF
• Capacitor 100nF (pode ser necessário mudar para um valor maior)
• Capacitor 4.7uF (pode mudar para ajustar o tempo de atraso)
• Materiais de fabricação de PCB ou placa de protótipo.

Consegui o switch no eBay. Já tinha um estoque dos 555 timers e os outros componentes eram gratuitos.

Etapa 3: construção

Construí o protótipo do circuito em um pedaço de placa perfurada. O temporizador 555 é um chip SMD. Apenas coloquei-o em cima de um pedaço de fita "Koptan" (muito mais barato do que a fita Kapton!) E conectei alguns resistores diretamente a ele para mantê-lo no lugar. Os outros componentes eu conectei com fio magnético fino. Se você adotar esse estilo de construção, será mais fácil usar dispositivos DIL, mas não SMD!

Eu queria que o PCB pudesse ser conectado permanentemente ao switch e passar pelo orifício de montagem do switch. Por isso fiz uma prancha de 11mm de largura por 25mm de comprimento. É fornecido com terminais para os contatos da chave e o LED integrado. Eu instalei "caudas" de fio e soldei um conector de pino nelas para facilitar a conexão com a PSU. Apliquei um tubo termoencolhível para manter os fios juntos e cobrir suas conexões com o coletor.

Se você estiver usando um tipo diferente de interruptor, poderá descobrir que ele não se encaixará dessa maneira.

Na verdade, cometi um grande erro quando fiz a placa, criei uma versão espelho! Felizmente, como o circuito é tão simples, eu só precisei ajustar o temporizador 555 de cabeça para baixo para solucionar o problema. Espero que você não cometa o meu erro e coloque a placa da maneira correta. Os PDFs são para cobre superior.

Existem muitos guias para fazer PCBs, até eu mesmo escrevi um! Portanto, não vou entrar em como fazer a placa, aqui.

Solde o chip no lugar primeiro. certificando-se de obter a orientação correta. O pino 1 se afasta da linha de resistores em uma borda. Solde os outros componentes de montagem em superfície a seguir.

Usei uma tampa eletrolítica para C2 porque não tinha uma de cerâmica de 4,7uF.

Você tem várias opções para C2:

• Capacitor de baixo perfil, não mais do que cerca de 7 mm de altura
• Encaixe o capacitor com cabos longos para que você possa colocá-lo plano contra a placa
• Algum tipo de capacitor SMD
• Capacitor de tântalo, que é muito pequeno de qualquer maneira. Observe que o estilo de marcação de polaridade é diferente dos tipos de alumínio

Depende apenas do que você tem.

Certifique-se de que a placa se encaixe na porca de montagem dos interruptores. Se você usar uma tampa eletrolítica para C2, verifique se ela se encaixa com esta tampa. Chanfrei as bordas da placa para obter um pouco de espaço extra.

Em seguida, conecte a placa ao switch usando os 2 blocos grandes na extremidade. Você poderia cortar slots nas almofadas e enterrar os terminais da chave nelas, se realmente precisar colocar a placa perto da linha central da chave, mas eu não recomendaria isso. Outra opção é fazer furos nas almofadas e encaixar pinos nos quais você pode soldar a chave no lado liso da placa. Use fios sólidos curtos para conectar os terminais de LED. Solde-os apenas, não embrulhe o terminal, pois pode ser necessário desconectá-lo. Se sua chave iluminada não tiver um resistor embutido, substitua um desses pedaços de fio por um.

Finalmente, se estiver usando cabeçotes de pino ou outro tipo de conector, como JST, solde-os no lugar agora. Caso contrário, encaixe o switch em seu orifício de montagem e solde os fios diretamente na placa, se você ainda não instalou os fios.

Etapa 4: finalmente

A melhor maneira de testar o switch é conectando-o a uma fonte de alimentação ATX. Se você não tiver um pronto, ainda pode testá-lo, veja abaixo.

Conecte o:

• fio preto do ATX PSU para gnd
• fio PS_ON verde para "ligar"
• fio roxo + 5VSB para "5v em espera" (o fio não pode ser roxo)
• fio cinza PWR_ON para "pwr_ok" (fio não pode ser cinza)

Na verdade, os fios cinza e roxo estão invertidos na minha fonte de alimentação ATX - algo a ser observado!

Se você está pensando em usar qualquer indicador diferente de um pequeno LED como seu indicador "ligado", você deve conectá-lo a uma das saídas principais da PSU, não ao sinal PWR_ON.

Se você achar que o LED está diminuindo muito a tensão PWR_ON, use + 5v.

Ao ligá-lo inicialmente, você deve esperar um segundo antes que o switch funcione. Isso é proposital e, além de desqualificar o interruptor, tem o objetivo de impedir que dedos malcriados desliguem rapidamente qualquer coisa ao qual o interruptor esteja conectado. Depois que a chave for ligada, você terá que esperar mais um segundo antes de poder desligá-la novamente.

Você pode alterar esse atraso alterando o valor de C2 ou R3. Reduzir pela metade o valor de qualquer um dos componentes reduzirá pela metade o atraso, mas eu não o definiria para menos do que cerca de 200 ms.

Conecte a PSU à rede elétrica. Deve ficar desligado. Se ligar imediatamente, você precisa aumentar o valor de C1. Curiosamente, descobri que o circuito funcionava corretamente no protótipo, mas eu precisava trocar o capacitor para a versão "real", então agora está na verdade 1uF.

Ligue a fonte, desligue-a novamente. Espero que esteja funcionando até agora! Ligue-o novamente e agora faça um curto-circuito na saída de + 12v da PSU para 0v. Ele deve desligar-se sozinho e a chave também deve mudar para a configuração desligada. Se você precisar pressionar o botão duas vezes para ligar a PSU novamente, isso não funcionou e você precisará rastrear o problema.

Não tente curto-circuitar o trilho de + 5 V, você pode descobrir que ele derrete o fio em vez de cortar.

Se você precisar testar o switch sem uma fonte de alimentação ATX, você precisará de uma fonte de 5 V para fazer isso

Para testar desta forma, conecte:

• 0v do fornecimento para gnd
• +5 da fonte para 5v em espera
• um LED com resistor limitador de corrente entre +5 e "ligado"
• um resistor de 10k de pwr_ok a + 5v
• uma ponta de prova para "pwr_ok"

O LED acenderá quando a saída do temporizador estiver baixa, o que é comparável a ligar uma fonte ATX.

Curta o cabo de teste para 0v. O interruptor deve desligar. Ligue-o novamente pressionando o botão um segundo depois.

E é isso, teste concluído!