Fonte de alimentação programável 42V 6A: 6 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Meu novo projeto foi inspirado na fonte de alimentação programável, módulo Ruideng. É fantástico, muito potente, preciso e por um preço razoável. Existem poucos modelos disponíveis no que diz respeito à tensão e corrente de saída. Os mais novos estão equipados com opções de comunicação (USB e Bluetooth).

Fonte de alimentação programável - variável descrita neste artigo, é dedicada para bancada eletrônica DIY. Foi originalmente baseado no modelo Ruideng DPS 5015 sem comunicação. Durante a redação do meu Instructable, módulos com comunicação foram introduzidos no mercado. Eu adicionei esta opção como versão B.

Parâmetros:

• Entrada AC: 100 - 220V
• Frequência AC: 50Hz / 60Hz
• Saída de tensão DC: 0 - 42V
• Saída de corrente DC: 0 - min. 4A, máx. 5A (DPS5005) ou 6A (DPS5015)
• Resolução da tensão de saída: 0,01V
• Resolução da corrente de saída: 0,01A, (0,001A para DPS5005)
• Potência de saída: 200W
• Precisão da tensão de saída: +/- (0,5% +1 dígito)
• Precisão da corrente de saída: +/- (0,5% + 2 dígitos)
• Número de memórias: 9 conjuntos de grupos de dados mais a última configuração (memória 0)

O que significa programável?

1. Fonte de alimentação Ruideng DPS 5015 ou DPS 5005. Você pode ajustar os parâmetros da fonte de alimentação e salvá-los em sua memória internamente, a partir do painel frontal. Você não pode ajustar e programar nenhum parâmetro externamente. Não há nenhum conector e nenhum link externo para programar parâmetros. Versão A.
2. Fonte de alimentação Ruideng DPS 5005 versão comunicação. Este módulo Ruideng permite a comunicação de fora do instrumento via micro conector USB ou Bluetooth. Você pode ajustar e programar todos os parâmetros do PC. Versão B.

Os principais parâmetros programáveis são:

1. Voltagem
2. Atual
3. Excesso (tensão, corrente e potência)

Ferramentas:

• Serra pequena
• Furar
• Ferro de solda
• Multímetro

Etapa 1: peças

No meu caso, a parte principal é a fonte de alimentação programável Ruideng DPS5015. Este módulo contém LCD colorido, que exibe todos os dados necessários. O DPS5015 estava disponível por um preço baixo. O módulo pode fornecer saída DC máxima de 50 V e corrente 15A. O valor atual DPS 5015 não é totalmente explorado aqui, mas comprei-o, com desconto temporário por menos de 20 €. A melhor solução para este caso, é o modelo DPS5005, versão comunicação, recomendo.

Qualquer módulo DPS Ruideng requer em sua entrada alguma outra fonte de alimentação, (com ou sem chaveamento) com capacidade de fornecer cerca de 50 V e 5 A ou mais. Tal fonte de alimentação pode ser feita no transformador principal 220V / 50V e alguns outros componentes. Esta solução é muito pesada e grande e não muito eficiente. Mudar a fonte de alimentação é mais econômico. Portanto, decidi mudar a fonte de alimentação, mudar 220V AC para 48V DC. Não encontrei um adequado, então usei dois módulos 220VDC / 24VAC. Os módulos são conectados em paralelo nas suas entradas e em série nas saídas.

As peças são:

• Fonte de alimentação comutada Geekcreit 24V / 4-6A, 2pcs, Banggood
• Uma versão, sem comunicação, Programável PS Ruideng DPS5005, (ou DPS5015) Banggood
• Versão de comunicação B, comunicação PS Ruideng DPS5005 programável, DPS Banggood
• Caixa de plástico para instrumentos, Banggood
• Interruptor de alimentação principal, Banggood
• Ventilador 12V, como por exemplo ebay
• Adaptador 220VDC / 12VDC, como por exemplo, ebay
• Tomadas bannana fêmeas, 2pcs, ebay
• Termistor, 10kohm, ebay
• Driver para ventilador, construído em um pequeno protoboard, Banggood
• O cabo principal de alimentação 220 V, 2,5 A da loja local, depende do tipo de plugue.

Peças no driver para ventilador:

• Transistor 2N5401 ou BC337, Banggood
• Diodo universal 1N4148, Banggood
• Resistor Trimmer 1kohm, Banggood
• Conector fêmea JST de 2,5 mm a bordo, 3 unidades, Banggood
• Conector JST macho de 2,5 mm com cabo, 3 unidades, Banggood

Etapa 2: Diagrama de fiação - Versão a - Sem comunicação

As conexões entre todos os blocos estão afogadas na imagem acima. No lado esquerdo, há a entrada 220V, cabo principal e chave principal. No meio existem dois módulos AC / DC 220V / 24V. Esses módulos são conectados em paralelo na entrada, voltagem AC 220V. Ambos os módulos são conectados em suas saídas em série e ligados à entrada do PS programável. Cada módulo fornece 24 Vcc, então a tensão de saída total é 48 V. O PS DPS 5015 programável é conectado aos conectores de saída (mais e menos a tensão de saída dos instrumentos) e por cabos de fita ao display LCD. Na foto na parte superior está o adaptador 220V / 12V, o driver da ventoinha e a ventoinha 12V. Não há termistor exibido na imagem. Termistor com coeficiente de temperatura negativo, NTC é montado dentro de um refrigerador de alumínio.

O DPS 5005 programável, seguindo o desenho, contém todos os circuitos eletrônicos localizados dentro da parte do display. Você tem mais espaço na caixa de plástico. Os fios são conectados diretamente das fontes de alimentação chaveadas para o monitor e do monitor para os conectores banana.

O esquema para o hardware do driver do ventilador está na próxima imagem. A conexão é muito simples, apenas alguns componentes. O transistor T1 liga o ventilador de acordo com o valor do termistor. Se o termistor for exposto a uma temperatura mais alta, o valor do seu resistor é diminuído e o transistor conduz mais corrente, o ventilador está funcionando. O diodo D1 protege o transistor.

Geralmente, não há ventilador de resfriamento necessário para todos os módulos. Programação PS 5015 está equipado com seu próprio pequeno ventilador. O DPS5005 não precisa de resfriamento. Ambos os módulos de chaveamento requerem resfriamento em caso de saída de energia superior. Portanto, forneci um bloco de dois módulos de chaveamento com ventilador. Ventilador é ligado, apenas no caso de temperatura mais alta do cooler de alumínio em uma das duas placas do módulo. O maior tempo de operação é silencioso com fonte de alimentação programável.

O adaptador especial 220V / 12V fornece tensão 12V para o ventilador. Escolhi essa solução porque prefiro fonte de alimentação separada para ventoinha.

Etapa 3: Diagrama de fiação - Comunicação da versão B

O diagrama de fiação é o mesmo da versão A, módulo Ruideng DPS5005, apenas a placa de comunicação USB é adicionada. Está na foto acima. A placa USB é conectada por seu cabo original com conectores em ambos os lados.

Se você solicitar o modelo de comunicação Ruideng com duas placas de comunicação, USB e Bluetooth, poderá conectar apenas uma placa a tempo, porque o módulo de exibição contém apenas um conector.

Pode haver solução para ambas as placas, mas não verifiquei a funcionalidade do próximo circuito descrito. Monte ambos os módulos no espaço livre da caixa de fundo de plástico. Eu sugiro conectar como placa prioritária - Bluetooth e USB são conectados apenas no caso de um cabo USB conectado. Os fios podem ser alimentados através do relé 4PST de 12 V ou através de dois relés DPST. Tensão 12 V DC independente está disponível na saída do adaptador. Coloque o micro switch no lugar, onde o conector USB é inserido, de forma que o conector inserido ative o switch. Por switch pode ser relé energizado e fios de switch para a placa USB.

Quatro fios que chegam às placas de comunicação devem ser: VCC, GND, TX, RX. Se você puder identificar VCC e GND, apenas os dois fios restantes devem ser trocados por um relé DPST. Ambas as placas podem ser conectadas à alimentação permanentemente se o instrumento estiver ligado.

Etapa 4: construção

Etapas de construção, versão A

A fonte de alimentação é colocada na caixa de instrumentos de plástico pronta. Isso economiza tempo e simplifica a construção. As próximas etapas são para DPS5015. No caso do DPS5005 na etapa 3. basta montar o adaptador de tensão e você terá algum espaço livre na parte inferior da caixa de plástico:

1. Prepare a caixa de plástico: remova os mesmos pés de montagem de plástico da parte inferior da caixa (marcados por um círculo com caneta preta). Faça furos e corte as janelas no painel frontal e traseiro de plástico de acordo com as fotos acima.
2. Monte o PS de comutação e o ventilador juntos em um conjunto. Use juntas e parafusos de metal em ângulo reto. Monte este conjunto na caixa de plástico inferior usando as juntas e parafusos mencionados. Não se esqueça de prender os fios aos terminais, porque depois não é possível ou não é tão fácil. Em fios que vão para os conectores de garfo de solda do módulo programável.
3. Monte o módulo PS 5015 programável e o adaptador na caixa de plástico inferior usando juntas e parafusos. Prepare os fios para os conectores de saída e solde nos terminais do garfo. Na saída do adaptador, solde dois fios com o conector JST para o driver do ventilador e dois fios de entrada para o terminal de parafuso 220V.
4. Soldar as peças do driver do ventilador em uma pequena placa de circuito impresso ou protoboard. O tamanho desta placa é de cerca de 15 x 25 mm. Corte os fios do conector no comprimento adequado e solde-os na ventoinha, termistor e saída do adaptador de 12V.
5. Coloque e fixe o termistor em um dos coolers de alumínio. Eu conserto inserindo o termistor dentro do orifício do dissipador de calor.
6. Monte as peças no painel frontal. Botão liga / desliga, dois conectores banana e display LCD.
7. Coloque os painéis frontal e traseiro e conecte todos os fios.

Construção, versão B

Monte a placa de comunicação USB no espaço livre da parte inferior de plástico de forma que o conector fique voltado para a direita. Na placa USB, existem dois orifícios e, usando o distanciador, a placa do parafuso para a caixa de plástico. Faça um orifício para o conector na lateral da caixa.

Painel frontal

Na última foto, há o painel frontal. Você pode usá-lo como modelo. O desenho foi feito no programa Paint do Windows 10. Você pode modificar o design muito facilmente. O desenho é feito exatamente no tamanho do painel frontal (escala em mm). Ao imprimir, é necessário escolher o tamanho de impressão 100%. Para ficar bonito, escolha papel fotográfico e proteja-o com uma folha adesiva transparente.

Ajustamento

É uma boa prática verificar todos os módulos e peças no processo de montagem. Recomendo verificar o driver da ventoinha conectado a ela e ligado a 12V primeiro de alguma outra fonte de alimentação. O ventilador deve funcionar ou não, dependendo da posição do aparador. Em algum lugar no meio do ventilador de rastreamento do aparador, pare. Se você colocar o termistor em algum lugar quente (como ferro de solda), o ventilador deve começar a girar.

Em seguida, verifique as fontes de alimentação de comutação. Conecte 220 V do terminal de parafuso às suas entradas e conecte sua saída ao serial. Você deve medir a tensão final 48V. Ambos os módulos devem ser iguais em relação à tensão e corrente de saída. Se você puder escolhê-los, escolha dois com a tensão de saída exatamente a mesma. Neste caso, as fontes de alimentação estão bem balanceadas.

Se a tensão 48 V estiver correta, conecte o PS programável. Tenha cuidado, não misture entrada e saída, e mais e menos na entrada, o módulo programável pode ser destruído.

No final, conecte a placa do driver para o ventilador e todos os cabos restantes. Cabos desenhados como grossos no diagrama de fiação devem ser mais grossos, por causa da corrente mais alta. Na entrada 220 V, o diâmetro dos fios deve ser de cerca de 1 mm (corrente máx. 2A), na saída 48 V deve ter um diâmetro de 1,5 mm (corrente máx. 6A).

Etapa 5: Comunicação

Visite o site com o software de comunicação de link e baixe o software DPS5005 para PC para comunicação. Informações detalhadas, como instalar o software e como usá-lo, como configurar a porta serial para USB, como configurar o Bluetooth, estão no vídeo: comunicação.

No software de PC, as funções na guia Básico (a primeira imagem) são muito semelhantes às configurações da versão sem comunicação. Na guia Avançado (a segunda imagem) estão funções mais sofisticadas que podem ser usadas para medições automáticas de componentes. Exceto memórias mais claras e simplificadas para grupos de dados, existem funções:

• Teste automático - permite ajustar o número de passos (máximo 10), intervalos de tempo por valor de atraso para cada passo, tensão e corrente para cada passo.
• Varredura de tensão - permite ajustar a corrente de saída, início e parada e valor da tensão, um atraso comum para cada etapa.
• Atual - varredura. Funciona da mesma forma que a varredura de voltagem. Ajuste da tensão de saída, start stop e valor do passo da corrente, um atraso comum para cada passo.

Etapa 6: Conclusão

O manual do usuário para PS Programável Ruideng está incluído na remessa. Apenas alguns comentários:

Um recurso muito bom é a possibilidade de conectar ou desconectar a carga nos conectores de saída por switch. Dessa forma, durante o ajuste de tensão e corrente, a carga deve ser desligada e protegida.

Nas imagens acima, há exemplos de modo de corrente constante. Na linha superior do LCD são exibidas a tensão e a corrente definidas. Nos conectores de saída está conectado o resistor de 4,7 ohm. Embora a tensão seja definida para 10 V, a tensão na saída é de cerca de 4,7 V, porque a corrente está definida para 1 A e foi alcançada.

Na próxima foto, há um diodo Zener conectado à saída sem resistor. A corrente é definida para um valor de cerca de 0,05A e a linha de tensão está mostrando diretamente a tensão Zener de 4,28V. Por tais medições de componentes, é importante verificar a potência exibida na terceira linha grande (0,25 W no exemplo). Destruí um diodo Zener para 30 V, porque ajustando 0,05 A, perdi a potência acima de 1,5 W!

Em 9 locais de memória podem ser armazenadas tensões muito utilizadas, como 3,3V, 5V, 6V, 9V, 12V e assim por diante, com suas correntes esperadas, sobretensões e sobrecorrentes.

A versão de comunicação permite alguma automação para teste de componentes. É como medir a tensão em características de ampere ou carregar a bateria com o tempo e a corrente dependendo da tensão.

Comente sobre o painel frontal. Havia muito espaço no lado esquerdo da tela LCD. Estava pensando em colocar ali uma coisa maluca, como termômetro LCD para temperatura interna ou lembrete sedentário, mas finalmente decidi pela foto, por usar papel fotográfico como capa. Entre a bela natureza (montanhas) e a cidade mais bonita, conquiste a cidade.

Espero que você goste de fazer você mesmo a boa fonte de alimentação.