Um Plug Strip com controle de alimentação USB. Com isolamento: 4 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:40

O objetivo deste Instructable era permitir que eu ligasse todos os acessórios do meu computador sem pensar sobre isso. E então não alimentar todas as pequenas verrugas de parede de vampiro de poder quando não estiver usando o computador. A ideia é simples, você liga sua CPU, todas as outras partes do sistema são ligadas (monitor, impressora a laser, alto-falantes, etc). Quando você desliga sua CPU, eles seguem o exemplo. Agora, existem produtos que servem isso para você, e se você não tem experiência em trabalhar com eletricidade de tensão de linha, pare de ler e vá comprar um. Existem vários produtos que fazem exatamente o que estamos tentando fazer aqui, mas de todos os que analisei têm desvantagens em relação ao dispositivo que iremos construir. Eles se enquadram em três tipos básicos:

Existem filtros de linha controlados por USB baratos, mas eu vi vários que não oferecem nenhum isolamento, e se você estiver criando um caminho possível para a tensão da linha (120v aqui nos EUA) para sua placa-mãe, e suas centenas de dólares de bondade over-clocked. Eu gostaria de um pouco de isolamento. Existem réguas de energia com detecção de corrente. Uma das tomadas está configurada para detectar o fluxo de corrente. Quando isso acontece, a parte eletrônica do filtro de linha liga as outras tomadas. É uma boa ideia, mas às vezes eles não são detectados corretamente e não ligam os acessórios. Além disso, a parte eletrônica exige que mais uma pequena fonte de alimentação funcione 24 horas por dia, 7 dias por semana, o que estamos tentando evitar. Existem soluções de nível empresarial bem projetadas com isolamento, que funcionam muito bem e também têm um preço muito alto. Este circuito não usa energia extra quando não está em uso e oferece algum isolamento robusto de picos de energia e não custa uma fortuna para ser construído.

Etapa 1: O que você precisa

Em primeiro lugar, se você não se sentir confiante em sua capacidade de trabalhar com a tensão da rede elétrica, pare de ler. Se você construir este projeto errado, poderá destruir a placa-mãe do PC. Eu não estou brincando.

O coração deste sistema consiste em duas coisas, na verdade a comutação é feita por um relé de estado sólido controlado por CC. Todo o isolamento é fornecido por um par de fusíveis e alguns diodos supressores de surto de tensão transiente (TVSS). Todas as outras partes são realmente até você, eu usei o que eu tinha chutando. Que consistia principalmente de acessórios elétricos padrão e uma tira de plugue velha e um dissipador de calor de um processador de lixo e um cabo USB que não foi encomendado com conectores USB "A" em ambas as extremidades. Sinta-se à vontade para usar o que funcionar para você. Todos disseram que as peças que eu tinha que pedir (fusíveis e suportes, TVSS e Relé de estado sólido) custavam menos de US $ 30,00 de um fornecedor online.

Etapa 2: O esquema

O conceito deste circuito é bastante simples. Os 5 volts fornecidos no conector USB são usados para ligar um grande relé de estado sólido, que liga o filtro de linha. Todo o controle de potência é feito pelo relé de estado sólido (SSR). Se você nunca usou um SSR para controlar a potência, não poderia ser mais fácil, os projetistas retiraram toda a engenharia pesada de seu uso. E o que você ganha é uma caixa com 4 terminais. Dois dos terminais são para a tensão da linha. Os outros dois são para a tensão de controle. Quando você fornece tensão de controle aos terminais de controle, os terminais de tensão da linha são ligados. É isso. Não mesmo. É apenas uma pequena caixa preta. Nenhuma engenharia adicional necessária. Cargas indutivas, motores, iluminação, cargas resistivas. Eles realmente não se importam, contanto que estejam dentro da faixa de corrente nominal.

O relé que escolhi foi um Z240D10 da OPTO22. Ele possui uma corrente nominal máxima de 10 amperes a 120 VCA. Isso deve ser mais do que suficiente para a minha mesa. A entrada de controle aceita de 3-32 VCC. Portanto, os 5 volts do conector USB são mais do que suficientes. Também foi escolhido pelo seu baixo custo. Se você precisar de mais capacidade atual, pode solicitar um SSR maior. A parte de proteção do circuito é três vezes: A primeira linha de defesa é o SSR real. Ele usa um isolamento óptico entre a potência e o controle avaliado em 4000 volts. A segunda parte do circuito é um par de fusíveis de 125mA que explodem se sobrecarregados. A terceira parte do circuito é um par de diodos supressores de surto de tensão transiente (TVSS) (1.5KE6.8CA) 7.14v Estes são semelhantes a um diodo Zeiner. Quando a tensão nos terminais excede um limite. Eles começam a reger. Exceto ao contrário do diodo Zeiner, eles são bidirecionais. Portanto, se por algum motivo a tensão nas partes de controle do circuito ultrapassar 7,14v, eles agem como um curto e queimam os fusíveis. A queda de energia para essas peças é avaliada em 1500 watts por 1 milissegundo. O que é mais do que suficiente para estourar os fusíveis e proteger o circuito. Circuitos como este são usados em vários dispositivos de comunicação sujeitos a raios e picos de energia.

Etapa 3: Tempo de conversa suficiente para construir

Eu escolhi montar todos os componentes em uma caixa elétrica padrão, para situações de baixa carga a caixa em si é provavelmente um dissipador de calor suficiente para o SSR. Mas eu tinha um dissipador de calor antigo com processador que se encaixava perfeitamente. Portanto, ele foi adicionado à caixa atrás de onde o SSR é montado. Não se esqueça de adicionar um pouco de composto de dissipador de calor entre o SSR e a caixa e outro entre a caixa e o dissipador de calor.

O cabo do Plugstrip é cortado ao meio e passa pela caixa elétrica. O neutro (fio branco) é emendado com um terminal crimpado. Os aterramentos (fio verde) são emendados e conectados ao chassi de metal para segurança. O fio quente (preto) é conectado através do SSR com terminais crimpados. Isso conclui a fiação da tensão da linha. Os + 5V e o aterramento do cabo USB (pinos 1 e 4) são conectados a uma extremidade do bloco de fusíveis e um TVSS. Os diodos TVSS são simplesmente cravados nos conectores dos blocos de fusíveis. Simples, rápido, fácil. Em seguida, dois fios são executados da outra extremidade dos fusíveis (com outro TVSS) para os terminais de controle do SSR. A maioria dos SSRs terá um dos terminais de controle marcados para o condutor positivo (+). Certifique-se de obter a polaridade correta. Certifique-se de isolar os outros dois fios no cabo USB um do outro e da caixa de metal. Do contrário, você pode causar um curto-circuito no barramento USB e causar todos os tipos de outros problemas. Isso conclui a fiação. Eu adicionei um pequeno pedaço de plástico (embalagem de blister reciclado) para formar uma barreira de tensão entre os lados de alta e baixa tensão da caixa, como um seguro extra.

Etapa 4: Feche e teste

Então, com a fiação concluída. e verificado. É hora de fechá-lo e testar. Eu recomendo começar com outras coisas além do seu computador e todos os seus brinquedos para teste. Conecte uma lâmpada no plugstrip. Conecte o filtro de linha na parede. Se tudo estiver correto, nada acontecerá. Agora NÃO USE SEU COMPUTADOR PARA A PRÓXIMA ETAPA. Encontre um carregador USB do seu iWatever e conecte-o à parede. Quando você conecta o cabo USB da unidade ao carregador, a lâmpada deve acender. Dessa forma, se você errar, o máximo que você deve sair é o custo do carregador. Solução de problemas: se não funcionar, verifique o interruptor do filtro de linha. Em seguida, verifique se a polaridade do cabo USB para o SSR está correta. Espero que tenha gostado. É um pequeno projeto divertido. E tem os benefícios colaterais de tornar sua vida mais fácil, economizando dinheiro com eletricidade e fazendo sua parte para salvar o planeta. Continue mexendo, Richard.