Mzigo mdogo - Mzigo wa Sasa wa Mara kwa Mara: Hatua 4 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

Nimekuwa nikitengeneza benchi PSU, na mwishowe nilifikia hatua ambapo ninataka kutumia mzigo kwake ili kuona jinsi inavyofanya kazi. Baada ya kutazama video bora ya Dave Jones na kuangalia rasilimali zingine kadhaa za mtandao, nilikuja na Mzigo mdogo. Huu ni mzigo wa sasa unaoweza kubadilishwa, ambao unapaswa kushughulikia amps 10. Voltage na sasa zimepunguzwa na ukadiriaji wa transistor ya pato na saizi ya heatsink.

Inapaswa kusemwa, kuna miundo mingine ya kijanja huko nje! Mzigo mdogo ni wa msingi na rahisi, mabadiliko kidogo ya muundo wa Dave, lakini bado itapunguza nguvu inayohitajika kupima psu, ilimradi isipate juisi zaidi kuliko inavyoweza kushughulikia.

Mzigo mdogo hauna mita ya sasa iliyounganishwa, lakini unaweza kuunganisha ammeter ya nje, au kufuatilia voltage kwenye kipinga maoni.

Nilibadilisha muundo kidogo baada ya kuijenga, kwa hivyo toleo lililowasilishwa hapa lina LED kukuambia imewashwa na muundo bora wa pcb kwa swichi.

Mpangilio wa skimu na PCB umewasilishwa hapa kama faili za PDF na pia kama picha za JPEG.

Hatua ya 1: Kanuni ya Uendeshaji

Kwa wale ambao hawajui vizuri kanuni za elektroniki, hapa kuna maelezo ya jinsi mzunguko unavyofanya kazi. Ikiwa haya yote yanajulikana kwako, jisikie huru kuruka mbele!

Moyo wa Mzigo Mdogo ni LM358 mbili op-amp, ambayo inalinganisha mtiririko wa sasa wa mzigo na thamani uliyoweka. Amp-amps haziwezi kugundua sasa moja kwa moja, kwa hivyo sasa inageuzwa kuwa voltage, ambayo op-amp inaweza kugundua, na kontena, R3, inayojulikana kama kipinga cha sasa cha kuhisi. Kwa kila amp ambayo inapita kwa R3, volts 0.1 hutengenezwa. Hii inaonyeshwa na sheria ya Ohm, V = I * R. Kwa sababu R3 ni thamani ya chini sana, kwa saa 1 ohms, haipati moto kupita kiasi (nguvu inayoondoa hutolewa na I²R).

Thamani uliyoweka ni sehemu ya voltage ya kumbukumbu - tena, voltage hutumiwa kwa sababu op-amp haiwezi kugundua ya sasa. Voltage ya kumbukumbu inazalishwa na diode 2 kwa safu. Kila diode itaendeleza voltage kote kwake katika mkoa wa volts 0.65, wakati wa sasa unapita kati yake. Voltage hii, ambayo kawaida huwa hadi volts 0.1 upande wowote wa thamani hii, ni mali ya asili ya makutano ya silicon p-n. Kwa hivyo voltage ya kumbukumbu ni karibu 1.3 volts. Kwa sababu hii sio kifaa cha usahihi, hakuna haja ya usahihi mkubwa hapa. Diode hupata sasa kupitia kontena. imeunganishwa na betri. Voltage ya kumbukumbu ni ya juu kidogo kwa kuweka mzigo hadi kiwango cha juu cha amps 10, kwa hivyo potentiometer ambayo huweka voltage ya pato imeunganishwa kwa safu na kipinga cha 3k ambacho kinashusha voltage kidogo.

Kwa sababu rejeleo na kipinga cha sasa cha kuhisi kimeunganishwa pamoja, na kushikamana na unganisho la vol-op ya amp-amp, op-amp inaweza kugundua utofauti kati ya maadili haya mawili, na kurekebisha matokeo yake ili utofauti upunguzwe karibu sifuri. Utawala wa kidole gumba unaotumika hapa ni kwamba op-amp itajaribu kurekebisha pato lake kila wakati ili pembejeo mbili ziwe kwenye voltage moja.

Kuna capacitor ya elektroliti iliyounganishwa kwenye betri ili kuondoa kelele yoyote ambayo inaona ni njia ya usambazaji wa op-amp. Kuna capacitor nyingine iliyounganishwa kwenye diode ili kupunguza kelele wanayozalisha.

Mwisho wa biashara ya Mzigo Mdogo huundwa na MOSFET (Metal oxide Semiconductor Field Effect Transistor). Nilichagua hii kwa sababu ilikuwa kwenye sanduku langu la taka na nilikuwa na viwango vya kutosha vya umeme na viwango vya sasa kwa kusudi hili, hata hivyo ikiwa unanunua mpya kuna vifaa vinavyofaa zaidi kupatikana.

Mosfet hufanya kama kontena la kutofautisha, ambapo bomba linaunganishwa na upande wa usambazaji ambao unataka kujaribu, chanzo kimeunganishwa na R3, na kupitia hiyo kwa - risasi ya usambazaji unaotaka kujaribu, na lango limeunganishwa kwa pato la op-amp. Wakati hakuna voltage kwenye lango, mosfet hufanya kama mzunguko wazi kati ya bomba na chanzo chake, hata hivyo wakati voltage inatumiwa juu ya thamani fulani ("kizingiti" voltage), huanza kufanya. Kuongeza voltage ya lango vya kutosha na upinzani wake utakuwa chini sana.

Kwa hivyo op-amp huweka voltage ya lango kwa kiwango ambacho sasa inapita kupitia R3 husababisha voltage kukuza ambayo ni karibu sawa na sehemu ya voltage ya kumbukumbu uliyoweka kwa kugeuza potentiometer.

Kwa sababu mosfet inafanya kama kontena, ina voltage juu yake na sasa inapita ndani yake, ambayo inasababisha kutawanya nguvu, kwa njia ya joto. Joto hili linapaswa kwenda mahali pengine au lingeharibu transistor haraka sana, kwa hivyo kwa sababu hii imefungwa kwa heatsink. Hesabu ya kuhesabu saizi ya heatsink ni ya moja kwa moja lakini pia ni nyeusi na ya kushangaza, lakini inategemea mapinga anuwai ya joto ambayo huzuia mtiririko wa joto kupitia kila sehemu kutoka kwa makutano ya semiconductor kwenda kwa hewa ya nje, na joto linalokubalika huongezeka. Kwa hivyo unayo upinzani wa joto kutoka kwa makutano hadi kesi ya transistor, kutoka kwa kesi hadi heatsink, na kupitia heatsink hewani, ongeza hizi pamoja kwa jumla ya upinzani wa mafuta. Hii hutolewa kwa ° C / W, kwa hivyo kwa kila watt inayotawanywa, joto litaongezeka kwa idadi hiyo ya digrii. Ongeza hii kwa joto la kawaida na unapata joto ambalo makutano ya semiconductor yako yatakuwa yakifanya kazi.

Hatua ya 2: Sehemu na Zana

Nilijenga Mzigo mdogo zaidi kwa kutumia sehemu za sanduku la taka, kwa hivyo ni holela kidogo!

PCB imetengenezwa na SRBP (FR2) ambayo ninayo kwa sababu ilikuwa rahisi. Imefunikwa na shaba ya 1oz. Diode na capacitors na mosfet ni za zamani zilizotumiwa, na op-amp ni moja ya pakiti ya 10 niliyopata muda mfupi uliopita kwa sababu zilikuwa za bei rahisi. Gharama ndio sababu pekee ya kutumia kifaa cha smd kwa hii - vifaa 10 vya smd vilinigharimu sawa na 1 kupitia shimo ambalo mtu angekuwa nalo.

• 2 x 1N4148 diode. Tumia zaidi ikiwa unataka kuweza kupakia zaidi ya sasa.
• Transistor ya MOSFET, nilitumia BUK453 kwa sababu ndivyo nilivyokuwa nayo, lakini chagua unachopenda, ilimradi ukadiriaji wa sasa upo juu ya 10A, kizingiti cha voltage kiko chini ya 5v na Vds ni kubwa kuliko kiwango cha juu unachotarajia itumie, inapaswa kuwa sawa. Jaribu kuchagua moja iliyoundwa kwa matumizi ya laini badala ya kubadili.
• 10k potentiometer. Nilichagua dhamana hii kwa sababu ndivyo nilivyokuwa nayo, ambayo ndiyo niliyoishusha kutoka kwa Runinga ya zamani. Wale walio na nafasi sawa ya pini wanapatikana sana, lakini sina hakika juu ya viti vinavyoongezeka. Unaweza kulazimika kurekebisha mpangilio wa bodi kwa hii.
• Knob ili kutoshe potentiometer
• 3k kupinga. 3.3k inapaswa kufanya kazi vile vile. Tumia thamani ya chini ikiwa unataka kuweza kupakia sasa zaidi na rejeleo la diode 2 iliyoonyeshwa.
• LM358 op-amp. Kweli, usambazaji wowote, aina ya reli kwa reli inapaswa kufanya kazi hiyo.
• Kinzani ya 22k
• Kinga 1k
• 100nF capacitor. Hii inapaswa kuwa ya kauri, ingawa nilitumia filamu moja
• 100uF capacitor. Inahitaji kupimwa kwa angalau 10V
• 0.1 ohm resistor, kiwango cha chini cha 10W. Yule niliyotumia ni zaidi ya ukubwa, tena gharama ilikuwa sababu kubwa hapa. Chuma kilichokatwa 25W 0.1 ohm resistor kilikuwa cha bei rahisi kuliko aina zilizokadiriwa vyema. Ajabu lakini ni kweli.
• Heatsink - heatsink ya zamani ya CPU inafanya kazi vizuri, na ina faida kwamba imeundwa kuwa na shabiki iliyoambatanishwa ikiwa unahitaji moja.
• Kiwanja cha heatsink ya joto. Nilijifunza kuwa misombo ya kauri hufanya kazi vizuri kuliko ile ya msingi wa chuma. Nilitumia Arctic Cooling MX4 ambayo nilikuwa nayo. Inafanya kazi vizuri, ni ya bei rahisi na unapata kura!
• Kipande kidogo cha aluminium kwa bracket
• Screws ndogo na karanga
• kubadili ndogo ya slaidi

Hatua ya 3: Ujenzi

Nilijenga mzigo mdogo kutoka kwa sanduku la taka au sehemu za bei rahisi sana

Heatsink ni enzi ya zamani ya pentium CPU heatsink. Sijui ni nini upinzani wa joto ni, lakini nadhani ni juu ya 1 au 2 ° C / W kulingana na picha zilizo chini ya mwongozo huu: https://www.giangrandi.ch/electronics/thcalc/ thcalc… ingawa uzoefu sasa ungeonyesha ni bora kuliko hii.

Nilichimba shimo katikati ya heatsink, nikaigonga na kuweka transistor juu yake na kiwanja cha mafuta cha MX4 na nikazungusha screw iliyowekwa moja kwa moja kwenye shimo lililopigwa. Ikiwa huna njia za kugonga mashimo, chimba tu kubwa kidogo na tumia nati.

Awali nilifikiri hii itakuwa ndogo kwa utaftaji wa 20W, hata hivyo nimekuwa nikifanya kazi kwa 75W au zaidi, ambapo ilipata moto sana, lakini bado sio moto sana kutumia. Na shabiki wa baridi aliyeambatanishwa hii itakuwa bado juu zaidi.

Hakuna haja halisi ya kupingana na kipinga sauti cha sasa kwa bodi, lakini ni nini maana ya kuwa na mashimo ya bolt ikiwa huwezi kushikilia kitu kwao? Nilitumia vipande vidogo vya waya nene vilivyoachwa kutoka kwa kazi ya umeme, kuunganisha kontena kwa bodi.

Kitufe cha nguvu kilitoka kwa toy ya kutokufa. Nilipata nafasi za shimo kwenye pcb yangu, lakini nafasi kwenye mpangilio wa pcb uliyopewa hapa inapaswa kutoshea ikiwa una aina hiyo hiyo ya ubadilishaji wa SPDT ndogo. Sikujumuisha mwangaza wa muundo wa asili, kuonyesha kuwa Mzigo Mdogo ni imewashwa, lakini niligundua kuwa hii ni upungufu wa kijinga, kwa hivyo nimeiongeza.

Nyimbo nene zinaposimama sio nene za kutosha kwa amps 10 na bodi ya 1oz ya kopperclad iliyotumiwa, kwa hivyo imejaa waya wa shaba. Kila moja ya nyimbo ina kipande cha waya ya shaba ya 0.5mm iliyowekwa kuzunguka na kuuzwa kwa vipindi, isipokuwa kwa kunyoosha fupi ambayo imeunganishwa ardhini, kwani ndege ya ardhini inaongeza mengi mengi. Hakikisha waya iliyoongezwa huenda moja kwa moja kwenye pini za mosfet na resistor.

Nilitengeneza pcb kutumia njia ya kuhamisha toner. Kuna idadi kubwa ya fasihi kwenye wavu juu ya hii kwa hivyo sitaingia, lakini kanuni ya msingi ni kwamba utumie printa ya laser kuchapisha muundo kwenye karatasi fulani inayong'aa, kisha ui-ayine kwenye ubao, kisha etch ni. Ninatumia karatasi ya bei rahisi ya kuhamisha toni ya manjano kutoka China, na chuma cha nguo kilichowekwa chini kidogo ya 100 ° C. Ninatumia asetoni kusafisha toner. Endelea kuifuta na matambara na asetoni safi hadi itakapokuwa safi. Nilichukua picha nyingi kuonyesha mchakato huo. Kuna vifaa bora zaidi vinavyopatikana kwa kazi hiyo, lakini kidogo zaidi ya bajeti yangu! Kawaida lazima niguse uhamishaji wangu na kalamu ya alama.

Piga mashimo kwa kutumia njia unayopenda, kisha ongeza waya wa shaba kwenye nyimbo pana. Ukiangalia kwa karibu, unaweza kuona nilitatiza kuchimba visima kwangu kidogo (kwa sababu nilitumia mashine ya majaribio ya kuchimba visima ambayo ni kamilifu. Inapofanya kazi vizuri nitafanya inayoweza kufundishwa juu yake naahidi!)

Weka kwanza op-amp. Ikiwa haujafanya kazi na smd's hapo awali, usitishwe, ni rahisi sana. Bati ya kwanza moja ya usafi kwenye ubao na kiwango kidogo cha solder. Weka chip kwa uangalifu sana na weka pini inayofaa chini kwenye pedi uliyoweka. Ok sasa chip haitazunguka, unaweza kuziba pini zingine zote. Ikiwa una mtiririko wa kioevu, kutumia smear ya hii inafanya mchakato kuwa rahisi.

Fanya sehemu zingine, ndogo zaidi kwanza, ambayo ni diode. Hakikisha unawapata njia sahihi. Nilifanya vitu nyuma kidogo kwa kuweka transistor kwenye heatsink kwanza, kwa sababu nilitumia jaribio la hapo awali.

Kwa muda betri ilikuwa imewekwa kwenye ubao kwa kutumia pedi za kunata, ambazo zilifanya kazi vizuri sana! Iliunganishwa kwa kutumia kiunganishi cha kawaida cha pp3, hata hivyo bodi imeundwa kuchukua aina kubwa zaidi ya mmiliki ambayo ni sehemu kwenye betri nzima. Nilikuwa na maswala kadhaa ya kurekebisha mmiliki wa betri kwani inachukua screws 2.5mm, ambayo nina uhaba mfupi na hakuna karanga za kutoshea. Nilichimba mashimo kwenye kipande cha picha hadi 3.2mm na nikayapinga kuwa 5.5mm (sio ya kupindukia halisi, nilitumia tu kuchimba visima!), Hata hivyo nikapata biti kubwa zaidi ya kuchimba plastiki kwa kasi sana na nikapita moja ya mashimo. Kwa kweli unaweza kutumia pedi za kunata kuirekebisha, ambayo kwa mtazamo wa nyuma inaweza kuwa bora.

Punguza waya za kipande cha betri ili uwe na inchi ya waya, weka ncha, uziunganishe kupitia mashimo kwenye ubao na ugeze ncha nyuma kupitia bodi.

Ikiwa unatumia kontena la chuma lililofungwa kama ile iliyoonyeshwa, ifanye na visukusuku nene. Inahitaji kuwa na aina ya spacers kati yake na bodi kwa hivyo haizidi op-amp. Nilitumia karanga, lakini mikono ya chuma au mabaki ya washers yaliyowekwa kwenye bodi ingekuwa bora.

Moja ya bolts ambayo hutengeneza kipande cha betri pia hupitia moja ya viti vya kupinga. Hii imeonekana kuwa wazo mbaya.

Hatua ya 4: Kuiweka Katika Matumizi, Nyongeza, Mawazo kadhaa

Matumizi: Mzigo mdogo umeundwa kuteka mkondo wa mara kwa mara kutoka kwa usambazaji, bila kujali voltage ni nini, kwa hivyo hauitaji kuunganisha kitu kingine chochote, isipokuwa ammeter, ambayo unapaswa kuweka mfululizo na moja ya pembejeo.

Washa kitovu hadi sifuri, na washa Mzigo Mdogo. Unapaswa kuona kiasi kidogo cha mtiririko wa sasa, hadi karibu 50mA.

Polepole rekebisha kitasa mpaka sasa unayotaka kujaribu inapita, fanya majaribio yoyote unayohitaji kufanya. Angalia heatsink sio moto kupita kiasi - sheria ya kidole gumba hapa ni kwamba ikiwa inachoma vidole vyako, ni moto sana. Una chaguzi tatu katika kesi hii:

1. Zima voltage ya usambazaji
2. Punguza mzigo mdogo
3. Endesha kwa vipindi vifupi na wakati mwingi wa kupoa kati
4. Fanya shabiki kwa heatsink

Sawa sawa hiyo ni chaguzi nne:)

Hakuna ulinzi wowote wa kuingiza, kwa hivyo kuwa mwangalifu sana kwamba pembejeo zimeunganishwa kwa njia sahihi. Itende vibaya na diode ya ndani ya mosfet itafanya sasa yote ambayo inapatikana na labda itaharibu mosfet katika mchakato.

Uboreshaji: Ilibainika haraka kuwa Mzigo Mdogo unahitaji kuwa na njia yake mwenyewe ya kupima sasa inayochota. Kuna njia tatu za hii.

1. Chaguo rahisi ni kutoshea ammeter mfululizo na pembejeo nzuri au hasi.
2. Chaguo sahihi zaidi ni kuunganisha voltmeter kwenye kontena la hisia, iliyosawazishwa kwa kontena hilo ili voltage iliyoonyeshwa ionyeshe ya sasa.
3. Chaguo cha bei rahisi zaidi ni kutengeneza kiwango cha karatasi ambacho kinafaa nyuma ya kitovu cha kudhibiti, na uweke alama kwa kiwango kilichosawazishwa juu yake.

Kwa uwezekano ukosefu wa kinga ya nyuma inaweza kuwa shida kubwa. Diode ya ndani ya mosfet itafanya ikiwa Mzigo Mdogo umewashwa au la. Tena kuna chaguzi kadhaa za kutatua hii:

1. Njia rahisi na rahisi zaidi itakuwa kuunganisha diode (au diode zingine sambamba) katika safu na pembejeo.
2. Chaguo ghali zaidi ni kutumia mosfet ambayo imejengwa kwa kinga ya nyuma. Sawa hivyo hiyo pia ni njia rahisi.
3. Chaguo ngumu zaidi ni kuunganisha mosfet ya pili kwenye anti-series na ile ya kwanza, ambayo hufanya tu ikiwa polarity ni sahihi.

Niligundua kuwa wakati mwingine kinachohitajika ni upinzani unaoweza kubadilishwa ambao unaweza kumaliza nguvu nyingi. Inawezekana kutumia muundo wa mzunguko huu kufanya hivyo, bei rahisi zaidi kuliko kununua rheostat kubwa. Kwa hivyo angalia Mzigo Mdogo MK2 ambao utaweza kubadilishwa kuwa hali ya kupingana!

Mzigo mdogo umejidhihirisha kuwa muhimu hata kabla ya kumaliza, na inafanya kazi vizuri sana. Walakini nilikuwa na maswala kadhaa ya kuijenga, na nikagundua baadaye kuwa mita na kiashiria cha "on" kitakuwa viboreshaji muhimu.