LM317 Kulingana na Ugavi wa Nguvu ya Benchtop ya DIY inayobadilika: Hatua 13 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

Ugavi wa umeme bila shaka ni vifaa muhimu kabisa kwa maabara yoyote ya elektroniki au mtu yeyote ambaye anataka kufanya miradi ya umeme, haswa usambazaji wa umeme wa kutofautiana. Katika mafunzo haya nitakuonyesha jinsi nilivyojenga mdhibiti mzuri wa laini ya LM317 kulingana na kutofautisha 1.2-30V (1.2V kwa uingizaji wa voltage-2.7V kweli) usambazaji wa umeme.

Hizi ndio huduma ambazo nilitaka PSU yangu iwe nayo.

• Pato moja la kutofautisha na kiwango cha chini cha sasa cha 2 A.
• Zisizohamishika pato la 12 V na 2A.
• Zisizohamishika 5 V pato na 2 A.
• Zisizohamishika pato la 3.3 V na 1A.
• Bandari mbili za USB za kuchaji simu saa 1A.

Ugavi wa umeme hautumii transformer yoyote badala yake hupunguza voltage ya kuingiza mara kwa mara katika anuwai ya 15-35V kwa voltages nyingi tofauti kwenye pato. Kwa hivyo unaweza kuwezesha kitengo hiki kwa SMPS yoyote na voltage iliyokadiriwa 15-35V na 2-5A ya sasa AU usambazaji wa transfoma na vielelezo sawa.

Hatua ya 1: Kuwa tayari

1. Nenda kwa https://www.autodesk.com/products/eagle/free-download na upakue programu ya kukamata mipango ya Tai kwa mfumo wako wa uendeshaji.
2. Nenda kwa https://www.sketchup.com/download na pakua toleo la hivi karibuni la SketchUp na usakinishe.
3. Pata SMPS nzuri na kiwango cha voltage kati ya 15-36V AU fanya usambazaji wa msingi wa transformer na voltage ya pato la 15-36V DC.

Hatua ya 2: Mpangilio

Mpangilio utakupa ufahamu juu ya mpango wangu. Lakini haikuundwa kutengeneza faili ya PCB kwani kawaida nilikuwa nikipenyeza kwa muundo wangu mmoja. Kwa hivyo sikujali vifurushi vya vifaa. Lazima uchague vifurushi sahihi ikiwa unataka kuunda mpangilio wa PCB. Kuna LM317 tatu na tatu TIP2955 PNP hupitisha transistors kwa kila moja. Kila moja ya hizo LM317 zitapunguza uingizaji wa 36V kwa voltages zilizopangwa. U2 itatoa 12V ya mara kwa mara, U3 itatoa voltage inayobadilika na U1 itatoa msaidizi wa 12V kwa wasimamizi wengine wa 5V na 3.3 ili kupunguza joto lililotawanywa nao.

LM317 inaweza kutoa pato la sasa zaidi ya 1.5A. Lakini katika kesi hii, na tofauti kubwa katika pembejeo za pembejeo na pato, LM317 italazimika kuondoa nguvu nyingi kama joto; joto sana. Kwa hivyo tunatumia vitu vya kupitisha. Hapa nimetumia transistor ya nguvu ya TIP2955 kama sehemu ya kupitisha upande mzuri. Unaweza kutumia TIP3055 au 2N3055 kama sehemu ya kupitisha upande hasi au upande wa pato. Lakini sababu nilichagua zile za PNP ni kwa sababu hazibadilishi voltage ya pato kama transistors ya NPN itakavyofanya (pato litakuwa + 0.7V juu wakati NPN inatumiwa). Transistors za PNP hutumiwa kama vitu vya kupitisha kwa watupaji wa chini na vidhibiti vya chini-chini. Lakini zinaonyesha maswala kadhaa ya utulivu wa pato ambayo yanaweza kupunguzwa kwa kuongeza capacitors kwenye pato.

Vipinga vya 2W R5, R7 na R9 vitatoa voltage ya kutosha kupendelea transistors kupita kwa mikondo ya chini. Pato la msaidizi la 12V limeunganishwa na pembejeo za vidhibiti vitatu vya LM2940 vya chini-chini vya 5V 1A ambavyo mbili hutumiwa kwa matokeo ya USB na nyingine ni kwa pato la mbele. Moja ya pato la 5V imeunganishwa na mdhibiti wa AMS1117 kwa pato la 3.3V. Kwa hivyo ni mtandao wa mfululizo wa wasimamizi tofauti.

Pato linalobadilika linachukuliwa kutoka kwa U3 kama inavyoonyeshwa kwenye skimu. Nilitumia potentiometer ya 5K mfululizo na sufuria ya 1K kuwa na marekebisho mabaya na mazuri ya voltage ya pato. DSN DVM-368 (mafunzo kwenye wavuti yangu) moduli ya voltmeter imeunganishwa na pato la kutofautisha kuonyesha voltage mbele ya jopo. Tazama sehemu ya "Wiring" ili uone marekebisho ya kufanywa kwa moduli ya voltmeter. Unaweza kutumia moduli zingine za V au A bila marekebisho mengi.

Pakua picha ya azimio kubwa la-p.webp

Hatua ya 3: SketchUp 3D Model

Ili kupanga uwekaji wa viunganishi, swichi nk na kupata vipimo sahihi vya kukata bodi ya MDF, idhaa ya alumini nk, kwanza nilibuni mfano wa 3D wa sanduku la PSU katika SketchUp. Tayari nilikuwa na vifaa vyote na mimi. Kwa hivyo kubuni mfano huo ilikuwa rahisi. Nilitumia bodi ya MDF ya unene 6 mm na extrusions ya aluminium (angle) ya saizi 25 mm na unene 2 mm. Unaweza kupakua faili ya mfano ya SketchUp ukitumia kiunga hapa chini.

LM317 PSU SketchUp 2014 faili: Pakua faili hapa chini. Uko huru kupakua, kurekebisha na kusambaza tena nyenzo hii.

Hatua ya 4: Kusanya Zana na Sehemu

Hizi ni nyenzo, zana na vifaa vinavyohitajika.

Kwa sanduku la PSU,

• Bodi ya MDF ya unene 6 mm.
• Aluminium Angled Extrusions - saizi 25 mm, unene 2mm.
• Vipu vya mashine 25 mm na kichwa kilichopangwa, pande zote na karanga zinazofaa na washers.
• Karatasi ya Acrylic au ABS ya unene 3-4 mm.
• Kale CPU Alumini heatsink na shabiki.
• Miguu ya PVC ya ukubwa wa 1.5 cm.
• Rangi ya dawa nyeusi ya Matte.
• Utangulizi wa MDF.

Kwa bodi ya mzunguko,

• 3x TIP2955 (kifurushi cha TO-247)
• Vihami vya Mica kwa TO-247 transistors
• 3x LM317T
• 3x LM2940
• 1x AMS1117-3.3
• 3x 2W, vipinzani 100 vya Ohm
• 10x 100 nF kauri capacitors
• 6x 1N4007 diode
• 470 uF, 40V kofia za elektroni
• 1x 6A4 diode
• Vipinzani vya 3x 1K
• Vipinzani vya 3x 200 Ohm
• Fuse na wamiliki wa fuse
• 100 uF, 10V kofia za elektroni
• 1x 1K potentiometer ya mstari
• 1x 5K potentiometer inayopangwa
• Knob za 2x za Potentiometer
• 2 vitalu vya pini
• Heatsinks kwa vifurushi TO220
• Joto la kuzama kwa joto
• 4x SPST Kubadilisha / kubadili Lever
• Cables na waya kutoka kwa vifaa vya nguvu vya zamani vya PC
• Joto hupunguza mirija ya 3mm na 5mm
• PCB ya kutobolewa
• Vichwa vya pini vya kiume
• 2x Kike aina ya USB vipokezi
• Viunganishi vya Spika 4x AU machapisho 8x ya kisheria
• Kubadilisha rocker ya 1x SPST / DPDT
• LED za 4x 3mm / 5mm
• 1x DSN-DVM-368 voltmeter
• Viunganisho vya pipa 5x vya Kike DC (visivyoweza kusonga)
• Kusimama kwa plastiki

Zana

• Vile Hacksaw
• Mashine ya kuchimba visima
• Mchezaji wa pua
• Aina tofauti za faili
• Aina tofauti za spanners
• Kupima mkanda
• Alama nyeusi ya kudumu ya CD
• Aina nyingi za Philips na dereva wa screw zilizopangwa (nunua kit)
• Kisu kinachoweza kurudishwa na vile
• Chombo cha Rotary (sio lazima ikiwa una ustadi)
• 300 na 400 karatasi za mchanga wa mchanga
• Nipper (kwa waya za shaba)
• Multimeter
• Chuma cha kulehemu
• Solder waya na flux
• Vipande vya waya
• Kibano
• Na chombo chochote unaweza kupata.
• Uchafuzi / vumbi kinyago kulinda kutoka kwa rangi.

Hatua ya 5: Kuunda Bodi ya Mzunguko

Kata ubao wa kutegemea kulingana na mahitaji yako. Kisha weka na sehemu za solder kulingana na skimu. Sikufanya faili ya PCB kwa kuchoma. Lakini unaweza kutumia faili ya skara ya tai hapa chini kutengeneza PCB peke yako. Vinginevyo tumia ujanja wako kupanga uwekaji na uelekezaji na kuuza kila kitu vizuri. Osha PCB na suluhisho la IPA (Isopropyl Pombe) kusafisha mabaki yoyote ya solder.

Hatua ya 6: Kujenga Sanduku

Vipimo vyote ambavyo bodi ya MDF, njia za aluminium zinapaswa kukatwa, vipimo vya shimo, uwekaji wa shimo na zote ziko kwenye mtindo wa SketchUp. Fungua tu faili katika SketchUp. Nimekusanya sehemu pamoja, kwa hivyo unaweza kuficha kwa urahisi sehemu za mfano na utumie zana ya Pima kupima vipimo. Vipimo vyote viko katika mm au cm. Tumia bits 5mm kwa mashimo ya kuchimba visima. Daima angalia usawa wa mashimo na sehemu zingine ili kuhakikisha kuwa kila kitu kitalingana kwa urahisi. Tumia karatasi za mchanga kulainisha uso wa njia za MDF na Aluminium.

Utapata wazo la jinsi ya kujenga sanduku mara utakapochunguza mfano wa 3D. Unaweza kuibadilisha kulingana na mahitaji yako. Hapa ni mahali ambapo unaweza kuweka ubunifu wako na mawazo kwa matumizi ya kiwango cha juu.

Kwa jopo la mbele, tumia karatasi ya akriliki au ABS na ukate mashimo ndani yake kwa kutumia mkataji wa laser ikiwa unaweza kupata moja. Lakini kwa bahati mbaya sikuwa na mashine ya laser na kuipata itakuwa kazi ngumu. Kwa hivyo niliamua kushikamana na njia ya jadi. Nilipata muafaka wa plastiki na masanduku kutoka kwa friji za zamani kutoka duka la chakavu. Kweli niliwanunua kwa bei isiyo na sababu. Moja ya fremu hiyo ilikuwa nene na gorofa ya kutosha kutumika kama jopo la mbele; haikuwa nene sana wala haikuwa nyembamba sana. Niliikata na vipimo sahihi na nikachimba na kukata mashimo ndani yake, kukidhi swichi zote na viunganisho vya pato. Hacksaw na mashine ya kuchimba visima ilikuwa zana zangu kuu.

Kwa sababu ya muundo maalum wa sanduku, unaweza kukabiliwa na shida kuambatanisha jopo la mbele kwenye sanduku lote. Niliunganisha vipande vya plastiki vya plastiki ya ABS nyuma ya pembe zinazoangalia mbele na kuzipiga moja kwa moja bila kuhitaji karanga. Utahitaji kufanya kitu kama hiki au kitu bora.

Kwa heatsink, nilitumia moja kutoka kwa baridi ya zamani ya CPU. Nilichimba mashimo ndani yake na nikaambatanisha transistors zote tatu za kupitisha na vihami vya mica (HII NI MUHIMU!) Kati yao kwa kutengwa kwa umeme. Kugundua heatsink peke yake hakufanya kazi hiyo, baadaye niliongeza shabiki wa kupoza kutoka nje ya heatsink na kuiunganisha kwa msaidizi wa 12V.

Hatua ya 7: Uchoraji wa Sanduku

Kwanza lazima mchanga MDF na sanduku la ukubwa wa grit 300 au 400. Kisha weka safu nyembamba, sare ya msingi wa kuni au MDD primer. Tumia safu nyingine baada ya safu ya kwanza kukauka vya kutosha. Rudia hii kulingana na mahitaji yako na iweke kavu kwa siku 1 au 2. Lazima mchanga mchanga safu ya kwanza kabla ya kunyunyiza rangi. Uchoraji ni rahisi kutumia makopo ya rangi yaliyoshinikizwa.

Hatua ya 8: Wiring

Rekebisha ubao uliouza katikati ya karatasi ya chini na uifanye kwa kutumia screws ndogo za mashine na kusimama kati yao. Nilitumia waya kutoka kwa vifaa vya zamani vya umeme wa kompyuta kwani zina ubora mzuri. Unaweza waya waya za solder moja kwa moja kwenye bodi au utumie viunganishi au vichwa vya pini. Nilifanya PSU kwa haraka kwa hivyo sikutumia viunganishi vyovyote. Lakini inashauriwa kutumia viunganishi wakati wowote na kila inapowezekana, kufanya kila kitu iwe rahisi na rahisi kukusanyika na kutenganishwa.

Nilikuwa nimepata shida zingine za kushangaza wakati wa wiring na upimaji wa awali. Kwanza ilikuwa ukosefu wa utulivu wa pato. Tunapotumia vitu vya kupitisha PNP, pato lingeweza kutoa kupunguzwa kwa nguvu ya voltage ya DC kwenye mita. Ilinibidi kuunganisha capacitors ya elektroni yenye thamani kubwa kurekebisha shida hii. Shida iliyofuata ilikuwa tofauti katika voltage ya pato kwenye bodi na kwenye viunganisho vya pato! Bado sijui shida ni nini haswa, lakini nilitatua hii kwa kutengeneza vipingaji vya thamani kubwa, 1K, 4.7K nk, kwenye vituo vya pato moja kwa moja. Nilitumia thamani ya kupinga 2K (1K + 1K) kupanga programu ya Aux 12V na matokeo kuu ya 12V.

Tunahitaji tu voltmeter ya DSN-DVM-368 kwa pato la kutofautisha kwani matokeo mengine yote yamerekebishwa. Kwanza lazima utenganishe (MUHIMU!) Jumper (Jumper 1) kama inavyoonyeshwa kwenye takwimu kisha tumia waya tatu kama ilivyo kwenye mpango. Voltmeter tayari ina mdhibiti wa 5V ndani. Kulisha 12V moja kwa moja itasababisha inapokanzwa isiyofaa. Kwa hivyo tunatumia mdhibiti wa 7809, 9V kati ya AUX 12V na pembejeo ya Vcc ya voltmeter. Ilinibidi nifanye sehemu ya 7809 iwe "inayoelea" kama ilivyoongezwa baada ya kuuza bodi.

Hatua ya 9: Upimaji

Unganisha SMPS na kiwango cha voltage kati ya 15-35V na sasa ya kiwango cha chini cha 2A, kwa pembejeo ya bodi ingawa jack ya pipa ya DC. Nilitumia 36V 2A SMPS na ulinzi wa zaidi ya sasa (kuzima) iliyojengwa. Tazama juu ya meza ya vipimo kutoka kwa jaribio la mzigo.

Udhibiti wa mzigo hapa sio mzuri kwa sababu ya upeo wa nguvu ya pato la SMPS ninayotumia. Itapunguza sasa na kuzima kwa mikondo ya juu. Kwa hivyo sikuweza kufanya vipimo vya sasa vya kuongezeka. Upto 14V, kanuni ya mzigo ilionekana kuwa nzuri. Lakini juu ya seti ya 15V (# 8, # 9, # 10), wakati nitaunganisha mzigo, voltage ya pato itapungua hadi karibu 15V na sasa ya mara kwa mara ya 3.24A. Saa # 10, voltage iliyobeba ni nusu ya voltage iliyowekwa kwa 3.24A sasa! Kwa hivyo ilionekana kama SMPS yangu haikuwa ikitoa sasa ya kutosha kuweka voltage kwenye kile kilichowekwa. Nguvu kubwa ambayo niliweza kupata ilikuwa saa # 11, ya 58W. Kwa hivyo, maadamu unaweka kiwango cha chini cha pato, voltage ya pato itakaa mahali inapotakiwa. Daima angalia voltage, sasa na joto la heatsink kwani nguvu kubwa itatoweka huko.

Hatua ya 10: Kumaliza

Mara tu ukimaliza majaribio, unganisha kila kitu na uweke lebo ya jopo la mbele jinsi unavyopenda. Nilipaka jopo la mbele na rangi ya fedha na nikatumia alama ya kudumu kuweka alama kwa vitu (sio njia nzuri ya kufanya). Niliweka kibandiko cha DIY nilichopata na Arduino yangu ya kwanza, mbele.

Hatua ya 11: Faida na hasara

Kuna faida nyingi na ubaya na muundo huu wa usambazaji wa umeme. Daima inafaa kuisoma.

Faida

• Rahisi kubuni, kujenga na kurekebisha kwa kuwa ni usambazaji wa umeme unaodhibitiwa.
• Viwimbi visivyofaa kwenye pato ikilinganishwa na vitengo vya kawaida vya SMPS.
• Usumbufu mdogo wa EM / RF uliozalishwa.

Ubaya

• Ufanisi duni - nguvu nyingi hupotea kama joto kwenye heatsinks.
• Udhibiti duni wa mzigo ikilinganishwa na muundo wa usambazaji wa umeme wa SMPS.
• Ukubwa mkubwa ikilinganishwa na SMPSs za nguvu sawa.
• Hakuna kipimo cha sasa au upeo.

Hatua ya 12: Utatuzi

Multimeter ya dijiti ndiyo zana bora ya kutatua shida za usambazaji wa umeme. Angalia vidhibiti vyote kabla ya kuuza kwa kutumia ubao wa mkate. Ikiwa una DMM mbili, basi inawezekana kupima sasa na voltage wakati huo huo.

1. Ikiwa hakuna nguvu kwenye pato, angalia voltages kutoka kwa pini ya kuingiza, kwenye pini za kuingiza mdhibiti na uangalie mara mbili ikiwa unganisho la PCB ni sahihi.
2. Ikiwa unapata pato linatetemeka, ongeza capacitor ya elektroni ya thamani sio chini ya 47uF karibu na vituo vya pato. Unaweza kuziunganisha moja kwa moja kwenye vituo vya pato.
3. Usifupishe matokeo au unganisha mzigo wa chini wa impedance kwenye matokeo. Inaweza kusababisha wasanifu washindwe kwani hakuna kizuizi cha sasa katika muundo wetu. Tumia fuse ya thamani inayofaa kwenye pembejeo kuu.

Hatua ya 13: Maboresho

Huu ni usambazaji wa umeme wa msingi. Kwa hivyo kuna mengi unaweza kuboresha. Niliijenga hii kwa haraka haraka kwani nilihitaji aina fulani ya usambazaji wa umeme vibaya sana. Kwa msaada wa hii, ninaweza kujenga Ugavi bora wa "Nguvu ya Dijiti ya Dijiti" katika siku zijazo. Sasa hapa kuna njia kadhaa ambazo unaweza kuboresha muundo wa sasa,

1. Tulitumia vidhibiti vya laini kama LM317, LM2940 nk. Kama nilivyosema kabla haya hayana tija na hayawezi kutumiwa kwa usanidi wa kutumia betri. Kwa hivyo unachoweza kufanya ni, pata moja ya moduli za bei rahisi za DC-DC kutoka kwa duka zozote za mkondoni na ubadilishe wasimamizi wa laini nao. Ni bora zaidi (> 90%), ina udhibiti mzuri wa mzigo, uwezo wa sasa zaidi, upeo wa sasa, ulinzi mfupi wa mzunguko na zote. LM2596 ni moja ya aina hiyo. Moduli za mume (anguka chini) zitakuwa na potentiometer ya usahihi juu. Unaweza kuibadilisha na "potentiometer anuwai" na uitumie kwenye jopo la mbele badala ya sufuria za kawaida zenye laini. Hiyo itakupa udhibiti zaidi juu ya voltage ya pato.
2. Tumetumia voltmeter hapa tu, kwa hivyo hatuoni kuhusu sasa PSU yetu inasambaza. Kuna moduli za kupimia za bei rahisi za "Voltage na ya Sasa". Nunua moja na uongeze kwenye pato, inaweza kuwa moja kwa kila pato.
3. Hakuna kipengee cha kizuizi cha sasa katika muundo wetu. Kwa hivyo jaribu kuiboresha kwa kuongeza kazi ya sasa ya upeo.
4. Ikiwa shabiki wako wa heatsink ana kelele, jaribu kuongeza kidhibiti cha shabiki nyeti cha joto kinaweza kuwa na udhibiti wa kasi.
5. Kazi ya kuchaji betri inaweza kuongezwa kwa urahisi.
6. Matokeo tofauti ya upimaji wa LED.

Zawadi ya Kwanza katika Mashindano ya Ugavi wa Umeme