مصدر طاقة قوي مع الحماية الحالية

يحتاج كل شخص يقوم بتجميع الدوائر الإلكترونية إلى مصدر طاقة عالمي يسمح له بتغيير جهد الخرج على نطاق واسع، والتحكم في التيار، وإيقاف تشغيل الجهاز الذي يعمل بالطاقة إذا لزم الأمر. تعتبر مصادر الطاقة المختبرية هذه باهظة الثمن في المتاجر، ولكن يمكنك تجميعها بنفسك من مكونات الراديو الشائعة.

يتضمن مصدر الطاقة المقدم ما يلي:

• تعديل الجهد حتى 24 فولت؛
• الحد الأقصى للتيار الموفر للحمل يصل إلى 5 أمبير.
• الحماية الحالية مع اختيار عدة قيم ثابتة؛
• التبريد النشط للتشغيل في التيارات العالية.
• اطلب مؤشرات التيار والجهد.

دائرة تنظيم الجهد

إن الخيار الأبسط والأكثر تكلفة لمنظم الجهد هو الدائرة الموجودة على دائرة كهربائية دقيقة خاصة تسمى مثبت الجهد. الخيار الأنسب هو LM338، فهو يوفر أقصى تيار يبلغ 5 أمبير والحد الأدنى من تموج الإخراج. LM350 و LM317 مناسبان هنا أيضًا، لكن الحد الأقصى للتيار في هذه الحالة سيكون 3 أ و 1.5 أ على التوالي.يتم استخدام مقاومة متغيرة لتنظيم الجهد، وتعتمد قيمتها على الحد الأقصى للجهد المطلوب الحصول عليه عند الخرج. إذا كان الحد الأقصى للخرج المطلوب هو 24 فولت، يلزم وجود مقاومة متغيرة بمقاومة 4.3 كيلو أوم. في هذه الحالة، من الضروري أن تأخذ مقياس الجهد القياسي 4.7 كيلو أوم وتوصيل ثابت 47 كيلو أوم بالتوازي معه، وستكون المقاومة الإجمالية حوالي 4.3 كيلو أوم. لتشغيل الدائرة بأكملها، تحتاج إلى مصدر DC بجهد 24-35 فولت، في حالتي، هذا محول عادي مع مقوم مدمج. يمكنك أيضًا استخدام أجهزة شحن الكمبيوتر المحمول أو غيرها من مصادر النبض المتنوعة المناسبة للتيار.

منظم الجهد هذا خطي، مما يعني أن الفرق الكامل بين جهد الإدخال والإخراج يقع على شريحة واحدة ويتبدد عليها على شكل حرارة. في التيارات العالية، يعد هذا أمرًا بالغ الأهمية، لذلك يجب تثبيت الدائرة الدقيقة على مشعاع كبير، وهو الأنسب لهذا المبرد من معالج الكمبيوتر المقترن بمروحة. للتأكد من أن المروحة لا تدور طوال الوقت دون جدوى، ولكن يتم تشغيلها فقط عندما يسخن المبرد، من الضروري تجميع مستشعر درجة حرارة صغير.

دائرة التحكم بالمروحة

يعتمد على الثرمستور NTC، الذي تختلف مقاومته حسب درجة الحرارة - مع زيادة درجة الحرارة، تنخفض المقاومة بشكل كبير، والعكس صحيح. يعمل مكبر الصوت التشغيلي كمقارن، حيث يسجل التغيرات في مقاومة الثرمستور. عند الوصول إلى عتبة التشغيل، يظهر الجهد عند خرج المضخم التشغيلي، ويفتح الترانزستور ويبدأ تشغيل المروحة، والتي تضيء معها المروحة. الصمام الثنائي الباعث للضوء. يتم استخدام المقاوم التشذيب لضبط عتبة الاستجابة، وينبغي تحديد قيمته على أساس مقاومة الثرمستور في درجة حرارة الغرفة. لنفترض أن الثرمستور لديه مقاومة تبلغ 100 كيلو أوم، ويجب أن يكون لمقاوم التشذيب في هذه الحالة قيمة اسمية تبلغ حوالي 150-200 كيلو أوم. الميزة الرئيسية لهذا المخطط هو وجود التباطؤ، أي. الاختلافات بين عتبات تشغيل وإيقاف المروحة. بفضل التباطؤ، لا يتم تشغيل وإيقاف المروحة بشكل متكرر عند درجات حرارة قريبة من العتبة. يتم توصيل الثرمستور مباشرة بالرادياتير ويتم تثبيته في أي مكان مناسب.

دائرة الحماية الحالية

ربما يكون الجزء الأكثر أهمية في مصدر الطاقة بالكامل هو الحماية الحالية. إنه يعمل على النحو التالي: يتم تضخيم انخفاض الجهد عبر التحويلة (المقاوم 0.1 أوم) إلى مستوى 7-9 فولت ومقارنته بالمرجع باستخدام المقارنة. يتم ضبط الجهد المرجعي للمقارنة بواسطة أربع مقاومات تشذيب في النطاق من صفر إلى 12 فولت، ويتم توصيل مدخل مكبر الصوت التشغيلي بالمقاومات من خلال مفتاح قلب ذو 4 أوضاع. وبالتالي، من خلال تغيير موضع مفتاح البسكويت، يمكننا الاختيار من بين 4 خيارات محددة مسبقًا لتيارات الحماية. على سبيل المثال، يمكنك ضبط القيم التالية: 100 مللي أمبير، 500 مللي أمبير، 1.5 أمبير، 3 أمبير. إذا تم تجاوز التيار الذي تم ضبطه بواسطة المفتاح المنزلق، ستعمل الحماية، وسيتوقف الجهد عن التدفق إلى الخرج وسيتوقف التيار الكهربائي الصمام الثنائي الباعث للضوء. لإعادة ضبط الحماية، ما عليك سوى الضغط لفترة وجيزة على الزر، وسيظهر جهد الخرج مرة أخرى.يعد مقاوم التشذيب الخامس ضروريًا لضبط الكسب (الحساسية) ؛ يجب ضبطه بحيث يكون الجهد عند خرج المضخم التشغيلي حوالي 1-2 فولت مع وجود تيار عبر تحويلة 1 أمبير. يعد مقاوم ضبط التباطؤ للحماية مسؤولاً عن "وضوح" قفل الدائرة، ويجب ضبطه إذا لم يختفي جهد الخرج تمامًا. هذه الدائرة جيدة لأنها تتمتع بسرعة استجابة عالية، مما يؤدي إلى تشغيل الحماية على الفور عندما يتم تجاوز التيار.

وحدة عرض التيار والجهد

تم تجهيز معظم مصادر الطاقة في المختبرات بمقاييس الفولتميتر الرقمية وأجهزة قياس التيار التي تعرض القيم كأرقام على الشاشة. هذا الخيار مضغوط ويوفر دقة جيدة للقراءات، ولكنه غير مريح تماما للقراءة. ولهذا السبب تقرر استخدام رؤوس الأسهم للإشارة إلى أن قراءاتها سهلة وممتعة للإدراك. في حالة الفولتميتر، كل شيء بسيط - فهو متصل بمحطات إخراج مصدر الطاقة من خلال المقاوم التشذيب بمقاومة حوالي 1-2 موهم. للتشغيل السليم لمقياس التيار الكهربائي، يلزم وجود مضخم تحويلة، وتظهر دائرته أدناه.

لضبط الكسب، هناك حاجة إلى المقاوم القطع، في معظم الحالات، يكفي تركه في الموضع الأوسط (حوالي 20-25 كيلو أوم). يتم توصيل رأس المؤشر عبر مفتاح البسكويت، والذي يمكنك من خلاله اختيار واحد من ثلاثة مقاومات تشذيب، والتي يتم من خلالها ضبط الحد الأقصى للانحراف الحالي لمقياس التيار. وبالتالي، يمكن أن يعمل مقياس التيار الكهربائي في ثلاثة نطاقات - ما يصل إلى 50 مللي أمبير، حتى 500 مللي أمبير، حتى 5 أمبير، وهذا يضمن أقصى قدر من الدقة في القراءات عند أي حمل تيار.

تجميع لوحة إمدادات الطاقة

الآن بعد أن تم أخذ جميع الجوانب النظرية بعين الاعتبار، يمكننا البدء في تجميع الجزء الإلكتروني من الهيكل. يتم تجميع جميع عناصر مصدر الطاقة - منظم الجهد، ومستشعر درجة حرارة الرادياتير، ووحدة الحماية، ومضخم التحويل لمقياس التيار الكهربائي - على لوحة واحدة، أبعادها 100 × 70 مم. يتم تصنيع اللوحة باستخدام طريقة LUT، وفيما يلي عدة صور لعملية التصنيع.

يُنصح بضبط مسارات الطاقة التي يتدفق عبرها تيار الحمل بطبقة سميكة من اللحام لتقليل المقاومة. أولاً، يتم تثبيت أجزاء صغيرة على اللوحة.

بعد ذلك جميع المكونات الأخرى. يجب تثبيت شريحة 78L12، التي تعمل على تشغيل مستشعر درجة الحرارة والمبرد، على مشعاع صغير، حيث يتم توفير المكان المناسب له على لوحة الدوائر المطبوعة. وأخيرًا، يتم لحام الأسلاك على اللوحة، حيث يتم وضع المروحة والثرمستور وزر إعادة ضبط الحماية ومفاتيح البسكويت، المصابيح، رقاقة LM338، مدخلات الجهد والمخرجات. من الأكثر ملاءمة توصيل مدخلات الجهد عبر موصل DC، ولكن يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه يجب أن يوفر تيارًا كبيرًا. يجب أن تستخدم جميع أسلاك الكهرباء ذات مقطع عرضي مناسب للتيار، ويفضل أن تكون من النحاس. يذهب الإخراج الزائد من لوحة الدائرة المطبوعة إلى أطراف الإخراج ليس مباشرة، ولكن من خلال مفتاح تبديل مع مجموعتين من جهات الاتصال. يتم تشغيل وإيقاف المجموعة الثانية الصمام الثنائي الباعث للضوء، مما يشير إلى ما إذا كان يتم توفير الجهد إلى المحطات الطرفية.

التجمع الإسكان

يمكن العثور على العلبة جاهزة الصنع أو تجميعها بنفسك. يمكنك صنعه، على سبيل المثال، من الخشب الرقائقي واللوح الليفي، كما فعلت. بادئ ذي بدء، يتم قطع اللوحة الأمامية المستطيلة، والتي سيتم تثبيت جميع عناصر التحكم عليها.

ثم يتم تصنيع الجدران وأسفل الصندوق، ويتم تثبيت الهيكل مع مسامير. عندما يكون الإطار جاهزًا، يمكنك تثبيت جميع الأجهزة الإلكترونية بداخله.

الضوابط، ورؤوس المؤشر، المصابيح يتم تثبيتها في أماكنها في اللوحة الأمامية، ويتم وضع اللوحة داخل العلبة، ويتم تثبيت الرادياتير والمروحة على اللوحة الخلفية. يتم استخدام حاملات خاصة لتركيب مصابيح LED. ومن المستحسن تكرار أطراف الإخراج، خاصة وأن المساحة تسمح بذلك. اتضح أن أبعاد العلبة هي 290 × 200 × 120 مم، ولا يزال هناك الكثير من المساحة الحرة داخل العلبة، وعلى سبيل المثال، يمكن أن يتناسب هناك محول لتشغيل الجهاز بأكمله.

إعدادات

على الرغم من وجود العديد من المقاومات المتقلبة، إلا أن إعداد مصدر الطاقة أمر بسيط للغاية. بادئ ذي بدء، نقوم بمعايرة الفولتميتر عن طريق توصيل جهاز خارجي بأطراف الإخراج. من خلال تدوير المقاوم التشذيب المتصل على التوالي مع رأس مؤشر الفولتميتر، نحقق المساواة في القراءات. ثم نقوم بتوصيل بعض الحمل بمقياس التيار إلى الخرج ومعايرة مضخم التحويل. من خلال تدوير كل من المقاومات الثلاثة المنخفضة، نحقق التوافق في القراءات على كل نطاق من نطاقات القياس الثلاثة للأميتر - في حالتي هو 50 مللي أمبير، و500 مللي أمبير، و5 أمبير. بعد ذلك، قمنا بضبط تيارات الحماية اللازمة باستخدام أربع مقاومات تشذيب. ليس من الصعب القيام بذلك، نظرًا لأن مقياس التيار القياسي تمت معايرته بالفعل ويظهر التيار الدقيق. نقوم بزيادة الجهد تدريجيًا (وفي نفس الوقت يزيد التيار أيضًا) ونرى عند أي تيار يتم تشغيل الحماية. ثم نقوم بتدوير كل من المقاومات، مع ضبط تيارات الحماية الأربعة المطلوبة، والتي يمكنك التبديل بينها باستخدام مفتاح الوجه. الآن كل ما تبقى هو ضبط عتبة الاستجابة المطلوبة لمستشعر درجة حرارة الرادياتير - اكتمل الإعداد.

شاهد الفيديو