Stromversorgung für einen Anfänger-Funkamateur

Viele von uns haben verschiedene Netzteile von Laptops, Druckern oder Monitoren mit Spannungen von +12, +19, +22 angesammelt. Dabei handelt es sich um hervorragende Netzteile, die sowohl gegen Kurzschlüsse als auch gegen Überhitzung geschützt sind. In der heimischen Amateurfunkpraxis hingegen ist ständig eine einstellbare, stabilisierte Quelle erforderlich. Wenn es nicht ratsam ist, Änderungen an der Schaltung vorhandener Netzteile vorzunehmen, hilft ein sehr einfacher Anschluss an ein solches Gerät.

Wird benötigt

Um eine Amateur-Set-Top-Box mit stufenlos einstellbarer Ausgangsspannung zusammenzubauen, benötigen wir:

- Fertiges Modul auf LM2596-Chip;
- Montagebox;
- zwei Buchsen mit einem Innendurchmesser von 5,2 mm;
- Potentiometer 10 kOhm;
- zwei Festwiderstände je 22 kOhm;
- Tafel Ampere-Voltmeter DSN-VC288.

Der Artikel wird aus mehreren vollständigen Teilen bestehen, in denen jeweils detailliert die Schritte, Merkmale und Fallstricke der verwendeten Komponenten beschrieben werden.

DC-DC-Abwärtswandler basierend auf dem lm2596-Chip

Der lm2596-Chip, auf dem das Modul implementiert ist, ist gut, da er über einen Überhitzungsschutz und einen Kurzschlussschutz verfügt, verfügt aber über mehrere Funktionen.
Schauen Sie sich die typische Option zum Einschalten an, in diesem Fall eine Mikroschaltung, die die Ausgangsspannung auf +5 Volt festlegt, aber im Wesentlichen ist dies nicht wichtig:

Die Aufrechterhaltung eines stabilen Spannungsniveaus wird durch den Anschluss des Rückkopplungsausgangs des vierten Zweigs (Rückkopplung) der Mikroschaltung gewährleistet, der direkt mit dem stabilisierten Spannungsausgang verbunden ist.
Im konkret betrachteten Modul kommt eine Variante der Mikroschaltung mit variabler Ausgangsspannung zum Einsatz, das Prinzip der Regelung der Ausgangsspannung ist jedoch das gleiche:

An den Ausgang des Moduls ist ein Widerstandsteiler R1-R2 mit dem oben enthaltenen Trimmwiderstand R1 angeschlossen, der einen Widerstand einführt, dessen Ausgangsspannung geändert werden kann. In diesem Modul ist R1 = 10 kOhm, R2 = 0,3 kOhm. Das Schlimme ist, dass die Einstellung nicht reibungslos erfolgt und nur bei den letzten 5-6 Umdrehungen des Trimmwiderstands durchgeführt wird.
Um eine reibungslose Anpassung der Ausgangsspannung zu erreichen, verzichten Funkamateure auf den Widerstand R2 und stellen den Abstimmwiderstand R1 auf variabel um. Das Diagramm sieht so aus:

Und genau hier entsteht ein ernstes Problem. Tatsache ist, dass während des Betriebs des variablen Widerstands früher oder später der Kontakt (sein Kontakt mit dem Widerstandsschuh) des mittleren Pins unterbrochen wird und Pin 4 (Feed Back) des Mikroschaltkreises (wenn auch nur für a Millisekunde) in der Luft. Dies führt zum sofortigen Ausfall der Mikroschaltung.
Ebenso schlimm ist die Situation, wenn Leiter zum Anschluss eines variablen Widerstands verwendet werden – der Widerstand erweist sich als entfernt – auch dies kann zum Kontaktverlust führen.Daher sollten die Standard-Widerstandsteiler R1 und R2 abgelötet werden und stattdessen zwei Konstantteiler direkt auf die Platine gelötet werden – das Problem des Kontaktverlusts zum variablen Widerstand ist damit auf jeden Fall gelöst. Der variable Widerstand selbst sollte an die Lötanschlüsse angelötet werden.
Im Diagramm ist R1 = 22 kOhm und R2 = 22 kOhm und R3 = 10 kOhm.

Auf einem echten Diagramm. R2 hatte einen Widerstand, der seiner Markierung entsprach, aber R1 überraschte mich, obwohl er tatsächlich mit 10 kOhm gekennzeichnet war, stellte sich heraus, dass sein Nennwiderstand 2 kOhm betrug.

Entfernen Sie R2 und geben Sie an seiner Stelle einen Tropfen Lötzinn ein. Entfernen Sie den Widerstand R1 und drehen Sie die Platine auf die Rückseite:

Löten Sie zwei neue Widerstände R1 und R2 anhand des Fotos als Orientierung. Wie Sie sehen, werden die zukünftigen Leiter des variablen Widerstands R3 mit den drei Punkten des Teilers verbunden.
Das war's, legen wir das Modul beiseite.
Als nächstes kommt ein Panel-Ampere-Voltmeter.

Voltammeter DSN-VC288

Für den Aufbau eines Labornetzteils ist das DSN-VC288 nicht geeignet, da der damit messbare Mindeststrom 10 mA beträgt.
Aber das Ampere-Voltmeter eignet sich hervorragend zum Zusammenbau einer Amateurkonstruktion, und deshalb werde ich es verwenden.
Die Ansicht von hinten sieht so aus:

Achten Sie auf die Lage der Anschlüsse und der vorhandenen Einstellelemente und insbesondere auf die Höhe des Strommessanschlusses:

Da das Gehäuse, das ich für dieses selbstgebaute Produkt gewählt habe, nicht ausreichend hoch ist, musste ich die Metallstifte des DSN-VC288-Stromsteckers abbeißen und die mitgelieferten dicken Leiter direkt an die Stifte anlöten. Machen Sie vor dem Löten eine Schlaufe an den Enden der Drähte, platzieren Sie sie an jedem Stift und löten Sie sie - aus Gründen der Zuverlässigkeit:

Planen

Schematische Darstellung der Verbindung zwischen DSN-VC288 und lm2596

Linke Seite des DSN-VC288:

- Der schwarze dünne Draht lässt sich mit nichts verbinden, isolieren Sie sein Ende;
- Verbinden Sie den gelben dünnen mit dem positiven Ausgang des lm2596-Moduls – LOAD „PLUS“;
- Verbinden Sie den roten dünnen Stecker mit dem positiven Eingang des lm2596-Moduls.

Rechte Seite des DSN-VC288:

- Verbinden Sie den dicken schwarzen Stecker mit dem negativen Ausgang des lm2596-Moduls;
- Das dicke rote Symbol steht für „MINUS“ LAST.

Endmontage des Blocks

Ich habe eine Montagedose mit den Maßen 85 x 58 x 33 mm verwendet:

Nachdem ich die Markierungen mit einem Bleistift und einer Dremel-Scheibe gemacht hatte, schnitt ich das Fenster für den DSN-VC288 auf die Größe der Innenseite des Geräts aus. Gleichzeitig habe ich zunächst die Diagonalen durchgesägt und dann entlang des Umfangs des markierten Rechtecks einzelne Sektoren abgesägt. Sie müssen mit einer Flachdatei arbeiten und das Fenster nach und nach an die Innenseite des DSN-VC288 anpassen:

Auf diesen Fotos ist der Deckel nicht transparent. Ich habe mich später für die transparente Version entschieden, aber das spielt keine Rolle, bis auf die Transparenz sind sie absolut gleich.
Markieren Sie außerdem ein Loch für den Gewindekragen des variablen Widerstands:

Bitte beachten Sie, dass die Befestigungslaschen der Basishälfte der Box abgeschnitten wurden. Und auf dem Chip selbst ist es sinnvoll, einen kleinen Kühler anzubringen. Ich hatte fertige Exemplare zur Hand, aber es ist nicht schwer, ein ähnliches Exemplar aus einem Kühler, beispielsweise einer alten Grafikkarte, auszuschneiden. Ich habe etwas Ähnliches für die Installation auf einem Laptop-PCH-Chip ausgeschnitten, nichts Kompliziertes =)

Befestigungslaschen würden den Einbau dieser 5,2-mm-Buchsen beeinträchtigen:

Am Ende sollten Sie genau das erhalten:
In diesem Fall befindet sich links die Eingangsbuchse, rechts die Ausgangsbuchse:

Untersuchung

Schalten Sie die Konsole ein und schauen Sie auf das Display. Abhängig von der Position der Achse des variablen Widerstands zeigt das Gerät möglicherweise unterschiedliche Volt an, der Strom sollte jedoch Null sein. Ist dies nicht der Fall, muss das Gerät kalibriert werden.Obwohl ich schon oft gelesen habe, dass die Anlage dies bereits getan hat und wir nichts tun müssen, aber trotzdem.
Achten Sie jedoch zunächst auf die obere linke Ecke der DSN-VC288-Platine. Zwei metallisierte Löcher dienen zum Nullsetzen des Geräts.

Wenn das Gerät also ohne Last einen bestimmten Strom anzeigt, dann:

- Schalten Sie die Konsole aus;
- Schließen Sie diese beiden Kontakte sicher mit einer Pinzette.
- Schalten Sie die Konsole ein;
- Entfernen Sie die Pinzette.
- Trennen Sie unsere Set-Top-Box vom Stromnetz und schließen Sie sie erneut an.

Belastungstests

Ich habe keinen starken Widerstand, aber ich hatte ein Stück Nichrom-Spirale:

Im kalten Zustand betrug der Widerstand etwa 15 Ohm, im heißen Zustand etwa 17 Ohm.
Im Video können Sie sich Tests der resultierenden Set-Top-Box für eine solche Belastung ansehen; ich habe den Strom mit einem Referenzgerät verglichen. Die Stromversorgung erfolgte mit 12 Volt von einem längst verschwundenen Laptop. Das Video zeigt auch den Bereich der einstellbaren Spannung am Ausgang der Set-Top-Box.

Endeffekt

- Die Set-Top-Box hat keine Angst vor Kurzschlüssen;
- keine Angst vor Überhitzung;
- hat keine Angst vor einer Unterbrechung der Schaltkreise des Einstellwiderstands; bei einer Unterbrechung sinkt die Spannung automatisch auf einen sicheren Wert unter eineinhalb Volt;
- Die Set-Top-Box hält auch einer Vertauschung von Ein- und Ausgang beim Anschließen problemlos stand – das ist passiert;
- Es kann jede externe Stromversorgung von 7 Volt bis maximal 30 Volt verwendet werden.