Zasilacz dla początkującego radioamatora

Wielu z nas zgromadziło różne zasilacze z laptopów, drukarek czy monitorów o napięciach +12, +19, +22. To doskonałe zasilacze, które są zabezpieczone zarówno przed zwarciem, jak i przegrzaniem. Podczas gdy w domu i amatorskiej praktyce radiowej stale potrzebne jest regulowane, stabilizowane źródło. Jeśli nie jest wskazane wprowadzanie zmian w obwodzie istniejących zasilaczy, na ratunek przyjdzie bardzo proste podłączenie do takiego urządzenia.

Będzie potrzebował

Do montażu amatorskiego dekodera z płynną regulacją napięcia wyjściowego będziemy potrzebować:

• - gotowy moduł na chipie lm2596;
  
• - puszka montażowa;
  
• - dwa gniazda o średnicy wewnętrznej 5,2 mm;
  
• - potencjometr 10 kOhm;
  
• - dwa stałe rezystory 22 kOhm każdy;
  
• - płyta amperowoltomierz DSN-VC288.

Artykuł będzie się składał z kilku kompletnych części, z których każda szczegółowo opisuje kroki, cechy i pułapki zastosowanych komponentów.

Przetwornica obniżająca napięcie DC-DC oparta na chipie LM2596

Układ lm2596, na którym zaimplementowano moduł, jest dobry, ponieważ ma zabezpieczenie przed przegrzaniem i zabezpieczenie przed zwarciem, ale ma kilka funkcji.
Spójrz na typową opcję jego włączenia, w tym przypadku mikroukład, który reguluje stałe napięcie wyjściowe +5 woltów, ale w istocie nie jest to ważne:

Utrzymanie stabilnego poziomu napięcia zapewnione jest poprzez podłączenie wyjścia sprzężenia zwrotnego czwartej odnogi mikroukładu (Feed Back), podłączonej bezpośrednio do wyjścia stabilizowanego napięcia.
W konkretnym rozważanym module zastosowano wersję mikroukładu o zmiennym napięciu wyjściowym, ale zasada regulacji napięcia wyjściowego jest taka sama:

Do wyjścia modułu podłączony jest dzielnik rezystancyjny R1-R2 z górnym rezystorem dostrajającym R1, wprowadzając rezystancję, której napięcie wyjściowe można zmieniać. W tym module R1 = 10 kOhm R2 = 0,3 kOhm. Złą rzeczą jest to, że regulacja nie jest płynna i odbywa się tylko na ostatnich 5-6 zwojach rezystora przycinającego.
Aby zapewnić płynną regulację napięcia wyjściowego, radioamatorzy eliminują rezystor R2 i zmieniają rezystor dostrajający R1 na zmienny. Schemat wychodzi tak:

I tu pojawia się poważny problem. Faktem jest, że podczas działania rezystora zmiennego prędzej czy później styk (jego kontakt z butem rezystancyjnym) środkowego pinu zostaje zerwany i pin 4 (Feed Back) mikroukładu kończy się (nawet jeśli tylko na milisekundę) w powietrzu. Prowadzi to do natychmiastowej awarii mikroukładu.
Sytuacja jest równie zła, gdy do podłączenia rezystora zmiennego stosuje się przewody - rezystor okazuje się odległy - może to również przyczynić się do utraty kontaktu.Dlatego też należy odlutować standardowy dzielnik rezystancyjny R1 i R2, a zamiast tego wlutować dwa stałe bezpośrednio na płytkę - to i tak rozwiązuje problem utraty kontaktu z rezystorem zmiennym. Sam rezystor zmienny należy przylutować do przylutowanych zacisków.
Na schemacie R1= 22 kOhm i R2=22 kOhm, a R3=10 kOhm.

Na prawdziwym schemacie. R2 miał rezystancję odpowiadającą jego oznaczeniu, ale R1 mnie zaskoczył, choć faktycznie oznaczono go na 10 kOhm, jego rezystancja nominalna okazała się 2 kOhm.

Usuń R2 i umieść w jego miejscu kroplę lutowia. Usuń rezystor R1 i odwróć płytkę na odwrotną stronę:

Przylutuj dwa nowe rezystory R1 i R2, korzystając ze zdjęcia jako wskazówki. Jak widać, przyszłe przewody rezystora zmiennego R3 zostaną podłączone do trzech punktów dzielnika.
To wszystko, odłóżmy moduł na bok.
Następny w kolejności jest amperomierz panelowy.

Woltomierz DSN-VC288

DSN-VC288 nie nadaje się do montażu zasilacza laboratoryjnego, gdyż minimalny prąd, jaki można nim zmierzyć to 10 mA.
Ale woltomierz amperowy świetnie nadaje się do montażu amatorskiego projektu i dlatego go użyję.
Widok z tyłu jest taki:

Należy zwrócić uwagę na lokalizację złączy i dostępne elementy regulacyjne, a zwłaszcza na wysokość złącza pomiaru prądu:

Ponieważ obudowa, którą wybrałem dla tego domowego produktu, nie ma wystarczającej wysokości, musiałem ugryźć metalowe piny złącza prądowego DSN-VC288 i przylutować dostarczone grube przewodniki bezpośrednio do pinów. Przed lutowaniem wykonaj pętlę na końcach drutów i załóż każdy z nich na każdy pin i lutuj - dla niezawodności:

Schemat

Schemat ideowy połączenia pomiędzy DSN-VC288 i lm2596

Lewa strona DSN-VC288:

• - czarny cienki drut nie łączy się z niczym, zaizoluj jego koniec;
  
• - podłącz żółty cienki do dodatniego wyjścia modułu lm2596 – LOAD „PLUS”;
  
• - podłącz czerwony cienki do dodatniego wejścia modułu lm2596.

Prawa strona DSN-VC288:

• - podłącz gruby czarny do wyjścia ujemnego modułu lm2596;
  
• - czerwony, gruby będzie miał „MINUS” OBCIĄŻENIE.

Końcowy montaż bloku

Użyłem puszki montażowej o wymiarach 85 x 58 x 33 mm:

Po wykonaniu oznaczeń ołówkiem i dyskiem Dremel wyciąłem okienko DSN-VC288 na wymiar wewnętrznej strony urządzenia. Jednocześnie najpierw przepiłowałem przekątne, a następnie odciąłem poszczególne sektory wzdłuż obwodu zaznaczonego prostokąta. Będziesz musiał pracować z płaskim pilnikiem, stopniowo dopasowując okno do wewnętrznej strony DSN-VC288:

Na tych zdjęciach pokrywa nie jest przezroczysta. Zdecydowałem się później użyć przezroczystego, ale to nie ma znaczenia, poza przezroczystością, są absolutnie takie same.
Zaznacz także otwór na gwintowany kołnierz rezystora zmiennego:

Należy pamiętać, że uszy montażowe dolnej połowy puszki zostały obcięte. A na samym chipie warto przykleić mały grzejnik. Miałem pod ręką gotowe, ale nie jest trudno wyciąć podobny z grzejnika, powiedzmy, starej karty graficznej. Wyciąłem coś podobnego do instalacji na chipie PCH laptopa, nic skomplikowanego =)

Uchwyty montażowe przeszkadzałyby w montażu tych gniazd 5,2 mm:

Ostatecznie powinieneś otrzymać dokładnie to:
W tym przypadku po lewej stronie znajduje się gniazdo wejściowe, po prawej wyjście:

Badanie

Włącz zasilanie konsoli i spójrz na wyświetlacz. W zależności od położenia osi rezystora zmiennego urządzenie może pokazywać różne wolty, ale prąd powinien wynosić zero. Jeśli tak nie jest, urządzenie będzie musiało zostać skalibrowane.Chociaż czytałem wiele razy, że roślina już to zrobiła i nie będziemy musieli nic robić, ale mimo to.
Ale najpierw zwróć uwagę na lewy górny róg płytki DSN-VC288, dwa metalizowane otwory służą do ustawienia urządzenia na zero.

Jeśli więc bez obciążenia urządzenie pokazuje określony prąd, to:

• - wyłącz konsolę;
  
• - bezpiecznie zamknij te dwa styki pęsetą;
  
• - włącz konsolę;
  
• - usuń pęsety;
  
• - odłącz nasz dekoder od zasilania i podłącz go ponownie.

Testy obciążeniowe

Nie mam mocnego rezystora, ale miałem kawałek spirali nichromowej:

W stanie zimnym rezystancja wynosiła około 15 omów, w stanie gorącym około 17 omów.
Na filmie można zobaczyć testy powstałego dekodera dla właśnie takiego obciążenia, porównywałem prąd z urządzeniem referencyjnym. Zasilanie zostało pobrane pod napięciem 12 V z dawno zaginionego laptopa. Film pokazuje również zakres regulowanego napięcia na wyjściu dekodera.

Konkluzja

• - dekoder nie boi się zwarć;
  
• - nie boi się przegrzania;
  
• - nie boi się przerwy w obwodach rezystora regulacyjnego, jeśli pęknie, napięcie automatycznie spadnie do bezpiecznego poziomu poniżej półtora wolta;
  
• - dekoder z łatwością wytrzyma również odwrócenie wejścia i wyjścia po podłączeniu - tak się stało;
  
• - można zastosować dowolny zewnętrzny zasilacz o napięciu od 7 V do maksymalnie 30 V.

Obejrzyj wideo