Fonte de alimentação para um radioamador iniciante

Muitos de nós acumulamos várias fontes de alimentação de laptops, impressoras ou monitores com tensões de +12, +19, +22. Estas são excelentes fontes de alimentação protegidas contra curtos-circuitos e superaquecimento. Enquanto na prática doméstica de rádio amador, uma fonte ajustável e estabilizada é constantemente necessária. Se não for aconselhável fazer alterações no circuito das fontes de alimentação existentes, uma conexão muito simples a tal unidade será útil.

Vai precisar

Para montar um decodificador amador com tensão de saída continuamente ajustável, precisaremos:

- módulo pronto no chip lm2596;
- caixa de montagem;
- duas tomadas com diâmetro interno de 5,2 mm;
- potenciômetro 10 kOhm;
- dois resistores fixos de 22 kOhm cada;
- painel amperímetro-voltímetro DSN-VC288.

O artigo consistirá em várias partes completas, cada uma das quais descreverá detalhadamente as etapas, características e armadilhas dos componentes utilizados.

Conversor abaixador DC-DC baseado no chip lm2596

O chip lm2596 no qual o módulo é implementado é bom porque possui proteção contra superaquecimento e proteção contra curto-circuito, mas possui vários recursos.
Veja a opção típica de ligá-lo, neste caso, um microcircuito que ajusta a tensão fixa de saída para +5 volts, mas em essência isso não é importante:

A manutenção de um nível de tensão estável é garantida pela conexão da saída de feedback da quarta perna (Feed Back) do microcircuito, conectada diretamente à saída de tensão estabilizada.
No módulo específico em consideração, é utilizada uma edição do microcircuito com tensão de saída variável, mas o princípio de regulação da tensão de saída é o mesmo:

Um divisor resistivo R1-R2 com o resistor de corte R1 incluído superior é conectado à saída do módulo, introduzindo uma resistência cuja tensão de saída pode ser alterada. Neste módulo R1 = 10 kOhm R2 = 0,3 kOhm. O ruim é que o ajuste não é suave e é realizado apenas nas últimas 5 a 6 voltas do resistor de corte.
Para implementar um ajuste suave da tensão de saída, os rádios amadores eliminam o resistor R2 e alteram o resistor de sintonia R1 para variável. O diagrama fica assim:

E aqui mesmo surge um problema sério. O fato é que durante a operação do resistor variável, mais cedo ou mais tarde, o contato (seu contato com a sapata resistiva) do pino do meio é rompido e o pino 4 (Feed Back) do microcircuito acaba (mesmo que apenas por um milissegundo) no ar. Isso leva à falha instantânea do microcircuito.
A situação é igualmente ruim quando condutores são usados para conectar um resistor variável - o resistor acaba sendo remoto - isso também pode contribuir para a perda de contato.Portanto, os divisores resistivos padrão R1 e R2 devem ser dessoldados e, em vez disso, dois divisores constantes devem ser soldados diretamente na placa - isso resolve o problema de perda de contato com o resistor variável em qualquer caso. O próprio resistor variável deve ser soldado aos terminais soldados.
No diagrama, R1= 22 kOhm e R2=22 kOhm, e R3=10 kOhm.

Em um diagrama real. R2 tinha uma resistência correspondente à sua marcação, mas R1 me surpreendeu, embora na verdade estivesse marcado como 10 kOhm, sua resistência nominal acabou sendo 2 kOhm.

Remova o R2 e coloque uma gota de solda em seu lugar. Remova o resistor R1 e vire a placa para o verso:

Solde dois novos resistores R1 e R2 usando a foto como guia. Como você pode ver, os futuros condutores do resistor variável R3 serão conectados aos três pontos do divisor.
É isso, vamos deixar o módulo de lado.
O próximo é um amperímetro-voltímetro de painel.

Voltamímetro DSN-VC288

O DSN-VC288 não é adequado para montagem de fonte de alimentação de laboratório, pois a corrente mínima que pode ser medida com ele é de 10 mA.
Mas o amperímetro-voltímetro é ótimo para montar uma estrutura amadora e, portanto, vou usá-lo.
A vista de trás é assim:

Preste atenção na localização dos conectores e elementos de ajuste disponíveis e principalmente na altura do conector de medição de corrente:

Como o gabinete que escolhi para este produto caseiro não tem altura suficiente, tive que morder os pinos metálicos do conector de corrente DSN-VC288 e soldar os condutores grossos fornecidos diretamente nos pinos. Antes de soldar, faça um laço nas extremidades dos fios e coloque cada um em cada pino e solde - para maior confiabilidade:

Esquema

Diagrama esquemático de conexão entre DSN-VC288 e lm2596

Lado esquerdo do DSN-VC288:

- o fio preto fino não se conecta a nada, isole sua extremidade;
- conecte o fino amarelo na saída positiva do módulo lm2596 – LOAD “PLUS”;
- conecte o vermelho fino à entrada positiva do módulo lm2596.

Lado direito do DSN-VC288:

- conecte o preto grosso na saída negativa do módulo lm2596;
- o vermelho grosso será “MINUS” LOAD.

Montagem final do bloco

Usei uma caixa de montagem com dimensões 85 x 58 x 33 mm:

Depois de fazer as marcações com lápis e disco Dremel, recortei a janela do DSN-VC288 no tamanho da parte interna do aparelho. Ao mesmo tempo, primeiro serrei as diagonais e depois serrei setores individuais ao longo do perímetro do retângulo marcado. Você terá que trabalhar com um arquivo flat, ajustando aos poucos a janela para a parte interna do DSN-VC288:

Nessas fotos a tampa não é transparente. Resolvi usar o transparente depois, mas não importa, exceto a transparência, são absolutamente iguais.
Além disso, marque um furo para o colar roscado do resistor variável:

Observe que as orelhas de montagem da metade inferior da caixa foram cortadas. E no próprio chip faz sentido colocar um pequeno radiador. Eu tinha alguns prontos em mãos, mas não é difícil cortar um semelhante de um radiador, digamos, uma placa de vídeo antiga. Cortei algo parecido para instalação em um chip PCH de laptop, nada complicado =)

Os terminais de montagem interfeririam na instalação destes soquetes de 5,2 mm:

No final, você deverá obter exatamente isto:
Neste caso, à esquerda está o soquete de entrada, à direita está a saída:

Exame

Ligue o console e observe a tela. Dependendo da posição do eixo do resistor variável, o dispositivo pode apresentar volts diferentes, mas a corrente deve ser zero. Caso contrário, o dispositivo deverá ser calibrado.Porém, eu já li muitas vezes que a fábrica já fez isso e não teremos que fazer nada, mas mesmo assim.
Mas primeiro preste atenção no canto superior esquerdo da placa DSN-VC288, dois furos metalizados destinam-se a zerar o dispositivo.

Então, se sem carga o dispositivo mostra uma certa corrente, então:

- desligue o console;
- feche bem esses dois contatos com uma pinça;
- ligue o console;
- retire a pinça;
- desconecte nosso decodificador da fonte de alimentação e conecte-o novamente.

Testes de carga

Não tenho um resistor potente, mas tinha um pedaço de espiral de nicromo:

No estado frio, a resistência era de cerca de 15 ohms, no estado quente, de cerca de 17 ohms.
No vídeo você pode assistir a testes do decodificador resultante para essa carga, comparei a corrente com um dispositivo de referência. A fonte de alimentação foi retirada de 12 volts de um laptop desaparecido há muito tempo. O vídeo também mostra a faixa de tensão ajustável na saída do decodificador.

Resultado final

- o decodificador não tem medo de curtos-circuitos;
- não tem medo de superaquecimento;
- não tem medo de uma interrupção nos circuitos do resistor de ajuste, se quebrar, a tensão cai automaticamente para um nível seguro abaixo de um volt e meio;
- o decodificador também suportará facilmente se a entrada e a saída forem invertidas quando conectadas - isso aconteceu;
- qualquer fonte de alimentação externa de 7 volts até um máximo de 30 volts pode ser usada.