Преобразование блока питания ноутбука в регулируемый
Обновлено: 08.07.2024
Я сделал себе универсальный регулируемый настольный источник питания. Это не строго астрономический материал, но основная причина, по которой я его создал, — это эксперименты с TFT-панелями подсветки, которые я использую для своих лайтбоксов. Мне нужно было 5В и 12В, чтобы поиграться с платами инвертора и выяснить их распиновку. Решил приобрести настольный блок питания. Но цены были слишком высоки, особенно на те, что с регулируемым напряжением. Поэтому я решил построить свой собственный. Этот имеет 4 выхода. Один 5-вольтовый, один 12-вольтовый и два индивидуально регулируемых выхода от 1,5 В до 19,5 В. Каждый может потреблять до 1,5 А, а в сумме 3,5 А для всех вместе. На входе стандартный сменный блок питания ноутбука 20В, 3,5А. При более мощном внешнем источнике питания общий выходной ток может быть выше, до 1,5 А на выход. Но в настоящее время 3,5А более чем достаточно. Каждый из регулируемых выходов имеет свой собственный встроенный небольшой вольтметр. Фиксированные регуляторы напряжения основаны на 7805 для 5 В и 7812 для 12 В. Два регулируемых регулятора основаны на одном LM317 каждый.
Мне просто нужно было сделать для него акриловый корпус. Вот фотографии различных этапов строительства и готового продукта.
Есть плата для стационарных регуляторов 5В и 12В.
Серия регулируемых стабилизаторов положительного напряжения с 3 клеммами LM117 способна подавать более 1,5 А в диапазоне выходного напряжения от 1,2 В до 37 В. Они исключительно просты в использовании и требуют всего два внешних резистора для установки выходного напряжения. Кроме того, регулировка как линии, так и нагрузки лучше, чем у стандартных стационарных регуляторов. Кроме того, LM117 упакован в стандартные корпуса транзисторов, которые легко монтируются и перемещаются.
Помимо более высокой производительности, чем у стационарных регуляторов, серия LM117 предлагает полную защиту от перегрузок, доступную только в микросхемах. В микросхему включены ограничение тока, защита от тепловой перегрузки и защита безопасной зоны. Все схемы защиты от перегрузки остаются полностью работоспособными, даже если клемма регулировки отключена.
Обычно конденсаторы не нужны, если только устройство не расположено на расстоянии более 6 дюймов от конденсаторов входного фильтра, и в этом случае требуется входной байпас. Для улучшения переходных характеристик можно добавить дополнительный выходной конденсатор. Клемму регулировки можно обойти, чтобы добиться очень высокого коэффициента подавления пульсаций, которого трудно достичь со стандартными регуляторами с 3 клеммами.
Помимо замены стационарных регуляторов, LM117 полезен во множестве других приложений. Поскольку регулятор является «плавающим» и видит только дифференциальное напряжение между входом и выходом, напряжение в несколько сотен вольт может регулироваться до тех пор, пока не будет превышена максимальная разница между входом и выходом, т. е. избегайте короткого замыкания на выходе.< /p>
Кроме того, он представляет собой особенно простой регулируемый импульсный регулятор, программируемый выходной регулятор или, подключив постоянный резистор между регулировочным штифтом и выходом, LM117 можно использовать в качестве прецизионного регулятора тока. Источники с электронным отключением можно обеспечить, зажав клемму регулировки на землю, которая программирует выход на 1,2 В, где большинство нагрузок потребляют небольшой ток.
Применения, требующие большего выходного тока, см. в технических описаниях серии LM150 (3A) и серии LM138 (5A). Отрицательное дополнение см. в техническом паспорте серии LM137.
Введение: регулируемый настольный источник питания с нуля с использованием адаптера для ноутбука и LM317
В этом уроке я покажу вам, как с нуля собрать простой и удобный настольный блок питания переменного тока, используя адаптер для ноутбука и LM317.
Чтобы собрать собственный регулируемый настольный источник питания, просмотрите видео, встроенное в этот шаг, или продолжите чтение
Шаг 1. Список деталей
***Список запчастей***
<р>2. Цифровой вольтметр <р>3. 4,7K Потенциометр и ручка потенциометра <р>4. Конденсатор (0,1 мкФ керамический и 10 мкФ/50 В электролитический) <р>5.Резистор (120 Ом) <р>9. 2 и 3 клеммные колодки <р>11. Адаптер для ноутбука с гнездовой вилкой (опционально, можно использовать любой адаптер на напряжение до 40 Вольт)***Купить или партнерская ссылка***
Алиэкспресс
Амазонка США
Индонезия Amazon
Примечание: все предоставленные ссылки для покупки являются партнерскими ссылками
Шаг 2. Схема и блок-схема
Соберите схему LM317, как показано на принципиальной схеме. Как только схема будет завершена, сделайте коробку, в которую можно поместить вашу схему и другие компоненты.
После того, как коробка будет построена, следуйте блок-схеме и подключите цепь к дисплею, выходу и входу.
Характеристики этого блока питания
<р>1. Максимальное входное напряжение - 40 Вольт <р>2. Защита от короткого замыкания <р>3. 3-значное значение напряжения <р>4. Можно регулировать напряжение от 3,5 до 35 вольт с помощью потенциометра (выход зависит от входа)Для пошаговой сборки вы можете посмотреть видео, нажав здесь
Источник питания — это ссылка на источник электроэнергии. Для большинства электронных схем требуется источник питания постоянного тока. Скорее всего, он у вас уже есть дома, и вы можете использовать его для проектов физических вычислений.
Наиболее распространенными рабочими напряжениями для микроконтроллеров и цифровых процессоров являются 5 В и 3,3 В. Вы можете найти блоки питания с разными напряжениями, но наиболее распространены 5 В и 12 В. Чтобы преобразовать 12 В в 5 В или 3,3 В, вам понадобится регулятор напряжения. Лаборатория макетов рассказывает, как это настроить.
Существует множество различных источников питания постоянного тока, но чаще всего в ITP используется блок питания, показанный на рис. 1:
– Нажмите на любое изображение, чтобы увеличить его
Рисунок 1. Блок питания постоянного тока
Рисунок 2. Табличка с характеристиками источника постоянного тока. Это обратная сторона поставки на рис. 1.
Большинство блоков питания имеют табличку с паспортными данными, которая выглядит примерно так, как показано на рис. 2. Убедитесь, что вы знаете полярность вилки, чтобы не перепутать полярность в цепи и не повредить компоненты. Диаграмма на Рисунке 3 и Рисунке 4, показывающая положительную полярность наконечника, находится слева, а отрицательная полярность — справа. Центральный положительный рисунок слева указывает на то, что центр (наконечник) выходного разъема положительный (+), а корпус выходного разъема отрицательный (-).
Рис. 3. Символ источника питания с центральным плюсом.
Рисунок 4. Символ источника питания с отрицательным центром.
Сокращения
В : Вольты
A : Амперы
Вт : Ватты
мА : миллиампер
ВА : Вольты Амперы
VAC : Вольты переменного тока
VDC : Вольты Постоянный ток
Постоянный ток: постоянный ток
Переменный ток: переменный ток
Проверка блока питания
Всегда рекомендуется проверять блок питания перед его первым использованием. В приведенном ниже примере показано, как проверить источник питания с положительной полярностью. Если у вас есть источник питания с отрицательной полярностью, вы получите отрицательное показание. Затем вы должны изменить положение щупов мультиметра.
- Подключите блок питания к розетке переменного тока.
- Красный щуп входит в наконечник.
Черный щуп касается ствола, как показано на рис. 5. - Включите мультиметр и настройте его на измерение напряжения постоянного тока.
- Возьмите красный (положительный) щуп мультиметра и воткните его в конец вилки блока питания.
- Возьмите черный (отрицательный) щуп мультиметра и осторожно прикоснитесь им к корпусу вилки, не касаясь наконечника или красного щупа. Если вы установите соединение, вы создадите короткое замыкание.
- На мультиметре вы должны увидеть напряжение, поступающее от источника питания. Если вы проверяете источник питания 12 В, а ваш мультиметр показывает «12,56 В», все в порядке, как показано на рисунке 6. Если вы получаете показание «-12,56 В», ваши щупы подключены в обратном порядке.Если это произойдет, и вы уверены, что правильно подключили пробники, еще раз проверьте полярность на этикетке вашего источника питания и убедитесь, что цепь, которую вы будете запитывать от этого устройства, рассчитана на эту полярность.
Если напряжение, показываемое вашим мультиметром, более чем на полвольта или вольта ниже его номинального значения, то, скорее всего, у вас есть то, что называется нерегулируемым источником питания. Блок питания Jameco на 12 В, который мы использовали в этом примере, является регулируемым, поэтому напряжение, которое мы получили, было так близко к напряжению, на которое оно было рассчитано.
Зарядка проекта Arduino от зарядного устройства для мобильного телефона
У многих людей дома есть старые зарядные устройства для мобильных телефонов, и они задаются вопросом: "Могу ли я использовать это для питания проекта Arduino?" Как правило, вы можете. Просто возьмите USB-кабель с соответствующими разъемами для подключения зарядного устройства телефона к Arduino. Большинство зарядных устройств для телефонов выдают 5 В и несколько сотен миллиампер, что обеспечивает питание Arduino, некоторых датчиков и светодиодов.
Подбор блока питания к электронному устройству
Чтобы определить, подходит ли блок питания для вашего проекта, вам необходимо отметить напряжения, при которых работает каждый компонент, и ток, который они потребляют, и убедиться, что ваш блок питания может обеспечить нужное количество энергии.
Вот несколько примеров:
Arduino, кнопки, потенциометры, светодиоды, динамик
Представьте, что вы создаете проект, который включает Arduino, несколько светодиодов, несколько кнопок, несколько потенциометров или других переменных резисторов и, возможно, динамик. Лаборатории Digital In and Out, Analog In и Tone Output описывают проекты, соответствующие этому описанию. Все компоненты, кроме Arduino в этом проекте, питаются от выходного напряжения Arduino. Ни один из внешних компонентов не потребляет больше нескольких миллиампер каждый. Вся схема, включая Arduino, вероятно, будет потреблять менее 200 миллиампер тока. Вот разбивка, измеренная с помощью светодиода и потенциометра:
Зарядное устройство для телефона, которое подает на Arduino 5 вольт и около 500 миллиампер, отлично справится с этой задачей. Arduino Uno работает от 5 В, а Arduino Nano 33 IoT, работающий от 3,3 В, имеет встроенный регулятор напряжения, который преобразует 5 В в 3,3 В.
Если бы у вас был блок питания на 12 В, как показано выше, вы также могли бы использовать его для этих проектов. Arduino Uno имеет соответствующее напряжение в штекере и может потреблять до 15 В. Встроенный регулятор преобразует более высокое входное напряжение в 5 В. Nano 33 IoT имеет встроенный регулятор, который может принимать до 20 В на своем контакте Vin (физический контакт 15), поэтому, если вы подключили разъем питания постоянного тока и соединили землю 12-вольтового источника питания с землей Arduino и положительное соединение 12-вольтового источника питания с выводом Vin Arduino, ваш проект будет работать.
Arduino, серводвигатель
Если вы управляете серводвигателем RD с помощью Arduino, как показано в лаборатории серводвигателей, вам нужно немного больше учитывать ток. Сервопривод, такой как Hitec HS-311, который популярен в проектах физических вычислений, работает при напряжении 4,8–6,0 В, поэтому он может получать достаточное напряжение с выхода напряжения Arduino. В простое потребляет около 160 мА без нагрузки. Однако при большой нагрузке он может потреблять до 3-400 мА. Целесообразно спланировать свой проект для максимального потребления тока каждым компонентом, поэтому один сервопривод и Arduino могут потреблять до 440–450 миллиампер при 5 вольтах. Это почти предел того, что ноутбук может передавать через USB, а также предел некоторых небольших зарядных устройств для телефонов. Если бы вы управляли несколькими сервоприводами, у вас не было бы достаточного тока.
- Arduino Uno, без внешних компонентов: 0,04 А (40 мА)
- Arduino Nano 33 IoT, без внешних компонентов: 0,01 А (10 мА)
- HS-311, большая нагрузка: 400 мА
Arduino, двигатель постоянного тока или освещение
Когда вы начинаете питать большие двигатели постоянного тока, лампы постоянного тока или другие сильноточные нагрузки, вы должны рассчитать напряжение и ток, прежде чем выбирать источник питания. Обычно вы работаете с компонентом, который имеет наибольшее потребление, и работаете с ним.
Например, для управления такой светодиодной лампочкой потребуется источник питания 12 В постоянного тока для лампы. ОН потребляет 11 ватт мощности, а ватты = вольт * ампер, значит потребляет около 917 миллиампер тока при 12 вольтах. Транзистор и Arduino, которые могут управлять им, могут питаться от одного и того же 12-вольтового источника питания и потреблять такое же количество энергии, как и в приведенных выше примерах.
Двигатели и адресные светодиоды часто потребляют больше всего электроэнергии и являются наиболее сложными для питания. Типичный адресный светодиод, такой как WS2812, также известный как NeoPixel LED, потребляет от 60 до 80 мА тока при напряжении 5 вольт. Когда у вас есть цепочка из 60 из них, это 3,6 ампера тока! Они определенно не могут питаться от типичного настенного источника постоянного тока.Когда вы достигнете такого уровня сложности проекта, обратитесь к описаниям компонентов или к своим инструкторам для получения дополнительных рекомендаций. Видеоролики об электричестве, токе и мощности также полезны в этом вопросе.
Давным-давно для самостоятельной сборки блока питания требовалось множество компонентов, от трансформаторов до транзисторов, ручек и индикаторов. В наши дни все стало немного более интегрированным, что помогает, если вы пытаетесь что-то состряпать в спешке. Эта сборка от [Рикардо] показывает, насколько простым может быть создание блока питания.
Сборка представляет собой простой мэшап, начиная с платы ZY12PDN USB Power Delivery. Эта плата взаимодействует с источником питания USB-C, который совместим со стандартом Power Delivery, и сообщает ему, чтобы он выдавал определенное напряжение и выходной ток. Затем он используется для подачи питания на предварительно встроенный модуль питания, который обрабатывает ограничение тока, переменное выходное напряжение и все эти причудливые вещи. Он даже поставляется со встроенным экраном! Просто соедините их вместе в напечатанном на 3D-принтере футляре с парой заглушек-бананов, и все готово.
Все, что вам нужно, это блок питания USB-C. [Рикардо] использует портативный блок питания, который позволяет ему использовать блок питания на ходу. Это отличная альтернатива традиционной тяжелой скамье, и ее более чем достаточно для многих хобби.
В последнее время мы заметили большой интерес к USB Power Delivery, и, вероятно, хакеры еще какое-то время будут пользоваться этим стандартом. Если у вас есть собственный хак для USB PD, обязательно сообщите нам об этом!
27 мыслей на тему "Сегодня очень легко самостоятельно собрать блок питания USB-C с переменным напряжением"
Эта ссылка на Amazon мертва, как дверной гвоздь :’)
Извините за неработающую ссылку, обвините Amazon в том, что она не может поддерживать старые ссылки в качестве ссылки :D
Просто введите «ЖК-цифровой программируемый понижающий модуль питания постоянного напряжения», и вы найдете много вариантов. Кто-то также прокомментировал здесь, что в Китае в основном продают что-то подобное, но готовое к работе (и дешевле, чем я потратил только на запчасти!). Тем не менее, у моей сборки есть одно преимущество: размер, он настолько крошечный, насколько это возможно, и он был бы еще меньше с правильной парой банановых гнезд.
Регулируемая часть представляет собой блок питания RuiDeng (RDTech), который легко найти у обычных китайских поставщиков.
Это очень удобно.
Не совсем то, что я бы назвал "сборкой блока питания", основная работа по сборке находится в корпусе.
Ссылка автора [Рикардо] на реальный модуль понижающего преобразователя постоянного тока (понижающий), который он использовал, у меня не работает:
Я попытался найти ASIN B01I9LQIU2, но это тоже не сработало. В любом случае, модуль понижающего преобразователя выглядит как обычный «Hangzhou Ruideng Technology Co., Ltd.». или клон «Райден». Вот пример:
* Числовое управление UCTRONICS DC 6-55V до 0-50V 5A Понижающий стабилизированный источник питания Понижающий ток постоянного напряжения Преобразователь питания Регулируемый модуль питания 4,7 из 5 звезд 167 оценок Выбор Amazon для «регулятора напряжения постоянного тока» $35,98
Вот ссылка в США на модуль USB-C PD to DC [Ricardo], используемый для питания модуля понижающего преобразователя:
* Type-C USB-C PD2.0 3.0 на DC USB-приманка, триггер быстрой зарядки Детектор опроса 100 Вт MA
Бренд: aikeec 4,5 из 5 звезд 96 оценок $10,99
Да, этот модуль невозможно установить, и я ни на секунду не верю намеку на «100 Вт».
Вход USB-PD — хороший вариант, если вам действительно нужен портативный источник питания, который может работать от аккумуляторной батареи USB-C PD. Но я думаю, что [Рикардо] должен добавить второй вход постоянного тока с бочкообразным разъемом для использования на рабочем столе с чем-то вроде недорогого блока питания переменного / постоянного тока для ноутбука. Например, один из них на 19,5 В постоянного тока, 70 Вт даст максимальный входной ток 3,6 А для понижающего преобразователя:
* Универсальное зарядное устройство POWSEED мощностью 70 Вт для ноутбуков Dell HP Asus Acer Samsung Toshiba Lenovo IBM Sony Gateway Notebook Ultrabook Chromebook, выход постоянного тока 15 В 16 В 18,5 В 19 В 19,5 В 20 В Адаптер питания Шнур питания 65 Вт 4,4 из 5 звезд 1215 оценок $20,90
У меня есть версия этих расходных материалов POWSEED мощностью 90 Вт, которая имеет чистую выходную мощность вплоть до номинальной мощности 90 Вт. К сожалению, как и многие электронные устройства в последнее время, они в настоящее время недоступны:
* Универсальное зарядное устройство POWSEED мощностью 90 Вт для ноутбуков HP, Acer, Asus, Toshiba, Dell, IBM, Samsung, Sony, Gateway, Fujitsu, ультрабуки Chromebook, адаптер питания постоянного тока, 15 В, 16 В, 18,5 В, 19 В, 19,5 В, 20 В, USB, 5 В, 2а, разъем переменного и постоянного тока 29,90 долларов США
Наконец, вам не нужно прибегать к 3D-печати корпуса для этих понижающих преобразователей постоянного тока, они доступны в виде готовых комплектов. Вот пример:
* Тип связи Блок питания ЧПУ Комплекты корпусов без модуля $28,99
Я не вижу никакого «взлома», просто покупайте/собирайте готовые детали на Amazon/eBay.
Я бы предпочел купить фирменный блок питания для ноутбука, например, подержанный Lenovo 90 Вт (20 В, 4,5 А) можно легко найти на eBay примерно за 10 долларов США или евро.
Мне лично нравятся оба типа статей, так как с помощью этой я могу узнать о новых модулях или о том, как кто-то собрал что-то вместе (взломал!) для решения конкретной проблемы. Ваш комментарий также полезен, поскольку он указывает на лучшие (разные!) Способы решения одной и той же проблемы;) У меня есть масса этих блоков питания для ноутбуков, но я не знал об этом конкретном модуле, поэтому, когда возникает необходимость, мне нужны оба напряжения. / текущий контроль и измерение (а не просто регулируемый понижающий преобразователь), я буду знать, что работает. Ура и нюхайте розы.
Читайте также: