Цифровой лабораторный блок питания с управлением через ПК
- Цена: примерно 1500 р.
- Перейти в магазин
Наткнулся в интернете на схему лабораторного блока питания, да еще и с управлением от компьютера, и не смог устоять. Детали решил брать в российских магазинах, потому что доллар, санкции, ну и все такое. Вот что из этого получилось…
Лабораторный блок питания нужен для запитывания различныхмахараек устройств на этапе разработки. Первое подобие лабораторника я сделал лет в 16. Это был леденящий душу ужас, который, тем не менее, худо-бедно справлялся со своими функциями. Тогда я только начинал познавать электронику, и все ограничивалось кручением моторчиков. Мне бы в то время интернет и хоть какие то карманные деньги…
Потом был длительный перерыв, армия, несколько лет работы далеко от дома, но после этого периода я вернулся к этому хобби, все было гораздо серьезнее, и был изготовлен из подручных материалов этот монстр:
Он выдержал много издевательств, и жив до сих пор, но мне хотелось большего. Были мысли купить готовый у китайцев, но пока душила жаба случился кризис, а тут подвернулась эта схемка. Начал собирать компоненты. Многое нашлось в закромах (резисторы и транзисторы, импульсник от ноутбука, ненужная зарядка от телефона), но без закупки не обошлось.
силовой транзистор 2SD1047 — 110 р.
конденсатор электролитический 330 мф — 2х8 р.
корпус будущего блока питания — 540 р.
итого 825 р.
Чип-нн (со ссылками не получается из-за специфики сайта)
операционный усилитель LM358N — 12 р.
конденсатор электролитический 2200 мкф. — 13 р.
винтовые терминалы 2х — 22 р.
держатель светодиода х3 — 20 р.
кнопка с фиксацией красная, здоровенная — 17 р.
шунт 0.1 ом — 30 р.
многоборотные подстроечные резисторы 470 ом х2 — 26 р.
итого 140 р.
Для любопытствующих схема.
Ардуино следит за напряжением на выходе, за током, и посредством ШИМ пинает силовой транзистор так, чтобы блок питания выдавал установленные значения.
Блок питания умеет выдавать напряжение от 1 до 16 вольт, обеспечивать ток 0.1 — 8 ампер (при нормальном источнике напряжения) уходить в защиту и ограничивать ток. То есть его можно использовать для зарядки аккумуляторов, но я не рискнул, да и зарядник у меня уже есть. Еще одна особенность этого странного блока питания в том, что он питается от двух напряжений. Основное напряжение должно подкрепляться вольтодобавкой от батарейки, или второго блока питания. Это нужно для корректной работы операционного усилителя. Я использовал ноутбучный блок питания 19в 4А в качестве основного, и зарядку 5в 350мА от какого-то телефона в качестве добавочного питания.
Сборку я решил начать с пайки основной платы с расчетом забить болт, если не заработает, так как начитался комментов от криворуких, как все у них дымит, взрывается и не работает, да и к тому же я внес некоторые изменения в схему.
Для изготовления платы я купил новый лазерный принтер, чтобы наконец то освоить ЛУТ, ранее рисовал платы маркером (вот пример), тот еще геморрой. Плата получилась со второго раза, потому что в первый раз я зачем-то отзеркалил плату, чего делать было не нужно.
Пробный запуск обнадежил, все работало как надо
После удачного запуска я принялся курочить корпус.
Начал с самого габаритного — системы охлаждения силового транзистора. За основу взял кулер от ноутбука, вколхозил это дело в заднюю часть.
Натыкал на переднюю панель кнопок управления и лампочек. Здоровенная крутилка это энкодер со встроенной кнопкой. Используется для управления и настройки. Зеленая кнопка переключает режимы индикации на дисплее, прорезь снизу для разъема юсб, три лампочки (слева направо) сигнализируют о наличии напряжения на клеммах, активации защиты при перегрузе, и об ограничении тока. Разъем между клеммами для подключения дополнительных устройств. Я втыкаю туда сверлилку для плат и резалку для оргстекла с нихромовой струной.
Засунул все кишки в корпус, подсоединил провода
После контрольного включения и калибровки закрыл крышкой.
Отверстия проделаны под радиатором стабилизатора lm7805, который нехило греется. Подсос воздуха через них решил проблему охлаждения этой детали
Сзади выхлопная труба, красная кнопка включения и разъем под сетевой кабель.
Прибор обладает кое-какой точностью, китайский мультиметр с ним согласен. Конечно калибровать самопальную махарайку по китайскому мультиметру и говорить о точности достаточно смешно. Несмотря на это прибору найдется место на моем столе, так как для моих целей его вполне достаточно
Изделием доволен на все сто, поэтому и пишу обзор. Может кому-то из читателей нехватает такого блока питания.
О магазинах:
Чип-нн порадовал скоростью доставки, но ассортимент маловат на мой взгляд. Этакий интернет магазин, аналогичный арадиомагазину в среднем городке. Цены ниже, кое на что в разы.
Чип-дип… закупил там то, чего не было в чип-нн, иначе б не сунулся. розница дороговата, но все есть.
Мои исходники:
Переделанная схема в протеусе+печатная плата
Лабораторный блок питания нужен для запитывания различных
Первый блок питания
Потом был длительный перерыв, армия, несколько лет работы далеко от дома, но после этого периода я вернулся к этому хобби, все было гораздо серьезнее, и был изготовлен из подручных материалов этот монстр:
Фото
Он выдержал много издевательств, и жив до сих пор, но мне хотелось большего. Были мысли купить готовый у китайцев, но пока душила жаба случился кризис, а тут подвернулась эта схемка. Начал собирать компоненты. Многое нашлось в закромах (резисторы и транзисторы, импульсник от ноутбука, ненужная зарядка от телефона), но без закупки не обошлось.
Список закупленных деталей:
Чип-Дипсиловой транзистор 2SD1047 — 110 р.
конденсатор электролитический 330 мф — 2х8 р.
корпус будущего блока питания — 540 р.
итого 825 р.
Чип-нн (со ссылками не получается из-за специфики сайта)
операционный усилитель LM358N — 12 р.
конденсатор электролитический 2200 мкф. — 13 р.
винтовые терминалы 2х — 22 р.
держатель светодиода х3 — 20 р.
кнопка с фиксацией красная, здоровенная — 17 р.
шунт 0.1 ом — 30 р.
многоборотные подстроечные резисторы 470 ом х2 — 26 р.
итого 140 р.
Для любопытствующих схема.
Принцип работы сего устройства.
Ардуино следит за напряжением на выходе, за током, и посредством ШИМ пинает силовой транзистор так, чтобы блок питания выдавал установленные значения.
Блок питания умеет выдавать напряжение от 1 до 16 вольт, обеспечивать ток 0.1 — 8 ампер (при нормальном источнике напряжения) уходить в защиту и ограничивать ток. То есть его можно использовать для зарядки аккумуляторов, но я не рискнул, да и зарядник у меня уже есть. Еще одна особенность этого странного блока питания в том, что он питается от двух напряжений. Основное напряжение должно подкрепляться вольтодобавкой от батарейки, или второго блока питания. Это нужно для корректной работы операционного усилителя. Я использовал ноутбучный блок питания 19в 4А в качестве основного, и зарядку 5в 350мА от какого-то телефона в качестве добавочного питания.
Сборка.
Сборку я решил начать с пайки основной платы с расчетом забить болт, если не заработает, так как начитался комментов от криворуких, как все у них дымит, взрывается и не работает, да и к тому же я внес некоторые изменения в схему.
Для изготовления платы я купил новый лазерный принтер, чтобы наконец то освоить ЛУТ, ранее рисовал платы маркером (вот пример), тот еще геморрой. Плата получилась со второго раза, потому что в первый раз я зачем-то отзеркалил плату, чего делать было не нужно.
Окончательный результат:
Пробный запуск обнадежил, все работало как надо
После удачного запуска я принялся курочить корпус.
Начал с самого габаритного — системы охлаждения силового транзистора. За основу взял кулер от ноутбука, вколхозил это дело в заднюю часть.
Натыкал на переднюю панель кнопок управления и лампочек. Здоровенная крутилка это энкодер со встроенной кнопкой. Используется для управления и настройки. Зеленая кнопка переключает режимы индикации на дисплее, прорезь снизу для разъема юсб, три лампочки (слева направо) сигнализируют о наличии напряжения на клеммах, активации защиты при перегрузе, и об ограничении тока. Разъем между клеммами для подключения дополнительных устройств. Я втыкаю туда сверлилку для плат и резалку для оргстекла с нихромовой струной.
Засунул все кишки в корпус, подсоединил провода
После контрольного включения и калибровки закрыл крышкой.
Фото собранного
Отверстия проделаны под радиатором стабилизатора lm7805, который нехило греется. Подсос воздуха через них решил проблему охлаждения этой детали
Сзади выхлопная труба, красная кнопка включения и разъем под сетевой кабель.
Прибор обладает кое-какой точностью, китайский мультиметр с ним согласен. Конечно калибровать самопальную махарайку по китайскому мультиметру и говорить о точности достаточно смешно. Несмотря на это прибору найдется место на моем столе, так как для моих целей его вполне достаточно
Некоторые тесты
Взаимодействие с программой. На ней в реальном времени отображается напряжение и ток в виде графиков, так же с помощью этой программы можно управлять блоком питания.
К блоку питания подключена 12-вольтовая лампа накаливания и амперметр. Внутренний амперметр после подстройки работает сносно
Измерим напряжение на клеммах. Великолепно.
В прошивке реализована ваттосчиталка. К блоку подключена все та же лампочка на 12 вольт, на цоколе которой написано «21W». Не самый паршивый результат.
К блоку питания подключена 12-вольтовая лампа накаливания и амперметр. Внутренний амперметр после подстройки работает сносно
Измерим напряжение на клеммах. Великолепно.
В прошивке реализована ваттосчиталка. К блоку подключена все та же лампочка на 12 вольт, на цоколе которой написано «21W». Не самый паршивый результат.
Изделием доволен на все сто, поэтому и пишу обзор. Может кому-то из читателей нехватает такого блока питания.
О магазинах:
Чип-нн порадовал скоростью доставки, но ассортимент маловат на мой взгляд. Этакий интернет магазин, аналогичный арадиомагазину в среднем городке. Цены ниже, кое на что в разы.
Чип-дип… закупил там то, чего не было в чип-нн, иначе б не сунулся. розница дороговата, но все есть.
Мои исходники:
Переделанная схема в протеусе+печатная плата
Животное
животных под руку не подвернулось, есть искусственный слон с испорченной платой для этого блока питания
Самые обсуждаемые обзоры
| +73 |
3550
145
|
| +53 |
3746
68
|
| +32 |
2754
53
|
За обзор плюс однозначно.
Вот только не знаю на сколько попадает Ваш обзор под правила, так как вроде нельзя выкладывать обзоры товаров, купленных у нас если есть аналоги зарубежом. Надеюсь что админы оставят обзор :)
А поскольку Тут уж, пришлось и в карму добавить)))
Согласен с kirich — тоже надеюсь, что обзор оставят.
А вот проблему всех линейных стабилизаторов — тепловыделение так просто не решить. Потому как при 5в 3-5А будет печка. А вот радиатора я там не заметил. Та игрушка, что на фотке — всего несколько ватт рассеивать будет. При принудительной вентиляции.
Делается степдаун на напряжение +4-5 Вольт относительно выходного, дальше линейник.
Т.е. линейник ведущий, степдаун — ведомый.
Как второй вариант, автоматически переключаемые отводы транса.
Да и вообще, зачем тогда линейник? Ключ, дроссель и диод. Правда, проблемы со стабилизацией будут. Уж больно медленная и неточная ООС. Или, как вариант, линейник на выход, но ООС завести напрямую на опер, а шимом только порог регулировать.
Импульсники я уже много раз обозревал, там как раз регулирование сделано корректно (по крайней мере лучше чем здесь), так как процессор не учавствует в цепи регулирования, а является только задатчиком (в первых двух).
1, 2, 3.
А еще лучше — оторвать выход от земли БП и последовательно токоизмерительный резистор. И R2R не нужно. Я такое делал в своем БП. Два канала независимых.Плата управления одна, с каналами через опторазвязку общается.
1 транзистор не вытянет столько даже на активном охлаждении
у меня 5 подобных стоят и ток до 5а ограничен + переключаются обмотки трансформатора для максимального кпд
По сути нельзя говорить что в этом БП ШИМ, в нем циафроаналоговое преобразование с помощью ШИМа осуществляется…
По второму есть вопрос. Как известно, софтверные цифровые стабилизаторы зачастую имеют неудовлетворительную переходную характеристику на выходе за счет большой (а в некоторых реализациях еще и нестабильной) задержки в петле ОС. Не пробовали снимать эту характеристику у Вашего блока? Особенно интересует величина скачка напряжения при резком снятии нагрузки.
А вот его длительность… Ответом на вопрос будет период опроса АЦП в ардуине. Да еще умноженный на количество отсчетов на осреднение результата (я так обычно медианный фильтр с окном на 5 отсчетов ставлю).
Лампочка в качестве нагрузки… Несколько нечестно. Нелинейная ВАХ в момент включения. Впрочем, тут больше момент отключения важен.
(тут обозревался) mysku.club/blog/aliexpress/26343.html
Я собственно после обзора и купил. Только чуть мощнее на 30В/3А Доволен, как слон. Используется в основном при ремонте ноутов (поиск коротышей). И не намного дороже
Ну и дисплей немного колхозно установлен.
С вашего позволения покажу свои Л.Б.П +…
Сделанный в 90-х.
Уже не рабочий. Полуразобраный.
Изнутри:
Сделанный в 2014-ом.:
Следующий, думаю, будет такой как у автора обзора…
Самый серьёзный — система токоограничения реализована программно и имеет низкое быстродействие.
Следующий косяк — предельный импульсный ток силового транзистора всего 15А, но в режиме КЗ этот ток в импульсе может превышать 100А
Остальные недостатки незначительны
Но программный контроль тока это не есть гуд однозначно.
Здесь похоже «кондер» на выходе добавили программно :)
В линейниках это не так критично, но всё-же…
Посмотрел видео, где автор схемы демонстрирует работу ПО.
Не, с работой ПО все отлично (есть мелкие спорные вещи, но некритичные), но индикатор сбоку корпуса…
Перфекционистам лучше не смотреть :)
Надеюсь что включение выхода не по нажатию на энкодер? :)
О том и речь
IMXO лучше оставить обе петли, быструю аналоговую и медленную цифровую.
В этом случае будет снижена точность поддержания параметров и потребуются дополнительные калибровки БП
Даже с имеющимся относительно быстрым, но шумным фильтром, данная схема будет нормально ограничивать ток при зарядке аккумуляторов и т.п., но есть у меня большие сомнения, что она не повредит нагрузку при аварии в ней.
Что касается цифровой корректировки выходного напряжения (т.е. наличия второй, цифровой, петли ОС) — вопрос очень неоднозначный. Я когда-то сделал питатель с цифровым управлением (линейная классика, но управляющие напряжения задаются контроллером). Он меня уже не устраивает, хочется помощнее и двухполярный. Вот и думаю над схемой. Была мысль ввести цифровую коррекцию, но я еще не определился, надо ли. Оно, конечно, красиво, когда напряжение чуть просело под нагрузкой, и тут же вернулось к правильной цифре до второго знака после запятой. Но есть и оборотная сторона. Например, поднял контроллер Uвых под нагрузкой, затем ток потребления резко снизился, и напряжение на какое-то время подскочит выше заданного (с чисто аналоговой петлей ОС скачок тоже есть, но несравнимо меньший). А с некоторыми нагрузками (например, мощный шаговый двигатель) теоретически можно и резонансную раскачку Uвых получить. И, кстати, если уж мы боремся за абсолютно стабильное Uвых, то цифровая коррекция вопрос не решает: в моменты изменения тока нагрузки просадки и скачки напряжения все равно будут (и значительные по времени). В общем, пока думаю сам и изучаю мнение других разработчиков, нужна ли такая функция в лабораторном БП.
Чтобы не мучиться, а просто распечатать на принтере
Скромный трансик (не подумайте плохого :-))ТБС-250, надёжный многопозиционный (3 галеты на 11 положений с током 10А) переключатель (от нашей старой военки) диодный мост на КД 246А.
Он до сих пор работает 35 лет каждодневно (почти :-)). Шаг по вольтажу — 6, 12, 15, 20, 25, 30, 35 вольт. При 25 вольтах и 10А — греемся, разумеется. Со средней (хи-хи) точкой, разумеется. Усилители (изредка) из пепла подымаем… И пара пристёжек (технические извращенства, но это только для лития при зарядке :-)).
И электроника присутствует. Яркая, блин. Индикация, типа. Проклял китайцев. Пока хорошо не заплатишь…
За ТОЧНУЮ индикацию тока и напряжения отдал 2.800 в дереве месяц назад. Внятный модуль. Не дрейфует (только с третьего раза нашёл — все за деньги, получилось на индикацию более пяти!!! штук).
Автор, а для чего подобные извращения? УПРАВЛЕНИЕ БП ЧЕРЕЗ КОМП… Гланды через задницу…
Универсальных БП не бывает… Один 38 гр. весит. Другой — 6 кг. А когда транс мощностью в 2 КВТ?
Вот Вы попробуйте быть для всех хорошим!!! А у вас даже слона нет живого, не говоря о кошке. Статуэтки одни (маленькие, судя по печатке :-))
С уважением, Александр.
P.S. Не следует делать сложным то, что проще простого :-)). И работать — на работе. Я печати рисую рейсфедером и травлю в хлорном железе. Рисую под линейку контурами, потом заливаю. Самое то для малой серии. Пробовал по новомодному — дороже в два раза и по времени — столько же. Можно подумать, что все комментаторы печтки сотнями выпускают.
БП может стоить не на столе, управлять удобнее.
Как второй вариант — рисование всяких графиков, например заряд аккумулятора, поведение нагрузки при разных напряжениях.
Можно ссылочку? Любопытно.
Кстати я Вас помню, мы общались в теме про мой лабораторник :)
А источник питания — на стене. На расстоянии вытянутой руки. Надёжный и «не убиваемый». При К.З. сетевой автомат на 2 А (скорострельный!) выбивает.
Пусть лучше провода поплавятся, нежели репу чесать — «А чёй-то у меня там не работает?». Грубо и надёжно (мачо, однако! :-)). Разной фигни к базе можно прицепить — фигню не жалко.
Другое дело — точность измерения. Если это 24,3 вольта при токе 5,8 А — значит, так оно и есть. Ни фига мне медицинский термометр, если он врёт на половину градуса?!
«Поведение нагрузки при разных напряжениях». Вы про что?
Сфера моих «рабочих интересов» — от грубого (токи 25 — 40 А при напряжении 25-30 В) до тоненького (микроамперы через контакты датчиков измерителей качества дисциллированной воды).
Комп, как и любой цифровик (я про устройство) долго «думает». И мы с Вами тоже думаем…
Так лучше я один буду думать :-)).
У меня в наличии пара осциллографов (спасибо военке! :-)). И мы их сравнили с цифровиками (дорогие, суки!!!, $400!). Да, конечно, на цифровиках куча сервиса. НО НЕТ НИ ЧЕГО ЛУЧШЕ АНАЛОГОВОГО ОСЦИЛЛОГРАФА!!!
Я не брезгую ремонтом телевизоров, холодильников (только стиралок не люблю!), смартов и планшетов.
Источник питания должен быть… Хрен с ней, Америкой, зато БП работает :-)).
Например выстроить график изменения тока нагрузки от изменения питающего напряжения.
А с цифровым управлением им можно управлять откуда угодно, а БП хоть на балконе при этом :)
Я недавно делал обзор примитивного цифрового осциллографа, в аналоговом можно получить развертку 500 секунд на деление? :)
Я не дорос (финансово), что бы спокойно просматривать аналоговые сигналы частотой выше 200 — 300 МГц и вольтажом(хи-хи) в 2 Мк(микро:-)В. Иногда нужно, что бы влезть в неиспользуемый (используемый) диапазон частот (но это — секрет! :-). А гигагерцовые частоты — не, в России не принято :-)).
Осциллографами я пользуюсь каждый день. Чем я ещё проверю эпюрочки? Это только звучит не понятно, а в реалии — просто. Хочу не цифири на мульте тупом видеть, а изгаженный синус или постоянное напряжение со стробом или бешеным количеством посторонних импульсов.
Вот сломался а меня вчера ноут — и понеслось (нет, у меня три компа дома, но, в данном случае, дело принципа — за рабочий комп и дурак пересядет:-).
А был бы комп аналоговым… :-)). При ремонте моих осциллографов потом хотя бы программы переустанавливать не требуется.
Я на бассейне работаю (круг профессиональных интересов — от истопника и администратора до электрика-сантехника и электронщика (ядерщика :-) — слесаря… Электроникой я занимаюсь (по взрослому) последних сорок лет (только не нужно про мой возраст :-)).
И в состоянии автоматизировать любой процесс (АЭС — не предлагать!). От идеи (ругаться с начальником, типа, но он — тоже электронщик, по сему ругань — продуктивна) и рисования на бумажке, до сдачи «под ключ».
У меня одних транзисторов и диодов (я не про МП40 или П214:-)) тысячи 2 — 3. Полная линейка резисторов разных мощностей. Электролиты. Керамика. Трансы (импульсников разных — сотни полторы и ТБСов и торов разной мощности десятка три) — на все случаи жизни. Стеклотекстолит. Мозги (так, расходный, малоценный материал :-(.
Блин, придётся всё селфить. Я на фоне трансформаторов… Я с пригоршнями полупроводников и посыпаю ими голову. Кормлю голубей зелёной керамикой с военки (были плохие времена — я часть малую продал)
Но это же не по теме?!
Админ будет ругаться.
управление через комп — потому что круто же, не то что бы оно мне было сильно нужно, но если есть. чо б не замутить.
печатные платы до недавнего времени перерисовывал с компа маркером. БОЛЬ! БОЛЬ И УНИЖЕНИЕ! никогда, ненененене, даже не подумаю вернуться к этому. для людей придуман лут с фоторезистом, остальное уже изврат и психические отклонения.
не знаю, где там у тебя дороже и дольше, ну если принтер включить в стоимость — несомненно. но хотя бы шея не затекает от рисования
Получилось решить эту проблему?
На выходе надо все-таки ставит электронный предохранитель на поливичке, для защиты от КЗ.