Блок питания для гаража
Современный автомобилист вооружен всеми благами технического прогресса и большинство из нас уже не помнит как накачать шину ручным автомобильным насосом или наложить и завулканизировать резиновую заплатку на автокамеру.
Давление в колесах мы выравниваем компрессором, салон чистим пылесосом, а домкрат, вместо изогнутого буквой «зю» рычага, приводим в действие шуруповертом с зажатым в патрон металлическим крючком. Но все бесчисленные электрические помощники автомобилиста питаются электричеством, вот и напрягаем мы в гараже свой автомобиль, заставляя его подолгу работать на гнездо прикуривателя во вред экологии и нашему кошельку. Нам нужен гаражный блок питания!
Нужен гаражный блок питания: +12 вольт, мощный, простой, надежный, безопасный и универсальный.
— +12 вольт (а лучше 12 – 15 вольт) — напряжение бортовой сети автомобиля и рабочее напряжение его бесчисленных аксессуаров;
— мощный — мощности такого блока должно хватить для подключения самых мощных гаражных потребителей и для подзарядки аккумулятора;
— простой — здесь главное в простоте изготовления, ведь разговор идет о самодельной конструкции автомобилиста, а не электронщика, двинутого на микроконтроллерах и SMD;
— безопасность эксплуатации — слова, говорящие сами за себя. Нагрузка должна быть гальванически разделена с питающей сетью (не ИБП, но старый проверенный трансформаторный блок питания);
— универсальность — это свойство гаражного блока питания предполагает, что к нему одинаково удобно должны подключаться нагрузки, рассчитанные на разъем прикуривателя, на разъем подсветки (в отечественных авто), на подключение крокодильчиками и так далее.
На фото изображен блок питания для гаража отвечающий всем этим требованиям. В качестве жесткого каркаса использованы останки какого-то электронного блока неизвестного назначения. Изготовители заботливо понаделали в его лицевой панели массу отверстий разных размеров, которые отлично подошли для установки измерительного прибора, индикаторных светодиодов, тумблеров и регулировочного резистора.
Металлическая скоба над ампервольтметром замечательно подходит для переноски. Два комплекта опорных ножек прибора позволяют работать с блоком питания и в вертикальном и в горизонтальном положении. Верхняя крышка блока питания вырезана из листа жести и покрашена.
Нижний тумблер слева — сетевой.
Верхний тумблер слева — подключение нагрузки.
Тумблер под измерительной головкой — переключение режимов работы прибора: амперметр-вольтметр.
Красный светодиод слева вверху — индикация выходного напряжения, справа вверху зеленый — сетевого.
Нагрузку можно подключить к гнезду прикуривателя, к гнезду лампы подсветки, штекерами к нижнему разъему или к нему же — проводами под зажим. Uвых = 3 – 15 вольт, Iвых = 8А
Для того чтобы можно было подключать к блоку питания не только простых потребителей типа лампы локальной подсветки, но и проверять интеллектуальные устройства вроде навигаторов GPS или видеорегистраторов схема блока слегка усложнена и представляет собой мощный параметрический стабилизатор.
Классическая схема параметрического стабилизатора на составном выходном транзисторе с защитой от короткого замыкания.
Это самая простая и самая удачная схема подходящая для гаражного блока питания. Она очень живуча, ее не выведет из строя ни случайное замыкание выходных контактов, ни переполюсовка нагрузки типа аккумулятора. При устранении короткого замыкания схема продолжит работу.
В блоке питания можно применить практически любые транзисторы соответствующей полярности и от этого будет зависеть только его нагрузочная способность (более того, если изменить полярность ВСЕХ транзисторов, поменять местами + и – , аноды и катоды ВСЕХ диодов и стабилитрона, то узел будет так же прекрасно работать).
Печатную плату можно и не делать из-за ее примитивности, а собрать схему навесным монтажом. Словом, все зависит от возможностей и желания автолюбителя.
В предлагаемой конструкции собрана именно такая схема, в выходном каскаде ее стоит в параллель четыре отечественных транзистора КТ829 и, для повышения стабильности Uвых, схема формирования опорного напряжения (VD1,VD2,VT1) питается от отдельной обмотки трансформатора.
В конструкцию блока питания для гаража отлично вписался трансформатор – «старый знакомый» ТСА-270-1 (буква А в названии говорит о том, что для обмоток использован алюминиевый провод). Его можно не перематывать, при использовании в параллельном соединении обмоток 8-18 и 8′-18′, блок питания без перегрузок питает компрессор длительное время (при этом измерительный прибор в режиме «амперметр» зашкаливает, то есть отдается в нагрузку ток более пяти ампер).
Чтобы самостоятельно собрать такой блок питания нужно найти трансформатор, не обязательно именно такой, как в предлагаемой конструкции (возможно его придется перемотать в таком случае), несколько недефицитных деталей и все это поместить в любой подходящий корпус с клеммами. Измерительный прибор можно не устанавливать, а контролировать параметры напряжения с помощью внешнего мультиметра.
Работать с таким гаражным блоком питания очень удобно – не сажается аккумулятор, не нужно заводить двигатель для подзарядки и открывать гараж для проветривания, можно проверить на работоспособность любые автоприборы или настроить автолюбительскую конструкцию. С его помощью легко подзаряжается подсевший аккумулятор, только не пробуйте использовать блок питания в качестве пускового устройства – сгорит непременно.
Случай из практики:
– на автомобиле было необходимо заменить аккумулятор и при этом сохранить настройки электронного блока управления и всех систем авто. Блок питания был подключен параллельно аккумулятору с помощью проводов «для прикуривания» и спокойно держал бортовую сеть пока шла замена аккумулятора старого на новый.
Замечания по приведенной конструкции блока питания для гаража:
— на фото виден компьютерный вентилятор 60-мм для обдува радиатора с выходными транзисторами, практика показала, что вполне можно обойтись без него;
— расчет шунтов и калибровка прибора делалась вручную заранее, не попал – отдаваемый блоком ток оказался выше расчетного. В планах поставить шунт на 5 ампер, тогда вся шкала будет десятиамперной;
— уже после фотосессии, которая была довольно давно, были перемотаны обмотки трансформатора: смотана одна верхняя и на ее место в один слой до заполнения ряда уложен медный провод 1,5 мм, получилось по 46 витков, около 19 вольт. В работе блока ничего не изменилось, только выходное напряжение стало проседать немного меньше. Вывод: перематывать только под какие-то конкретные цели, так просто — потеря времени.
Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте сеть умных гаджетов!
Записывайтесь в онлайн-университет от GeekBrains:
Изучить C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;
Получить опыт работы с реальными проектами, в команде и самостоятельно;
Получить удостоверение и сертификат, подтверждающие полученные знания.
Starter box для первых экспериментов в подарок!
После прохождения курса в вашем портфолио будет: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности воздуха, система умного полива растений, устройство контроля протечки воды.
Вы получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат, которые можно добавить в портфолио и показать работодателю.
Источник
Поделки своими руками для автолюбителей
Гаражный блок питания для ремонтных работ
При ремонтных работах в электросистеме автомобиля не плохо иметь альтернативу напряжению вырабатываемую последней. О такой конструкции мощного источника питания и пойдёт речь в этой статье.
Также такой блок питания будет полезен тем радиолюбителям, которые занимаются конструированием автомобильных усилителей мощности звуковой частоты с прямым питанием от бортовой сети.
Эта схема блока питания выдают на выходе стабилизированное напряжение 13,8 В с регулировкой в небольших пределах в обе стороны при токе до 15 А.
Питается схема предлагаемого блока питания от внешнего выпрямителя напряжением 18 — 24 В. При конструировании устройства как законченного изделия необходимо использовать трансформатор, диодный мост и сглаживающие конденсаторы соответствующей мощности, чтобы обеспечить выходное напряжение указанного диапазона под нагрузкой.
Важной особенностью данной схемы является отсутствие каких-либо силовых коммутационных выключателей, а всё реализовано на электронном запуске. Работает это следующим образом. При подаче на вход схемы напряжения, выход остаётся нулевым т.к. транзистор VT1 находится в запертом состоянии и, соответственно VT2 тоже. На входе источника опорного напряжения DA1 отсутствует напряжение и два эмиттерных повторителя на транзисторах VT3,VT4 закрыты.
При кратковременном нажатии на кнопку SB1 «RUN», входное напряжение через диод VD1 и резистор R4 отопрёт транзистор VT1. Образованный делитель напряжения из R1,R2,VT1 откроет транзистор VT2, и на входе DA1 появится напряжение питания. Выходное напряжение с DA1, отрегулированное с помощью подстроечного резистора R5 поступает на базы мощных составных транзисторов VT3,VT4, а с их эмиттеров уже снимается на нагрузку.
Когда кнопка SB1 будет отжата, схема продолжит находится в активном режиме, потому как выходное напряжение, поступающее на базу VT1 через диод VD2, держит его в открытом состоянии.
Печатная плата (можно скачать) изготовлена из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Транзисторы VT3 и VT4 запаиваются непосредственно на плату и крепятся к мощному теплоотводу. Выходное напряжение можно регулировать в небольших пределах резистором R5. При входном 24 В, выходное напряжение можно выставить в диапазоне 9,8…16,6 В.
Можно даже для удобства вынести переменный резистор на лицевую панель устройства для оперативной подстройки выхода. Вместо указанных на схеме транзисторов можно применить наши отечественные КТ827, если у кого остались старые запасы. Специально покупать их не стоит, т.к. они значительно дороже указанных на схеме. Транзистор VT1 заменим на КТ315, а VT2 на КТ817.
Источник
Электронные самоделки для гаража
Недавно на форуме мне справедливо заметили, что все критикую, а сам ничего не опубликовал, ни одной самоделки. Что же, исправляюсь и рассказываю о некоторых своих самоделках, из тех, что изготовлены из компьютерных блоков питания. Описания расположены по степени популярности у гаражного люда.
1. Зарядное устройство автомобильных аккумуляторов (ЗУ, см. рисунок) – полный автомат, работает по циклу IU, т.е. вначале идет зарядка фиксированным стабильным постоянным током (как рекомендуют изготовители аккумуляторов), при достижении напряжения 14,2 … 14,4 В переходит в режим зарядки постоянным напряжением. Ток зарядки при этом постепенно уменьшается и плавно переходит в режим компенсации токов саморазряда, т.е. хранения. Проще говоря – включил и забыл.
2. Блок питания шуруповерта (БПШ, см. рисунок) – позволяет работать шуруповертом (шурик) вообще без аккумулятора (АКБ), при необходимости переходник вынимается, ставится родная АКБ и шурик переходит в штатный режим. Возможна настройка на напряжение от 7,2 до 21 В (можно и больше) при токах до 12…16 А.
3. Комбинированное устройство (КОМБИК) совмещает ЗУ и БПШ. Исходное состояние – режим БПШ, при подключении автомобильной АКБ на зарядку КОМБИК автоматически переключается в режим ЗУ. Параметры такие же, как и у предыдущих изделий.
4. Блок питания универсальный (БПУ) имеет встроенный цифровой вольтамперметр, ручки регулировки напряжения и ограничения тока выведены на переднюю панель. Можно настроить в широких пределах, установить режим ЗУ или БПШ, запитать автомагнитолу, некоторые светильники, заряжать аккумуляторы шуриков и фонариков и др. Для работы с БПУ надо иметь некоторый навык, да и цифровой вольтамперметр у нас дороговат (у дядюшки Ляо цена приемлема, но из Китая долго едет), поэтому не очень популярен.
Все эти изделия построены по модульному принципу. Но сначала о материалах и инструментах.
Прежде всего надо иметь компьютерный блок питания (БП), чтобы превратить его в основной модуль. Внешне БП все очень похожи, нам же подходят БП, построенные на ШИМ-контроллере TL494 или его аналоге.
Микросхема типа TL494CN, выпускаемая фирмой TEXAS INSTRUMENT (США), выпускается так же фирмой SHARP (Япония) под названием IR3M02, фирмой SAMSUNG (Корея) — КА7500, фирмой FUJITSU (Япония) — МВ3759, так же есть и отечественный аналог — КР1114ЕУ4. Новая TL594 является полным аналогом TL494 с повышенной точностью компаратора. TL598 аналог TL594 с повторителем на выходе. — Цитата откуда-то.
1- Обычный набор слесарного и паяльного инструмента. Неплохо иметь паяльную станцию. Рекомендую ступенчатое сверло, удобная вещь.
2- Измерительные приборы. Конечно, такой амперметр – почти музейный, но на том же Али-экспресс есть приличные цифровые амперметры и шунты к ним.
3- Эквиваленты нагрузки, существуют электронные, но у меня такие.
4- На тот случай, если ничего не получается и нервы не выдерживают.
А теперь о модульности изделий. Под словом «модуль» подразумевается функционально законченная электронная схема, которая физически может быть расположена на одной плате, в составе другой платы либо раскидана по нескольким платам. Основной модуль изготавливается из компьютерного БП, построенного на ШИМ-контроллере 494 или его аналоге.
Схемотехника БП имеет много вариантов, поэтому и методов переделки множество, в интернете их полно. Примеры переделки и очистки платы см. рисунок из интернета. Вовсе не обязательно физически удалять ненужные детали, достаточно их отключить от остальной схемы.
И, соответственно, плата БП у нас превращается в модуль платы питания (или платы преобразователя), назовем его ПП.
Их два варианта – на один уровень ограничения тока и регулировки напряжения, для ЗУ, БПУ и БПШ, и на два, для КОМБИКА. Основа – датчик тока, на котором при протекании тока падает напряжение, достаточное для открывания регулирующего транзистора (КТ3107 или любой прямой кремниевый), появления напряжения на входе Deadtime Control (4 нога), при этом выходное напряжение уменьшается и ток не может превысить установленного предела. Как правило, для ЗУ сопротивление датчика тока около 0,15…0,2 Ом, для БПШ – около 0,07 Ом, в БПУ для расширения пределов регулировки ограничения тока в сторону малых токов 0,25 Ом и больше, а для КОМБИКА делается двухсекционный шунт – ток зарядки протекает по всему шунту, ток шуруповерта только по части его, примерно одна треть от номинала. При этом, если ток зарядки ограничен 5 амперами, то ток шуруповерта -15 (реально будет меньше, т.к. при больших токах нихром нагревается и увеличивает свое сопротивление).
Второй транзистор – прямой германиевый, напряжение его открывания намного меньше, он открыт при протекании сравнительно небольшого тока и индицирует его протекание.
Для всех изделий наличие светодиода «220» необязательно, достаточно установить на ПП лампочку индикатор включения-нагрузка холостого хода (см. один из дальнейших рисунков), ее свечение прекрасно видно сквозь решетки. Для БПШ только она и нужна (или светодиод), а у БПУ есть светящийся вольтамперметр.
Следующий — модуль управления кулером (извини, Иван_Похмельев , знаю, что правильно – вентилятор, но привычка, да и короче писать ). Два варианта – на полевике или биполярном Дарлингтоне. Оба обеспечивают плавное изменение оборотов кулера в зависимости от температуры внутри корпуса.
Вариант на биполярном транзисторе (левый на схеме) хорош при напряжении на выходе выше примерно 16 В, а также тем, что терморезистор привязан к земле и можно не заморачиваться его изоляцией (не всегда!). А вообще весь этот модуль можно заменить одним подобранным резистором.
А теперь посмотрим, что можно собрать из этих модулей.
Начнем с ЗУ.
1-Датчик тока.
2-Реле защиты.
3-Терморезистор в термоусадке.
4-Регуляторы ограничения тока и оборотов кулера.
5-Регулятор напряжения зарядки.
6-Плата индикации.
7-Плата управления, на которой все собрано, закреплена на задней стенке.
8-Радиатор выпрямителя.
Профессиональной фототехники не имею, поэтому пардон за качество.
КОМБИК, схема и вид изнутри.
1-Реле защиты.
2-Реле переключения напряжения.
3-Регулятор напряжения зарядки.
4-Регулятор напряжения шуруповерта.
5-Плата управления.
6-Датчик тока сдвоенный.
7-Терморезистор в термоусадке.
8-Выходное гнездо.
Далее о блоке питания шуруповерта БПШ.
Самое простое изделие из этой серии, кроме доработки ПП, нужен только модуль регулировки, даже без индикации тока. Желательно установить на ПП лампочку индикации включения и нагрузки ХХ.
Красным отмечены цепи регулировки ограничения тока. В этой схеме датчик тока имеет на порядок меньший номинал, соответственно, меньше потери. Используется незадействованный ранее ОУ (входы 15,16), меньше дополнительных деталей. Однако введение и настройка дополнительных цепей коррекции ОУ – кропотливая операция и не всегда удается.
Работа двух шуруповертов от одного БПШ. Если шурики на одинаковое напряжение – никаких проблем, подключаем параллельно и работаем, естественно, поочередно, не одновременно, не забываем следить за возможным перегревом блока. Если на разные напряжения, например, 12 и 18 В, ставим дополнительную плюсовую клемму (минус общий) и проводом, подходящим к ней, делаем с десяток витков вокруг геркона. При включении дополнительного шурика от протекающего тока срабатывает геркон, включает реле переключения напряжения (также как в КОМБИКЕ), которое переключает регуляторы напряжения.
Наконец – блок питания универсальный БПУ.
Ну, конечно, универсальный – это громко сказано. Минимальное выходное напряжение примерно 2,5 В, максимальное зависит от типа выпрямителя (без перемотки трансформатора выжимал до 48 В).
—На вольтметре динамическая индикация, поэтому фото неудачное, не все цифры видны.
Максимальный ток, индицируемый на цифровом вольтамперметре – 12. 13 А (больше не пробовал, и так один сжег), ограничиваемся этим значением. Минимальный уровень ограничения тока зависит от датчика тока. Качество выходного напряжения — пульсации, стабильность – посредственное, но ведь и гараж – не лаборатория. БПУ с фото сейчас греет нихромовую проволоку в установке резки пенопласта.
В этих изделиях (БПУ) рекомендуется использовать БП формата АТХ, в остальных работает и формат АТ.
Некоторые подробности конструкции для всех изделий.
-Места мало, поэтому плату управления крепим где получится.
-Упомянутые в тексте лампочка-индикатор и трехконтактное гнездо.
-Если мало места внутри…
И последнее. Для многих конструкций первое включение бывает и последним, по себе знаю. Широко распространенная рекомендация: первое включение изделия в сеть — последовательно с лампой накаливания. Я много лет использую этот метод следующим образом. На верхнем левом снимке видим удлинитель на три розетки. Правая, чумазая, включена обычным образом, а левая, зеленая, и средняя, включены последовательно. В среднюю через амперметр и вольтметр включается розетка для подключения испытываемых конструкций. Но чтобы в ней появилось напряжение, необходимо в левую включить лампочку. Их у меня 3 штуки – на 100, 300 и 750 Вт. Включать лампочки можно в любой комбинации – на левом фото включена одна, на правом – все три. Лучшие для этой цели – галогенки, у них малое сопротивление в холодном состоянии и резкое увеличение его – до 10 крат – в рабочем.
На левом нижнем фото через трехсотку идет малый ток, на работу нагрузки лампа не влияет. (Лампа 100 Вт не видна, она висит ниже). На среднем фото – нагрузка 300 Вт, предельный режим. На правом – КЗ в нагрузке. Если бы не эта защита, пришлось бы в темноте выбираться на лестничную площадку, открывать щиток, щелкать автоматом, потом настраивать время в часах и телевизорах, при этом выслушивая вполне справедливую ругань супруги и соображая, что же там могло выгореть в конструкции. Защита –вещь полезная.
Источник