Блок питания для гальваники
Какой блок выбрать. Надежный, компактный, простой в использовании.
«Я не физик, я не химик. »
«. в электричестве не разбираюсь. Боюсь запутаться в проводах, схемах. Какой блок питания мне купить для гальванопластики? Чтобы работать с ним было просто и удобно. Это возможно?»
Да, есть такие блоки питания (БП). Давайте рассмотрим их преимущества и недостатки.
Вольты и амперы
Не хотите вникать, чем вольты отличаются от амперов? Не будем. Просто определимся, сколько нам их надо. Только запомним: напряжение – вольты, сила тока (или просто «ток») – амперы.
1 ампер = 1000 миллиампер. 1А = 1000mA *C латинскими и русскими буквами, писать ли «Ампер» с большой или маленькой буквы – полная свистопляска, привыкайте. mA то же самое, что мА. Вольты В (по-русски) или V.
Хорошая новость: для меднения достаточно 2-3 Вольт, любой БП выдаст их без проблем.
* Хромирование и анодирование алюминия требует сравнительно высоких напряжений. Эти процессы явно не для начинающих, поэтому будем ориентироваться на меднение и никелирование.
Вторая новость: требуемая сила тока зависит от площади создаваемого шедевра. Примерно 20mA = 0,02 Ампера на квадратный сантиметр. Для омеднения одной бусины, сережки, кулончика или какой-нибудь мелкой фурнитуры тока хватит от любого БП.
Однако со временем аппетиты растут. Для барельефа размером с ладошку или для одновременного омеденения 10 крупных бусин силы тока начинает не хватать – ну прям как денег в реальной жизни.
* Проволочный абажурчик размером с кулак потребовал 4 Ампера. Хотя его площадь (дырки не считаются) кажется не так уж велика. При токе в 2А не только скорость продцесса в два раза меньше, чем при 4А. С этим можно смириться, но покрытие получалось тусклым. При большом токе и с блескообразующими добавками в электролите покрытие получается блестящим, зеркальным. Не требует никакой полировки или лакировки.
Что нам нужно
Блок питания
1) понижает напряжение с 220 Вольт до небольшого и
2) выпрямляет, т.е. превращает переменное в постоянное. «Плюс» и «минус» в гальванике соблюдать обязательно. Это умеет любой сетевой адаптер, например, заряжалка для мобильника.
Что нам нужно еще? 3 — регулятор, 4 — индикатор. Регулятор это ручка, которую мы крутим. Индикатор показывает силу тока. И всё это хозяйство в одном корпусе. Чтобы провода и детали не валялись хаотично на столе, на радость детям и кошке.
Самый дешевый
Китайские братья, почти близнецы.
Dazheng PS-1502D и Dasheng PS-1502DD.
Цифры означают 15 Вольт, 0 2 Ампера.
Модели отличаются набором регуляторов и клемм.
У 1502D только регулируется напряжение ручками «грубо» и «точно». У 1502DD две ручки слева
позволяют выставить максимальный ток (защита по току) и диапазон напряжения.
Цена 600-700 руб.
Пафосные светящиеся индикаторы напряжения и тока. Проснулись ночью, как там моя гальваническая ванна поживает? – Если сила тока в норме, значит хорошо.
В комплекте кучка проводов для тестирования и зарядки мобильников.
Ненадежный. Производители сэкономили на всём, отсюда и низкая цена. Если сгорит быстро, обязаны заменить по гарантии. Вместо рукоделия будет бодание с продавцами.
Более вероятно, что при большой силе тока он будет глючить. Поработает 20 минут нормально, перегреется, и станет показывать нереальную силу тока, плюс-минус километр. Медь будет осаждаться, качество покрытия будет иногда прекрасное, но чаще ужасное. Потратите много времени и материалов, и не получите хотя бы отрицательного опыта, от которого можно отталкиваться. Потому что неправильные цифры на фасаде будут вас дезинформировать.
Кто же покупает такие БП? Небогатые энтузиасты-электронщики. Корпус и индикаторы у него хорошие, по отдельности купить дороже станет, парадокс. С помощью тестера и своих знаний мастера могут его контролировать и чинить. Или сразу переделывают. Ставят хороший радиатор, меняют трансформатор, меняют диодный мост и конденсатор, меняют. – ну вы поняли. Хобби у электронщиков такое. А у нас другое. Интернет полон техническими подробностями по доработке и переделке , но это не наш путь.
Оптимальный
Приличная фирма по доступным ценам – Mastech.
Источник
Простой источник питания гальванотехника
из компьютерного БП
В статье рассмотрена конструкция источника питания, разработанного для использования в гальванотехнике. Он изготовлен на основе компьютерного блока питания АТХ и позволяет выдавать в нагрузку стабилизированный ток до 20А в течение времени, заданного с помощью таймера.
Тема любительской гальванотехники довольно популярна. Технология гальваники требует наличия источника стабильного тока довольно высокого качества. Использование радиолюбительских лабораторных блоков питания средней мощности не всегда приемлемо для этой цели, так как обычно в них стараются сбалансировать характеристики таким образом, чтобы получить большой диапазон выходного напряжения при небольшом токе. С другой стороны, всевозможные зарядные устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов позволяют получать большой ток, часто стабилизированный, но имеют плохое качество выходного напряжения, что не позволяет получить гладкое покрытие изделия металлом.
Таким образом, автор решил изготовить специализированный источник питания для использования в гальванотехнике (ИПГ), имеющий следующие основные технические характеристики:
- напряжение питания сети
230В;
- в первом канале — от 0 до 20 В при токе до 10 А;
- во втором канале — от 0 до 8 В при токе до 20 А;
О переделке компьютерных блоков питания (БППК) написано очень много статей, в том числе, автором. Особенностью этой конструкции является использование 5-вольтового выхода БППК для получения большого выходного тока, измененная схема управления и индикации, и наличие возможности подключения таймера отключения.
Описание схемы устройства
Принципиальная электрическая схема ИПГ представлена на рисунке. За основу ИПГ был взят блок питания АТХ мощностью 300 Вт с датчиком температуры для управления скоростью вращения вентилятора охлаждения. В исходном БППК использовался ШИМ-контроллер типа DR-B2005, поэтому для его переделки была использована дополнительная плата управления на контроллере TL494 (DA3). Подробнее о такой замене ШИМ-контроллера можно почитать в статье «Переделка компьютерных БП с ШИМ-контроллерами типа DR-B2002, DR-B2003, SG6105 в лабораторные источники питания». Схема управления аналогична описанной в статье «Двухполярный источник питания – зарядное устройство из компьютерного БП». Для обеспечения индикации перехода ИПГ в режим ограничения тока, согласно рекомендациям, приведенным в статье В. Андрюшкевича «Переделка компьютерного блока питания в лабораторный и зарядное устройство» (Радио — 2012, №3), в схему управления добавлен компаратор DA2, выход которого нагружен на светодиод HL2.
Схема модуля питания цепей управления на основе трансформатора Т1 «дежурного» режима БППК аналогична описанной в статье «Переделка компьютерных БП с ШИМ-контроллерами типа DR-B2002, DR-B2003, SG6105 в лабораторные источники питания».. В исходном БППК имелся датчик температуры и автор решил его оставить, так как автоматическая регулировка скорости вращения вентилятора охлаждения заметно снижает шум. Поэтому в схему питания вентилятора М1 добавлен интегральный стабилизатор DA1, подающий на терморегулятор стабилизированное напряжение =12 В.
Модуль силового питания имеет два канала, так как используется 12-вольтовый и 5-вольтовый выходы силового трансформатора Т2 с соответствующими выпрямителями. Использование 5-вольтового выхода позволяет при необходимости получить больший ток, чем при использовании 12-вольтового выхода. Схемы выпрямления и фильтрации обеих каналов особенностей не имеют и соответствуют штатной схеме БППК. Датчик тока Rш1 включен в разрыв общего провода, поэтому не имеет значения, какой из каналов нагружен, ограничение тока будет работать в любом случае.
Для индикации уровня выходного напряжения и тока использован широко распространенный малогабаритный цифровой мультиметр типа DT830В, из которого удалены все штатные делители, а собрана входная цепь R6, R8, C7, установлен конденсатор развязки C8, шунт Rш2 и добавочное сопротивление R5. Измерения производятся на пределе 20V, что позволяет отображать значение напряжения и тока с двумя знаками после запятой, то есть от 0,00 до 19,99. С помощью переключателя SA1 выбирается канал измерения напряжения, а переключателем SA3 – род работ. Питание мультиметра берется от отдельного, гальванически не связанного с остальными элементами схемы, стабилизатора на элементах Т3, VD5, VD10, С3.
Таймер отключения ИПГ сделан на основе популярных китайских электронно-механических часов с будильником. Часы запитаны от источника питания дежурного режима БППК через контакт K1.1 реле К1. Схема питания представляет собой параметрический стабилизатор на элементах R4, HL1 с напряжением стабилизации около 2 В. Затем это напряжение нормализуется до номинального (около 1,5 В) с помощью диода VD11 и фильтруется конденсатором C6. Емкость конденсатора подобрана таким образом, чтобы во время работы часов светодиод VD11 мигал, индицируя таким образом их ход. Контакт SA2 часов, включающий сигнал будильника, при замыкании ставит под ток реле К1, контакт К1.1 размыкается, отключая питание схемы управления и часов. Таким образом управление ключевыми транзисторами не производится и напряжение с выхода ИПГ снимается.
Конструкция, детали и наладка ИП
Все элементы ИПГ кроме часов расположены в корпусе БППК, в одной из сторон которого вырезано большое отверстие для размещения передней панели с органами управления и индикации. Часы подключаются к основному блоку через разъем, расположенный на задней стенке ИПГ с помощью кабеля.
Отдельные функциональные блоки конструкции собраны либо на отдельных печатных платах, либо навесным монтажом. Чертежи печатных плат не приводятся, так как в процессе разработки они претерпевали значительные изменения. Кроме того размеры и форма блоков будет зависеть от конструкции исходного БППК.
Выпрямительные диоды (диодные сборки) VD3, VD4 12-вольтовой цепи и VD7, VD8 5-вольтовой цепи не менялись, так как выходное напряжение ИПГ не превышает их максимально допустимые параметры. В оригинальном БППК для обеспечения большей нагрузочной способности в 5-вольтовой цепи было установлено две параллельно включенные диодные сборки: VD7,VD8 и VD6,VD9, одной из которых достаточно и вторую можно демонтировать. Дроссель групповой стабилизации L1 оставлен без изменений. Конденсаторы фильтров C4, C5 заменены в соответствии с номиналами, указанными на схеме. Также следует установить нагрузочные резисторы R1, R2. Датчик тока Rш1 изготовлен из нескольких параллельно включенных отрезков латунного провода диаметром 0,8 мм (ранее служившим шунтом старого комбинированного прибора) и запаян в разрыв общего провода прямо на плате БППК.
За основу платы блока управления на TL494 можно взять конструкцию, описанную здесь, добавив на нее компаратор DA2. Подробно о наладке схемы управления описано в оригинальной статье В. Андрюшкевича. Средние выводы переменных резисторов R9, R12 рекомендуется зашунтировать на землю конденсаторами емкостью 0,01-0,1 мкФ. Следует отметить, что для обеспечения более точной настройки ограничения тока полезно будет добавить в схему и вывести на переднюю панель еще один переменный резистор сопротивлением в 10 раз меньше R9, включенный потенциометром в разрыв провода, соединяющего вывод R9 с общим проводом. Подбором резистора R11 выставляется максимальное напряжение первого канала ИПГ (0…20 В), которое и контролируется схемой управления. Напряжение низковольтного канала (0…8 В) регулируется опосредовано путем контроля напряжения первого канала.
Переделка мультиметра типа DT830 заключается в укорачивании печатной платы до минимально возможного размера и установке необходимых элементов, показанных на схеме. В зависимости от способа установки мультиметра, следует также обрезать и сформировать его корпус. В данной конструкции было удобнее вынести мультиметр наружу передней панели, поэтому нижняя часть корпуса была аккуратно отрезана и переклеена выше.
Схема питания часов расположена в нише установки элемента питания, причем светодиод HL1 выведен на циферблат. Вывод контакта включения будильника SA2, идущий в схему часов следует перерезать и подключить к нему проводник. Второй конец контакта находится на минусе питания часов. Схема, расположенная в часах подключается к основному блоку трехпроводным кабелем с установленным на конце «аудио» штекером (TRS). Это удобно, так как позволяет легко заменить часы в случае выхода их из строя, или же отключить за ненадобностью. К основанию часов приклеена магнитная лента, с помощью которой они надежно прикрепляются к корпусу источника питания.
Для коммутации питания схемы управления использовано малогабаритное реле K1 типа РЭС-15. Вместо него можно использовать любое другое реле с одним нормально замкнутым контактом и номинальным напряжением не более 15 В. Токоограничивающий резистор R3 подбирают опытным путем для обеспечения нормального режима работы реле под током. Вместо реле также можно использовать маломощный полевой транзистор с изолированным затвором.
Шунты Rш1, Rш2 следует разместить внутри корпуса таким образом, чтобы они хорошо обдувались вентилятором охлаждения, так как на них может рассеиваться большая мощность. Использование в конструкции ИПГ двух шунтов связано с тем, что автор использовал ранее изготовленные и отлаженные мультиметр и плату управления. В новой конструкции проще использовать только шунт мультиметра, как это сделано в конструкции, описанной в статье «Двухполярный источник питания – зарядное устройство из компьютерного БП».
За исключением ранее описанных случаев, особых требований к деталям устройства не предъявляется, и могут быть использованы любые доступные элементы с параметрами, аналогичными элементам, указанным в схеме.
Заключительные замечания
Кроме использования ИПГ в процессе гальваники, наличие в описанной конструкции таймера отключения позволяет автоматизировать и другие задачи, например, производить зарядку аккумуляторных батарей стабильным током в течение заданного времени.
Источник