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
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.