Každý elektrický komponent na svete je priamo alebo nepriamo potrebný na fungovanie. Na dodanie potrebného výkonu sa používa zariadenie známe ako napájací zdroj. Napájací zdroj je elektrická jednotka, ktorej úlohou je dodávať energiu do elektrických záťaží. Funkciou napájacieho zdroja je odoberať vstupné napätie zo zdroja a dodávať požadované napätie na napájanie záťaží pripojených k výstupnej svorke. Univerzálny napájací zdroj sa používa v domácnostiach, kanceláriách, na vysokých školách atď. Trvá vstup 220 V zo siete a má rôzne výstupné svorky na napájanie záťaží, ktoré nevyžadujú vysoké napätie. Výstupný terminál je väčšinou pevný 5V, 12V a premenný 0-30V.
Zdroj
Ako vyrobiť malú jednotku napájania?
Napájanie je najdôležitejšou súčasťou každého projektu na spustenie celého hardvéru. Začnime a zhromaždíme ďalšie údaje na zahájenie projektu. Pre tento projekt vyrobíme dosku s plošnými spojmi (PCB).
Krok 1: Zhromaždenie komponentov
Najlepším spôsobom, ako zahájiť akýkoľvek projekt, je vytvoriť kompletný zoznam komponentov. Toto nie je len inteligentný spôsob spustenia projektu, ale tiež nás ušetrí od mnohých nepríjemností uprostred projektu. Zoznam komponentov, ktoré sú na trhu veľmi ľahko dostupné, je uvedený nižšie:
- Transformátor zostúpiť
- 1n4007 (4 kusy)
- Regulátor napätia 7805
- Regulátor napätia LM317
- Kondenzátor 2200uF
- 100F kondenzátor
- Kondenzátor 0,33uF
- Rezistor 240 Ohm
- Potenciometer 10 kOhm
- Vytlačená obvodová doska
- Sada spájkovačky
- Malý vŕtací stroj
- FECl3
- Škrabka na PCB
Krok 2: Štúdium komponentov
Rovnako ako teraz máme kompletný zoznam všetkých komponentov, poďme o krok vpred a urobme si krátku štúdiu všetkých komponentov.
TO Transformátor je pasívne elektrické zariadenie, ktoré sa používa na zvýšenie alebo zníženie striedavého napätia v elektrických aplikáciách. Existujú dva typy transformátorov, step-down transformátor a step-up transformátor. Tu používame krokový transformátor. tento typ transformátora je najbežnejší na použitie v domácich spotrebičoch, pretože znižuje vysoké napätie z elektrickej siete na 12V. Najskôr sa vytvorí obvod a potom sa vykoná všetko meranie. Základná konštrukcia transformátora pozostáva z cievky a dvoch vinutí, primárneho vinutia a sekundárneho vinutia. V transformátore s postupným znižovaním sú primárne vinutia väčšie ako sekundárne vinutia, ktoré pomáhajú znižovať primárne napätie na sekundárne napätie.
Transformátor
TO dióda je elektrický komponent, ktorého úlohou je viesť jednosmerný prúd. Vyrobili sme usmerňovací mostík pomocou štyroch diód v našom obvode. Mostíkový usmerňovač je usmerňovač s plnou vlnou, ktorý premieňa striedavý prúd (AC) na jednosmerný prúd (DC). Keď striedavé napätie prechádza mostíkovým usmerňovačom, počas prvej polovičného cyklu sa dve jeho diódy skreslia smerom dopredu a dve z nich sa obrátia skreslene, čo vedie k vedeniu jedného cyklu. počas druhej polovice cyklu sa diódy, ktoré boli predtým skreslené, teraz zmenili na predpätie a ďalšie dve sa zmenili na skreslenie, takže druhá polovica cyklu sa javí pozitívna. Konečným výsledkom je DC vlna.
Mostový usmerňovač
7805 Regulátor napätia: Regulátory napätia majú v elektrických obvodoch značný význam. Aj v prípade kolísania vstupného napätia poskytuje tento regulátor napätia konštantné výstupné napätie. Aplikáciu 7805 IC nájdeme vo väčšine projektov. Názov 7805 znamená dva významy, „78“ znamená, že ide o kladný regulátor napätia a „05“ znamená, že poskytuje 5 V ako výstup. Náš regulátor napätia bude teda poskytovať výstupné napätie + 5 V. Tento IC dokáže spracovať prúd okolo 1,5A. Chladič sa odporúča pre projekty, ktoré spotrebúvajú viac prúdu. Napríklad, ak je vstupné napätie 12V a spotrebujete 1A, potom (12-5) * 1 = 7W. Týchto 7 W bude rozptýlených ako teplo.
Regulátor napätia
LM317 je tiež regulátor napätia, ale nie je fixný. Jedná sa o nastaviteľný lineárny regulátor napätia. Môže pracovať s prúdom až 1,5 A a dokáže regulovať napätie od 1,25 V do približne 37 voltov. Na zmenu napätia potrebuje vonkajší odpor. Má veľa aplikácií, napríklad sa používa v ovládačoch motorov, napájacích bankách, nabíjačkách, ethernetových prepínačoch atď.
LM317
Krok 3: Simulácia obvodu
Pred vykonaním obvodu je lepšie simulovať a preskúmať všetky namerané hodnoty na softvéri. Softvér, ktorý budeme používať, je Proteus Design Suite . Proteus je softvér, na ktorom sa simulujú elektronické obvody. Najskôr sa vytvorí obvod a potom sa vykoná všetko meranie. Základná konštrukcia transformátora pozostáva z cievky a dvoch vinutí, primárneho vinutia a sekundárneho vinutia. V transformátore s postupným znižovaním sú primárne vinutia väčšie ako sekundárne vinutia, ktoré pomáhajú znižovať primárne napätie na sekundárne napätie.
Ak chcete softvér prevziať, kliknite tu.
- Po stiahnutí a nainštalovaní softvéru Proteus ho otvorte. Otvorte novú schému kliknutím na ikonu ISIS ikona v ponuke.
ISIS
- Keď sa zobrazí nová schéma, kliknite na ikonu P ikona v bočnej ponuke. Otvorí sa okno, v ktorom môžete vybrať všetky komponenty, ktoré sa majú použiť.
Nová schéma
- Teraz zadajte názov komponentov, ktoré sa použijú na vytvorenie obvodu. Komponent sa zobrazí v zozname na pravej strane.
Hľadanie komponentov
- Rovnakým spôsobom, ako je uvedené vyššie, prehľadajte všetky komponenty. Objavia sa v Zariadenia Zoznam.
Zoznam komponentov
- Teraz, keď sme celý okruh vytvorili na softvéri. Poďme to simulovať a skontrolovať, či je výstup, ktorý dostávame, požadovaný alebo nie. Chceme získať fixných 5V na jednom termináli a premennú 0 až 12V na druhom termináli. Za týmto účelom pripojíme voltmetr a vykonáme všetky údaje. Najskôr nastavíme Napätie hlavného zdroja striedavého napätia na 220 V a jeho frekvencia na 50 Hz. Ak chcete zmeniť výstup druhého terminálu, posuňte gombík z môže HG čo je náš premenný odporca.
Čítanie
Krok 4: Vytvorenie rozloženia DPS
Pretože chystáme hardvérový obvod na dosku plošných spojov, musíme najskôr urobiť rozloženie plošných spojov pre tento obvod.
- Aby sme vytvorili rozloženie PCB na Proteuse, musíme najskôr priradiť balíčky PCB každému komponentu na schéme. na priradenie balíkov kliknite pravým tlačidlom myši na komponent, ktorému chcete priradiť balík, a vyberte Baliaci nástroj.
Priraďte balíčky
- Kliknutím na možnosť ARIES v hornom menu otvoríte schému PCB.
Baran
- V zozname komponentov umiestnite všetky komponenty na obrazovku do podoby, v ktorej má obvod vyzerať.
- Kliknite na režim stopy a nasmerovaním šípky pripojte všetky piny, ktoré vám softvér hovorí.
- Keď je urobené celé rozloženie, bude to vyzerať takto.
Rozloženie DPS
Krok 5: Výroba hardvéru
Pretože sme teraz simulovali obvod na softvéri, funguje to úplne v poriadku. Teraz poďme ďalej a umiestnime komponenty na DPS. DPS je doska s plošnými spojmi. Je to doska z jednej strany úplne potiahnutá meďou a z druhej strany úplne izolujúca. Výroba obvodu na DPS je pomerne zdĺhavý proces. Po simulácii obvodu na softvéri a vytvorení jeho plošného spojenia s plošnými spojmi je toto usporiadanie obvodu vytlačené na maslovom papieri. Pred vložením maslového papiera na dosku s plošnými spojmi pomocou stierača plošných spojov potrite dosku tak, aby sa medená vrstva na doske zmenšila z hornej časti dosky.
Odstránenie medenej vrstvy
Potom sa na dosku s plošnými spojmi položí maslový papier a žehlí sa, kým sa na dosku nevytlačí obvod (trvá to približne päť minút).
Žehlenie dosky s plošnými spojmi
Teraz, keď je obvod vytlačený na doske, je ponorený do FeCl3roztoku horúcej vody na odstránenie nadbytočnej medi z dosky, zostane po nej iba meď pod plošným spojom.
Leptanie DPS
Potom potrite dosku s plošnými spojmi škrabkou, aby zapojenie bolo výrazné. Teraz vyvŕtajte otvory na príslušných miestach a umiestnite komponenty na dosku s plošnými spojmi.
Vŕtanie otvorov do dosky s plošnými spojmi
Spájkujte komponenty na doske. Nakoniec skontrolujte spojitosť obvodu a ak na ktoromkoľvek mieste dôjde k prerušeniu, komponenty odspájkujte a znovu pripojte.
Kontrola kontinuity obvodu
Krok 6: Testovanie obvodu
Teraz je hardvér úplne pripravený. Vykonajme test a zmerajme napätia. pripojte primárne svorky transformátora k mužskému zdroju, aby ste ho napájali. Pripojte LED diódu s odporom 1 kOhm k výstupnej svorke 5V napájacieho zdroja a malý jednosmerný motor k premennej výstupnej svorke. Zapnite sieťové napájanie a uvidíte, že LED bude svietiť. Ak chcete otestovať premenlivé napätie, zmeňte gombík variabilného odporu. So zmenou odporu premenlivého odporu by sa mali meniť otáčky motora. Ak sa to všetko stane, znamená to, že sme vytvorili dobrý napájací zdroj, ktorý je možné použiť na rôzne účely, napríklad na nabíjanie batérií, prevádzkovanie malých školských projektov, napájanie hračiek atď.
