Ultimate Electronics Helper -- PSU แบบตั้งโต๊ะแบบปรับได้พร้อมผู้ช่วย: 12 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

เมื่อทำงานกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เครื่องมือสองอย่างมีความจำเป็นเสมอ วันนี้เราจะสร้างสิ่งจำเป็นสองประการนี้ และเราจะก้าวไปอีกขั้นหนึ่งและรวมสองสิ่งนี้เข้าด้วยกันเป็นผู้ช่วยด้านอิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูงสุด!

ฉันกำลังพูดถึง Variable Bench Top PSU และ Helping hands ดีๆ สักคู่!

PSU มีแรงดันและกระแสแบบแปรผัน จึงสามารถนำไปใช้ในโครงการต่างๆ ได้ นอกจากนี้ยังมีเอาต์พุต 5V คงที่จากขั้วต่อ USB เนื่องจากคุณอาจเคยพบกับโครงการอิเล็กทรอนิกส์ DIY จำนวนมากที่ต้องใช้ 5V และแรงดันไฟฟ้าอื่นๆ

มือที่ช่วยเหลือต้องการฐานที่มั่นคงเสมอเพื่อให้ทุกอย่างนิ่ง ซึ่งสามารถแก้ไขได้โดยการติดตั้งเข้ากับหน่วยจ่ายไฟ ซึ่งมักจะมีน้ำหนักมาก

มาเริ่มกันเลย!

[เล่นวีดีโอ!]

ขั้นตอนที่ 1: ชิ้นส่วนและเครื่องมือ

อะไหล่

• ที่ชาร์จแล็ปท็อปรุ่นเก่า
• ตัวแปลงบั๊กบูสต์ $8.24

• โพเทนชิโอมิเตอร์ 2 ชิ้น $0.43

  200k โอห์ม

• Potmeter ลูกบิด 2 ชิ้น. $0.60
• LCD พร้อมโวลต์มิเตอร์ $2.48
• ปลั๊กกล้วยตัวเมีย $1.17
• ปลั๊กกล้วยตัวผู้ $1.18
• สวิตช์สลับ $0.24
• ตัวแปลงขั้นตอนลง $1.09
• USB ตัวเมีย 1 ชิ้น $0.09
• ท่อ CNC 3 ชิ้น. $1.44
• คลิปจระเข้ 3 ชิ้น. $0.36
• ท่อหดความร้อน

• สกรู M3 พร้อมน็อต

  • 15 ชิ้น
  • ระหว่างสกรูยาว 10 ถึง 16 มม.

เครื่องมือ

• ซุปเปอร์กาว
• หัวแร้ง
• เครื่องปอกสายไฟ
• น้ำหนักเบา
• เครื่องพิมพ์ 3 มิติ
• ซุปเปอร์กาว

ขั้นตอนที่ 2: กวัดแกว่งพลัง

ในการสร้างหน่วยจ่ายไฟฉันใช้ที่ชาร์จแล็ปท็อปเครื่องเก่า ไม่เสียค่าใช้จ่ายเพราะฉันมีที่ชาร์จเก่าหลายตัววางอยู่รอบๆ ในการทำโปรเจ็กต์นี้ ฉันใช้ส่วนที่หนักที่สุดที่ฉันมีซึ่งอยู่ที่ 65W ที่ชาร์จแบบเก่าเหมาะอย่างยิ่งสำหรับ PSU แบบตั้งโต๊ะขนาดกะทัดรัด เนื่องจากผลิตในขนาดที่เล็กแต่ยังคงให้พลังงานในปริมาณที่เหมาะสม

แรงดันและกระแสจะถูกควบคุมโดยชิปซึ่งสามารถเพิ่มและลดแรงดันไฟฟ้าได้ มีช่วงเอาต์พุต 1.25V ถึง 30V และ 0.2A ถึง 10A สิ่งนี้ถูกปรับโดยการหมุนโพเทนชิโอมิเตอร์บนบอร์ดควบคุมกำลังไฟฟ้า

ขั้นตอนที่ 3: กำลังขับ

ฉันใช้ตัวเชื่อมต่อสองชุดเพื่อส่งพลังงานให้ฉัน มีปลั๊กกล้วยทั่วไปสำหรับเอาต์พุตแบบแปรผัน สิ่งเหล่านี้มักใช้และคุณจะมีตัวเชื่อมต่อที่แตกต่างกันมากมายสำหรับสิ่งเหล่านี้ ฉันใช้ปลั๊กกล้วยตัวผู้ที่เชื่อมต่อกับคลิปจระเข้คู่หนึ่ง

สำหรับเอาต์พุต 5V คงที่ ฉันใช้ขั้วต่อ USB ตัวเมีย หลายโครงการต้องการ 5V ร่วมกับแรงดันไฟฟ้าอื่นๆ นอกจากนี้ยังหมายความว่า PSU แบบตั้งโต๊ะสามารถจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ที่ใช้ USB ดังนั้นคุณจึงสามารถใช้สิ่งนี้เพื่อชาร์จโทรศัพท์ของคุณได้!

มีประโยชน์มากที่จะมีมากกว่าหนึ่งเอาท์พุท!

ขั้นตอนที่ 4: การอัพเกรดโพเทนชิโอมิเตอร์

เพื่อให้ควบคุมแรงดันไฟและกระแสไฟได้ง่ายขึ้น ฉันกำลังเปลี่ยนพอตเตอร์มิเตอร์ขนาดเล็ก ฉันเลิกใช้สิ่งเหล่านี้โดยผลักไขควงขนาดเล็กระหว่างหม้อตัดแต่งและ PCB ในขณะที่ใช้ความร้อนบนข้อต่อบัดกรี ฉันทำสิ่งนี้ชั่วขณะหนึ่งโดยสลับกับตำแหน่งที่ร้อนจนกระทั่งหม้อตัดแต่งหลุดออกมา จากนั้นจึงแทนที่ด้วยโพเทนชิออมิเตอร์แบบหมุนปกติที่มีความต้านทานเชิงเส้นระหว่างศูนย์ถึง 200k โอห์ม

ขั้นตอนที่ 5: วงจรที่สมบูรณ์

ตอนนี้นี่จะเป็นวงจรที่สมบูรณ์ ที่ชาร์จแล็ปท็อปเชื่อมต่อกับตัวแปลงบูสบูสต์แบบขนานกับพลังงานที่ส่งไปยังหน้าจอ LCD สิ่งนี้เชื่อมต่อกับตัวแปลงสเต็ปดาวน์ที่เล็กกว่าและคงที่ เอาต์พุตของโมดูล step down ที่เล็กกว่าจะถูกป้อนเข้ากับขั้วต่อ USB

ฉันยังไปข้างหน้าและเพิ่มสวิตช์สลับแบบง่าย ๆ ให้สอดคล้องกับเอาต์พุตที่ชาร์จแล็ปท็อป

จากนั้นเอาต์พุตตัวแปรจะเชื่อมต่อกับปลั๊กกล้วยคู่หนึ่งเพื่อใช้เป็นเอาต์พุต สิ่งเหล่านี้ยังมีสายไฟที่วิ่งไปยังอินพุตการวัดบนหน้าจอ LCD

ขั้นตอนที่ 6: การพิมพ์ 3 มิติ

คุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ 3D ได้ทั้งในไฟล์. STL และ Fusion 360 (.f3d) เราได้รวมไฟล์เหล่านี้ไว้เพื่อให้ง่ายขึ้นหากคุณต้องการแก้ไขส่วนต่างๆ ของเคสเพื่อการใช้งานของคุณเอง ทุกอย่างได้รับการออกแบบใน Fusion 360 ดังนั้นไทม์ไลน์จึงบันทึกประวัติศาสตร์การออกแบบที่สมบูรณ์หากคุณต้องการดู! คุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ STL ได้ที่นี่

ทุกส่วนมีระยะขอบที่สวยงาม ดังนั้นทุกอย่างจึงควรประกอบเข้าด้วยกันอย่างง่ายดาย นี่ยังหมายความว่าคุณมีที่ว่างสำหรับจ่ายไฟและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ มากมาย หากคุณต้องการปิดสวิตช์ในภายหลัง

ฉันพิมพ์ทุกอย่างยกเว้นอะแดปเตอร์มือช่วยที่ 0.3 มม. ซึ่งเป็นความละเอียดที่หยาบที่สุดในเครื่องพิมพ์ของฉัน อะแดปเตอร์ถูกพิมพ์ที่ 0.1 มม. โดยรวมแล้วใช้เวลาประมาณเจ็ดชั่วโมงในการพิมพ์ทุกอย่างใน PLA และเติม 5% เพื่อความแข็งแรง

ขั้นตอนที่ 7: สิ่งที่เกี่ยวกับการให้ยืมมือ

ตามที่กล่าวไว้ในบทนำของโปรเจ็กต์นี้ การช่วยให้มือต้องมีฐานที่แข็งแรงและหนักอยู่เสมอ นี่เป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่ามือจะอยู่กับที่เมื่อคุณใช้แรงกับมันขณะบัดกรี คุณไม่ต้องการให้มือเคลื่อนที่ไปรอบๆ ในขณะที่จับวงจรเล็กๆ ในโครงการนี้ ปัญหานี้แก้ไขได้ด้วยการติดตั้งมือช่วยที่ด้านข้างของ PSU แบบตั้งโต๊ะ เนื่องจากมีน้ำหนักมากพอสมควร

คลิปจระเข้มีด้ามจับที่แข็งแรง เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้พวกมันกัดพื้นผิวแรงเกินไปหรือลัดวงจรอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใดๆ เราจะเพิ่มท่อหดด้วยความร้อนบนฟัน

ขั้นตอนที่ 8: จับมือกัน

วิธีที่ดีที่สุดในการยึดคลิปจระเข้คือการตัดขอบของท่อก่อน ให้สอดเข้าไปก่อน เพื่อให้แน่ใจว่าทุกอย่างเข้าที่ ฉันได้เพิ่มกาวซุปเปอร์หยดเล็กน้อย เพื่อให้คลิปหนีบปากจระเข้เหมาะกับจุดประสงค์ของเรามากขึ้น เราจึงเพิ่มท่อหดด้วยความร้อนบนฟันของพวกมัน เลื่อนท่อหดด้วยความร้อนลงบนคลิปแล้วตัดท่อที่ปลาย ทำซ้ำสำหรับอีกด้านหนึ่ง ขณะนี้มีท่อทั้งสองด้านที่ปลายใช้แหล่งความร้อน ฉันใช้ไฟแช็คเคลื่อนที่ไปมาใต้ท่ออย่างรวดเร็วขณะหมุนคลิป

เพื่อเตรียมมือช่วยสำหรับการติดตั้งเข้ากับเคส อันดับแรก อันดับแรก ฉันได้ดึงขั้วต่อสกรูสีส้มบนท่อ CNC ออก จากนั้นใช้แรงเล็กน้อยฉันก็ผลักปลายเปิดของหลอดลงบนอะแดปเตอร์ที่พิมพ์ 3 มิติ อะแดปเตอร์มีข้อต่อแบบลูกหมากเช่นเดียวกับท่อ CNC อื่น ๆ ซึ่งหมายความว่าสามารถหมุนได้อย่างอิสระในตำแหน่งที่คุณต้องการ!

ขั้นตอนที่ 9: แผงด้านหน้า

โพเทนชิโอมิเตอร์และปลั๊กกล้วยมาพร้อมกับถั่วที่จำเป็น เพียงสอดสิ่งเหล่านี้ผ่านแผงด้านหน้าแล้วขันให้แน่นด้วยน็อต เพียงแค่กด LCD และสวิตช์เข้าที่ เนื่องจากฉันทดสอบวงจรทั้งหมดก่อนที่จะติดตั้ง ฉันต้องถอดสวิตช์ออกก่อนที่จะถูกผลักเข้าไปในแผงด้านหน้า โชคดีที่สามารถติดตั้งส่วนอื่น ๆ ได้ทั้งหมดโดยไม่มีการบัดกรี!

ต้องติดขั้วต่อ USB ให้เข้าที่ ในการจัดวางให้ชิดด้านหน้า ฉันได้ติดเทปพันท่อที่ด้านนอก สิ่งนี้ยึด USB ไว้ในขณะที่ฉันทากาวร้อน

ฉันได้แนบไฟล์.dxf สำหรับแผงด้านหน้าแล้ว ดังนั้นคุณจึงยังสร้างมันได้โดยไม่ต้องใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติ

ขั้นตอนที่ 10: เตรียมหลังคา

ฝาปิดของเคสมีกระเป๋าสี่ช่องโดยแต่ละช่องมีที่ว่างสำหรับน็อต M3 น็อตถูกผลักเข้าไปในกระเป๋าใบนี้ ฉันใช้แหนบและต่อมาก็ขันสกรูเข้าไปในรูกระเป๋าเพื่อให้แน่ใจว่าน็อตอยู่ในตำแหน่งที่พอดี! เมื่อน็อตอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง ฉันก็ทากาวร้อนเล็กน้อยเพื่อให้เข้าที่เมื่อถอดสกรูออก ทำซ้ำอีกสามครั้ง

ตอนนี้ฝาปิดมีรูเกลียวในแต่ละมุมและสามารถขันสกรูที่ด้านบนของเคสได้อย่างง่ายดาย!

ขั้นตอนที่ 11: มาด้วยกัน

ตกลง! เราได้ทำทุกส่วนที่เราต้องการแล้ว ตอนนี้มันเป็นแค่เรื่องของการนำมันมารวมกัน! ในตัวเคสเอง ฉันเริ่มต้นด้วยการติดตั้งอะแดปเตอร์สำหรับมือช่วย สิ่งนี้ทำในขณะที่ฉันยังมีพื้นที่ให้ทำงานข้างใน หลังจากนี้เครื่องชาร์จก็ติดกาวด้วยกาวร้อนเล็กน้อย เพียงเพื่อให้แน่ใจว่ามันจะไม่หลวม ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าสองตัววางอยู่บนพื้น ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายไฟไม่พันกันมากเกินไป

เมื่อทุกอย่างยัดเข้าไปข้างในก็ถึงเวลาใส่แผงด้านหน้า ฉันใช้แหนบจับน็อตที่ด้านในของแผงในขณะที่ใช้ไขควงที่ด้านนอก

หลังจากเตรียมฝาในขั้นตอนที่แล้ว ก็แค่วางฝาบนเคสและใส่สกรูเข้าไปในแต่ละรู

เพื่อปิดท้ายด้วยการเพิ่มลูกบิดสองสามปุ่มบนโพเทนชิโอมิเตอร์ มันทำให้ดูดีขึ้นมาก!

ขั้นตอนที่ 12: เสร็จแล้ว

และตอนนี้เมื่อทุกอย่างเสร็จสมบูรณ์ เพียงแค่เสียบปลั๊กแล้วเปิดเครื่อง! ตอนนี้คุณสามารถควบคุมทั้งแรงดันและกระแสในวงจรใดก็ตามที่คุณกำลังสร้างต้นแบบ และคุณมีมือเพิ่มเติมสำหรับการบัดกรี!

ความคิดสุดท้าย:

ตัวเคสมีที่ว่างสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลายชุด อย่างไรก็ตาม คุณยังคงแก้ไขไฟล์ 3D ใน Fusion 360 ได้เพื่อให้เหมาะกับของคุณเองมากขึ้น ทิ้งรูปภาพไว้ในความคิดเห็นเพื่อให้ฉันเห็น!

โพเทนชิโอมิเตอร์ที่ฉันใช้เป็นแบบเทิร์นเดียว ฉันเชื่อว่ามันจะดีกว่าถ้าได้ค่าเท่ากัน แต่ในเวอร์ชันหลายเทิร์น สิ่งนี้จะทำให้การปรับแต่งแรงดันและกระแสไฟแปรผันง่ายขึ้นมาก

รางวัลที่สองในการประกวด Explore Science Contest 2017

รองชนะเลิศในการท้าทายการประดิษฐ์ 2017

รางวัลชนะเลิศการประกวดพาวเวอร์ซัพพลาย