Latching Momentary Switch สำหรับการแปลง ATX PSU: 4 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

อะไร? ฉันได้ยินคุณพูด! สวิตช์ชั่วขณะซึ่งล็อคอยู่? สิ่งนั้นเป็นไปไม่ได้อย่างแน่นอน

แต่มันคือ. ฉันพบการออกแบบบนเน็ตและปรับแต่งเล็กน้อยเพื่อที่ว่าหากเชื่อมต่อกับ ATX psu มันจะสลับเป็นการตั้งค่าที่ถูกต้องหาก PSU ปิดตัวเอง ซึ่งเป็นลักษณะการทำงานที่คุณได้รับจากสวิตช์เปิดปิดของพีซี

โปรเจ็กต์นี้เกิดขึ้นเพราะฉันรำคาญที่ต้องกดปุ่มเปิด/ปิดสองครั้งหลังจากที่ไฟฟ้าดับโดยไม่ได้ตั้งใจ ซึ่งทำให้ต้องปิดตัวลง

ปัญหา

• การแปลง ATX PSU นั้นยอดเยี่ยม แต่คุณต้องมีสวิตช์ล็อคเพื่อเปิดใช้งาน คุณคงรู้อยู่แล้วว่าสวิตช์บนพีซีนั้นเกิดขึ้นชั่วขณะ ดังนั้นข้อเท็จจริงนี้ในตัวมันเองจึงค่อนข้างน่ารำคาญเล็กน้อย ดังนั้นเราจึงกดสวิตช์ล็อคและอยู่กับมัน
• สวิตช์แฟนซี เช่น "แองเจิลอาย" ที่แสดงในที่นี้มีค่าใช้จ่ายมากกว่าในเวอร์ชันสลักมากกว่าในเวอร์ชันชั่วขณะ เพราะมันซับซ้อนกว่า ดังนั้น ควรใช้เวอร์ชันชั่วขณะหนึ่งด้วยเหตุนี้
• อีกเหตุผลหนึ่งที่พึงประสงค์ก็คือสวิตช์ล็อคมีโปรไฟล์ที่แตกต่างกันในตำแหน่งเปิดหรือปิด สวิตช์ชั่วขณะจะกลับไปเป็นรูปร่างเดิมเสมอเมื่อคุณกด
• เหตุผลสุดท้ายที่ต้องการสวิตช์ชั่วขณะคือสิ่งนี้ เมื่อคุณลัดวงจรขั้วของ ATX PSU โดยไม่ตั้งใจ เครื่องจะปิดเอง ดังนั้นตอนนี้ด้วยสวิตช์ล็อค คุณจึงต้องปิดเครื่อง แม้ว่าจะปิดตัวเองแล้ว ก่อนที่คุณจะเปิดใหม่ได้อีกครั้ง ด้วยสวิตช์ชั่วขณะ คุณควรกดสวิตช์เพียงครั้งเดียว แล้วปิดอีกครั้ง

ฉันใช้โปรเจ็กต์นี้ตามแผนผังที่พบที่นี่: https://www.smallbulb.net/2014/435-single-button-p… และที่นี่: https://sound.whsites.net/project166.htm มีหลากหลายรูปแบบ ของการออกแบบทั่วทั้งเว็บ

วงจรนั้นเรียบง่ายและราคาถูกมากในการสร้าง วิดีโอนี้แสดงการเปิดและปิด PSU และรีเซ็ตตัวเองเมื่อ PSU ตัดออก ที่ฉันลืมแสดงคือเปิดเครื่องอีกครั้งหลังจากตัดออก!

ขั้นตอนที่ 1: มันทำงานอย่างไร

วงจรอาศัยตัวจับเวลา 555

คำอธิบายด้านล่างอ้างถึงตัวจับเวลาราวกับว่าเป็นอุปกรณ์ไบโพลาร์ อย่างไรก็ตาม ตัว CMOS นั้นโดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกัน คุณเพียงแค่อ่าน "collector" เป็น "drain" โปรดดูแผนภาพภายใน 555 เมื่ออ่านคำอธิบายนี้

สังเกตว่าเกณฑ์และหมุดทริกเกอร์เชื่อมต่อกัน พวกมันถูกควบคุมที่แรงดันไฟจ่ายน้อยกว่าครึ่งหนึ่งโดย R1 และ R2 แรงดันไฟฟ้าที่แน่นอนไม่สำคัญ แต่ต้องอยู่ระหว่าง 1/3 ถึง 1/2 Vcc รุ่นปกติของวงจรนี้มีอยู่ที่ 1/2 Vcc แต่อาจใช้ไม่ได้กับวิธีที่ใช้ที่นี่เพื่อเริ่มวงจรด้วยเอาต์พุตสูง

C1 ช่วยให้วงจรเปิดโดยเอาต์พุตอยู่ในสถานะสูงโดยการดึงพินแรงดันไฟฟ้าควบคุมให้สูงเมื่อได้รับพลังงานจากสายสแตนด์บาย สิ่งนี้จำเป็นเนื่องจาก ATX PSU ต้องการให้ดึงสายสวิตช์ต่ำเพื่อเปิดใช้งาน ใช้งานได้เพราะเพิ่มแรงดันอ้างอิงภายในที่ตัวเปรียบเทียบ "ทริกเกอร์" เป็น 1/2 vcc เหนือจุดที่กำหนดโดย R1 และ R2 เล็กน้อย สิ่งนี้ทำให้ตัวเปรียบเทียบดึงอินพุต "set" ของ flip-flop ภายในให้สูง มันไม่มีผลกับตัวเปรียบเทียบ "เกณฑ์" เนื่องจากการอ้างอิงนั้นสูงกว่าพินเกณฑ์อยู่แล้ว

อินพุตสวิตช์ ATX (สีเขียว) เชื่อมต่อกับพินดิสชาร์จบนตัวจับเวลาแทนที่จะเป็นเอาต์พุต เนื่องจากต้องใช้การดึงลงเพื่อเปิดใช้งาน แทนที่จะเป็นอินพุตสูงหรือต่ำ กระแสไฟมีขนาดเล็กจึงไม่เป็นอันตรายต่อทรานซิสเตอร์ดิสชาร์จ

เริ่มต้นด้วยอินพุต pwr_ok ที่ 0v และวงจรขับเคลื่อนจากแรงดันไฟฟ้าสแตนด์บายซึ่งเท่ากับ 5v แรงดันไฟฟ้านี้เปิดอยู่ตลอดเวลาไม่ว่าจะเปิดหรือปิด PSU ก็ตาม เอาต์พุตอยู่ที่ 5v และทรานซิสเตอร์ดิสชาร์จถูกปิด ดังนั้นอินพุตสวิตช์ ATX ก็อยู่ที่ 5v ด้วย สัญญาณ pwr ok จะสูงขึ้นเมื่ออุปกรณ์จ่ายไฟพร้อมใช้งาน และจะต่ำลงอย่างรวดเร็วหากเอาต์พุตไม่เป็นไปตามข้อกำหนด

เมื่อคุณกดปุ่ม ในสถานะนี้ เกณฑ์ของตัวจับเวลาและพินทริกเกอร์จะถูกดึงขึ้นสูงสุด 5v สิ่งนี้ไม่มีผลกระทบต่อพินทริกเกอร์ ซึ่งอยู่เหนือแรงดันทริกเกอร์แล้ว แต่มันส่งผลกระทบต่อพินธรณีประตู ซึ่งอยู่ต่ำกว่าแรงดันธรณีประตู อินพุตรีเซ็ตของ flip-flop ภายในถูกเปิดใช้งาน และนี่คือสิ่งที่ทำให้เอาต์พุตของ 555 ต่ำ และตัวเก็บประจุของทรานซิสเตอร์ดิสชาร์จจะกลายเป็นเส้นทางสู่กราวด์

ตัวเก็บประจุ 4.7uF, C2 จะถูกชาร์จอย่างช้าๆ เมื่อเปิดเครื่องครั้งแรกผ่านตัวต้านทาน 220k, R3 ตัวเก็บประจุนี้ให้พลังงานในการดึงธรณีประตูและหมุดจ่ายไฟให้สูง หรือให้เส้นทางระยะเวลาสั้น ๆ สู่พื้นเพื่อดึงให้ต่ำ ตัวเก็บประจุนี้ช่วยขจัดการกระตุ้นที่ผิดพลาดของวงจร เนื่องจากจะใช้เวลาประมาณหนึ่งวินาทีในการชาร์จหรือคายประจุ คุณจึงไม่สามารถเปิดและปิดการจ่ายพลังงานได้อย่างรวดเร็ว

ตอนนี้เอาต์พุตเหลือน้อยและเปิด ATX PSU แล้ว

ถัดไป คุณทำการทดลองเสร็จแล้วและกดปุ่มอีกครั้ง เวลานี้ C2 อยู่ในสถานะคายประจุ ดังนั้น 0v จึงเชื่อมต่อกับขีดจำกัดและพินทริกเกอร์ สิ่งนี้ไม่มีผลกระทบต่อพินธรณีประตูซึ่งอยู่ต่ำกว่าแรงดันเกณฑ์แล้ว แต่จะส่งผลต่อพินทริกเกอร์ซึ่งอยู่เหนือแรงดันทริกเกอร์ อินพุตชุดของ flip-flop ภายในถูกเปิดใช้งาน ดังนั้นเอาต์พุตของ 555 จะสูงและตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ดิสชาร์จจะกลายเป็นวงจรเปิด โดยจะปิด PSU

สมมติว่าในขณะที่คุณกำลังทดลอง มีบางอย่างผิดพลาดอย่างน่ากลัว และคุณลัดวงจรเอาต์พุตของ PSU ซึ่งจะปิดตัวเองลงเพื่อป้องกันความเสียหาย

ในรูปแบบดั้งเดิม วงจรนี้จะยังคงอยู่ในสถานะ "เปิด" เหมือนกับสวิตช์ล็อค เนื่องจากแหล่งจ่ายไฟจากเอาต์พุตสแตนด์บายจะคงที่ ต้องมีสัญญาณพิเศษจึงจะปิดได้

เพื่อให้บรรลุสิ่งนี้ ตัวเก็บประจุพิเศษจะจับคู่เอาต์พุต PWR_OK ของ PSU เข้ากับธรณีประตูและพินทริกเกอร์ ด้วยวิธีนี้ เมื่อ PSU ปิดตัวเอง มันจะดึงพินสองตัวนี้ให้ต่ำครู่หนึ่ง และทำให้เอาต์พุตสูง

เท่าที่ฉันเห็น นี่เป็นวิธีเดียวที่จะทำให้ PSU ปิดตัวเองเพื่อสลับสวิตช์นี้ด้วย หากไม่ได้ผล ให้ลองเพิ่มมูลค่าของ C3 หากยังคงใช้งานไม่ได้ คุณควรพิจารณาเชื่อมต่อวงจรแบบโมโนสเตเบิลระหว่าง C3 กับทริกเกอร์ที่รวมกันและพินธรณีประตู

สุดท้าย ตัวบ่งชี้แสดงว่า PSU เปิดอยู่ เนื่องจากสวิตช์ชั่วขณะนั้นถูกกว่ามาก สวิตช์ไฟที่สวยงามแบบนี้จึงเป็นเรื่องง่าย แม้ในงบที่จำกัด! แคโทด LED ไปที่ 0v LED ในสวิตช์นี้มีตัวต้านทานจำกัดกระแสในตัว ดังนั้นขั้วบวกจึงสามารถตรงไปที่ 5v ได้ สำหรับ LED มาตรฐาน คุณควรรวมตัวต้านทานจำกัดกระแสด้วย 390 โอห์มเป็นค่าเริ่มต้นที่ดี คุณอาจต้องการลองให้สูงขึ้นหรือต่ำลงจนกว่าจะได้ความสว่างที่ต้องการ

ขั้นตอนที่ 2: รายการส่วนประกอบ

คุณต้องการ:

• สวิตช์ชั่วขณะเรืองแสง อันที่ฉันได้รับมีตัวต้านทานจำกัดกระแสในตัวสำหรับมันคือ LED ประเภทนี้ถูกระบุว่าเป็น "แองเจิลอาย" บนอีเบย์ ไม่จำเป็นต้องเป็นสวิตช์ไฟก็ดูดี
• 555 จับเวลา ฉันใช้เวอร์ชัน SMD เพื่อทำบอร์ดให้พอดีกับรูยึดสวิตช์
• ตัวต้านทาน 33k
• ตัวต้านทาน 27k
• ตัวต้านทาน 220k (สามารถเปลี่ยนเพื่อปรับเวลาหน่วงได้)
• ตัวเก็บประจุ 1uF
• ตัวเก็บประจุ 100nF (อาจต้องเปลี่ยนเพื่อให้ได้ค่าที่มากขึ้น)
• ตัวเก็บประจุ 4.7uF (สามารถเปลี่ยนเพื่อปรับเวลาหน่วงได้)
• วัสดุทำ PCB หรือบอร์ดต้นแบบ

ฉันได้รับสวิตช์บนอีเบย์ ฉันมีตัวจับเวลา 555 ตัวอยู่แล้วและส่วนประกอบอื่น ๆ ก็ฟรี

ขั้นตอนที่ 3: การก่อสร้าง

ฉันสร้างต้นแบบของวงจรบนแผ่นกระดานที่มีรูพรุน ตัวจับเวลา 555 เป็นชิป SMD ฉันเพิ่งวางมันไว้บนเทป "Koptan" (ราคาถูกกว่าเทป Kapton มาก!) และเชื่อมต่อตัวต้านทานสองตัวเข้ากับมันโดยตรงเพื่อยึดเข้าที่ ส่วนประกอบอื่นๆ ที่ฉันเชื่อมต่อด้วยลวดแม่เหล็กละเอียด หากคุณนำรูปแบบการก่อสร้างนี้มาใช้ อุปกรณ์ DIL จะง่ายกว่า ไม่ใช่ SMD!

ฉันต้องการให้ PCB สามารถติดตั้งกับสวิตช์อย่างถาวรและผ่านรูสำหรับติดตั้งสวิตช์ได้ ด้วยเหตุนี้ ฉันจึงสร้างบอร์ดที่มีความกว้าง 11 มม. ยาว 25 มม. มีขั้วต่อสำหรับหน้าสัมผัสสวิตช์และไฟ LED ในตัว ฉันติดตั้งลวด "หาง" และบัดกรีส่วนหัวของหมุดเข้ากับมันเพื่อให้เชื่อมต่อกับ PSU ได้ง่าย ฉันใช้ท่อหดความร้อนเพื่อยึดสายไฟเข้าด้วยกันและปิดการเชื่อมต่อกับส่วนหัว

หากคุณใช้สวิตช์ประเภทอื่น คุณอาจพบว่าสวิตช์นั้นไม่พอดีในลักษณะนี้

ฉันทำผิดพลาดอย่างมหันต์เมื่อฉันสร้างบอร์ด ฉันสร้างเวอร์ชันภาพสะท้อน! โชคดีเพราะวงจรนั้นเรียบง่าย ฉันแค่ต้องใส่ตัวจับเวลา 555 กลับหัวเท่านั้นเพื่อแก้ไขปัญหา ฉันหวังว่าคุณจะไม่ทำผิดพลาด และนำกระดานไปในทางที่ถูกต้อง PDFs มีไว้สำหรับทองแดงชั้นยอด

มีคำแนะนำมากมายในการทำ PCBs ฉันยังเขียนด้วยตัวเอง! ฉันจะไม่พูดถึงวิธีการทำบอร์ดที่นี่

ประสานชิปเข้าที่ก่อน ให้แน่ใจว่าคุณได้ทิศทางที่ถูกต้อง พิน 1 อยู่ห่างจากแนวต้านทานลงไปที่ขอบด้านหนึ่ง ประสานส่วนประกอบยึดพื้นผิวอื่น ๆ ต่อไป

ฉันใช้ฝาอิเล็กโทรไลต์สำหรับ C2 เพราะฉันไม่มีเซรามิกขนาด 4.7uF

คุณมีหลายตัวเลือกสำหรับ C2:

• ตัวเก็บประจุแบบ Low Profile สูงไม่เกิน 7 มม
• ใส่ตัวเก็บประจุด้วยสายยาวเพื่อให้คุณสามารถวางราบกับบอร์ดได้
• ตัวเก็บประจุ SMD บางชนิด
• ตัวเก็บประจุแทนทาลัมซึ่งมีขนาดเล็กมากอยู่แล้ว โปรดทราบว่ารูปแบบของการทำเครื่องหมายขั้วจะแตกต่างจากประเภทอลูมิเนียม

มันขึ้นอยู่กับสิ่งที่คุณมี

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าบอร์ดจะพอดีกับน็อตยึดสวิตช์ หากคุณใช้ฝาครอบอิเล็กโทรไลต์สำหรับ C2 ให้ตรวจสอบว่าเสียบเข้ากับอุปกรณ์นี้หรือไม่ ฉันลบมุมขอบกระดานเพื่อให้ได้พื้นที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อย

ถัดไป เชื่อมต่อบอร์ดกับสวิตช์โดยใช้แผ่นรองขนาดใหญ่ 2 แผ่นที่ส่วนท้าย คุณสามารถตัดช่องเสียบในแผ่นรองและฝังขั้วของสวิตช์ไว้ได้ หากคุณต้องการให้บอร์ดอยู่ใกล้กับเส้นกึ่งกลางของสวิตช์จริงๆ แต่ฉันจะไม่แนะนำ อีกทางเลือกหนึ่งคือการเจาะรูในแผ่นอิเล็กโทรดและใส่หมุดให้พอดี ซึ่งคุณสามารถประสานสวิตช์ไปที่ด้านเรียบของบอร์ดได้ ใช้ลวดแข็งแบบสั้นเพื่อเชื่อมต่อขั้ว LED บัดกรีเท่านั้น อย่าพันขั้วเพราะคุณอาจต้องถอดสายออก หากสวิตช์ไฟของคุณไม่มีตัวต้านทานในตัว ให้เปลี่ยนสายไฟชิ้นใดชิ้นหนึ่งเป็นตัวต้านทาน

สุดท้าย หากใช้ส่วนหัวของพินหรือตัวเชื่อมต่อประเภทอื่น เช่น JST ให้ประสานสิ่งเหล่านี้เข้าที่ หากไม่ ให้ใส่สวิตช์ในรูสำหรับยึดและบัดกรีสายไฟเข้ากับบอร์ดโดยตรง หากคุณไม่ได้ติดตั้งสายไฟไว้แล้ว

ขั้นตอนที่ 4: ในที่สุด

วิธีที่ดีที่สุดในการทดสอบสวิตช์คือการเชื่อมต่อกับ ATX PSU หากคุณยังไม่มี คุณยังสามารถทดสอบได้ ดูด้านล่าง

เชื่อมต่อ:

• สายสีดำของ ATX PSU ถึง gnd
• สาย PS_ON สีเขียวไปที่ "เปิดเครื่อง"
• สายสีม่วง +5VSB เป็น "สแตนด์บาย 5v" (สายอาจไม่เป็นสีม่วง)
• สาย PWR_ON สีเทาไปที่ "pwr_ok" (สายอาจไม่เป็นสีเทา)

สายไฟสีเทาและสีม่วงกลับด้านที่ ATX PSU ของฉัน - สิ่งที่ต้องระวัง!

หากคุณกำลังพิจารณาที่จะใช้ตัวบ่งชี้อื่นที่ไม่ใช่ LED ขนาดเล็กเป็นตัวบ่งชี้ "เปิด" ของคุณ คุณควรเชื่อมต่อกับหนึ่งในเอาต์พุตหลักของ PSU ไม่ใช่สัญญาณ PWR_ON

หากคุณพบว่า LED ดึงแรงดัน PWR_ON ลงมากเกินไป ให้ใช้ +5v แทน

เมื่อคุณเปิดเครื่องครั้งแรก คุณต้องรอสักครู่ก่อนที่สวิตช์จะทำงาน นี่เป็นการจงใจและนอกเหนือจากการดีดสวิตช์แล้ว มีจุดประสงค์เพื่อหยุดนิ้วซุกซนไม่ให้หมุนพลังงานอย่างรวดเร็วไม่ว่าสวิตช์จะเชื่อมต่อกับอะไรก็ตาม เมื่อเปิดสวิตช์แล้ว คุณต้องรออีกหนึ่งวินาทีก่อนจึงจะสามารถปิดได้อีกครั้ง

คุณสามารถเปลี่ยนการหน่วงเวลานี้ได้โดยเปลี่ยนค่าของ C2 หรือ R3 การลดค่าขององค์ประกอบใดส่วนประกอบหนึ่งลงครึ่งหนึ่งจะช่วยลดความล่าช้าลงครึ่งหนึ่ง แต่ฉันจะไม่ตั้งค่าให้น้อยกว่า 200mS

เชื่อมต่อ PSU กับแหล่งจ่ายไฟหลัก มันควรจะปิด หากเปิดขึ้นมาทันที คุณต้องเพิ่มค่า C1 ที่น่าสนใจคือ ฉันพบว่าวงจรทำงานอย่างถูกต้องในต้นแบบ แต่ฉันต้องเปลี่ยนตัวเก็บประจุสำหรับเวอร์ชัน "ของจริง" ดังนั้นตอนนี้จึงเป็น 1uF จริงๆ

เปิดแหล่งจ่ายไฟ ปิดอีกครั้ง หวังว่าจะได้ผลจนถึงตอนนี้! เปิดเครื่องอีกครั้ง และตอนนี้ลัดวงจรเอาต์พุต +12v ของ PSU เป็น 0v ควรปิดตัวเองและสวิตช์ควรเปลี่ยนเป็นการตั้งค่าปิดด้วย หากคุณต้องการกดปุ่มสองครั้งเพื่อเปิด PSU อีกครั้ง แสดงว่าไม่ทำงาน และคุณจะต้องติดตามปัญหา

อย่าพยายามทำให้ราง +5v ลัดวงจร คุณอาจพบว่าสายไฟละลายแทนที่จะตัดออก

หากคุณต้องการทดสอบสวิตช์โดยไม่มี ATX PSU คุณต้องใช้แหล่งจ่ายไฟ 5v เพื่อทดสอบ

หากต้องการทดสอบด้วยวิธีนี้ ให้เชื่อมต่อ:

• 0v ของอุปทานไปยัง gnd
• +5 ของอุปทาน 5v สแตนด์บาย
• LED ที่มีตัวต้านทานจำกัดกระแสระหว่าง +5 และ "เปิดเครื่อง"
• ตัวต้านทาน 10k จาก pwr_ok ถึง +5v
• การทดสอบนำไปสู่ "pwr_ok"

ไฟ LED จะสว่างเมื่อเอาท์พุตของตัวจับเวลาต่ำ ซึ่งเทียบได้กับการเปิด ATX PSU

สั้นนำไปสู่การทดสอบเป็น 0v สวิตช์ควรปิด เปิดอีกครั้งโดยกดปุ่มอีกครั้งในภายหลัง

และเท่านั้น การทดสอบเสร็จสมบูรณ์!