USB Variable Voltage Power Supply: 7 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Nagkaroon ako ng ideya para sa isang pinagagana ng USB na variable ng power supply nang ilang oras. Habang dinisenyo ko ito, ginawa ko itong medyo maraming nalalaman na pinapayagan hindi lamang ang pag-input ng USB, ngunit ang anumang bagay mula sa 3 VDC hanggang 8 VDC sa pamamagitan ng isang USB plug o sa pamamagitan ng mga banana plug jack. Gumagamit ang output ng uri ng jack na makikita mo sa isang wall wart at dalawang banana plug jacks. Kung pinapakain mo ito ng 5 volts, maaari mong baguhin ang output mula sa 1.3 Volts hanggang 20 Volts na gaanong puno ng mas mababang mga boltahe hanggang sa 200 mA. Nagtatampok ang harap ng isang digital na display na nagpapakita ng mga volts at kasalukuyang pagpunta sa pag-load. Sa larawan sa itaas, nagbibigay ako ng isang mini oscilloscope na may 9 volts sa 120mA mula sa 5 volt USB supply mula sa isang laptop USB terminal.

Mga Pantustos:

Mga Bahagi

(1) 240 ohm risistor, 1/4 wat

(1) 67 k risistor, 1/4 wat

(2) 4.7 k resistors 1/4 watt

(3) 1 k resistors, 1/4 watt

(3) 2N3904 transistors

(1) IRF520 Mosfet o katumbas

(2) 1N914 switching diodes

(1) 1N4007 diode

(2).01 uF ceramic capacitors (sinabi ng eskematiko na 8 nF o.008 uF ngunit.01 uF ay mas madaling makuha)

(2) 10 uF electrolytic capacitors, 50 volt

(1) 470 uF electrolytic capacitor 50 volt

(1) 56 uH inductor (Maaaring sugat sa isang maliit na toroid kung ninanais)

(1) 100k trim pot

(1) 5k 1/2 watt potentiometer, linear taper

(1) LM317 IC boltahe regulator IC chip

(4) banana jacks (lalaki)

(1) karaniwang laki ng USB jack (lalaki)

(1) digital voltmeter ammeter module

(1) Pabahay

(1) Perf o prototyping board

(1) itim na hawakan ng pinto na may higpitan ng tornilyo

Heat shrink tubing

Iba't ibang mga kulay ng hookup wire

Mga konektor ng pala (iba't ibang laki)

Heat sink at silicon compound para sa LM317

Mga kasangkapan

Soldering Iron, Solder, Hot melt Glue, Drill na may drill bits, iba't ibang mga screwdriver, iba't ibang uri ng maliliit na pliers, multimeter at oscilloscope

Hakbang 1: Pagkuha ng Mga Bahagi

Sinadya kong gumamit ng mga bahagi na madaling makahanap at mai-salvage mula sa mga electronic electronic board. Ang LM317 IC ay napaka-pangkaraniwan at ang 2N3904 transistors ay pangkalahatang layunin at maraming magkakaibang uri ang maaaring mapalitan. Ang Mosfet ay din napaka-pangkaraniwan at iba pang mga uri ay maaaring magamit bilang isang kapalit hangga't ang kapalit ay isang N-channel Mosfet at may katulad na mga rating. Ang inductor ay hindi kritikal at marami sa saklaw na 50 hanggang 200 nH ang maaaring magamit. Para sa hangaring ito, sinasalvage ko sila mula sa ginastos na mga board ng driver ng bombilya ng CFL. Ang anumang uri ng kahon ng proyekto ay maaaring gamitin. Nasa kamay ko ang isang ito ngunit ang isang mas murang itim ay perpektong angkop. Tulad ng para sa paggamit ng perf board, ito ang aking personal na pagpipilian para sa kadalian kung saan maaaring gawin ang mga pagbabago.

Hakbang 2: Teorya sa Likod ng Circuit

Ipinapakita ng mga larawan sa waveform sa itaas ang paglala ng waveform. Ipinapakita ng una ang waveform sa output ng astable multivibrator sa tuktok ng kanang kamay na 1N914 diode. Ipinapakita ng pangalawa ang porma ng alon sa gate ng IRF520 at ang huli ay ipinapakita ang form ng alon sa pinagmulan ng IRF520.

Gumagamit ang circuit ng isang dalawang transistor astable multivibrator na tumatakbo sa 18 kHz. Ang output ng square wave ay kinuha mula sa tuktok ng isa sa dalawang 1N914 diode. Ang mga transistors ay karaniwang 2N3904's. Ang mababang boltahe na alon na square ay pinalakas ng isa pang 2N3904 transistor na kinikilingan sa klase C. Pinapalakas ng transistor ang input square wave ng isang factor na halos 10 kung saan ay dumadaan sa isang electrolytic capacitor at 100k potentiometer bago ilapat sa gate ng isang IRF520 Mosfet. Ang Mosfet ay wired bilang isang step-up chopper na may pinagmulang terminal na may 56 uH choke na babalik sa 5 volt supply. Habang ang Mosfet ay naka-on at pagkatapos ay biglang naka-patay, ang magnetic field sa inductor ay nabuo at pagkatapos ay bumagsak na gumagawa ng isang back EMF. Ang likod na boltahe ng EMF na ito ay pinapayagan na dumaloy sa pamamagitan ng 1N4007 diode at serye ng pinagmulan ng boltahe. Siningil ito hanggang sa pagdaragdag ng dalawang voltages sa 470 uF electrolytic Nauna ng capacitor ay isang LM317 voltage regulator chip na na-configure bilang isang naaayos na supply ng kuryente na nababagay ng 5k potentiometer. Ang na-unload na boltahe ay madaling iakma mula sa pagitan ng 1.3 volts at 20 volts. Ang isang digital voltmeter at ammeter ay naka-wire sa circuit upang maibigay ang tamang boltahe at kasalukuyang mga pagbasa sa front panel.

Hakbang 3: Buuin ang Astable Multivibrator at Tingnan Kung Gumagana Ito

Isama ang Astable Multivibrator tulad ng nasa larawan. Ang lakas na may 5 volts at ang waveform sa kolektor ng pangalawang transistor ay dapat magmukhang ang sawtooth sa pangalawang larawan na ang dalas ay humigit-kumulang na 18 kHz.

Hakbang 4: Magdagdag ng Mga Seksyon ng Buffer / amplifier at Boost Converter

Kapag napagpasyahan na ang astable multivibrator ay gumagana, maaari mong idagdag ang seksyon ng buffer transistor. Ang 100 K trim pot ay idinagdag upang maitakda ang antas ng signal input sa Mosfet. Pagkatapos i-mount ang Mosfet, habang kumukuha ng mga pag-iingat na anti-static, i-install ang diode at electrolytic capacitor. Bago mo mai-install ang mga bahaging ito maaaring gusto mong mag-eksperimento sa paglalagay ng mga ito sa board ng isang eksperimento habang sinusubukan ang iba't ibang mga halaga ng inductor. Pinaghiwalay ko ang isang bungkos ng CFL at natagpuan ang mga inductor na perpekto para sa hangaring ito, maliban sa nag-iinit sila sa higit sa 100 mA na dumaan sa kanila. Natagpuan ko ang inductor na ito na perpekto dahil gumagamit ito ng mas makapal na kawad. Maaari kang gumamit ng mga inductor mula 50 hanggang 200 uH at makakakuha ka ng mahusay na mga resulta sa dalas na ito. Inirerekumenda ko ang pagmamaneho ng Mosfet mula sa isang generator ng pagpapaandar habang nag-e-eksperimento. Pumunta mula sa.5 volt na rurok hanggang sa rurok hanggang sa 5 volts na rurok hanggang sa rurok. Maglagay ng isang voltmeter sa kabila ng 470 uF capacitor at panoorin ang boltahe na bumuo sa kabuuan ng capacitor nang maraming beses ang input boltahe. Hindi na -load, ang minahan ay umakyat sa labis na 30 volts. Tiyaking ang iyong 470 uF electrolytic ay na-rate ng hindi bababa sa 50 volts.

CFL-Compact Fluorescent Light

Hakbang 5: Idagdag ang LM317 Circuit

Kapag nasiyahan ka sa pagganap ng seksyon ng converter ng boost ng Mosfet maaari mong mai-install ang LM317 at ito ay heat sink. Nalaman kong nag-init ang LM317, nangangailangan ng heat sink ngunit hindi ang Mosfet. Kung ang coil ay naging mainit, maaari kang gumawa ng isang heatsink mula sa aluminyo foil at ilang pandikit. Gumamit ako ng isang maliit na piraso ng sheet metal na baluktot sa paligid ng coil nang maluwag at nakadikit sa lugar na may mainit na natunaw na pandikit.

Hakbang 6: Mga butas ng drill sa Kaso, Maglakip ng Mga Jack ng Saging at Pag-mount ng Digital Display sa Harap

Mag-drill ng mga hole sa front panel para sa potentiometer (1), (4) hole para sa banana jacks at (2) para sa USB cable at adapter type plug. I-mount circuit board sa posisyon na ipinapakita sa larawan at i-wire ang lahat nang magkasama. Nalaman ko na ang mga banana plugs na ginamit ko ay mas mahusay na gumana sa mga konektor ng pala na konektado sa kanila. Ang ilang mga tatak ay may mga konektor ng panghinang sa likuran kaya depende ito sa uri ng konektor na iyong ginagamit.

Sinigurado ko ang board sa base ng kaso na may kaunting mainit na natutunaw na pandikit para sa madaling pag-alis kung nais kong gumawa ng mga pagbabago sa circuit. Ang harap na piraso ng itim na plastik ay pinutol upang mapaunlakan ang mukha ng panel ng meter. Siniguro ito ng mainit na natunaw na pandikit. Kapag ang lahat ng mga jacks ay nasa lugar sa likuran, ang panel ay gaganapin din sa lugar na may mainit na natunaw na pandikit.

Hakbang 7: Pangwakas na Assembly at Pagsubok

Ang pangwakas na item sa wire sa aparato ay ang boltahe / kasalukuyang module. Ang module ay may isang itim na kawad at isang puting kawad, ang mga ito ay papunta sa supply boltahe ng input. Ang orange wire ay napapansin ang output positibong boltahe. Mayroong dalawang makapal na itim at pula na mga wire, ang mga ito ay pupunta sa kasalukuyang paglilipat. Ang mga ito ay sunod-sunod sa output load upang ipaalam sa iyo kung magkano ang kasalukuyang iginuhit ng iyong load. Ang mga metro ay hindi nagrerehistro kung inilagay mo ang polarity sa reverse. Nalaman ko na sa ilang kadahilanan ang kasalukuyang hindi tumpak na pagbabasa para sa akin kaya kailangan kong mag-eksperimento sa iba't ibang mga kapal at uri ng kawad. Sa sandaling nakakuha ako ng wastong kasalukuyang pagbasa, hinangad ko nang direkta ang mga wire sa mga terminal sa module, inaalis ang mga koneksyon na ibinigay. Maaaring ito ay naging isang problema sa modyul lamang na ginagamit ko.

Ang aparatong ito ay magsisimulang magtrabaho sa paligid ng 3 VDC input at sa boltahe na ito ay bibigyan ka ng hanggang 7 volts output sa 60 mA. Sa 5 volts input, bibigyan ka nito ng maximum na 11 volts out sa 120 mA na tuloy-tuloy, nang hindi nag-overheat ng alinman sa mga bahagi. Ang mas mahusay na paglubog ng init ay magbibigay sa iyo ng mas mataas na mga alon. Ito ay nasa loob ng saklaw na nais kong gamitin para sa.