כיצד ליצור ספק כוח משתנה?

כל רכיב חשמלי הוא כדור הארץ זקוק ישירות או בעקיפין לכוח להפעלה. כדי לספק חשמל נדרש, משתמשים במכשיר המכונה ספק כוח. ספק כוח הוא יחידת חשמל שתפקידה לספק חשמל לעומסים חשמליים. תפקיד אספקת החשמל הוא לקחת מתח כניסה מהמקור ולספק את המתח הנדרש להפעלת העומסים המחוברים למסוף הפלט. יחידת אספקת חשמל למטרות כלליות משמשת היא בתים, משרדים, מכללות וכו '. היא מצריכה קלט של 220 וולט מהספק החשמלי ויש לה מסופי יציאה שונים לעומסי הפעלה שאינם דורשים מתח גבוה. מסוף הפלט הוא ברובו קבוע של 5 וולט, 12 וולט ומשתנה 0-30 וולט.

ספק כוח

כיצד מייצרים יחידת אספקת חשמל קטנה?

ספק הכוח הוא החלק החיוני ביותר בכל פרויקט להפעלת כל החומרה. בוא נתחיל ולאסוף עוד כמה נתונים כדי להתחיל את הפרויקט. נכין לוח מעגלים מודפס (PCB) לפרויקט זה.

שלב 1: איסוף הרכיבים

הגישה הטובה ביותר להתחיל כל פרויקט היא להכין רשימה מלאה של רכיבים. זו לא רק דרך אינטליגנטית להתחיל פרויקט אלא שהיא גם חוסכת מאיתנו אי נוחות רבות באמצע הפרויקט. רשימה של רכיבים, הזמינים מאוד בשוק, מובאים להלן:

• הרד משנאי
• 1n4007 (4 חתיכות)
• 7805 ווסת מתח
• וסת מתח LM317
• קבלים 2200uF
• קבלים 100F
• 0.33uF קבלים
• נגן 240 אוהם
• פוטנציומטר אוהם 10k
• מעגל מודפס
• ערכת מלחם
• מכונת קידוח קטנה
• FECl3
• מגרד PCB

שלב 2: לימוד הרכיבים

נכון לעכשיו, יש לנו רשימה מלאה של כל המרכיבים, הבה נתקדם צעד קדימה ונעבור מחקר קצר על כל הרכיבים.

ל שַׁנַאי הוא מכשיר חשמלי פסיבי המשמש להגדלת או הפחתת המתח המתחלף ביישומי חשמל. ישנם שני סוגים של שנאים, שנאי צעד למטה, ושנאי מדרגה. כאן אנו משתמשים בשנאי מדרגות. שנאי מסוג זה הוא הנפוץ ביותר לשימוש במכשירי חשמל ביתיים מכיוון שהוא מפחית את המתח הגבוה מהחשמל ל 12V. ראשית, המעגל נוצר ואז הוא פועל כדי לבצע את כל המדידות. הקונסטרוקציה הבסיסית של שנאי מורכבת מסליל ושני פיתולים, סלילה ראשונית ופיתול משני. בשנאי מדרגות, הפיתולים הראשוניים גדולים יותר מהפיתולים המשניים המסייעים בהפחתת המתח הראשוני למתח המשני.

שַׁנַאי

ל דיודה הוא רכיב חשמלי שתפקידו להוביל זרם חד כיווני. יצרנו גשר מיישר באמצעות ארבע דיודות במעגל שלנו. מיישר גשר הוא מיישר גל מלא ההופך זרם חילופין (AC) לזרם ישר (DC). כאשר מתח זרם חילופין עובר דרך מיישר הגשר, במהלך מחזור המחצית הראשון, שתי דיודות שלו הופכות קדימה ושתי מהן הופכות מוטות הפוכות, וכתוצאה מכך הולכת מחזור אחד. במהלך מחצית המחצית השנייה, הדיודות שהיו מוטות הפוכות בעבר, הופכות כעת למוטות קדימה ושתי האחרות הופכות למוטות הפוכה, ולכן גורמות למחצית השנייה להופיע בחיוב. התוצאה הסופית היא גל DC.

מיישר גשר

7805 ווסת מתח: לווסתי מתח יש חשיבות משמעותית במעגלים חשמליים. גם אם יש תנודות במתח הכניסה, וסת מתח זה מספק מתח יציאה קבוע. אנו יכולים למצוא את היישום של 7805 IC ברוב הפרויקטים. השם 7805 מסמל שתי משמעויות, '78' פירושו שהוא ווסת מתח חיובי ו' 05 'פירושו שהוא מספק 5V כפלט. אז ווסת המתח שלנו יספק מתח יציאה +5 וולט. IC זה יכול להתמודד עם זרם סביב 1.5A. גוף קירור מומלץ לפרויקטים הצורכים עדכניות יותר. לדוגמא, אם מתח הכניסה הוא 12 וולט ואתה צורך 1A, אז (12-5) * 1 = 7W. 7 וואט זה יתפוגג כחום.

ווסת מתח

LM317 הוא גם מווסת מתח אבל הוא לא קבוע. זהו ווסת מתח לינארי מתכוונן. זה יכול להתמודד עם זרם של עד 1.5A ויכול לווסת מתח מ- 1.25 וולט לכ- 37 וולט. הוא זקוק להתנגדות חיצונית כדי לשנות את המתח. יש לו יישומים רבים, למשל, הוא משמש במנהלי מנוע, בנקים חשמליים, מטענים, מתגי Ethernet וכו '.

LM317

שלב 3: הדמיית המעגל

לפני ביצוע המעגל עדיף לדמות ולבחון את כל הקריאות בתוכנה. התוכנה בה אנו הולכים להשתמש היא סוויטת עיצוב פרוטאוס . פרוטאוס היא תוכנה שעליה מדמים מעגלים אלקטרוניים. ראשית, המעגל נוצר ואז הוא פועל כדי לבצע את כל המדידות. הקונסטרוקציה הבסיסית של שנאי מורכבת מסליל ושני פיתולים, סלילה ראשונית ופיתול משני. בשנאי מדרגות, הפיתולים הראשוניים גדולים יותר מהפיתולים המשניים המסייעים בהפחתת המתח הראשוני למתח המשני.

להורדת התוכנה, לחץ כאן.

1. לאחר שהורדת והתקנת תוכנת Proteus, פתח אותה. פתח סכמטי חדש על ידי לחיצה על המדינה האסלאמית סמל בתפריט.

   המדינה האסלאמית

2. כאשר הסכימה החדשה מופיעה, לחץ על ה- פ סמל בתפריט הצדדי. פעולה זו תפתח תיבה בה תוכלו לבחור את כל הרכיבים בהם ישמשו.

   סכמטי חדש

3. כעת הקלד את שם הרכיבים שישמשו לייצור המעגל. הרכיב יופיע ברשימה בצד ימין.

   חיפוש רכיבים

4. באותו אופן, כמו לעיל, חפש בכל הרכיבים. הם יופיעו ב מכשירים רשימה.

   רשימת רכיבים

5. עכשיו כאשר עשינו את כל המעגל על ​​תוכנה. בואו נדמה את זה לבדוק אם הפלט שאנו מקבלים רצוי או לא. אנו רוצים לקבל 5V קבועים במסוף אחד ומשתנה 0 עד 12V במסוף השני. לשם כך, נחבר מד מתח ולקחת את כל הקריאות. ראשית, נגדיר את המתח של מקור המתח העיקרי ל -220 וולט והתדר שלו ל -50 הרץ. כדי לשנות את תפוקת המסוף השני, נחליק את הכפתור של יכול HG שהוא המתנגד המשתנה שלנו.

   לוקח קריאות

שלב 4: הכנת פריסת PCB

כאשר אנו הולכים לייצר את מעגל החומרה על גבי PCB, עלינו להכין תחילה פריסת PCB עבור מעגל זה.

1. כדי להכין את פריסת ה- PCB ב- Proteus, ראשית עלינו להקצות את חבילות ה- PCB לכל רכיב בתרשים. כדי להקצות חבילות, לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על הרכיב שברצונך להקצות את החבילה ולבחור כלי אריזה.

   הקצה חבילות

2. לחץ על האפשרות ARIES בתפריט העליון כדי לפתוח סכמטי PCB.

   טלה

3. מרשימת הרכיבים, הצב את כל הרכיבים על המסך בעיצוב שאתה רוצה שהמעגל שלך ייראה.
4. לחץ על מצב הרצועה וחבר את כל הפינים שהתוכנה אומרת לך להתחבר על ידי הפניית חץ.
5. כאשר כל הפריסה נעשית, זה ייראה כך.

   פריסת PCB

   שגיאת mtg arena בעדכון נתונים

שלב 5: ייצור החומרה

כפי שדמינו כעת את המעגל על ​​תוכנה והוא עובד בסדר גמור. עכשיו נתקדם ונניח את הרכיבים על גבי PCB. PCB הוא לוח מודפס. זהו לוח מצופה במלואו נחושת בצד אחד ומבודד לחלוטין מהצד השני. הפיכת המעגל על ​​ה- PCB הינה תהליך ממושך יחסית. לאחר סימולציה של המעגל בתוכנה, ופריסת ה- PCB שלה נעשתה, פריסת המעגל מודפסת על נייר חמאה. לפני הנחת נייר החמאה על לוח ה- PCB השתמשו במגרד ה- PCB כדי לשפשף את הלוח כך ששכבת הנחושת שעל הלוח תצטמצם מעל הלוח.

הסרת שכבת הנחושת

לאחר מכן מניחים את נייר החמאה על לוח PCB ומגהצים עד שהמעגל מודפס על הלוח (זה לוקח כחמש דקות).

גיהוץ לוח PCB

כעת, כאשר המעגל מודפס על הלוח, הוא טובל לתוך ה- FeCl₃פתרון של מים חמים להסרת נחושת נוספת מהלוח, רק הנחושת מתחת למעגל המודפס תישאר מאחור.

תחריט PCB

לאחר מכן יש לשפשף את לוח ה- PCB עם המגרד כך שהחיווט יהיה בולט. כעת קידחו את החורים במקומות המתאימים והניחו את הרכיבים על גבי המעגל.

קידוח חורים בלוח PCB

הלחמו את הרכיבים על הלוח. לסיום, בדקו את המשכיות המעגל ואם אי-רציפות מתרחשת בכל מקום, הסירו את הלחמת הרכיבים וחברו אותם שוב.

בודק את המשכיות המעגל

שלב 6: בדיקת המעגל

כעת החומרה מוכנה לחלוטין. בואו נבצע בדיקה ונמדוד את המתחים. חבר את המסופים העיקריים של השנאי למקור האדם כדי להפעיל אותו. חבר נורית עם נגד 1k-ohm למסוף הפלט 5V של ספק הכוח ומנוע DC קטן למסוף הפלט המשתנה. הפעל את אספקת החשמל ותראה שהנורית זוהרת. כדי לבדוק את המתח המשתנה, שנה את כפתור הנגד המשתנה. עם שינוי ההתנגדות של הנגד המשתנה, מהירות המנוע צריכה להשתנות. אם כל זה קורה, המשמעות היא שביצענו אספקת חשמל טובה אשר יכולה לשמש למטרות שונות, למשל, טעינת סוללות, הפעלת פרויקטים קטנים של בתי ספר, הפעלת צעצועים וכו '.