Как сделать электронный регулятор напряжения своими руками: пошаговая инструкция

Как собрать простой регулятор напряжения на 12 вольт. Какие компоненты потребуются для сборки. Какие бывают виды регуляторов напряжения. Как правильно собрать и настроить регулятор.

Что такое электронный регулятор напряжения и для чего он нужен

Электронный регулятор напряжения — это устройство, которое позволяет изменять и стабилизировать выходное напряжение в электрической цепи. Основные функции регулятора напряжения:

• Поддержание постоянного напряжения при колебаниях входного напряжения
• Плавное изменение выходного напряжения в заданном диапазоне
• Защита нагрузки от перенапряжения и скачков напряжения
• Ограничение тока нагрузки

Регуляторы напряжения широко применяются в различной электронной аппаратуре, блоках питания, зарядных устройствах, системах освещения и других областях, где требуется стабильное регулируемое напряжение.

Основные виды электронных регуляторов напряжения

Существует несколько основных типов электронных регуляторов напряжения:

1. Линейные регуляторы — простые и недорогие, но имеют низкий КПД
2. Импульсные регуляторы — более сложные, но обладают высоким КПД
3. Тиристорные и симисторные регуляторы — для мощных нагрузок переменного тока
4. Стабилизаторы на микросхемах — компактные и универсальные решения

Выбор типа регулятора зависит от конкретной задачи, требуемой мощности, входного и выходного напряжения.

Компоненты для сборки простого регулятора напряжения на 12 вольт

Для сборки простого регулятора напряжения на 12 вольт своими руками потребуются следующие компоненты:

• Транзистор КТ815 или аналогичный
• Стабилитрон на 12В (например, Д814Д)
• Переменный резистор 10 кОм
• Постоянный резистор 1 кОм
• Конденсатор 100-470 мкФ
• Диод 1N4007
• Радиатор для транзистора
• Монтажная плата, провода, разъемы

Все компоненты доступны в магазинах электроники и стоят недорого. При выборе транзистора обратите внимание на его максимальный ток.

Пошаговая инструкция по сборке регулятора напряжения

Процесс сборки простого регулятора напряжения на 12 вольт включает следующие этапы:

1. Подготовьте все необходимые компоненты и инструменты
2. Нарисуйте принципиальную схему регулятора
3. Разместите компоненты на монтажной плате согласно схеме
4. Припаяйте компоненты, соблюдая полярность
5. Установите транзистор на радиатор через теплопроводящую пасту
6. Подключите входные и выходные провода
7. Проверьте правильность монтажа
8. Подключите регулятор к источнику питания для тестирования

Будьте осторожны при пайке и проверяйте отсутствие замыканий. Для повышения надежности можно установить предохранитель на входе.

Настройка и проверка работы регулятора напряжения

После сборки регулятора необходимо выполнить его настройку и проверку:

1. Подключите на вход регулятора источник питания 15-20В
2. На выходе подключите нагрузку (лампочка 12В) и вольтметр
3. Вращая переменный резистор, установите выходное напряжение 12В
4. Проверьте стабильность напряжения при изменении входного напряжения
5. Измерьте максимальный выходной ток регулятора
6. Проверьте нагрев транзистора при длительной работе

При необходимости откорректируйте номиналы компонентов для получения нужных характеристик. Правильно настроенный регулятор должен поддерживать стабильное выходное напряжение.

Области применения самодельных регуляторов напряжения

Самодельные регуляторы напряжения могут применяться в различных областях:

• Питание автомобильной электроники и LED-освещения
• Лабораторные блоки питания
• Зарядные устройства для аккумуляторов
• Стабилизаторы напряжения для аудиотехники
• Регуляторы яркости светодиодных лент
• Источники питания для радиолюбительских проектов

При использовании самодельных регуляторов в ответственных устройствах необходимо тщательное тестирование для обеспечения надежности и безопасности.

Меры безопасности при работе с регуляторами напряжения

При сборке и эксплуатации регуляторов напряжения важно соблюдать следующие меры безопасности:

• Используйте качественные компоненты с подходящими номиналами
• Обеспечьте надежную изоляцию всех токоведущих частей
• Не превышайте максимально допустимые токи и напряжения
• Обеспечьте хорошее охлаждение силовых элементов
• Не работайте с регулятором под напряжением
• При высоких напряжениях используйте защитные средства

Соблюдение техники безопасности позволит избежать поражения электрическим током и выхода из строя компонентов. При работе с сетевым напряжением рекомендуется использовать готовые промышленные решения.

Регулятор напряжения 12 вольт своими руками. Как сделать простой регулятор напряжения своими руками

Содержание статьи

• 1 Описание устройства
• 2 История происхождения
• 3 Разновидности приборов
• 4 Регулятор напряжения генератора
• 5 Инструмент необходимый для изготовления регулятора напряжения
• 6 Порядок сборки регулятора напряжения
• 7 Как сделать регулятор для трансформатора своими руками?
• 8 Функции и основные характеристики
• 9 Как избежать 3 частых ошибок при работе с симистором.
• 10 Плата схемы управления регулятора мощности.
• 11 РН на 2 транзисторах
• 12 Конструкция и детали.
• 13 Особенности изготовления
• 14 Как соединить 5 частей регулятора на 12 вольт.
  • 14.1 Проводятся две операции:
• 15 Как сделать диагностику без снятия?
• 16 Как сделать регулятор для паяльника?
• 17 Приборы для зарядного устройства
• 18 Применение симисторных регуляторов
• 19 Регуляторы для активной нагрузки
• 20 Как сделать фазовую модель регулятора?
• 21 Устройство импульсного регулятора
• 22 Модели с плавным пуском
• 23 Сборка регулятора напряжения на симисторах
  • 23. 1 Второй вариант
  • 23.2 Третий вариант РН на симисторе с иллюстрацией этапов, фото деталей
• 24 На транзисторах
  • 24.1 Простая схема
  • 24.2 Другие варианты маломощных транзисторных схем
  • 24.3 Мощная сборка

Описание устройства

Регулятором напряжения называется электронный прибор, служащий для повышения или понижения уровня выходного сигнала, в зависимости от величины разности потенциалов на его входе. То есть это устройство, с помощью которого можно управлять значением мощности, подводимой к нагрузке. При этом регулировать подаваемый уровень энергии можно как на реактивной, так и активной нагрузке.

Самым простым устройством, с помощью которого можно изменять уровень сигнала, считается реостат. Он представляет собой резистор, имеющий два вывода, один из которых подвижный. При перемещении ползункового вывода реостата изменяется сопротивление. Для этого он подключается параллельно нагрузке. Фактически это делитель напряжения, позволяющий регулировать величину разности потенциалов на нагрузке в пределах от нуля до значения, выдаваемого источником энергии.

Использование реостата ограничено мощностью, которую можно через него пропустить. Так как при больших значениях тока или напряжения он начинает сильно нагреваться и в итоге перегорает, поэтому на практике применение реостата ограничено. Его используют в параметрических стабилизаторах, элементах электрического фильтра, усилителях звука и регуляторах освещённости небольшой мощности.

История происхождения

Паяльник — это инструмент, предназначенный для передачи тепла материалу при соприкосновении с ним. Прямое его назначение — создание неразъемного соединения посредством расплавления припоя.

До начала XX века существовали два типа паяльных приспособлений: газовый и медный. В 1921 году изобретатель из Германии Эрнст Сакс изобрёл и зарегистрировал патент на паяльник, нагрев которого происходил под действием электрического тока. В 1941 году Карл Уэллер запатентовал инструмент трансформаторного вида, напоминающего формой пистолет. Пропуская через свой наконечник ток, он быстро нагревался.

Через двадцать лет этот же изобретатель предложил использовать термоэлемент в паяльнике для контроля температуры нагрева. В конструкцию входили спрессованные друг с другом две металлические пластинки с разным тепловым расширением. С середины 60-х годов из-за развития полупроводниковых технологий паяльный инструмент стал выпускаться импульсного и индукционного типа работы.

Разновидности приборов

По виду выходного сигнала регуляторы разделяют на стабилизированные и нестабилизированные. Также они могут быть аналоговыми и цифровыми (интегральными). Первые строятся на основе тиристоров или операционных усилителей. Их управление осуществляется путём изменения параметров RC цепочки обратной связи. Совместно с ними для повышения мощности применяются биполярные или полевые транзисторы. Работа же интегральных устройств связана с использованием широтно-импульсной модуляции (ШИМ), поэтому в цифровой схемотехнике используются микроконтроллеры и силовые транзисторы, работающие в ключевом режиме.

При изготовлении самодельного регулятора напряжения могут быть использованы следующие элементы:

• 
  резисторы;
• тиристоры или транзисторы;
• цифровые или аналоговые интегральные микросхемы.

Первые два типа имеют несложные схемы и довольно просты к самостоятельной сборке. Их можно изготавливать без использования печатной платы с помощью навесного монтажа, в то время как импульсные регуляторы на основе микроконтроллеров требуют более обширных знаний в радиоэлектронике и программировании.

Регулятор напряжения генератора

Генератор преобразует электричество. Без генератора не работала бы вся бортовая система машины. К обмотке магнита подключён специальный датчик. Простые пружины являются задающим устройством. Для устройства сравнения используется маленький рычаг. Группа контактов играет роль исполнительного устройства. Постоянное сопротивление представляет собой орган регулировки, который часто используется в машинах.

Во время работы генератора на его выходе возникает ток. Возникший ток переходит в обмотку магнитного реле. В результате появляется магнитное поле и под его воздействием плечо рычага раздвигается. На него начинает действовать пружина, и играет роль сравнивающего устройства. Когда ток превышает положенные значения, на магнитном реле контакты раздвигаются. В это время отключается постоянное сопротивление в цепи. Меньший ток поступает на обмотку.

Пожалуй, всем полезно знать, что такое класс точности электросчетчика.

Инструмент необходимый для изготовления регулятора напряжения

Инструментов для сборки регулятора обычно нужно не так уж и много. Лучше всего выбрать следующие:

• Паяльник
• Припой
• Пинцет
• Утконосы
• Мультиметр, для наладки схемы.

Перед тем, как начать сборку необходимо не только приобрести все необходимые элементы, но и проверить их.

Порядок сборки регулятора напряжения

Обычно, для сборки небольших электронных устройств используют монтажную плату, на которую припаиваются все навесные элементы схемы. После этого остается только сделать перемычки между этими элементами согласно принципиальной схеме.

Как сделать регулятор для трансформатора своими руками?

Регулятор напряжения для трансформатора коммутирует переменный ток при помощи тиристора. Тиристор является полупроводниковым прибором и используется для преобразования энергии большой мощности. Его управление весьма специфическое, так как он открывается импульсом тока, но закроется, когда ток будет ниже точки удержания.

Функции и основные характеристики

Ток нагрузки одноканального (фото. 1) и двухканального (фото. 2) регуляторов не превышает 1,5 А. Поэтому для повышения нагрузочной способности производят замену транзистора КТ815А на КТ972А. Нумерация выводов для этих транзисторов совпадает (э-к-б). Но модель КТ972А работоспособна с токами до 4А.

Как избежать 3 частых ошибок при работе с симистором.

1. Буква, после кодового обозначения симистора говорит о его предельном рабочем напряжении: А – 100В, Б – 200В, В – 300В, Г – 400В. Поэтому не стоит брать прибор с буквой А и Б для регулировки 0-220 вольт — такой симистор выйдет из строя.
2. Симистор как и любой другой полупроводниковый прибор сильно нагревается при работе, следует рассмотреть вариант установки радиатора или активной системы охлаждения.
3. При использовании симистора в цепях нагрузок с большим потреблением тока, необходимо четко подбирать прибор под заявленную цель. Например, люстра, в которой установлено 5 лампочек по 100 ватт каждая будет потреблять суммарно ток величиной 2 ампера. Выбирая по каталогу необходимо смотреть на максимальный рабочий ток прибора. Так симистор МАС97А6 рассчитан всего на 0,4 ампера и не выдержит такой нагрузки, а МАС228А8 способен пропустить до 8 А и подойдет для этой нагрузки.

Плата схемы управления регулятора мощности.

Если у Вас нет опыта, то монтаж лучше сделать на плотном картоне. Заодно поймете, как элементы собираются в схему, да и для такой схемки тратить текстолит и хлорное железо расточительно. Тем более, практически все радиолюбители начинали именно с картона или фанеры. Я сам свой первый транзисторный приемник собрал на картоне.

Здесь все очень просто. В картоне прокалываете отверстия, и в них вставляете радиодетали. С обратной стороны картона загните выводы, и спаяйте их между собой, собирая схему. Кусок картона возьмите с запасом. Лишнее потом отрежете.

Вот такая плата схемы управления у меня получилась.

P.S. Я немного разучился собирать схемы на картоне, получилось не совсем красиво, но это лучше, чем навесной монтаж.

РН на 2 транзисторах

Данный вид применяется в схемах особо мощных регуляторов. В этом случае ток на нагрузку также передается через симистор, но управление ключевым выводом происходит через каскад транзисторов. Это реализуется так: переменным резистором регулируется ток, который поступает на базу первого маломощного транзистора, а тот через коллектор-эмиторный переход управляет базой второго мощного транзистора и уже он открывает и закрывает симистор. Это реализует принцип очень плавного управления огромными токами на нагрузке.

СНиП 3.05.06-85

Ответы на 4 самых частых вопроса по регуляторам:

1. Какое допустимое отклонение выходного напряжения? Для заводских приборов крупных фирм, отклонение не будет превышать +-5%
2. От чего зависит мощность регулятора? Выходная мощность напрямую зависит от источника питания и от симистора, который коммутирует цепь.
3. Для чего нужны регуляторы 0-5 вольт? Эти приборы чаще всего используют для питания микросхем и различных монтажных плат.
4. Зачем нужен бытовой регулятор 0-220 вольт? Они применяются для плавного включения и выключения бытовых электроприборов.

Конструкция и детали.

В схеме используются два кремниевых транзистора: КТ315 и КТ361. Так как корпуса у них одинаковые, то различаются они по месту расположения буквенной маркировки. На рисунке эти места обозначены стрелками.

У транзистора КТ315 буква всегда расположена в левом верхнем углу

корпуса, а у КТ361 буква всегда наносится в
середине корпуса
. Все остальные обозначения это: год выпуска, месяц, партия.

На следующем рисунке изображены диод и стабилитрон. Здесь нужно обратить внимание на цоколевку их выводов. Как правило, цоколевка наносится на корпусе элемента в виде полоски, точки или нескольких точек со стороны обозначаемого вывода.

Также встречаются диоды, у которых на корпусе нанесено условное обозначение диода, применяемое на принципиальных схемах. Как именно нанесено обозначение относительно выводов, значит, такое расположение анода и катода соответствует действительности.

У импортных диодов и стабилитронов наносится полоска со стороны вывода катода, а у мощных, цоколевка наносится в виде условного обозначения диода.

У Советских и Российских диодов цоколевка немного отличается от импортной. Здесь используется и полоска, и точки, и условное обозначение диода. К тому же еще обозначаются и вывод анода, и вывод катода. Так что, в любом случае, желательно использовать справочник или измерительный прибор для более точного определения выводов.

В схеме регулятора мощности, в качестве регулируемого элемента, используется тиристор. Сам по себе тиристор напоминает диод, только у него есть еще один вывод – управляющий электрод.

В закрытом состоянии тиристор не пропускает ток, и если на его управляющий электрод подать отпирающее напряжение, то тиристор откроется, и через анод и катод потечет ток. Чем больше будет ток отпирающего напряжения, тем больший ток будет пропускать тиристор через себя.

Если возникнут проблемы с приобретением резистора R5, то его можно будет сделать из двух резисторов, соединенных последовательно. Все остальные детали простые, поэтому на них останавливаться не будем.

В качестве корпуса регулятора мощности, как вы уже догадались, возьмем накладную розетку. Когда будете покупать, то обратите внимание, чтобы сама розетка была сделана из пластмассы

, а не из керамики.

Это нужно для того, если вдруг тиристор не будет влезать в корпус, то от пластмассы всегда можно срезать лишний кусок.

Собирать регулятор будем из двух частей. Низковольтную часть лучше собрать на фольгированном стеклотекстолите, плотном картоне или любом другом диэлектрическом материале — так будет аккуратней. А вот высоковольтную часть сделаем навесным монтажом, как показано на рисунке ниже.

Здесь отверстия обозначены черными точками, а все соединения между точками и деталями — дорожки

, показаны синими линиями. Плата схемы управления и силовая часть соединяются между собой тремя красными проводниками.

Особенности изготовления

Изготовить регулирующее приспособление можно несколькими способами. Самый лёгкий -приобрести набор, содержащий уже готовую печатную плату и радиоэлементы, необходимые для сборки своими руками. Кроме них, набор содержит электрическую и принципиальную схему с описанием последовательности действий. Такие наборы называются KIT и предназначены для самых неопытных радиолюбителей.

Другой путь подразумевает самостоятельное приобретение радиокомпонентов и изготовление в случае необходимости печатной платы. Используя второй способ, можно будет сэкономить, но он занимает больше времени.

Существует множество схем разного уровня сложности для самостоятельного изготовления. Но чтобы сделать регулятор напряжения, кроме схемы, понадобится подготовить следующие инструменты, приборы и материалы:

• паяльник;
• мультиметр;
• припой;
• пинцет;
• кусачки;
• флюс;
• технический спирт;
• соединительные медные провода.

Если планируется собирать устройство, состоящее из 6 и более элементов, то целесообразно будет смастерить печатную плату. Для этого необходимо иметь фольгированный текстолит, хлорное железо и лазерный принтер.

Техника изготовления печатной платы в домашних условиях называется лазерно-утюжной (ЛУТ). Её суть заключается в распечатывании печатной платы на глянцевом листе бумаги, и переносом изображения на текстолит с помощью проглаживания утюгом. Затем плату погружают в раствор хлорного железа. В нём открытые участки меди растворяются, а закрытые с переведённым изображением формируют необходимые соединения.

При самостоятельном изготовлении прибора важно соблюдать осторожность и помнить про электробезопасность, особенно при работе с сетью переменного тока 220 В. Обычно правильно собранный регулятор из исправных радиодеталей не нуждается в настройке и сразу начинает работать.

Как соединить 5 частей регулятора на 12 вольт.

Переменный резистор 10кОм.

Это переменный резистор 10ком. Изменяет силу тока или напряжений в электрической цепи, увеличивает сопротивление. Именно им регулируется напряжение.

Радиатор. Нужен для того, чтобы охладить приборы в случае их перегрева.

Резистор на 1 ком. Снижает нагрузку с основного резистора.

Читайте также:  Различия схем подключения электрогенератора к домашней сети: особенности каждой схемы, область применения, выбор оборудования + основные ошибки и советы профессиональных электриков

Транзистор. Прибор, увеличивает силу колебаний. В регуляторе он нужен, чтобы получить электрические колебания высокой частоты

2 проводка. Необходимы для того, чтобы по ним шел электрический ток.

Берем транзистор и резистор. У обоих есть 3 ответвления.

Проводятся две операции:

1. Левый конец транзистора (делаем это алюминиевой частью вниз) присоединяем к концу, который находится в середине резистора.
2. А ответвление середины транзистора соединяем с правым у резистора. Их необходимо припаять друг к другу.

Первый провод необходимо спаять с тем, что получилось во 2 операции.

Второй нужно спаять с оставшимся концом транзистора.

Прикручиваем к радиатору соединенный механизм.

Резистор на 1кОм припаиваем к крайним ножкам переменного резистора и транзистора.

Схема готова.

Как сделать диагностику без снятия?

Не рекомендуется проводить такую проверку, так как нет возможности оценить состояние щеточного узла. Но случаи бывают разные, поэтому даже такая диагностика может дать свои плоды. Для работы вам потребуется мультиметр или, если такового нет, лампа накаливания. Для вас главное – это провести замер напряжения в бортовой сети автомобиля, определить, нет ли скачков. Но их можно заметить и при езде. Например, мигание света при изменении оборотов коленчатого вала двигателя.

Но точнее окажутся измерения, проведенные с использованием мультиметра или вольтметра с растянутой шкалой. Заведите двигатель и включите ближний свет. Подключите мультиметр к клеммам аккумуляторной батареи. Напряжение не должно превышать 14,8 Вольт. Но и нельзя, чтобы оно опускалось ниже 12. Если оно находится не в дозволенном интервале, то имеется поломка регулятора напряжения. Не исключено, что нарушены контакты в местах соединения прибора с генератором, либо окислены контакты проводов.

Как сделать регулятор для паяльника?

Сделать регулятор тока своими руками для паяльника можно, используя тиристор триодного типа. Дополнительно потребуются биполярные транзисторы и низкочастотный фильтр. Конденсаторы в устройстве применяются в количестве не более двух единиц. Снижение тока анода в данном случае должно происходить быстро. Чтобы решить проблему с отрицательной полярностью, устанавливаются импульсные преобразователи.

Для синусоидального напряжения они подходят идеально. Непосредственно контролировать ток можно за счет регулятора поворотного типа. Однако кнопочные аналоги также встречаются в наше время. Чтобы обезопасить устройство, корпус используется термостойкий. Резонансные преобразователи в моделях также можно встретить. Отличаются они, по сравнению с обычными аналогами, своей дешевизной. На рынке их часто можно встретить с маркировкой РР200. Проводимость тока в данном случае будет невысокой, однако управляющий электрод со своими обязанностями справляться должен.

Приборы для зарядного устройства

Чтобы сделать регулятор тока для зарядного устройства, тиристоры необходимы только триодного типа. Запирающий механизм в данном случае будет контролировать управляющий электрод в цепи. Полевые транзисторы в устройствах используются довольно часто. Максимальной нагрузкой для них является 9 А. Низкочастотные фильтры для таких регуляторов не подходят однозначно. Связано это с тем, что амплитуда электромагнитных помех довольно высокая. Решить эту проблему можно просто, используя резонансные фильтры. В данном случае проводимости сигнала они препятствовать не будут. Тепловые потери в регуляторах также должны быть незначительными.

Применение симисторных регуляторов

Симисторные регуляторы, как правило, применятся в устройствах, мощность которых не превышает 15 В. В данном случае они предельное напряжение способны выдерживать на уровне 14 А. Если говорить про приборы освещения, то они использоваться могут не все. Для высоковольтных трансформаторов они также не подходят. Однако различная радиотехника с ними способна работать стабильно и без каких-либо проблем.

Регуляторы для активной нагрузки

Схема регулятора тока для активной нагрузки тиристоры предполагает использовать триодного типа. Сигнал они способны пропускать в обоих направлениях. Снижение тока анода в цепи происходит за счет понижения предельной частоты устройства. В среднем данный параметр колеблется в районе 5 Гц. Напряжение максимум на выходе должно составлять 5 В. С этой целью резисторы применяются только полевого типа. Дополнительно используются обычные конденсаторы, которые в среднем способны выдерживать сопротивление 9 Ом.

Импульсные стабилитроны в таких регуляторах не редкость. Связано это с тем, что амплитуда электромагнитных колебаний довольно большая и бороться с ней нужно. В противном случае температура транзисторов быстро возрастает, и они приходят в негодность. Чтобы решить проблему с понижающимся импульсом, преобразователи используются самые разнообразные. В данном случае специалистами также могут применяться коммутаторы. Устанавливаются они в регуляторах за полевыми транзисторами. При этом с конденсаторами они соприкасаться не должны.

Как сделать фазовую модель регулятора?

Сделать фазовый регулятор тока своими руками можно при помощи тиристора с маркировкой КУ202. В этом случае подача запирающего напряжения будет проходить беспрепятственно. Дополнительно следует позаботиться о наличии конденсаторов с предельным сопротивлением свыше 8 Ом. Плата для этого дела может быть взята РР12. Управляющий электрод в этом случае обеспечит хорошую проводимость. Импульсные преобразователи в регуляторах данного типа встречаются довольно редко. Связано это с тем, что средний уровень частоты в системе превышает 4 Гц.

В результате на тиристор оказывается сильное напряжение, которое провоцирует возрастание отрицательного сопротивления. Чтобы решить эту задачу, некоторые предлагают использовать двухтактные преобразователи. Принцип их работы построен на инвертировании напряжения. Изготовить самостоятельно регулятор тока данного типа в домашних условиях довольно сложно. Как правило, все упирается в поиски необходимого преобразователя.

Устройство импульсного регулятора

Чтобы сделать импульсный регулятор тока, тиристор потребуется триодного типа. Подача управляющего напряжения осуществляется им с большой скоростью. Проблемы с обратной проводимостью в устройстве решаются за счет транзисторов биполярного типа. Конденсаторы в системе устанавливаются только в парном порядке. Снижение тока анода в цепи происходит за счет смены положения тиристора.

Запирающий механизм в регуляторах данного типа устанавливается за резисторами. Для стабилизации предельной частоты фильтры могут применяться самые разнообразные. Впоследствии отрицательное сопротивление в регуляторе не должно превышать 9 Ом. В данном случае это позволит выдерживать большую токовую нагрузку.

Модели с плавным пуском

Для того чтобы сконструировать тиристорный регулятор тока с плавным пуском, нужно позаботиться о модуляторе. Наиболее популярными на сегодняшний день принято считать поворотные аналоги. Однако они между собой довольно сильно отличаются. В данном случае многое зависит от платы, которая применяется в устройстве.

Если говорить про модификации серии КУ, то они работают на самых простых регуляторах. Особой надежностью они не выделяются и определенные сбои все же дают. Иначе обстоят дела с регуляторами для трансформаторов. Там, как правило, применяются цифровые модификации. В результате уровень искажений сигнала значительно сокращается.

Сборка регулятора напряжения на симисторах

В основе работы симисторного РН — фазовое смещение открывания ключа. Детали схемы можно разделить на две группы:

• силовые (ключ) — симистор;
• создающие управляющие импульсы, база на симметричном динисторе.

С помощью резисторов R1 и 2 сконструирован делитель напряжения. Сопротивление на первом переменное, что дает возможность регулировать значение на отрезке R2–C1. Между указанными деталями поставлен динистор DB3. Конструкция работает с мощностью около 100–150 Вт.

Алгоритм работы:

1. В момент достижения напряжения на конденсаторе C1 точки открытия динистора, на симистор (он же является силовым ключом) VS1 поступает импульс для управления — он активируется.
2. Через симистор начинает протекать ток на подключенный прибор.
3. Положением регулятора выставляют часть фазы волны, где срабатывает силовой ключ.

Второй вариант

Данный способ сборки на симисторе своими руками почти аналогичен предыдущему. Схема базируется на дешевом симисторе BT136. Сборка предназначена для работы в пределах 100 Вт.

Потребуется следующее:

Как работает: через цепь DN1 (динист.) — C1 (конд.) — D1 (диод) ток течет на DN2 (симист.). Последний открывается и момент этого зависит от емкости C1, заряжаемого через R1 и 2 (резисторы). Получается требуемый алгоритм: модуляцией сопротивления R1 настраивается скорость заряда конденсатора.

Конструкция чрезвычайно простая, но отлично справляется с настройкой вольтажа нагревательных приборов с вольфрамовой нитью. Но есть минус: отсутствует обратная связь, поэтому применять самоделку для регулировки оборотов коллекторного электродвигателя нельзя.

Третий вариант РН на симисторе с иллюстрацией этапов, фото деталей

Нижеуказанная схема может обслужить нагрузку до 1 кВт. Потребуется конденсатор 0.1 мкФ×400 В и следующее:

Графически схема выглядит так:

Детали можно спаять между собой, но рассмотрим вариант с платой — ее вытравливают и лудят стандартными методами, макет ниже:

Припаиваем симистор, переменный резистор. Конденсатор в нашем случае на плате со стороны лужения, так как у пользователя он был со слишком короткими ножками.

Далее, динистор: у него нет полярности, вставляем как угодно. Затем установка всего остального: диода, резистора, светодиода, перемычки, винтового клеммника.

Конструкция помещается в любую коробочку, пример:

Самоделка в дополнительных настройках не нуждается. Можно применять не только для сети 220 В на стандартные приборы, но и для любого источника с переменным током от 20 до 500 В. Данный диапазон определен предельными характеристиками радиоэлементов.

На транзисторах

Сборки на транзисторах больше подходят для индуктивной нагрузки, ими можно регулировать обороты электродвигателей.

Простая схема

Данная сборка очень практичная — этот регулятор напряжения представляет собой простой блок питания, универсальный адаптер к радиоустройствам на разные напряжения (вольтаж). Собрать сможет даже пользователь с начальными познаниями и небольшим опытом.

Элементы:

• транзистор КТ815Г, можно и 817 Г;
• переменник на 10 кОм;
• резистор стандартный 0.125 Вт на 1 кОм

Спаять элементы можно без площадки, но покажем, как это сделано с ней. Создаем плату:

Пайка компонентов:

1. Транзистор, важно не перепутать его выводы (эмиттер и базу).
2. Резистор на 1 кОм.
3. Впаиваем с проводами переменник на 10 кОм. Можно применить и другой, припаять сразу, без них, если позволяет типоразмер.
4. Четыре вывода — к питанию, к выходам.

Подсоединяем к питанию, выход оснащаем светодиодом, подключаем нагрузку (лампу), моторчик, тот же светодиод (в нашем примере он). Двигаем регулятор — наблюдаем изменение напряжения.

Особенность: диапазон обслуживаемой мощность и ток нагрузки ограничены предельными характеристиками транзистора — примерно половина 1 Ампера. Для увеличения диапазона такого регулируемого стабилизатора надо брать транзисторы КТ805, 819.

Другие варианты маломощных транзисторных схем

С 2 деталями: транзистором и переменником. Алгоритм элементарный: последний указанный элемент индуцирует (отпирает) первый. Чем ниже номинал настроечного резистора, тем более плавная регулировка. Это вариант для маломощной нагрузки, например, для вентиляторов, слабых электромоторчиков, светодиодов. Транзистор нагревается сильно, поэтому радиатор желательный.

Мощная сборка

Опишем особо мощный регулятор для нагрузки в несколько кВт. Тут ток на нагрузку идет также через симистор, но управляется все через каскад транзисторов. Переменником настраивается ток, поступающий в базу первого транз. (маломощного), а тот посредством коллекторно-эмиторного перехода осуществляет управление базой уже мощного транз., который реализует открывание/закрывание симистора. Так создается возможность очень плавной настройки огромных токов на нагрузке.

Источники

• https://rusenergetics.ru/praktika/regulyator-napryazheniya
• https://instanko.ru/osnastka/regulyator-moshchnosti.html
• https://instrument.guru/elektrichestvo/prostoj-regulyator-napryazheniya-na-12-volt-svoimi-rukami.html
• https://svoimirykami.info/regulyator-napryazheniya-svoimi-rukami/
• https://BurForum.ru/svarka/shema-prostogo-regulyatora-napryazheniya-12v.html
• https://instanko.ru/elektrichestvo/regulyator-napryazheniya-i-toka.html
• https://FB.ru/article/196987/regulyator-toka-svoimi-rukami-shema-i-instruktsiya-regulyator-postoyannogo-toka
• https://ProFazu.ru/elektrooborudovanie/samodelki-oborud/regulyator-napryazheniya-220-v-svoimi-rukami. html

[свернуть]

Делаем регулятор тока для сварочного аппарата своими руками

Одна из главных составляющих по-настоящему качественного шва — это правильная и точная настройка сварочного тока в соответствии с поставленной задачей. Опытным сварщикам часто приходится работать с металлом разной толщины, и порой стандартной регулировки min/max недостаточно для полноценной работы. В таких случаях возникает необходимость многоступенчатой регулировки тока, с точностью до ампера. Эту проблему можно легко решить путем включения в цепь дополнительного прибора — регулятора тока.

Ток можно регулировать по вторичке (вторичной обмотке) и по первичке (первичной обмотке). При этом каждый из способов настройки трансформатора для сварки имеет свои особенности, которые важно учитывать. В этой статье мы расскажем, как осуществляется регулировка тока в сварочных аппаратах, приведем схемы регуляторов для сварочного полуавтомата, поможем грамотно выбрать регулятор сварочного тока по первичной обмотке для сварочного трансформатора.

Способы регулировки тока

Существуют множество способов регулировки тока, и выше мы писали о вторичной и первичной обмотке. На самом деле, это очень грубая классификация, поскольку регулировка еще делится на несколько составляющих. Мы не сможем разобрать все составляющие в рамках этой статьи, поэтому остановимся на наиболее популярных.

Один из самых часто применяемых методов регулировки тока — это добавление баластника на выходе вторичной обмотки. Это надежный и долговечный способ, баластник можно легко сделать своими руками и использовать в работе без дополнительных приборов. Зачастую баластники используют исключительно для уменьшения силы тока.

В этой статье мы подробно описывали принцип работы и особенности использования баластника для сварочного полуавтомата. Там вы найдете подробную инструкцию, как изготовить прибор в домашних условиях и как использовать его в своей работе.

Несмотря на множество достоинств, метод регулировки тока по вторичной обмотке при использовании в связке с трансформатором для сварки может быть не очень удобен, особенно для начинающих сварщиков. Прежде всего, баластник довольно громоздкий и его размер может достигать метра в длину. Еще прибор часто находится под ногами и при этом сильно нагревается, а это грубое нарушение техники безопасности.

Если вы не готовы мириться с этими недостатками, то рекомендуем обратить внимание на метод, когда производится регулировка сварочного тока по первичной обмотке. Для этих целей зачастую используются электронные приборы, которые можно легко сделать своими руками. Такой прибор будет беспроблемно регулировать ток по первичке и не доставит сварщику неудобств при эксплуатации.

Электронный регулятор станет незаменимым помощником дачника, который вынужден проводить сварку в условиях нестабильного напряжения. Часто домам просто не положено использование электроприборов более 3-5 кВт, а это очень ограничивает в работе. С помощью регулятора можно настроить свой аппарат таким образом, чтобы он мог бесперебойно работать даже с учетом низкого напряжения. Также такой прибор пригодится мастерам, которым необходимо постоянно перемещаться с места на место во время работы. Ведь регулятор не нужно таскать за собой, как баластник, и он никогда не станет причиной травм.

Теперь мы расскажем о том, как самому изготовить электронный регулятор из тиристоров.

Параметры аппаратов

Основными параметрами являются выходные ток и напряжение, а так же динамическая характеристика.

Выходной ток и напряжение

Основным параметром аппарата для сварки является выходной ток. От него зависит диаметр электродов и толщина металла. В индивидуальных аппаратах он достигает 200А. Поскольку выходное напряжение имеет значение только при зажигании дуги, в современных инверторных устройствах для уменьшения потребляемой мощности и габаритов выпрямителя этот параметр максимально снижен, а поджиг дуги обеспечивается дополнительными встроенными устройствами.

Выходное напряжение в однопостовых аппаратах составляет 45-65В. В больших аппаратах, рассчитанных на одновременную работу нескольких сварщиков, выходное напряжение может достигать 110В.

Динамическая характеристика

При изменении расстояния от конца электрода до детали меняется длина дуги и ее сопротивление. Поэтому не менее важной является динамическая, или вольт амперная характеристика – зависимость тока от длины дуги:

Крутопадающая, или мягкая. При росте тока в устройстве с такой характеристикой падает напряжение, что ограничивает его рост. Это обеспечивает более стабильную дугу при изменении расстояния до детали. В самодельных аппаратах небольшой мощности мягкая характеристика обеспечивается внутренним устройством – первичная и вторичная обмотки намотаны на разных частях магнитопровода. За счет особенностей конструкции без добавочных сопротивлений они могли работать с электродами определенного, для каждого аппарата своего, диаметра. В устройствах большей мощности динамическую характеристику смягчают балластные сопротивления. Эти методы могут совмещаться.

Пологопадающая, или жесткая характеристика. При жесткой характеристике напряжение не меняется, а ток, соответственно меняется при изменении длины дуги. Такие параметры имеют большие много постовые аппараты или автоматические устройства, поддерживающие постоянное расстояние между электродом и деталью.

Схема тиристорного регулятора

Выше вы можете видеть схему простейшего регулятор на 2 тиристорах с минимумов недефицитных деталей. Вы также можете сделать регулятор на симисторе, но наша практика показала, что тиристорный регулятор мощности долговечнее и работает более стабильно. Схема для сборки очень простая и по ней вы сможете довольно быстро собрать регулятор, имея минимальные навыки пайки.

Принцип действия данного регулятора тоже прост. У нас есть цепь первичной обмотки, в которую подключается регулятор. Регулятор состоит из транзисторов VS1 и VS2 (для каждой полуволны). RC-цепочка определяет момент, когда откроются тиристоры, вместе с тем меняется сопротивление R7. В результате мы получаем возможность изменять ток по первичке трансформатора, после чего ток меняется и во вторичке.

Обратите внимание! Настройка регулятора осуществляется под напряжением, об этом не стоит забывать. Чтобы избежать фатальных ошибок и не получить травму нужно обязательно изолировать все радиоэлементы.

В принципе, вы можете использовать транзисторы старого образца. Это отличный способ сэкономить, поскольку такие транзисторы можно без проблем найти в старом радиоприемнике или на барахолке. Но учтите, что такие транзисторы должны использоваться на рабочем напряжении не менее 400 В. Если вы посчитаете нужным, можете поставить динисторы вместо транзисторов и резисторов, показанных на схеме. Мы динисторы не использовали, поскольку в данном варианте они работают не очень стабильно. В целом, эта схема регулятора сварочного тока на тиристорах неплохо зарекомендовала себя и на ее основе было изготовлено множество регуляторов, которые стабильно работают и хорошо выполняют свою функцию.

Также вы могли видеть в магазинах регулятор контактной сварки РКС-801 и регулятор контактной сварки РКС-15-1. Мы не рекомендуем изготавливать их самостоятельно, поскольку это займет много времени и несильно сэкономит вам деньги, но если есть такое желание, то можете изготовить РКС-801. Ниже вы видите схему регулятора и схему его подключения к сварочнику. Откройте картинки в новом окне, чтобы лучше видеть текст.

Стабилизация напряжения бытовой сети

Стремления обеспечить стабилизированное напряжение бытовой сети – явление очевидное. Такой подход обеспечивает сохранность эксплуатируемой техники, зачастую дорогостоящей, постоянно необходимой в хозяйстве. Да и в целом, фактор стабилизации – это залог повышенной безопасности эксплуатации электрических сетей.

Для бытовых целей чаще всего приобретают стабилизатор для газового котла, автоматика которого требует подключения к электропитанию, для холодильника, насосного оборудования, сплит систем и подобных потребителей.

Промышленная конструкция стабилизатора сетевого напряжения, которую несложно приобрести на рынке. Ассортимент подобного оборудования огромен, но всегда остаётся возможность сделать собственную конструкцию

Решить подобную задачу можно разными способами, самый простой из которых – купить мощный стабилизатор напряжения, изготовленный промышленным способом.

Предложений стабилизаторов напряжения на коммерческом рынке масса. Однако нередко возможности приобретения ограничиваются стоимостью устройств или другими моментами. Соответственно, альтернативой покупке становится сборка стабилизатора напряжения своими руками из доступных электронных компонентов.

При условии обладания соответствующими навыками и знаниями электромонтажа, теории электротехники (электроники), разводки схем и пайки элементов самодельный стабилизатор напряжения можно реализовать и успешно применять на практике. Такие примеры есть.

Примерно так может выглядеть оборудование стабилизации, изготовленное своими руками из доступных и недорогих радиодеталей. Шасси и корпус можно подобрать от старого промышленного оборудования (например, от осциллографа)

Измерение сварочного тока

После того как вы изготовили и настроили регулятор, его можно использовать в работе. Для этого вам нужен еще один прибор, который будет измерять сварочный ток. К сожалению, не получится использовать бытовые амперметры, поскольку они не способны работать с полуавтоматами мощностью более 200 ампер. Поэтому рекомендуем использовать токоизмерительные клещи. Это относительно недорогой и точный способ узнать значение тока, управление клещами понятное и простое.

Так называемые «клещи» в верхней части прибора охватывают провод и измеряют ток. На корпусе прибора находится переключатель пределов измерения тока. В зависимости от модели и цены разные производители изготавливают токоизмерительные клещи, способные работать в диапазоне от 100 до 500 ампер. Выберите прибор, характеристики которого совпадают с вашим сварочным аппаратом.

Токоизмерительные клещи — это отличный выбор, если нужно оперативно измерить значение тока, при этом не влияя на цепь и не подключая в нее дополнительные элементы. Но есть один недостаток: клещи абсолютно бесполезны при измерении значения постоянного тока. Дело в том, что постоянный ток не создает переменное электромагнитное поле, поэтому прибор просто не видит его. Но в работе с переменным током такой прибор оправдывает все ожидания.

Есть другой способ измерения тока, он более радикальный. Можно добавить в цепь вашего сварочного полуавтомата промышленный амперметр, способный измерять большие значения тока. Еще можно просто временно добавлять амперметр в разрыв цепи сварочных проводов. Слева вы можете видеть схему такого амперметра, по которой можете его собрать.

Это дешевый и эффективный способ измерения тока, но использование амперметра в сварочных аппаратах тоже имеет свои особенности. В цепь добавляется не сам амперметр, а его резистор или шунт, при этом стрелочный индикатор должен параллельно подключаться к резистору или шунту. Если не соблюдать эту последовательность, прибор в лучшем случае просто не будет работать.

Эксплуатация балластного соединения

Показатель балластного сопротивления регулирующего аппарата находится на уровне 0,001 Ом. Он подбирается путём эксперимента. Непосредственно для получения сопротивления, преимущественно используется сопротивление проволоки больших мощностей, их применяют в троллейбусах или на подъёмниках.

Уменьшить сварочное напряжение высокой частоты, можно даже используя стальную пружину для двери.

Такое сопротивление включается стационарно или по-другому, чтобы в будущем была возможность с легкостью отрегулировать показатели. Один край этого сопротивления подключается к выходу конструкции трансформатора, другой обеспечивается специальным инструментом для зажима, который сможет перекидываться по всей длине спирали, что позволит выбрать нужную силу напряжения. Основная часть резисторов с использованием проволоки большой мощности, производится в виде открытой спирали. Она монтируется на конструкцию в длину полметра. Таким образом, спираль делается также из проволоки ТЭНа. Когда резисторы, изготовленные из магнитного сплава скооперировать со спиралью или любой деталью из стали, в процессе работы прохождения тока с высокими показателями, она начнёт заметно дрожать. Такой зависимостью спираль обладает только до того момента, пока она не растянется.

Руководство по проектированию регулятора напряжения

5 В. Как это работает, как спроектировать печатную плату. Регулятор напряжения Altium

. Узнайте, как сделать стабилизатор на 5 В с помощью конденсаторов, регулятора LM7805 и диода Шоттки, узнайте, как работает схема, а также как собрать печатную плату самостоятельно, как заказать печатную плату и как спаять электронные компоненты платы вместе.

Прокрутите вниз, чтобы посмотреть обучающее видео на YouTube

Вот что происходит, когда мы подаем высокое напряжение на наши электронные компоненты.

Компоненты сгорят и даже взорвутся. Чтобы остановить это, нам нужен один из них.

Регулятор напряжения. И мы собираемся показать вам, как это работает, как спроектировать и даже превратить его в полностью работающую, профессионально выглядящую печатную плату, которую можно использовать в качестве источника питания и даже заряжать с ее помощью телефон. Вы даже можете скачать копию нашей печатной платы ЗДЕСЬ .

Проектирование схемы

Целью регулятора напряжения является поддержание постоянного выходного напряжения даже при изменении входного напряжения. Почему это важно? Потому что электронные компоненты рассчитаны только на определенное напряжение.

Возьмем, к примеру, этот светодиод, если мы подключим его к 9-вольтовой батарее, он мгновенно разрушится навсегда. Это из-за этого тонкого провода внутри светодиода. Глядя под микроскопом, мы видим, что напряжение протолкнуло через провод слишком много электронов, что привело к его перегоранию. Для защиты светодиода нам нужен резистор. Это уменьшит ток.

Это всего лишь резистор на 10 Ом, который подключен к нашему регулируемому источнику постоянного тока. Когда мы подаем небольшое напряжение, мы видим, что светодиод в порядке, но когда мы увеличиваем его, резистор сгорает, и светодиод разрушается. Таким образом, использование резистора работает хорошо, но напряжение должно оставаться достаточно постоянным. Поэтому нам нужен способ обеспечить постоянное выходное напряжение даже при изменении входного напряжения. Допустим, мы хотим поддерживать постоянный источник постоянного тока 5 вольт и ток, достаточный для зарядки простого дешевого телефона. Мы хотим иметь возможность подключать его к нескольким источникам напряжения, таким как 9вольт или, может быть, 12-вольтовые батареи. Для этого нам нужно использовать компонент интегральной схемы. Есть из чего выбрать, и все они могут работать при разном напряжении, но в результате небольшого исследования мы нашли этот вариант. ЛМ7805.

Может поддерживать постоянное выходное напряжение 5 вольт постоянного тока и силу тока до 1,5 ампер. Этот компонент может быть подключен к любому источнику постоянного напряжения от 7 до 35 вольт. Так что он идеально подходит для наших нужд. Он имеет три контакта. Первый контакт является входом для нерегулируемого напряжения. Контакт 2 — это контакт заземления, а контакт 3 — регулируемый выход 5 вольт. Производитель рекомендует конденсатор на входе и выходе. Отмечается, что входной конденсатор необходим, если регулятор находится далеко от фильтра источника питания. Мы собираемся использовать несколько длинных проводов для подключения батареи, поэтому мы будем использовать рекомендуемый конденсатор 0,22 мкФ. Это электролитический конденсатор. Мы можем использовать версию с немного большей емкостью, но мы не хотим использовать версию с меньшей емкостью. Конденсатор поможет сгладить перебои в подаче питания, а также низкочастотные искажения. В этом простом примере вы можете видеть, что светодиод мгновенно выключается при отключении питания. Но если мы поместим конденсатор параллельно светодиоду, светодиод останется включенным, потому что теперь конденсатор разряжается и питает светодиод.

Таким образом, прерывания практически не влияют на светодиод. Мы собираемся добавить еще один конденсатор параллельно на стороне входа. Это шунтирующий конденсатор. Он расположен очень близко к входному контакту регулятора. Это будет небольшой керамический конденсатор емкостью 0,1 мкФ. Назначение этого конденсатора — отфильтровывать шумы и высокочастотные искажения от источника питания. Поскольку мы не всегда можем получить идеально ровный источник постоянного тока. Мы также добавим еще один обходной конденсатор на 0,1 мкФ на выходной стороне, а также электролитический конденсатор на 10 мкФ. Это просто типичное значение, используемое для этой цели. Мы могли бы использовать версию с немного более высоким конденсатором, если бы захотели, но это будет работать нормально. Это поможет обеспечить чистый выход на нашей подключенной схеме. Мы также добавим защитный диод на входной стороне. Это поможет защитить схему, если мы неправильно подключим источник питания. Чтобы показать, что это работает, если мы подключим эту лампу накаливания к источнику питания, она загорится. Мы можем поменять местами провода, и он тоже загорится. Если мы поместим диод на красный провод и подключим его к плюсу, он снова загорится. Но теперь, когда мы меняем местами провода, диод блокирует ток, и лампа остается выключенной. Таким образом, мы можем использовать это для защиты цепи. Мы можем использовать выпрямительный диод или диод Шоттки. Здесь вы можете видеть, что мы разместили два светодиода, каждый из которых подключен к диоду другого типа. Когда мы медленно увеличиваем напряжение, мы видим, что светодиод, подключенный к диоду выпрямителя, не такой яркий. Это потому, что этот тип диода имеет большое падение напряжения. Если мы измерим на диоде Шоттки, у нас будет падение напряжения около 0,3 вольта, а на выпрямителе около 0,66 вольта. Поэтому для этого приложения лучше использовать диод Шоттки. Теперь мы можем разместить все эти компоненты на макетной плате, чтобы протестировать их, как мы сделали здесь. И как только мы будем довольны тем, что он работает, мы можем превратить его в печатную плату.

Проектирование печатной платы

Мы будем использовать Altium Designer для этого руководства, так как они любезно спонсировали эту статью. Все наши зрители могут получить бесплатную пробную версию этого программного обеспечения, используя ссылку ЗДЕСЬ . Поэтому откройте Altium Designer и нажмите «Файл», «Новый проект», затем дайте проекту имя. Щелкните правой кнопкой мыши проект и добавьте схему, затем щелкните правой кнопкой мыши еще раз и добавьте плату. Теперь щелкните правой кнопкой мыши схему и сохраните ее. Дайте ему то же имя, что и проект. Затем также щелкните правой кнопкой мыши плату и сохраните ее под тем же именем. Теперь нам нужно добавить компоненты. Мы можем использовать инструмент компонентов справа, но мы собираемся использовать надстройку, которая немного упростит задачу. Итак, мы находим нужные нам детали, мы используем Mouser, но вы можете использовать кого хотите. Мы нашли конденсатор на 22 микрофарад, поэтому берем этот номер детали, вставляем его в загрузчик библиотеки и нажимаем поиск. Затем он находит компонент, поэтому мы нажимаем «добавить в дизайн». Он поместит компонент в нижний угол, поэтому нам просто нужно переместить его на место. Затем мы переименовываем компонент, чтобы нам было проще. Теперь мы делаем то же самое для другого входного конденсатора, копируем номер детали и ищем его, затем добавляем, перемещаем и переименовываем. Затем мы находим регулятор и добавляем его в нашу конструкцию, а затем находим защитный диод и добавляем его в нашу конструкцию. Кстати, мы используем этот, но мы рекомендуем вам выбрать тот, у которого более высокий предел тока.

Затем мы находим выходной конденсатор, добавляем его и переименовываем. Теперь нам нужно найти клеммы подключения, и мы их тоже добавим. Теперь нам нужен еще один конденсатор на выходе, поэтому мы выбираем существующий, копируем и вставляем его, а затем перемещаем на место. И мы делаем то же самое для типа разъема на входной стороне. Теперь мы просто вращаем компоненты, поэтому выберите входной разъем и нажмите пробел, чтобы повернуть его. Затем мы поворачиваем диод, затем мы можем вращать конденсаторы, но убедитесь, что символ «плюс» всегда указывает на положительный источник питания. Другие керамические конденсаторы не имеют полярности, поэтому эти могут быть обращены в любую сторону, но мы сохраним этот порядок. Затем мы вращаем регулятор, и мы также будем перемещать текст, затем мы вращаем следующий конденсатор и другой конденсатор. А теперь мы просто перемещаем компоненты на место. Теперь щелкните проводной инструмент и начните соединять компоненты вместе, протягивая заземляющий провод к регулятору. Затем мы добавляем к этому проводу символ заземления. Теперь используйте проводной инструмент, чтобы соединить выходную сторону. Теперь добавьте аннотацию для входного источника питания, который является VCC, затем добавьте аннотацию для 5 вольт на стороне выхода и переименуйте это. Затем мы можем добавить текст для «входного напряжения», а также «выходного напряжения». Теперь нам нужно пронумеровать компоненты, поэтому нажмите Tools, Annotation, Annotate Schematic. Затем выберите «Вниз», затем «Вдоль», а затем обновите список изменений, нажмите «ОК», примите изменения и подтвердите их. Затем выполните изменения и закройте. Теперь мы видим, что все компоненты пронумерованы. Далее нам нужно проверить дизайн. Поэтому нажмите «Проект», а затем «Проверить проект». Если мы нажмем «Вид», «Панели», а затем «Сообщения», это сообщит нам, что компиляция прошла успешно и без ошибок. Итак, теперь нажмите на плату и нажмите «Дизайн», а затем импортируйте изменения. Затем подтвердите изменения и нажмите «Выполнить изменения». Компоненты размещены в нижнем углу, просто нажмите на поле и удалите его. Глядя на нашу схему, у нас есть разъем J1 на входе, поэтому мы переместим его. Затем у нас есть диод и конденсатор 1 и конденсатор 2, так что мы также переместим их на место. Затем у нас есть регулятор, затем у нас есть конденсаторы 3 и 4, а затем у нас есть выходной разъем. Теперь мы вращаем компоненты, чтобы проложить маршрут для нашего электричества. Мы можем переключиться в режим 3D, чтобы проверить, как это выглядит. Затем мы можем выровнять компоненты, чтобы улучшить внешний вид. Теперь щелкните здесь и в новом окне выберите механический слой. Щелкните правой кнопкой мыши и создайте новый слой и назовите его Cut Out. Измените настройки, а затем закройте. Теперь выберите свой слой внизу, затем нажмите Edit, Origin и Set. Затем щелкните верхний угол печатной платы. Теперь нажмите Place и Choose Line. Нарисуйте линию вокруг компонентов. Затем, удерживая Shift, нажмите на 4 строки. Затем нажмите «Дизайн», «Форма платы» и «Определить форму». Затем мы также можем увидеть это в 3D. Теперь я просто изменю размер текста, чтобы он не печатался слишком большим. Теперь нажмите на верхний слой и вставьте какой-нибудь текст, и мы назовем это 5 вольт, и мы можем просто повернуть это. Мы также сделаем то же самое для основного текста. Глядя на входную сторону платы, мы только что поняли, что входной разъем расположен неправильно, мы можем видеть это в 3D-виде, мы просто пропустили это ранее, поэтому мы просто исправим это сейчас. Затем мы добавляем землю и текст VCC на плату. Теперь нажмите Route, Auto Route и выберите All. Затем он добавляет наш маршрут на доску. Мы также можем изменить маршрут, если захотим. Теперь мы переходим к инструментам и проверке правил. Нажмите «Выполнить», он загрузит отчет и сообщит нам, что у нас есть две проблемы с зазором между шелком и паяльной мачтой. Мы идем Design, Rules, Silk to Mask, затем меняем значение, нажимаем Apply, Ok, затем снова запускаем проверку правил. Теперь мы видим, что ошибок нет. Теперь мы можем видеть маршрут и в 3D-дизайне. Так что давайте сохраним это. Нажмите на свою схему, а затем нажмите «Файл», «Smart PDF», затем выберите схему. Мы отключаем спецификацию материалов, но вы можете оставить ее включенной, если хотите. Нажмите «Готово», и он сгенерирует PDF-файл с нашим дизайном, закройте его, а затем нажмите «Вывод изготовления», выберите файлы Gerber, а затем выберите проект. Теперь щелкните его и измените его на «Миллиметры», затем на слоях вы можете оставить все как есть, но мы собираемся выбрать все слои и нажать «ОК». Нажмите на структуру папок, а затем свяжите файл, нажмите «Создать», и все. Были сделаны! Мы готовы к печати нашей печатной платы.

Производство печатных плат.

Теперь нам нужно заказать нашу плату. Мы используем JLCPCB, который также любезно спонсировал эту статью. Они предлагают исключительную ценность с 5 печатными платами всего за 2 доллара, посмотрите ЗДЕСЬ . Мы просто меняем пункт назначения и валюту доставки на Великобританию, поскольку именно там мы находимся, но вы можете выбрать свою страну и валюту. Теперь мы просто загружаем наши файлы Gerber, и он произведет предварительный просмотр. У нас есть несколько вариантов настройки продукта, мы выберем количество, а затем оставим все остальное по умолчанию. Затем мы сохраним это в корзину и сразу перейдем к оформлению заказа. Мы можем выбрать вариант доставки по почте, чтобы снизить стоимость, но мы хотим сделать это очень быстро, поэтому мы собираемся заказывать через DHL Express. Затем мы просто отправляем наш заказ, оплачиваем и все. Просто, сделано. Через несколько дней наша печатная плата прибывает по почте из JLCPCB, готовая для сборки. Мы должны сказать, что это выглядит довольно потрясающе, мы очень довольны этой услугой. Не забывайте, что вы также можете бесплатно скачать копию нашей печатной платы ЗДЕСЬ .

Сборка печатной платы

Сборка печатной платы довольно проста. Мы просто раскладываем наши компоненты, и нам нравится размещать их по порядку на этом коврике для пайки. Мы также используем этот держатель, чтобы с ним было немного легче работать. Затем вставляем компоненты и начинаем их паять по одному. Просто слегка согните ноги, чтобы зафиксировать их на месте. Когда вы припаиваете компоненты на место, просто осмотрите паяные соединения, чтобы убедиться, что все в порядке, а затем вы можете обрезать выводы. И затем, через несколько минут, мы получим готовую печатную плату, готовую к тестированию.

Тестирование печатной платы

Для тестирования печатной платы мы подключили к источнику питания 9-вольтовую батарею. А мультиметр показывает 5 вольт на розетке. Если мы перевернем батарею, мы увидим 0 вольт на мультиметре. Итак, диод защищает нашу цепь. Мы довольны этим, поэтому мы немного загружаем его, и он отлично работает. Теперь для реального теста подключаем USB-порт в розетку и втыкаем дешевый телефон. Мы видим, что 9-вольтовая батарея теперь заряжает устройство. Используя USB-тестер, мы видим, что он подает 4,6 вольта и потребляет ток 0,26 ампер. Так что работает отлично.

---

Регулятор напряжения — Генератор постоянного тока с ручным приводом — простая фиктивная нагрузка, которая не сгорит?

Задай вопрос

спросил 10 лет, 7 месяцев назад

Изменено 6 лет, 2 месяца назад

Просмотрено 2к раз

\$\начало группы\$

Я работаю над проектом, который позволяет пользователю запускать ручной генератор, в то время как датчики тока и напряжения измеряют выходной сигнал. После того, как пользователь закончит запуск, программное обеспечение отображает информацию о том, какая мощность была выведена.

Вот генератор, который мы используем: http://windstreampower.com/Human_Power_Generator.php

Кажется, это должна быть простая проблема. Однако в текущей настройке я использовал предоставленный 12-вольтовый регулятор напряжения и подавал питание на 12-вольтовые лампы накаливания, и как только установка подвергается интенсивному использованию, регулятор напряжения перегорает, и лампочки перегорают.

Настройка такая:

Ручная рукоятка => Регулятор напряжения 12 В => Лампа накаливания 12 В (50 Вт)

Итак, мне интересно, есть ли альтернативный подход к этой конфигурации (нам не нужен свет лампочки или что-то видимое). Может быть, рукоятка напрямую подключена к 12-вольтовой батарее с каким-то регулятором заряда и постоянным разрядом? Может быть, подключить генератор к нескольким лампочкам последовательно?

Какую простейшую и самую недорогую фиктивную нагрузку мы можем подключить к генератору, чтобы мы могли получать показания тока и напряжения на выходе пользователя, пока он запускает пусковой механизм?

• регулятор напряжения
• генератор
• нагрузка

\$\конечная группа\$

4

\$\начало группы\$

Вам нужны силовые резисторы (например, от Ohmite). Простой, не такой дорогой (~ 5 долларов США).

Я бы не стал возиться с регулятором.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Как отметил @Alan Christopher Thomas, это станет горячим. Для длительного использования (более нескольких секунд) рассмотрите возможность использования дополнительного радиатора.

\$\конечная группа\$

5

\$\начало группы\$

Если у вас есть автомобильный аккумулятор, он подойдет. Ручной запуск не может привести к перезарядке автомобильного аккумулятора, и он будет поддерживать достаточно стабильное напряжение. Вы также будете работать мышцами, заряжая аккумулятор, но я не знаю, насколько это актуально в вашей настройке.

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Цементные резисторы (осторожно, может нагреться при достаточном токе):

Обратите внимание, что номинал резистора будет влиять на тормозной момент, т. е. чем меньше номинал резистора, тем труднее будет быстро запустить генератор (вероятно, не большая разница на малых скоростях).

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Одно довольно очевидное решение — отказаться от регулятора и просто использовать лампу накаливания (или их сеть), которая может выдержать любое напряжение, выдаваемое генератором.

В качестве бонуса пользователю придется сильно постараться, чтобы лампочка загорелась ярче и с более высокой цветовой температурой.

С регулятором нет дополнительной обратной связи для более быстрого пуска, если у регулятора достаточно входа для поддержания напряжения на уровне 12.

(Нет дополнительной обратной связи, кроме сброса регулятора напряжения, то есть, ха-ха).

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

В настоящее время у меня такая же проблема с аналогичным генератором http://windstreampower. com/443540_PMDCG.php. Я чувствую, что использование фиктивной нагрузки производит слишком много тепла в моем приложении, где скорость генератора постоянного тока не может быть предсказана или отрегулирована механическими средствами. В настоящее время я рассматриваю некоторый подход PWM для ограничения тока, но в моей системе у меня нет стабильного опорного напряжения для включения / выключения затвора. Это проблема, которую я еще не решил.

Еще одно соображение: генераторы рассчитаны на выработку большего тока в течение коротких периодов времени, и, конечно же, корпус генератора будет нагреваться. Однако в течение этого периода (10 мин или 15 мин) генератор вполне пригоден для использования, и тратить этот полезный ток на резистор кажется расточительным. Лучшим подходом было бы позволить генератору работать с превышением номинальной мощности в течение допустимого времени, а затем применить ограничение. Термистор может быть прикреплен к корпусу генератора и контролировать температуру корпуса.