Font d'alimentació per banc alimentat per USB-C: 10 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

Una font d’alimentació de banc és una eina essencial que es pot tenir quan es treballa amb productes electrònics, ja que és capaç de configurar el voltatge exacte que necessita el seu projecte i també pot limitar el corrent quan les coses es planifiquin realment útils. Font d'alimentació de banc, un subministrament de banc de capacitat sorprenent que s'alimenta mitjançant subministrament d'alimentació USB-C.

Es tracta d’una versió molt senzilla que només ha de trigar un parell d’hores a fer-se i, la millor part, costa menys de 12 dòlars inclòs l’enviament.

Subministraments

• Mòdul de subministrament d'energia USB-C - Aliexpress
• Unitat d'alimentació - Aliexpress
• Terminals Banana Jacks - Aliexpress
• Interruptor d’alimentació - Aliexpress

Pas 1: mireu el vídeo

El vídeo repassa la mateixa informació que mostro als Instructables, però és possible que sigui més fàcil veure com funciona i funciona la font d'alimentació mitjançant el vídeo.

Pas 2: lliurament d'alimentació USB-C

Si no esteu familiaritzat amb el lliurament d'alimentació USB-C, he pensat a fer una breu introducció a què és. (no dubteu a saltar-vos)

USB-C Power Delivery o PD, és un estàndard USB-C que es pot utilitzar per subministrar fins a 100W de potència. Actualment, cada vegada hi ha més dispositius que funcionen amb PD, com ara Nintendo Switch i Apple Macbooks. Tot i que no tots els carregadors que alimenten dispositius USB-C són fonts d’alimentació PD, solen indicar-los específicament si admeten PD.

Crec que USB-C PD sovint s’entén malament. Tot i que admet diverses tensions diferents, no es pot establir una tensió específica amb PD, però es limita a 5 nivells de voltatge diferents:

• 5V
• 9V
• 12V (tècnicament ja no forma part de l'estàndard, però alguns subministraments encara ho admeten)
• 15V
• 20V

Fins i tot no tots els subministraments poden proporcionar-los tots. Per exemple, els carregadors Mac només admeten 5, 9 i 20V.

El dispositiu alimentat per PD negocia amb la font d'alimentació per prendre el nivell de tensió que més li convingui. Però amb un subministrament de banc normalment voleu tenir un control exacte sobre la tensió i també voleu limitar el corrent, cosa que no podeu fer amb un subministrament de PD. Tot i que PD pot tenir en compte la capacitat actual d’un subministrament d’energia quan es negocia amb el subministrament, però no limita el corrent de cap manera, és una comprovació que el subministrament sigui capaç de proporcionar el corrent que necessita el dispositiu. Però amb aquesta compilació podeu obtenir la comoditat de poder utilitzar una font d’alimentació PD, fins i tot un banc de bateries compatible, amb les funcions que esperareu d’una font d’alimentació més típica, inclosa la possibilitat d’augmentar a tensions més altes que les PD normalment. suports.

Pas 3: components per a la compilació

Mòdul USB-C PD Decoy

El primer que necessiteu per a aquesta compilació és una manera de negociar amb una font d’alimentació USB-C PD. Com es va esmentar anteriorment, el dispositiu que s’està alimentant normalment negocia amb el carregador per decidir quina tensió prendre de la font d'alimentació; el que necessitem és fer-ho per nosaltres.

Hi ha diverses opcions per fer-ho. He fet un vídeo mirant-ne alguns si voleu comprovar-ho.

Cadascun té els seus propis avantatges, però el que he escollit per a aquesta versió és aquest basat en l’IC IP2721, que és el mateix que faig servir al meu TS100 Flex-C-Friend.

És una bona opció perquè:

• és barat, només costa 2 $ lliurats.
• El seu comportament és molt adequat per a aquest projecte. La IP2721 es pot configurar per agafar eficaçment el voltatge més alt que ofereix la PSU, cosa que és bona per a aquest cas d’ús. (Assegureu-vos de canviar el mòdul a "HIGH")

Mòdul d'alimentació

La part principal d’aquest projecte és el mòdul ZK-4KX Buck-Boost. Conté la pantalla i els controls per utilitzar la font d'alimentació. Aquest mòdul ens permetrà convertir el voltatge que obtindrem del subministrament de PD al que necessitem, fins i tot incloent tensions més altes.

Aquest tipus de mòduls no són nous, però s’acostumen a veure en projectes com ara convertir antigues fonts d’alimentació de PC en subministraments Bench.

El ZK-4KX és el més barat d’aquest tipus de mòduls que vaig trobar, només vaig pagar 7,50 dòlars inclòs el meu lliurament i, tot i que em sembla bastant barat, em va sorprendre molt les funcions que tenia. Pot generar entre 0 i 30 V (fins i tot si l’entrada és inferior a 30 V) i pot proporcionar fins a 3 A (4 A amb un ventilador). Hi ha un límit de potència global de 35W (50W amb ventilador) del qual parlaré en un pas posterior.

Els més cars tenen interfícies diferents i també admeten una potència superior, però recordeu que encara estareu limitat per la quantitat d'energia que podeu subministrar amb PD.

Altres parts de la construcció

Les últimes coses que vaig fer servir van ser un parell de preses de presa Banana, que normalment serien les que s’utilitzen per a l’alimentació de banc, de manera que funcionarà amb cables estàndard i, finalment, amb un interruptor per poder apagar fàcilment el voltatge al ZK-. 4KX. Tant per als endolls com per a l’interruptor, assegureu-vos d’obtenir-ne d’altres que gestionin el corrent que faràs servir amb aquest subministrament; alguns dels més econòmics no podran fer-ne prou. També necessitareu filferro, he utilitzat Stranded 22 AWG.

Altres parts necessàries

Per fer ús de la font d'alimentació de banc, necessitareu algunes coses addicionals.

Una font d'alimentació USB-C capaç de PD. Bàsicament, qualsevol subministrament de PD hauria de fer-se. Alguns contactes necessaris per connectar la font d'alimentació als vostres projectes.

Pas 4: recinte

Perquè un cas s’allotgés tot, vaig acabar modificant-ne un que vaig trobar a Thingiverse. Vaig utilitzar Tinkercad per modificar-lo per adaptar-lo a les peces que tenia per a la construcció i per afegir una mica de ventilació a la base, i aquí podeu trobar els STL.

Tot i que no cal que utilitzeu una impressora 3D, qualsevol caixa prou gran hauria de fer la feina.

Hi ha algunes coses que podeu fer per millorar potencialment la compilació i en parlaré més endavant.

Pas 5: Muntatge

Després d’imprimir la caixa i assegurar-nos que tot quedés bé, ara era el moment del muntatge, que és realment senzill.

La sortida del mòdul PSU s’hauria de connectar directament als dos endolls Jack Banana

Connecto terra des del mòdul IP2721 directament al terminal “IN -” del mòdul PSU. El VCC de l’IP2721 es connecta primer al commutador i després l’altre pin del commutador es connecta al terminal “IN +” del mòdul PSU.

Vaig fer servir eines de crimpat per afegir viroles i connectors als cables per obtenir una connexió segura, però suposo que es podria utilitzar una mica de soldadura, però només cal anar amb compte de no fondre cap plàstic de les preses ni del commutador. Per al mòdul IP2721 també he afegit un terminal de cargol, només és un de 5 mm estàndard. També es recomana no soldar cables abans d’utilitzar-los amb un terminal de cargol.

Vaig utilitzar una mica de cola calenta per mantenir el mòdul IP2721 al seu lloc, i també vaig afegir una prova al ZK-4KX, ja que era una mica fluix. I aquesta és la construcció acabada.

Pas 6: configuració inicial

Abans de començar a utilitzar el subministrament, hi ha algunes coses que heu de configurar, però aquestes es desaran al mòdul PSU, de manera que només les haureu de fer una vegada.

Per entrar al mode de configuració, feu clic i manteniu premut el botó "IU" fins que la pantalla canviï. Per navegar per les opcions del menú de configuració, feu clic al botó "SW". La gamma completa d’opcions apareix a la descripció dels mòduls, però només tractaré les que considero més importants.

El primer que recomano fer és canviar el comportament predeterminat per quan l’engegueu, inexplicablement habilita la sortida automàticament per defecte, no puc veure per què algú voldria això, però, per sort, es pot configurar.

A l'opció de configuració "OPEN", feu clic i manteniu premuda la roda del codificador fins que l'opció canviï a OFF.

A continuació, volem establir un límit de potència global al mòdul, això és especialment útil si el vostre subministrament PD és de potència inferior, ja que deixarà que el mòdul PSU consumeixi més energia que la font PD.

A l'opció "OPP", configureu la potència en conseqüència mitjançant el codificador rotatiu. Si premeu el codificador, el dígit que canvieu canviarà.

Una cosa realment important d'això és que el límit de potència que esteu establint sembla aplicar-se a la potència de sortida del mòdul, no a l'entrada. El mòdul utilitza una certa quantitat de potència quan es converteixen les tensions, aquest en particular afirma ser un 88% eficient, és a dir, per subministrar 10W de potència a la sortida, pot ser que hagi d’utilitzar fins a 11,5W a l’entrada. No estic segur de quant confiaria en aquesta xifra, així que crec que seria millor limitar-ho al 80% del que és capaç de subministrar.

A la pàgina del producte, també s'esmenta que 35W és el màxim que pot fer el mòdul amb "dissipació de calor natural", és a dir, sense ventilador.

Després d’això, crec que val la pena baixar la temperatura a la qual es tallarà el mòdul, per defecte és 110c, cosa que em sembla una mica acollidora. A l'opció "OTP" (encara que la "t" em sembla més una "r"), podeu canviar el límit de temperatura aquí mitjançant el codificador rotatiu. Vaig posar la meva a 80c, que és el mínim.

Per sortir del menú de configuració, torneu a fer clic i manteniu premut el botó de la IU.

Pas 7: operació bàsica

A continuació, fem una ullada a com utilitzar-lo. El més important que voldreu fer amb una font d'alimentació és configurar el voltatge i el límit de corrent. Per fer-ho, premeu el botó "IU" una vegada. El primer que configureu és el voltatge, que són els mateixos controls que amb el codificador rotatiu que abans. Per passar a configurar l’actual, només cal que torneu a prémer el botó “UI” i utilitzeu el codificador rotatiu com abans. Per sortir d'aquest menú, torneu a prémer el botó "IU" o, si no, esgotarà el temps d'espera al cap d'uns segons.

De tornada al menú principal, per habilitar la sortida, premeu el codificador rotatiu. Tot i que la sortida està habilitada, podeu fer ajustos al voltatge girant el codificador, però ho faria servir només per a ajustos menors, ja que és bastant lent.

Per canviar el que es mostra a la pantalla, podeu prémer senzillament el botó "SW" per canviar la fila inferior a Ampers, Watts, Amp hores o el temps activat.

Per canviar la fila superior, heu de mantenir premut el botó "SW" i podeu canviar entre Voltage out, Voltage In i la temperatura.

Pas 8: és bo?

Bona pregunta!

Sens dubte, és millor del que inicialment esperava que fos quan vaig comprar el material per a això. Combinat amb un banc d’energia PD, es tracta d’una solució realment compacta que podeu utilitzar a qualsevol lloc.

La interfície és…. només està bé. Tenint en compte el tipus de pantalla, no estic segur de com es podria manejar d'una altra manera, però sovint oblido quin botó fa què i el caràcter intermitent que indica quin dígit canvieu fa que no respongui

La precisió del voltatge és força bona, tot i que cau lleugerament per sota de càrregues més pesades, res massa boig, però és pitjor que la meva font d'alimentació Tenma.

La protecció contra corrent excessiva s’inicia quan s’espera, tot i que genera certa tensió en aquest estat, cosa que no esperava, però el Tenma també ho fa.

Pel que fa a la ondulació, no us preocupeu, segons el llistat té una ondulació baixa (…….. No tinc abast)

Pas 9: què milloraria?

Si tornés a construir aquest projecte, consideraria alguns canvis.

En primer lloc, definitivament es podria millorar el cas en 3D. La versió modificada que he fet està bé, però no sóc un dissenyador en 3D. T

El principal problema és la mandra feina que vaig fer per posar un mòdul IP2721, ni tan sols és a prop de ser un bon ajustament, només em vaig assegurar que fos prou gran per no ser un problema i vaig deixar que la cola calenta solucionés tots els problemes de allà.

També notareu que tinc adhesius que indiquen positius i negatius, quan modificava la caixa no pensava que necessitaria aquestes indicacions perquè pensava que el color de les preses seria suficient, però no és el cas, més sobre això en un minut.

A més, seria bo que la base de la caixa s’ajustés prement a la resta, el disseny actual és per a cargols M2.5, però no en tinc prou llarg. Actualment es manté al seu lloc només per fricció, però pot ser que no sigui el mateix per a totes les impressores.

Les preses de plàtan que tinc són de bona qualitat, però crec que és millor que aneu per unes d’estil similar a les del Tenma, perquè si teniu un cable recobert com aquests, haureu de cargolar el plàstic. coberta. I per això he de marcar quin és quin.

No estic segur de si l’interruptor és tan útil, el mòdul IP2721 continuaria funcionant, cosa que no suposa cap problema, però probablement només haureu d’endollar el subministrament del banc quan ho hàgiu acabat de totes maneres.

I, finalment, per augmentar la potència que podeu fer a través del mòdul, haureu de trobar una manera d’integrar un ventilador, tant en el disseny de la caixa com trobar una manera d’alimentar-lo (potser un convertidor de dòlars separat).

Pas 10: Pensaments finals

Crec que aquest és un dispositiu útil per tenir, era barat comprar les peces i va ser ràpid de muntar, ignorant el temps que triga a imprimir la funda, fàcilment es podria construir en una hora.

Per tant, crec que si ja teniu una font d’alimentació PD i voleu obtenir una font d’alimentació Bench econòmica, crec que en realitat és una bona opció.

Tanmateix, m’interessaria escoltar les opinions d’altres persones al respecte. Un bon lloc per fer-ho és la meva discordia, hi trobareu molts fabricants útils.

També voldria donar un enorme agraïment als meus patrocinadors Github per ajudar-me a donar suport i a les coses estranyes que m’agraden construir.

Gràcies per llegir!