Napajanje sa klupom sa USB-C napajanjem: 10 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Napajanje sa stola je bitan alat koji morate imati pri radu s elektronikom, jer možete postaviti točan napon koji vaš projekt treba, a također i ograničiti struju kada stvari idu po planu zaista korisno. Ovo je moj prijenosni USB-C napajanje Bench Power Supply, iznenađujuće sposobno napajanje za klupu koje se napaja pomoću USB-C napajanja.

Ovo je zaista jednostavna konstrukcija za koju je potrebno samo nekoliko sati izrade, a najbolji dio košta manje od 12 USD uključujući dostavu!

Supplies

• USB -C modul za isporuku napajanja - Aliexpress
• Jedinica napajanja - Aliexpress
• Terminali za priključke za banane - Aliexpress
• Prekidač za napajanje - Aliexpress

Korak 1: Pogledajte video

Video ide preko istih informacija koje prikazujem u Instructables, ali bi bilo lakše vidjeti kako napajanje izgleda i radi pomoću videa.

Korak 2: Isporuka napajanja putem USB-C

Ako niste upoznati sa USB-C napajanjem, mislio sam da ću vam ukratko predstaviti šta je to. (slobodno preskočite)

USB-C napajanje ili PD je standard USB-C koji se može koristiti za napajanje do 100 W. Ovih dana sve više uređaja pokreće PD, poput Nintendo Switch i Apple Macbook računara. Nisu svi punjači koji napajaju USB-C uređaje PD napajanje, obično na njima posebno stoji da li podržavaju PD.

Mislim da je USB-C PD često pogrešno shvaćen. Iako podržava različite napone, s PD -om ne možete postaviti određeni napon, ograničen je na 5 različitih razina napona:

• 5V
• 9V
• 12V (tehnički više nije dio standarda, ali ga neke zalihe i dalje podržavaju)
• 15V
• 20V

Čak i tada sve zalihe ne mogu pružiti sve ove zalihe. Na primjer, Mac punjači podržavaju samo 5, 9 i 20V.

Uređaj koji se napaja iz PD -a pregovara s napajanjem o tome da uzme napon koji mu najviše odgovara. No, s napajanjem s klupe obično želite imati točnu kontrolu nad naponom, a također želite i ograničiti struju, što ne možete učiniti s napajanjem PD -a. Dok PD može uzeti u obzir trenutne mogućnosti napajanja pri pregovaranju s napajanjem, ali ni na koji način ne ograničava struju, provjerava se da li će napajanje moći pružiti struju koja je uređaju potrebna. Ali s ovom verzijom možete dobiti pogodnost da možete koristiti PD izvor napajanja, čak i kompatibilnu bateriju, sa značajkama koje biste očekivali od tipičnijeg napajanja, uključujući i mogućnost da se pojača na veći napon koji PD obično podržava.

Korak 3: Komponente za izgradnju

USB-C PD Decoy Modul

Prva stvar koja će vam trebati za ovu izgradnju je način pregovaranja s USB-C PD napajanjem. Kao što je ranije spomenuto, uređaj koji se napaja normalno pregovara sa punjačem da odluči koji napon treba uzeti sa napojne jedinice, ono što nam treba je nešto što će učiniti umjesto nas.

Postoji nekoliko mogućnosti za to. Napravio sam video koji gleda neke od njih ako želite provjeriti.

Svaka od njih ima svoje prednosti, ali ovu koju sam odabrao za ovu verziju je ova zasnovana na IP2721 IC, koja je ista koju koristim na svom TS100 Flex-C-prijatelju.

Dobar je izbor jer:

• Jeftino je, košta samo 2 USD isporučeno.
• Njegovo ponašanje dobro odgovara ovom projektu. IP2721 se može konfigurirati da efikasno preuzme najveći napon koji PSU nudi, što je dobro za ovaj slučaj upotrebe. (Samo obavezno prebacite modul na "HIGH")

Modul za napajanje

Glavni dio ovog projekta je ZK-4KX Buck-Boost modul. Sadrži zaslon i kontrole za korištenje napajanja. Ovaj modul će nam omogućiti da pretvorimo napon koji dobijemo iz PD napajanja u sve što nam je potrebno, čak i uključujući veće napone.

Ove vrste modula nisu nove, ali se češće pojavljuju u projektima poput pretvaranja starih računarskih napajanja u Bench.

ZK-4KX je najjeftiniji od ovih tipova modula na koje sam naišao, platio sam samo 7,50 USD uključujući isporuku za moj, i iako se osjeća prilično jeftino, zapravo sam bio prilično iznenađen značajkama koje ima. Može izlaziti između 0 i 30V (čak i ako je ulaz manji od 30V) i može dati do 3A (4A s ventilatorom). Postoji ukupno ograničenje snage od 35 W (50 W s ventilatorom) o kojem ću govoriti u kasnijem koraku.

Skuplji imaju različita sučelja i podržavaju veću snagu, ali zapamtite da ćete i dalje biti ograničeni količinom energije koju PD napajanje može pružiti.

Ostali dijelovi konstrukcije

Posljednje što sam upotrijebio bilo je nekoliko utičnica s utičnicom od banane, koje bi se obično koristile za napajanje sa klupe, pa će raditi sa standardnim kabelima, a zatim na kraju s prekidačem za lako isključivanje napona na ZK- 4KX. I za utičnice i za prekidač pobrinite se da nabavite one koje podnose struju koju ćete koristiti s ovim napajanjem, neke od jeftinijih neće moći učiniti dovoljno. Trebat će vam i žica, ja sam koristio Stranded 22 AWG.

Ostali potrebni dijelovi

Da biste zaista koristili Bench Power Supply, trebat će vam neke dodatne stvari.

Napajanje USB-C sa PD funkcijom. U osnovi bi trebalo raditi bilo koje napajanje PD -om. Neki vodiči mogu spojiti napajanje na vaše projekte.

Korak 4: Ograđivanje

Za kućište u kojemu je sve smješteno, na kraju sam izmijenio jedan koji sam pronašao na Thingiverse -u. Koristio sam Tinkercad da ga prilagodim tako da odgovara dijelovima koje sam imao za izradu i dodao malo ventilacije za bazu, a ovdje možete pronaći STL -ove.

Ne morate koristiti 3D pisač, svaka velika kutija bi trebala odraditi posao.

Postoje neke stvari koje biste mogli učiniti za potencijalno poboljšanje izrade, a o njima ću govoriti u kasnijem koraku.

Korak 5: Montaža

Nakon što smo odštampali kućište i uvjerili se da je sve u redu, došlo je vrijeme za montažu, što je zapravo pravo naprijed.

Izlaz PSU modula trebao bi biti spojen direktno na dvije utičnice Banana jack

Povezujem uzemljenje s IP2721 modula izravno na “IN -” terminal PSU modula. VCC IP2721 prvo je spojen na prekidač, a zatim je drugi pin prekidača spojen na priključak “IN +” modula napajanja.

Koristio sam alate za presovanje kako bih žicama dodao žljebove i konektore za sigurnu vezu, ali pretpostavljam da biste mogli upotrijebiti malo lemljenja, ali pazite da ne otopite plastiku utičnica ili prekidača. Za IP2721 modul dodao sam i vijčani terminal, to je samo standardni 5 mm. Takođe se preporučuje da ne lemite žice pre nego što ih upotrebite sa vijčanim priključkom.

Koristio sam malo vrućeg ljepila da držim IP2721 modul na mjestu, a ZK-4KX sam dodao i malo jer je bio malo labav. I to je izgradnja završena!

Korak 6: Početna konfiguracija

Prije nego počnete koristiti potrošni materijal, morate konfigurirati neke stvari, ali one će biti spremljene u PSU modul pa ćete ih morati učiniti samo jednom.

Za ulazak u konfiguracijski način pritisnite i držite tipku „UI“dok se zaslon ne promijeni. Za kretanje po opcijama konfiguracijskog izbornika kliknite gumb “SW”. Cijeli raspon opcija naveden je u opisu modula, ali pokriti ću samo one za koje smatram da su najvažnije.

Prva stvar koju preporučujem je da promijenite zadano ponašanje jer kada ga uključite, neobjašnjivo automatski omogućuje automatski izlaz prema zadanim postavkama, ne vidim zašto bi to neko želio, ali na sreću to se može konfigurirati.

Na konfiguracijskoj opciji „OTVORENO“kliknite i držite kotač kodera unutra, dok se opcija ne promijeni u OFF.

Zatim želimo postaviti općenito ograničenje snage za modul, što je posebno korisno ako je PD napajanje manje snage jer će spriječiti da PSU modul troši više energije nego PD napajanje.

Na opciji “OPP” podesite snagu prema rotacijskom davaču. Pritiskom na koder promijenit ćete broj koji mijenjate.

Jedna zaista važna stvar u vezi s ovim je da se čini da se granica snage koju postavljate primjenjuje na izlaznu snagu modula, a ne na ulaznu. Modul koristi određenu količinu energije za pretvaranje napona, a ovaj tvrdi da je 88% efikasan, što znači da će za napajanje izlaza od 10 W možda biti potrebno koristiti do 11,5 W na ulazu. Nisam siguran koliko bih vjerovao toj brojci, pa mislim da bi bilo najbolje da ovo ograničite na 80% onoga što vaša ponuda može.

Također je spomenuto na stranici proizvoda da je 35W najviše što modul može učiniti s „prirodnim odvođenjem topline“, ili drugim riječima, bez ventilatora.

Nakon toga mislim da je vrijedno smanjiti temperaturu na kojoj će modul prekinuti, zadano je 110c, što mi se čini pomalo ugodno. Na opciji „OTP“(iako mi „t“više liči na „r“) ovdje možete promijeniti granicu temperature pomoću rotacijskog davača. Ja sam svoj postavio na 80c, što je minimum.

Da biste izašli iz konfiguracijskog menija, ponovo pritisnite i držite tipku korisničkog sučelja.

Korak 7: Osnovne operacije

Zatim pogledajmo kako ga koristiti. Glavna stvar koju želite učiniti s napajanjem je postaviti napon i ograničenje struje. Da biste to učinili, jednom pritisnite tipku “UI”. Prvo što konfigurirate je napon, a to su iste kontrole s rotacijskim davačem kao i prije. Da biste prešli na podešavanje struje, samo ponovo pritisnite tipku „UI“i upotrijebite okretni davač kao i prije. Da biste izašli iz ovog menija, ponovo pritisnite dugme “UI” ili će isteći rok nakon nekoliko sekundi.

Nazad u glavni meni, da biste omogućili izlaz, pritisnite okretni davač. Dok je izlaz omogućen, možete podesiti napon okretanjem davača, ali ovo bih koristio samo za manja podešavanja jer je prilično spor.

Da biste promijenili ono što je prikazano na ekranu, možete jednim pritiskom na tipku “SW” promijeniti donji red u pojačala, vate, sate pojačala ili omogućeno vrijeme.

Da biste promijenili gornji red, morate pritisnuti i držati tipku “SW” i možete se mijenjati između Izlaz napona, Ulaz napona i temperatura.

Korak 8: Je li dobro?

Dobro pitanje!

Svakako je bolje nego što sam prvotno očekivao da će biti kada sam kupio stvari za njega. Uparen sa PD napajanjem, ovo je zaista kompaktno rješenje koje možete koristiti bilo gdje.

Interfejs je…. samo ok. S obzirom na vrstu ekrana, nisam siguran kako bi se drugačije moglo rukovati, ali često zaboravljam koje dugme radi šta, a trepćući znak koji označava koju cifru mijenjate čini da se ne odaziva

Tačnost napona je prilično dobra, iako ipak pada pod većim opterećenjima, ništa previše ludo, ali je lošija od mog napajanja Tenma.

Zaštita od prenaponske struje se aktivira kad očekujete, iako u ovom stanju daje neki napon, što nisam očekivao, ali Tenma radi i ovo.

Što se tiče mreškanja, ne brinite, prema popisu ima nisku valovitost (…….. nemam opseg)

Korak 9: Šta bih poboljšao?

Da ponovo gradim ovaj projekat, razmotrio bih nekoliko promjena.

Prvo, 3d kućište bi se definitivno moglo poboljšati. Izmijenjena verzija koju sam napravio je u redu, ali ja nisam 3d dizajner! T

Glavni problem je lijeni posao koji sam obavio za mjesto na kojem je postavljen IP2721 modul, nije ni blizu da dobro pristaje, samo sam se pobrinuo da bude dovoljno velik da ne predstavlja problem i pustio sam vruće ljepilo da riješi sve probleme tamo.

Primijetit ćete i da imam naljepnice koje pokazuju pozitivno i negativno, dok sam modificirao slučaj nisam mislio da će mi te indikacije trebati jer sam mislio da će boja priključaka biti dovoljna, ali to nije slučaj, više o tome za minut.

Također, bilo bi lijepo da se baza kućišta uklopi u ostatak, trenutni dizajn je za vijke M2.5, ali nemam dovoljno dugo. Trenutno ostaje na mjestu samo zbog trenja, ali to možda nije isto za sve štampače.

Priključci za banane koje sam nabavio su lijepe kvalitete, ali mislim da bi vam bilo bolje da se odlučite za one sličnog stila onima na Tenmi, jer ako nabavite kabel omotan poput ovih, morate odvrnuti plastiku cover. I zato moram označiti koja je koja!

Nisam siguran je li prekidač zaista toliko koristan, IP2721 modul bi se i dalje napajao, što nije velika stvar, ali vjerojatno ćete tek isključiti napajanje iz stola kad s njim završite.

I na kraju, da biste povećali snagu koju možete provesti kroz modul, morali biste pronaći način integriranja ventilatora, kako u dizajn kućišta, tako i način napajanja (možda zaseban pretvarač u dolarima.)

Korak 10: Završne misli

Mislim da je ovo koristan uređaj za posjedovanje, jeftini su bili dijelovi za kupovinu i brzo se sastavljali, zanemarujući vrijeme potrebno za štampanje kućišta, ovo biste lako mogli napraviti za sat vremena.

Pa mislim da ako već imate PD izvor napajanja i želite nabaviti jeftino Bench napajanje, mislim da je ovo zapravo prilično dobra opcija.

Bilo bi me zanimalo čuti mišljenja drugih ljudi o tome. Moje neslaganje je dobro mjesto za to, tamo ćete pronaći mnogo kreativnih proizvođača.

Također bih se želio zahvaliti svojim Github sponzorima koji su mi pomogli da podržimo mene i čudne stvari koje volim graditi.

Hvala na čitanju!