Блок питания для часов 1,5В
Опубликовал admin | Дата 4 августа, 2019Блок питания для электронно-механических часов
В данной статье будут рассмотрены несколько простых схем блоков питания для электронно-механических часов с выходным напряжением 1,5 вольта. Возможных вариантов построения схем источников питания – шесть, но можно из отдельных узлов этих схем составить и другие версии БП.
На рисунке 1 приведена схема с сетевым трансформатором.
Ток потребления электронно-механических часов не большой и поэтому в качестве понижающего трансформатора подойдут практически любые маломощные трансформаторы с выходным напряжением порядка пяти вольт. Трансформатор Тр1 является разделительным трансформатором, что исключает попадания фазы первичной сети на элементы схемы часов. Предохранитель можно применить на 0,15А. Диодный мост — практически любой, можно собрать из отдельный диодов. Все схемы были нарисованы на одном листе и поэтому такая странная нумерация элементов. В данной схеме в качестве стабилизатора использована отечественная микросхема КР142ЕН12А. Для установки выходного напряжения 1,5В возможно потребуется подбор резистора R4. Величина емкости конденсаторов фильтра не критична, можно поставить и с меньшей емкостью.
На рисунке 2 представлена еще одна схема с разделительным сетевым трансформатором. В этой схеме в качестве стабилизатора выходного напряжения используется трехвыводной микросхемный стабилизатор с фиксированным выходным напряжением 1,5В — AMS1117-1,5.
На рисунке 3 показана схема блока питания с гасящим конденсатором. Будьте осторожны! На элементах схемы будет присутствовать фаза сети 220 вольт. Но если все сделать правильно применительно к правилам по технике безопасности, то с успехом можно применить и данную версию БП. Конденсатор С1 в данной схеме должен быть рассчитан на напряжение не менее 680 вольт. Лучше применить конденсаторы, рассчитанные на работу непосредственно в цепях переменного тока и имеющими рабочее напряжение ̴250… ̴275V. Такие конденсаторы стоят во входном фильтре практически всех импульсных блоках питания. Хорошо для таких целей подходят отечественные конденсаторы МБГЧ. Емкость конденсатора выбирается из примерного условия, 1мкФ обеспечивает ток нагрузки 60мА. Так что емкость гасящего конденсатора можно уменьшить до 0,1мкФ. Диодный мост должен быть рассчитан на двойное амплитудное значение напряжения сети. Это порядка 800 вольт. У данной схемы понижение выходного напряжения происходит за счет емкостного делителя С1 и С3. Такой блок питания нельзя включать без нагрузки или нагрузкой недостаточной мощности, так как конденсатор фильтра С3 будет пробит недопустимо большим напряжением. В этом случае, что бы уменьшить напряжение на конденсаторе С3, надо увеличить его емкость. Чем больше емкость, тем меньше реактивное сопротивление переменному току.
В данном случае ток будет постоянным по знаку, но переменным по амплитуде. Проще всего застабилизировать выходное напряжение с помощью стабилитрона, включенного параллельно конденсатору С3, с напряжением стабилизации порядка пяти вольт. Если стабилитрон будет греться, то уменьшите емкость гасящего конденсатора. Резистор R2 необходим для разрядки гасящего конденсатора С1.
На рисунке 4 приведена еще одно схема БП. Это блок бесперебойного питания. Данную схему я не моделировал, она была срисована лет сорок назад из, я так думаю, журнала «Радио». Я думаю, что схема работает следующим образом: Когда в сети есть напряжение, есть напряжение и на коллекторе транзистора VT1. Есть напряжение и на выходе устройства, так как транзистор открыт током базы, проходящим: Минус батарейки -> База -> Эмиттер -> нагрузка -> Общий провод -> Плюс батарейки. Когда напряжения сети отсутствует, то нагрузка получает питание через открытый переход база-эмиттер транзистора. Транзистор – любой маломощный прямой проводимости. Обратите внимание, что регулировка тока нагрузки идет по отрицательной шине БП.
На схемах 5 и 6 показаны так же трансформаторные блоки питания, но с разными стабилизаторами выходного напряжения. На схеме 5 в качестве стабилизатора напряжения базы транзистора используется светодиод, прямая ветвь вольтамперной характеристики которого, близка к вольтамперной характеристике стабилитрона. Но здесь, для получения нужной величины выходного напряжения потребуется подборка светодиода. А также величины резистора R4, для получения тока, примерно, 10мА. В данной схеме светодиод может являться и индикатором работы БП. В схеме, показанной на рисунке 6, в качестве задатчика выходного напряжения выступает цепь, состоящая из нескольких согласованно включенных диодов в прямом направлении. Здесь тоже возможно придется подобрать величину резистора R6 по минимально возможному току протекающим через диоды.
В заключении хотелось бы сказать, что сетевые трансформаторы можно с успехом заменить практически любым зарядным устройством от сотового телефона. Работающим, естественно и имеющим развязку от сети. Можно применить и другие комбинации узлов из разных схем.
Из всех схем самая надежная, это конечно с гасящим конденсатором, она не боится коротких замыканий в нагрузке, отсутствует пожароопасный сетевой трансформатор.
Скачать статью.
Скачать “Блок_питания_для_часов_1,5В” Блок_питания_для_часов_1,5В.rar – Загружено 211 раз – 72 KB
Обсудить эту статью на — форуме «Радиоэлектроника, вопросы и ответы».
Просмотров:301
Питание часов от сети + развязанный источник переменки до 220 В.
Разбирая закрома наткнулся на советские электромеханические часы. И что-то в них мне так понравилось, что я решил их снова повесить на стену. Питаются они от «пальчиковой» батарейки типоразмера D, но покупать такие батарейки в мои планы не входило, хотя они работают на одной батарейке достаточно долго, стоит такая батарейка больше 100р, да и развлечений в том, чтобы просто воткнуть батарейку никаких. Решил соорудить к ним развязанное питание от сети.БП и путь его разработки под катом.
Начало
Начал с изучения родного источника питания. Напряжение 1.5 вольта — это понятно, но какого же внутреннее сопротивление? Угольных батарей уже не сыскать, потому искал информацию про алкалиновые, как их примеников. Поиск по запросу g «D size alkaline internal resistance» дал некоторые результаты. Комрады утверждают, что у новой алкалиновой батарейки типоразмера D внутреннее сопротивление 150-300 мОм. Чтож, это будет непросто достичь без стабилизации. Но всё по порядку. Для начала — надо обеспечить гальваническую развязку.Размотав для прошлой поделки один трансформатор из БП от компьютера, и узнав, что всё в нём было намотано так, как надо, решил на сей раз ничего не разматывать, а использовать то, что есть. В этом БП было три трансформатора: один силовой, один для дежурки и ещё один для развязки управления биполярными силовыми транзисторами. Был выбран наименьший по размеру, от дежурки.
Пришла пора развести платку. Развёл в Спринте под существующие компоненты (то, что было в барахле). Габаритный размер платы выбирал исходя из размера батарейки типа D. Вот, что получилось:
Внимание, не хватает гасящего резистора по высокой стороне, чтобы ограничивать ток включения, и добавлено место под стабилитрон по низкой стороне, чтобы ограничить напряжение, на всякий случай, ибо микросхема часов не любит перенапряжений.
Вытравил плату, спаял, пришло время испытаний. СТОП, у меня нету развязанного источника питания, осциллограммы посмотреть хочется, а тыкать осциллографом в неразвязанные от сети цепи не хочется, ибо рискованное это дело. Что делать?
Гальванически развязанный источник переменного напряжения до 220 В на трансформаторе и ЛАТРе
Есть ЛАТР, и завалялся трансформатор ТА-11-127/220-50 из какой-то советской автоматики. Вот его схема:Но у трансформатора на выходе никак не получить 220 В переменки, даже если все вторичные обмотки соединить последовательно. Как поступить? Раз есть ЛАТР и такой трансформатор, почему бы не использовать трансформатор в роли повышающего, т.е. соединить обмотки по 28 В последовательно, а снимать напряжение с первичных обмоток? Развязка есть, напряжение есть, мощности в нём 26 Вт по паспорту, значит должно его хватить в нашем случае. В паспорте сказано, что обмотки 11-12 и 13-14 имеют выходной ток 0,26 А, обмотки 15-16 и 17-18 — 0,21 А, а обмотка 19-20 всего лишь 0,026 А. Задействуем в качестве первички только обмотки на 0,26 А и 0,21 А, чтобы не ограничивать себя в мощности и не спалить маломощную обмотку. И вот схема включения трансформатора:
Документация на трансформатор говорит, что для работы на 220 В нужно соединить выводы 2 и 6, а 220 В подавать на выводы 1 и 8. Эксперимент показал, что снятие напряжения с выводов 1 и 8 не даёт в итоге 220 В, поэтому снимать напряжения решил с выводов 1 и 10, что дало нужное напряжение на выходе. Можно ещё немного увеличить выходное напряжение, для чего стоит соединить выводы 5 и 6, вместо 2 и 6.
Таким образом, входное напряжение на трансформаторе — 112 В, а номинальный ток обмотки, по наименьшему из имеющихся, — 0,21 А, значит номинальная потребляемая мощность 112 В х 0,21 А = 23,52 Вт. Будут, конечно потери, но до 20 Вт выходной мощности его должно хватить. К тому же, развязывающий трансформатор для испытаний не обязан обеспечивать долговременную работу.
Но нам на вход транформатора подавать нужно 28х4 = 112 В, и для безопасности я подключил трансформатор так:
Конечно, теперь «0» по положению бегунка ЛАТРа не означает нулевое напряжение на выходе, но зато трансформатор будет целее. Вот фотография готовой установки:
Проверка работоспособности и подключение часов
Ну что же, развязанный источник питания имеется, схема распаяна, нужно приступать к отладке. Про отладку импульсных источников питания написано много, потому обозначу только основные моменты: первоначально подключаем БП к высокой стороне через резистор, чтобы в случае проблем резистор погасил на себе избытки, ну а дальше — отлаживаем обратную связь, добиваемся требуемого выходного напряжения. За кадром: осуществил плавный запуск, подобрал сопротивление в цепи обратной связи — получилось 300 Ом, перепутал фазировку первичной обмотки — перепаял.Вот что имеем на выходе БП без нагрузки:
Подключаем часики:
Хммм, ну такая картина ужасна! Питание жутко нестабильное!
Как выглядит ШИМ серия:
Крупнее:
Как часто серии случаются:
Как ШИМ серии соотносятся с питанием:
Видно, что напряжение питания нестабильное. Установка большииииих конденсаторов во вторичке проблему не исправила. Что делать? Забить и испытать!
Вот что получилось:
Припаял кусочки жести в качестве контактом батареи:
И установил в часы:
Сначала поставил предохранитель на 0.1А, он, конечно, пыхнул при первом включении, т.к. токоограничивающий резистор я не поставил. В итоге, так и работает с куском проволоки в качестве предохранителя.
Итоги
Часы сами не запускаются от этого источника, но в часах есть ножка, останавливающая маятник, она же его может и запустить. После запуска с ножки — часы тикают, всё отлично:Повесил на стену, прошла неделя. Часы идут как нужно, отставания/опережения не заметно. Поскольку часы электромеханические, механики, видимо, хватает на сглаживание проблем с питанием. Стабилизация смысла в данном случае не имеет. Потребляемая мощность, по показаниям китайского цифрового ваттметра 0,3 Вт, на плате ничего не греется, вероятно мощность правильная.
Данное решение имеет большой потенциал в питании подобных схем, паспорт на TOP210 говорит о потребляемой мощности до 5 Вт, что позволяет использовать такой подход в питании контроллеров и многих маломощных схем.
Ну вот и всё, спасибо за терпение.
В приложении плата и документация на ТА-11-127/220-50.
Блок питания для настенных часов – как сделать своими руками
Делать блок питания для простых настенных электромеханических кварцевых часов, чтобы не тратиться на батарейки, наверное, не имеет смысла, так как оного элемента хватает для работы часов до полутора лет.
В случае наличия в часах устройства боя и маятника, например в модели настенных часов «RHYTHM Westminsrter Chime», изображенной на фотографии, приходится устанавливать четыре элемента АА. При этом после замены батареек в часовом механизме или устройстве боя приходится синхронизировать бой с часами, настраивая количество ударов курантов в соответствии с положением стрелок. После нескольких лет эксплуатации решил избавить себя от этого занятия – запитать часы от электрической сети с помощью блока питания.
Разработка схемы блока питания
Перед собой поставил следующую задачу: часы должны работать от сети, продолжать работать, включая бой и ход маятника при отключении подачи электроэнергии и работать как обычно без блока питания. Исходя из этих требований, и разрабатывалась схема блока питания.
Изучение конструкции и схемы часов показало, что электрическая часть состоит из трех гальванически не связанных между собой блоков, каждый из которых питается от своей батарейки. Часовой механизм и схема раскачивания маятника питались от напряжения 1,5 В, а схема боя – 3,0 В. Бой запускается механическим замыканием двух проводов в часовом механизме при прохождении минутной стрелки через отметку 12 часов.
Измерение тока потребления блоков с помощью осциллографа по падению напряжения на последовательно включенном резисторе 10 Ом показало, что часовой механизм и маятник в среднем потребляют по 1,5 мА, а устройство боя 2,2 мА.
Схема блока питания и принцип ее работы
Опубликованное в Интернете схемы блоков питания для настенных часов в основном выполнены без гальванической развязки, что недопустимо с точки зрения техники безопасности. Изготавливать своими руками блок питания в настоящее время не имеет смысла, так как несложно подобрать готовый от сгоревшего или морально устаревшего электронного устройства. Поэтому для часов был взят заводской импульсный блок питания на напряжение 3,3 В, и дополнен несколькими элементами для зарядки аккумулятора и снижения напряжения до 1,5 В.
Разработанная схема питания часов работает следующим образом. Если разъем S1 разомкнут, то часы работают как обычно, их узлы питаются от установленных батареек. При этом достаточно установить батарейки только в блок боя и блок часового механизма или маятника, так как одноименные полюса выводов батареек последних подключены параллельно.
При соединении разъема S1, но без подключения БП к сети, для работы часов достаточно будет установить батарейки только в блок боя. Питающее напряжение будет поступать с него через цепочку диодов VD2-VD4 на часовой механизм и схему маятника. На каждом из диодов VD2-VD4 в режиме малых токов происходит падение напряжения 0,4-0,6 В, таким образом с 3 В напряжение снизиться до 1,2-1,5 В. Исследования показали, что часовой механизм и маятник стабильно работают при напряжении питания от 1,2 до 3 В. Диоды VD1-VD4 подойдут любые маломощные импульсные или выпрямительные.
Перед подключением блока питания к сети нужно извлечь из часов все батарейки. Питающее напряжение на узлы часов будет подаваться с блока питания. Для бесперебойной работы часов при отключении электроснабжения необходимо в отсек батареек боя установить два аккумулятора, отработавших свой срок, например в фотоаппарате. Блок питания будет не только питать часы, но и подзаряжать аккумулятор током в несколько миллиампер, что вполне достаточно для компенсации токов утечек. Ток зарядки задается величиной резистора R1.
Часовой механизм потребляет ток в импульсном режиме, раз в секунду. Для компенсации падения напряжения в этот момент установлен электролитический конденсатор C1, хотя проверено, часы стабильно работают и без него. Но с помощью осциллографа была подобрана емкость конденсатора, при которой просадка напряжения не наблюдалось. Диод VD1 служит не только для понижения напряжения, но и предотвращает разряд аккумулятора через блок питания и светодиод подсветки, когда пропадает напряжение в сети.
Как уменьшить количество батареек в настенных часах
Если нет желания устанавливать в часы блок питания, то можно уменьшить количество батареек с четырех до двух. Для этого достаточно соединить параллельно все отрицательные выводы в батарейных отсеках узлов и положительные выводы часового механизма и боя между собой. От положительного вывода батарейного отсека боя через три включенных последовательно диода подать напряжение на один из положительных выводов часового механизма и боя.
Благодаря такой доработке снизится частота обслуживания и уменьшатся затраты на замену батареек, так как они больше теряют емкость от токов внутренней утечки и старения, чем от потребления узлами часов.
Конструкция и подключение блока питания к узлам часов
Все детали для подключения блока питания к узлам часов были смонтированы на печатной плате. Специально плата не разрабатывалась, а была переделана из готовой, предназначенной для монтажа другой схемы.
Дополнительно на плате был установлен трехконтактный разъем и токоограничивающие резисторы для подключения светодиодов подсветки маятника. Номинал резисторов можно рассчитать с помощью онлайн калькулятора исходя из рабочего тока, на который рассчитан светодиод.
Сетевой блок питания был взят постоянного тока с выходным напряжением 3,3 В и рассчитанный на величину нагрузки до 2 А. Учитывая, что максимальный ток потребления всех узлов часов не превышает нескольких миллиампер, то подойдет БП любой мощности. Главное, чтобы выходное напряжение было не менее 3 В.
Если напряжение больше, то можно погасить его установкой дополнительных диодов последовательно с VD1 из расчета падения напряжения на диоде 0,6 В. Например, если вы возьмете БП с выходным напряжением 5 В, то понадобиться последовательно с VD1 включить еще 2 или 3 диода. Количество можно уточнить, измерив вольтметром напряжение после резистора R1. Оно должно быть около 2,5 В.
Провода в блоке питания были достаточной жесткости, поэтому шнур был укорочен и провода припаяны непосредственно к печатной плате. На этих провода печатная плата и удерживалась в часах. Для подключения блока к узлам часов был применен навесной разъем. Конструкция готового блока питания для часов показана на фотографии.
Для фиксации блока питания в корпусе часов с помощью двух саморезов была привинчена выгнутая из заглушки системного блока компьютера скоба.
Как видно на фотографии блок питания надежно зафиксирован скобой, его легко снять и конструкция красиво выглядит.
Запитать часы от сети я планировал давно, поэтому при ремонте прихожей, в которой часы и висели, проложил от ближайшей розетки под штукатуркой провод, конец которого был выведен под корпусом часов и заканчивался мобильной электрической розеткой.
Такая электрическая розетка имеет малые габаритные размеры и хорошо надевается и удерживается на штырях вилки блока питания.
На фотографии показан вид блока питания и схемы адаптера, установленные в корпус часов с маятником и боем. Провода, для аккуратности монтажа, идущие от разъема S1, продеты через отрезки полихлорвиниловой трубки.
Присоединение проводов жгута к выводам в батарейных отсеках узлов часов выполнено с помощью пайки электрическим паяльником с использованием флюса марки «ФИМ».
Установка механического выключателя звука боя
Работу курантов в часах китайские производители обычно устанавливают с 6 утра до 10 часов вечера без возможности коррекции. Нам он не мешает, но когда приезжают гости, то приходится звук отключать.
В некоторых моделях часов с боем имеется возможность отключать звук боя с помощью нажатия на кнопку внутри часов, а если нет такой функции, то производитель рекомендует вынимать из узла боя батарейки, что еще неудобнее, так как впоследствии приходится синхронизировать время боя со временем часов.
⚡️Напряжение питания для часов от 220В |
Подарочные настенные часы кроме стильного оформления несли в себе еще один небольшой сюрприз: гальванического солевого элемента типоразмера АА обычно хватало не более чем на 1…2 месяца работы. Выяснилось, в чем причина быстрого разряда «батарейки».
Шаговый электродвигатель часов вместо одного-двух включений в секунду, срабатывал около 10 раз, что, с одной стороны, обеспечивало плавность движения секундной стрелки, а с другой – увеличивало расход энергии гальванического элемента. Чтобы избавить себя от необходимости частой регулярной замены батарейки, было решено изготовить несложный безопасный сетевой блок питания, схема которого показана на сайте.
Сетевое напряжение через токоограничительные резисторы R1, R2 и гасящие конденсаторы С1, С2 поступает на мостовой выпрямитель VD1. Наличие двух резисторов R1, R2 относительно большого сопротивления не только уменьшает импульсный ток через диоды выпрямительного моста, но и снижает вероятность сильного удара током, если кто-то решит заменить элемент питания, не отключив часы от сети переменного тока. Два конденсатора С1, С2, вместо одного гасящего, устанавливаемого в аналогичные блоки питания, повышает надежность этого узла, а вместе с ней и безопасность эксплуатации, что для круглосуточно работающего устройство немаловажно.
Выпрямленное напряжение сглаживается конденсатором СЗ и стабилизируется светодиодом HL1. Кроме функции стабилитрона этот светодиод также выполняет функцию подсветки, освещая циферблат часов в темноте. Выпрямленное стабилизированное напряжение через VD1, R4 поступает на механизм часов и гальванический элемент, подзаряжая его током около 100 мкА. Конденсатор С4 обеспечивает ход часов при отсутствии элемента питания, но работа часов в таком режиме хоть и возможна, но нежелательна.
На месте HL1 автор использовал неизвестной марки синий сверхъяркий светодиод диаметром 5 мм и рабочим напряжением 3В при прямом токе 20 мА. Если в вашем распоряжении будут только сверхъяркие светодиоды на 1,5…2В, то можно включить последовательно 2 шт. таких светодиодов, при необходимости подобрав сопротивление резистора R4. Если подсветка циферблата не нужна, то вместо светодиода можно подключить стабилитрон, например, КС133А, 1N4728A.
Диодный мост VD1 можно заменить любым маломощным, например, RB154, W04M, КЦ407А, КЦ422Г или включенными по мостовой схеме четырьмя диодами, например, КД521А, 1N4148,1 N4003. Конденсаторы С1, С2 полиэтилентерефталатные или полипропиленовые, например, серий К73-17, К73-24, К73-39 на рабочее напряжение не ниже 630 В. Оксидные конденсаторы типов К50-35, К50-68 или их импортные аналоги. Резисторы любого типа общего применения соответствующей по принципиальной схеме мощности, например, МЛТ, ОМЛТ, С1-4.
Для упрощения монтажа все детали можно непосредственно приклеить к корпусу часов, например, клеем «Квинтол», как это показано на рис.2. Места паек и токопроводящие части элементов желательно покрыть несколькими слоями цапонлака, после чего зону размещения элементов желательно прикрыть пластмассовой пластиной подходящих размеров.
Если нужно, чтобы яркости свечения «синего» светодиода было достаточно не только для освещения циферблата часов, но и для выполнения им функции «ночника», то яркость можно увеличить, увеличив емкость конденсаторов С1, С2 до 0,22 мкФ, одновременно увеличив сопротивление резистора R4 до 2…3 кОм. При настройке и монтаже готового устройства следует соблюдать меры безопасности работы с напряжением сети переменного тока 220 В.
Питание мультиметра от батарейки 1,5 вольта
Среди радиолюбителей и профессионалов цифровые мультиметры имеют большую популярность благодаря их многофункциональности. Для их питания применена, как правило, девяти вольтова батарея «Крона», имеющая заметную саморазрядку, небольшую емкость и более высокую цену в сравнении с другими элементами.Предлагаемое устройство питания цифрового мультиметра от одного элемента АА напряжением 1,5 вольта, позволит избежать указанных недостатков в работе и упростить эксплуатацию прибора.
В интернете предлагается много различных схем для преобразования напряжения 1,5 в 9 вольт. Каждая имеет свои плюсы и минусы. Данное устройство изготовлено на базе схемы А. Чаплыгина, опубликованной в журнале «Радио» (11.2001г., стр.42).
Отличием данного варианта исполнения преобразователя, является расположение элемента питания и преобразователя напряжения, в крышке футляра мультиметра, вместо создания компактного блока питания устанавливаемого вместо батареи «Крона». Это позволяет в любой момент, без разборки прибора, заменить элемент АА, а при необходимости отключить преобразователь (разъем Джек 3,5) с автоматическим включением резервной батареи «Крона» расположенной в своем отсеке. Кроме того, при изготовлении преобразователя напряжения, нет необходимости в миниатюризации изделия. Быстрее и проще намотать трансформатор на кольце большего диаметра, лучше теплоотвод, свободнее монтажная плата. Такое расположение узлов в крышке футляра не мешает работе с мультиметром.
Данный преобразователь может быть выполнен в любом подходящем корпусе и использоваться в самых разнообразных устройствах, где требуется питание от девятивольтовой батареи «Крона». Это мультиметры, часы, электронные весы и игрушки, медицинские приборы.
Схема генератора преобразователя напряжения
Предлагается повышающий инвертор постоянного напряжения, имеющий хорошие выходные данные с минимумом входящих элементов. Схема представлена на рисунке.
На транзисторах VT1 и VT2 собран двухтактный генератор импульсов. Ток положительной обратной связи протекает через вторичные обмотки трансформатора Т1 и нагрузку, подключенную между цепью + 9 В и общим проводом. За счет пропорционального токового управления транзисторами существенно уменьшены потери на их переключение и повышен КПД преобразователя до 80… 85 % .
Вместо выпрямителя высокочастотного напряжения используются база-эмиттерные переходы транзисторов самого генератора. При этом величина тока базы становится пропорциональной величине тока в нагрузке, что делает преобразователь весьма экономичным.
Другой особенностью схемы является срыв колебаний в отсутствие нагрузки, что автоматически может решить проблему управления питанием. Ток от батареи, при отсутствии нагрузки, практически не потребляется. Преобразователь, будет сам включаться тогда, когда от него потребуется что-нибудь запитать и выключаться, когда нагрузка будет отключена.
Но так как в большинстве современных мультиметров введена функция автоматического отключения питания, для исключения доработки схемы мультиметра, проще установить выключатель питания преобразователя.
Изготовление трансформатора преобразователя напряжения
Основой генератора импульсов является трансформатор Т1.
Магнитопроводом трансформатора Т1 служит кольцо К20х6х4 или К10х6х4,5 из феррита 2000НМ. Можно взять кольцо из старой материнской платы.
Порядок намотки трансформатора.
1. Вначале нужно подготовить ферритовое кольцо.
• Для того чтобы провод не прорезал изоляционную прокладку и не повредил свою изоляцию, желательно притупить острые кромки ферритового кольца мелкозернистой шкуркой или надфилем.
• Намотать изоляционную прокладку на кольцевой сердечник для исключения повреждения изоляции провода. Для изоляции кольца можно использовать лакоткань, изоленту, трансформаторную бумагу, кальку, лавсановую или фторопластовую ленту.
2. Намотка обмоток трансформатора с коэффициентом трансформации 1/7: первичная обмотка – 2х4 витка, вторичная обмотка – 2х28 витков изолированного провода ПЭВ -0,25.
Каждую пару обмоток наматывают одновременно в два провода. Складываем пополам провод отмеренной длины и сложенным проводом начинаем плотно наматывать на кольцо нужное количество витков.
Для исключения повреждения изоляции провода при эксплуатации, по возможности, применить провод МГТФ или другой изолированный провод диаметром 0,2-0,35 мм. Это несколько увеличит габариты трансформатора, приведет к образованию второго слоя обмотки, но гарантирует бесперебойную работу преобразователя напряжения.
• Вначале мотаются вторичные обмотки lll и lV (2х28 витков) цепи баз транзисторов (см. схему преобразователя).
• Затем на свободном месте кольца, так же в два провода, мотаются первичные обмотки l и ll (2х4 витка) цепи коллекторов транзисторов.
• В итоге, после разрезки петли начала обмотки, у каждой из обмоток будет 4 провода — по два с каждой стороны обмотки. Берём провод конца одной половины обмотки(l) и провод начала второй половины обмотки (ll) и соединяем их вместе. Аналогично поступаем со второй обмоткой (lll и lV). Должно получиться примерно следующее: (красный вывод – середина нижней обмотки (+), черный вывод – середина верхней обмотки (общий провод)).
• При намотке обмоток, витки можно закрепить клеем «БФ», «88» или цветной изолентой обозначающей разным цветом начало и конец обмотки, что в дальнейшем поможет правильно собрать обмотки трансформатора.
• При намотке всех катушек нужно строго соблюдать одно направление обмотки, а также отмечать начало и конец обмоток. Начало каждой обмотки помечено на схеме точкой у вывода. При несоблюдении фазировки обмоток генератор не запустится, так как в этом случае нарушатся условия необходимые для генерации. Для этой же цели, как вариант, возможно использовать два разноцветных провода от сетевого кабеля.
Сборка преобразователя напряжения
Для работы в преобразователях небольшой мощности, как в нашем случае, подойдут транзисторы А562, КТ208, КТ209, КТ501, МП20, МП21. Возможно придётся подобрать количество витков вторичной обмотки трансформатора. Это связано с разной величиной падения напряжения на p-n переходах у различных типов транзисторов.
Транзисторы следует выбирать, ориентируясь на допустимые значения тока базы (он не должен быть меньше тока нагрузки) и обратного напряжения эмиттер-база. То есть, максимально-допустимое напряжение база-эмиттер должно превышать необходимое выходное напряжение преобразователя.
С целью уменьшения помех и стабилизации выходного напряжения преобразователь дополнен узлом из двух электролитических конденсаторов (для сглаживания пульсаций напряжения) и интегрального стабилизатора 7809 (с напряжением стабилизации 9 вольт) по схеме:
Преобразователь собираем согласно схеме и паяем все входящие элементы на текстолитовой плате вырезанной из универсальной монтажной платы, продающейся в радиотоварах, методом навесного монтажа. Размеры платы выбираются в зависимости от размеров выбранных транзисторов, получившегося трансформатора и места установки преобразователя. Вход, выход и общая шина преобразователя выведены гибким многожильным проводом. Выходные провода, с напряжением +9в, заканчиваются разъемом Джек 3,5 для подключения к мультиметру. Входные провода подключены к кассете с установленной батареей 1,5 вольта.
Элемент питания АА (1,5в) установлен в двухместную кассету от переносного приемника.
Одно место занято батареей, другое место служит для установки выключателя питания и закрепления всей кассеты, через переходную текстолитовую планку, в футляре мультиметра.
Настройка преобразователя.
Проверяем правильность сборки преобразователя, подключаем батарею и проверяем прибором наличие и величину напряжения на выходе преобразователя (+9в).
Если генерация не возникает и напряжения на выходе отсутствует, проверьте правильность подключения всех катушек. Точками на схеме преобразователя отмечено начало каждой обмотки. Попробуйте поменять местами концы одной из обмоток (входной или выходной).
Преобразователь способен работать и при уменьшении входного напряжения до 0,8 – 1,0 вольта и получить напряжение 9 вольт от одного гальванического элемента напряжением 1, 5 В.
Доработка мультиметра
Для подключения преобразователя к мультиметру, необходимо найти внутри прибора свободное место и установить там гнездо для штекера Джек 3,5 или аналогичного имеющегося разъема. В моем мультиметре M890D свободное место нашлось в углу, слева от отсека для батареи «Крона».
В качестве футляра для мультиметра используется футляр от электробритвы.
Подготовил: Смирнов И.К.
Схема питания электронных часов от сети
В технической литературе описаны блоки для электропитания от электросети электронно-механических часов-будильников. Блоки, заменяющие гальванический элемент 1,5 В, содержат выпрямитель со стабилизатором напряжения и разделительно-понижающий трансформатор. Стабилизатор устраняет спады напряжения питания при редких увеличениях нагрузки в момент включения сигнального электроакустического преобразователя (звонка, зуммера электрического). Разделительно-понижающий трансформатор необходим по условиям техники электробезопасности.Считаю, что для питания электронно-механических часов без сигнального электроакустического преобразователя, электрозвонка или зуммера блок электропитания можно значительно упростить. Ввиду ничтожно малого потребления тока часами возможно применения симметричной бестрансформаторной схемы (см.рисунок) с понижающими конденсаторами С1 и С2 очень малой емкости (по 0,033 мкФ 200 В тип БГМ-2), которые делают электропропровода, идущие к часам безопасными. Чего нет в [1,2]. Стабилизация в блоке может отсутствовать, так как часы без электрозвонка или зуммера, а колебания напряжения в электросети незначительны и не оказывают существенного влияния на точность хода. Кроме этого, периоды уменьшения и увеличения напряжения в электросети по протяженности времени примерно равны, что вызывает взаимокомпенсацию замедления хода часов ускорением его и наоборот.
Конденсаторы С1, СЗ и резистор R1 (1 кОм тип ВС-0,125 Вт) можно разместить в специальной электровилке, включаемой в розетку электросети, а диоды и конденсатор С2 (470 мкФ 6,3 В тип К50-24) — в габаритном чехле, вставляемом в отсек часов вместо гальванических элементов. Возможны иные варианты. Необходимое напряжение на выходе блока достигается уточнением величины сопротивления резистора R1 при включенных часах и нормальном напряжении на входе. Диоды типа КЦ407А. Мной использована схема D1A.
Не торопись выбрасывать
При электропитании устройств, потребляющих сравнительно большой ток, гальванический элемент 373 со временем прекращает работать из-за сравнительно возросшего внутреннего сопротивления. Выдаваемое им напряжение начинает почти целиком падать на этом сопротивлении. Если же такой элемент использовать для питания электронно-мехнических часов, потребляющих импульсами сравнительно малый ток, то он может еще длительное время обеспечивать их электропитание.
Для этого до установки элемента в часы параллельно контактам его включения в отсеке электропитания необходимо подключить с соблюдением полярности малогабаритный оксидный конденсатор емкостью 100 мкФ с рабочим напряжением 6 В. Этот конденсатор будет устранять спад напряжения элемента в момент пиков нагрузки. Месторасположение конденсатора произвольное и зависит от габаритов часов.
А. Почтарик. г. Артемовск. Донеикая обл.
Литература
1. Радиоаматор.-1995.-№7.-С5.
2 Радиохобби.-1998.-NQ2.-C.45.
Перевод аккумуляторной электробритвы на сетевое питание
Предлагается рассмотреть вариант перевода электробритвы с аккумуляторного на сетевое питание.
И причиной для этого послужило следующее. На очередной день рождения была подарена, невиданная по тем временам, легкая и компактная аккумуляторная электробритва с японским дизайном (так гласит надпись на бритве).
Вначале бритва радовала своей работой, особенно в сравнении с традиционными сетевыми электробритвами. Но счастье длилось сравнительно недолго. Прошло несколько месяцев и появились проблемы. Бритва требовала круглосуточной зарядки (отключил, побрился и снова в сеть), иначе не хватало заряда для следующего бритья. Затем емкость аккумулятора начала быстро падать и пользоваться электробритвой стало бессмысленно. Так она переместилась на дальнюю полку, вытесненная более современными и надежными конструкциями, где и пролежала несколько лет без использования.
Недавно, на летний сезон, потребовалась запасная электробритва, и я вновь наткнулся на отложенную бритву. Так как ее ресурс не был использован (работала немного, установленный нож и сетка рабочие, имеются запасные ножи), решил восстановить работу бритвы.
Анализ причин дефекта
Для анализа причин выхода конструкции из строя разберем бритву, для чего вывинтим из тыльной части корпуса четыре винта – самореза и откроем заднюю крышку.
Извлекаем из корпуса плату встроенного зарядного устройства и отсоединяем припаянный аккумулятор.
Установленный в бритве Ni-Cd аккумулятор типоразмера AA ёмкостью 500 mAh, по внешнему виду и замерам по напряжению и току пришёл в негодность (потеря ёмкости).
Причиной длительного времени зарядки и быстрого выхода из строя аккумулятора послужила китайская «бережливость» – максимальное упрощение встроенного в электробритву зарядного устройства. Его фактическая схема приведена ниже.
Это зарядное устройство (ЗУ) изготовлено на малую выходную мощность. Выходной зарядный ток этого ЗУ ниже 20 mA, что в 2,5 раза ниже стандартного режима зарядки для установленного в бритве аккумулятора и в 7,5 раз ниже возможного быстрого режима зарядки. Эти данные указаны на самом аккумуляторе (см. фото выше). В связи с таким упрощением схемы ЗУ, вместо 14 часов зарядки в стандартном режиме, аккумулятор должен был заряжаться от ноля до полной емкости более 30 часов. Поэтому, неполный разряд после бритья, неполный заряд из-за малого тока и недостатка часов в сутках, а также эффект «памяти» Ni-Cd аккумулятора, быстро привели его в негодность.
При существующем ЗУ, заменять аккумулятор на новый не имеет смысла, его будет ждать та же судьба. Для нормальной работы бритвы возможно увеличить выходной ток ЗУ, увеличив емкость конденсатора С1 до двух микрофарад (на 450 или 600 вольт) и включив светодиод — индикатор через ограничительное сопротивление. Однако пользование аккумуляторной бритвой требует постоянного контроля над ней – не забыть ее зарядить, вовремя выключить, периодически проводить полный цикл разряд-заряд. А преимущества такой конструкции минимальны. В связи с тем, что автономная работа этой электробритвы практически нецелесообразна, было решено перевести ее на питание от сети переменного тока 220 В.
Исходные данные
При напряжении питания 1,5В, электродвигатель бритвы в рабочем режиме потребляет ток 0,6…0,8А, в режиме пуска — до 1,4А. Сопротивление его обмотки около 0,3 Ом.
Изготовление электробритвы
1. Выбор схемы
Из-за большого тока потребления электродвигателя, бестрансформаторная схема питания электробритвы от сети 220В отпадает. Трансформаторная схема питания не впишется в малые габариты бритвы. Выходом, будет использование импульсной схемы преобразования переменного тока 220В в постоянное напряжение питания электродвигателя бритвы.
Такие схемы имеются, но не самые простые по комплектующим деталям, изготовлению и наладке. Поэтому пойдем более простым путем – приобретем готовый импульсный блок питания (ИБП) – универсальный сетевой адаптер с 220В до 3…12 В и током нагрузки до 1,0А. Бонусом к покупке будет стабилизация выходного напряжения и защита от короткого замыкания и перегрузок.
При использовании бритвы часто меняется нагрузка на ножи, следовательно, меняются обороты мотора и потребляемый двигателем ток. Кроме того, максимальный ток ИБП ограничен 1,0 ампером, что меньше пускового тока бритвы. Для устранения влияния указанных проблем, изготовим и установим в корпус бритвы стабилизатор тока, по приведенной ниже схеме.
2. Описание схемы стабилизатора тока
Стабилизатор тока электродвигателя бритвы выполнен на транзисторах VT1, VT2.
Включение бритвы выполняется ползунковым выключателем S1, расположенным на штатной плате бритвы. Ток от ИБП через диод VD1, предохраняющий схему от неправильного включения, поступает на электродвигатель бритвы М, далее на полевой транзистор VT1 и ограничительный резистор R6. По этой силовой цепи проходит основной ток до 1,0 ампера, поэтому все составляющие детали должны иметь запас то току.
Резистор R6 является ограничителем пускового тока, также служит датчиком тока, имеет малое сопротивление (0,33 Ом) мощностью до 5 ватт. С дублирующего резистора R5 снимается напряжение, пропорциональное напряжению на датчике тока, и поступает на управляющий транзистор VT2. При увеличении тока на R6 (R5), на нем увеличивается падение напряжения, транзистор VT2 приоткрывается, снижая напряжение на затворе транзистора VT1. Это приводит к уменьшению тока через VT1 и стабилизации тока в цепи двигателя. При уменьшении тока через R6 (R5) протекают обратные процессы.
Ручная регулировка подстроечного резистора R5 позволяет корректировать ток и установить оптимальные обороты двигателя. Пограничное напряжение на затворе транзистора VT1 устанавливается подбором сопротивления резистора R2. Конденсатор С2 и диод VD2 оптимизируют работу двигателя.
3. Изготовление стабилизатора тока
В качестве индикатора включения используем штатный светодиод. Электродвигатель, плату и выключатель питания используем имеющиеся в бритве. Приобретаем или подбираем из имеющихся, недостающие радиокомпоненты для комплектации схемы. Предварительно фиксируем направление вращения электродвигателя или полярность его подключения.
Располагаем детали стабилизатора тока на универсальной монтажной плате. Собираем схему бритвы полностью. Регулировочный резистор R2 заменяем переменным на 1,0 мОм.
Подключаем собранную схему к источнику тока. Устанавливаем напряжение на затворе транзистора VT1 регулировкой сопротивления резисторов R2 и R4, добиваясь уверенного пуска и стабильной работы двигателя, собранной с ножами бритвы. Заменяем переменные сопротивления R2 и R4 на постоянный и подстроечный, в соответствии с подобранными при настройке.
Заменяем штатный сетевой разъем на другой, соответствующий разъему ИБП. Основание разъема можно изготовить из текстолитового листа толщиной 1,5 мм, с дополнительно приклеенными накладками, для исключения качки разъема при подключении ИБП.
Полностью освобождаем плату бритвы (кроме штатного светодиода) от установленных элементов ЗУ. На свободное место платы, справа от двигателя, устанавливаем ограничительный резистор R6 и полевой транзистор VT1 на самодельном радиаторе. Радиатор изготовлен из алюминиевого листа толщиной 1,5 мм. Размеры радиатора определяет свободное место в корпусе. Нижняя контактная часть радиатора выполнена в виде угольника и закреплена к плате винтом М3 через шайбу, для создания зазора и увеличения теплообмена снизу. Верхняя дополнительная часть радиатора, закреплена на тот же винт.
По размерам свободного места в корпусе бритвы, после установки указанных выше элементов, вырезаем рабочую плату для остальных радиокомпонентов. Распаиваем схему на плату.
Поэлементно собираем конструкцию электробритвы в единое целое.
Окончательно проводим настройку режима работы электробритвы, собираем корпус и пользуемся плодами своего труда.
Доставка новых самоделок на почтуПолучайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!
*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.