Wie erstelle ich eine variable Stromversorgung?

Jede elektrische Komponente ist der Globus, der direkt oder indirekt die Energie benötigt, um zu funktionieren. Zur Versorgung mit der erforderlichen Energie wird ein Gerät verwendet, das als Stromversorgung bezeichnet wird. Eine Stromversorgung ist eine elektrische Einheit, deren Aufgabe es ist, elektrische Lasten mit Strom zu versorgen. Die Funktion eines Netzteils besteht darin, die Eingangsspannung von der Quelle zu nehmen und die erforderliche Spannung zu liefern, um die an den Ausgangsanschluss angeschlossenen Lasten mit Strom zu versorgen. Ein Allzwecknetzteil wird für Privathaushalte, Büros, Hochschulen usw. verwendet. Es wird mit 220 V vom Netz versorgt und verfügt über verschiedene Ausgangsanschlüsse zum Einschalten von Lasten, die keine Hochspannung benötigen. Der Ausgangsanschluss besteht hauptsächlich aus festen 5 V, 12 V und variablen 0 bis 30 V.

Energieversorgung

Wie erstelle ich ein kleines Netzteil?

Das Netzteil ist der wichtigste Bestandteil eines jeden Projekts, um die gesamte Hardware auszuführen. Lassen Sie uns loslegen und weitere Daten sammeln, um das Projekt zu starten. Wir werden für dieses Projekt eine Leiterplatte herstellen.

Schritt 1: Sammeln der Komponenten

Der beste Ansatz, um ein Projekt zu starten, besteht darin, eine vollständige Liste der Komponenten zu erstellen. Dies ist nicht nur ein intelligenter Weg, um ein Projekt zu starten, sondern erspart uns auch viele Unannehmlichkeiten in der Mitte des Projekts. Nachfolgend finden Sie eine Liste der Komponenten, die auf dem Markt sehr leicht erhältlich sind:

Schritt 2: Studieren der Komponenten

Wie jetzt haben wir eine vollständige Liste aller Komponenten. Lassen Sie uns einen Schritt voraus gehen und eine kurze Untersuchung aller Komponenten durchführen.

Ein Transformator ist ein passives elektrisches Gerät, das zum Erhöhen oder Verringern der Wechselspannung in elektrischen Leistungsanwendungen verwendet wird. Es gibt zwei Arten von Transformatoren, einen Abwärtstransformator und einen Aufwärtstransformator. Hier verwenden wir einen Abwärtstransformator. Dieser Transformatortyp wird am häufigsten in Haushaltsgeräten verwendet, da er die Hochspannung von der Hauptleitung auf 12 V reduziert. Zuerst wird die Schaltung hergestellt und dann ausgeführt, um alle Messungen durchzuführen. Der Grundaufbau eines Transformators besteht aus einer Spule und zwei Wicklungen, einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung. In einem Abwärtstransformator sind die Primärwicklungen größer als die Sekundärwicklungen, was dazu beiträgt, die Primärspannung auf die Sekundärspannung zu reduzieren.

Transformator

Eine Diode ist eine elektrische Komponente, deren Aufgabe es ist, unidirektionalen Strom zu leiten. Wir haben eine Gleichrichterbrücke mit vier Dioden in unserer Schaltung hergestellt. Ein Brückengleichrichter ist ein Vollweggleichrichter, der Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) umwandelt. Wenn Wechselspannung durch den Brückengleichrichter fließt, werden während des ersten Halbzyklus zwei seiner Dioden in Vorwärtsrichtung vorgespannt und zwei von ihnen werden in Rückwärtsrichtung vorgespannt, was zur Leitung eines Zyklus führt. Während des zweiten Halbzyklus werden die Dioden, die zuvor in Sperrrichtung vorgespannt waren, jetzt in Vorwärtsrichtung vorgespannt und die anderen beiden werden in Sperrrichtung vorgespannt, wodurch der andere Halbzyklus positiv erscheint. Das Endergebnis ist eine Gleichstromwelle.

Brückengleichrichter

7805 Spannungsregler: Spannungsregler spielen in Stromkreisen eine wichtige Rolle. Selbst wenn die Eingangsspannung schwankt, liefert dieser Spannungsregler eine konstante Ausgangsspannung. Wir können die Anwendung des 7805 IC in den meisten Projekten finden. Der Name 7805 bedeutet zwei Bedeutungen: “78” bedeutet, dass es sich um einen positiven Spannungsregler handelt, und “05” bedeutet, dass er 5 V als Ausgang liefert. Unser Spannungsregler liefert also eine Ausgangsspannung von + 5V. Dieser IC kann Strom um 1,5 A verarbeiten. Für Projekte, die mehr Strom verbrauchen, wird ein Kühlkörper empfohlen. Wenn beispielsweise die Eingangsspannung 12 V beträgt und Sie 1 A verbrauchen, ist (12-5) * 1 = 7 W. Diese 7 Watt werden als Wärme abgeführt.

Spannungsregler

Der LM317 ist ebenfalls ein Spannungsregler, aber nicht fest. Es ist ein einstellbarer linearer Spannungsregler. Es kann bis zu 1,5 A Strom verarbeiten und die Spannung von 1,25 V bis ca. 37 Volt regeln. Es benötigt einen externen Widerstand, um die Spannung zu variieren. Es hat viele Anwendungen, zum Beispiel wird es in Motortreibern, Powerbanks, Ladegeräten, Ethernet-Switches usw. verwendet.

LM317

Schritt 3: Simulation der Schaltung

Vor dem Erstellen der Schaltung ist es besser, alle Messwerte einer Software zu simulieren und zu untersuchen. Die Software, die wir verwenden werden, ist die Proteus Design Suite. Proteus ist eine Software, mit der elektronische Schaltkreise simuliert werden. Zuerst wird die Schaltung hergestellt und dann ausgeführt, um alle Messungen durchzuführen. Der Grundaufbau eines Transformators besteht aus einer Spule und zwei Wicklungen, einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung. In einem Abwärtstransformator sind die Primärwicklungen größer als die Sekundärwicklungen, was dazu beiträgt, die Primärspannung auf die Sekundärspannung zu reduzieren.

Um die Software herunterzuladen, Klicke hier.

1. Öffnen Sie die Proteus-Software, nachdem Sie sie heruntergeladen und installiert haben. Öffnen Sie einen neuen Schaltplan, indem Sie im Menü auf das ISIS-Symbol klicken.ISIS
2. Wenn der neue Schaltplan angezeigt wird, klicken Sie im Seitenmenü auf das P-Symbol. Dies öffnet ein Feld, in dem Sie alle Komponenten auswählen können, die verwendet werden sollen.Neues Schema
3. Geben Sie nun den Namen der Komponenten ein, aus denen die Schaltung hergestellt werden soll. Die Komponente wird in einer Liste auf der rechten Seite angezeigt.Komponenten suchen
4. Durchsuchen Sie auf die gleiche Weise wie oben alle Komponenten. Sie werden in der Geräteliste angezeigt.Komponentenliste
5. Jetzt haben wir die ganze Schaltung auf Software gemacht. Lassen Sie uns simulieren und prüfen, ob die Ausgabe, die wir erhalten, gewünscht ist oder nicht. Wir wollen feste 5V an einem Anschluss und variable 0 bis 12V am zweiten Anschluss. Dazu schließen wir ein Voltmeter an und messen alle Messwerte. Zuerst stellen wir die Spannung der Hauptwechselspannungsquelle auf 220 V und ihre Frequenz auf 50 Hz ein. Um den Ausgang des zweiten Anschlusses zu ändern, schieben wir den Knopf von pot-hg, der unser variabler Widerstand ist.Lesungen machen

Schritt 4: Erstellen eines Leiterplattenlayouts

Da wir die Hardwareschaltung auf einer Leiterplatte erstellen, müssen wir zuerst ein Leiterplattenlayout für diese Schaltung erstellen.

1. Um das PCB-Layout auf Proteus zu erstellen, müssen wir zuerst die PCB-Pakete jeder Komponente im Schaltplan zuweisen. Um Pakete zuzuweisen, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Komponente, der Sie das Paket zuweisen möchten, und wählen Sie Packaging Tool.Pakete zuweisen
2. Klicken Sie im oberen Menü auf die Option ARIES, um einen PCB-Schaltplan zu öffnen.Widder
3. Platzieren Sie in der Komponentenliste alle Komponenten auf dem Bildschirm in einem Design, wie Ihre Schaltung aussehen soll.
4. Klicken Sie auf den Track-Modus und verbinden Sie alle Pins, zu deren Verbindung Sie von der Software aufgefordert werden, indem Sie auf einen Pfeil zeigen.
5. Wenn das gesamte Layout erstellt ist, sieht es so aus.Leiterplattenlayout

Schritt 5: Erstellen der Hardware

Da wir jetzt die Schaltung auf Software simuliert haben und es einwandfrei funktioniert. Lassen Sie uns nun fortfahren und die Komponenten auf der Leiterplatte platzieren. Eine Leiterplatte ist eine Leiterplatte. Es ist eine Platte, die auf einer Seite vollständig mit Kupfer beschichtet und auf der anderen Seite vollständig isoliert ist. Das Herstellen der Schaltung auf der Leiterplatte ist vergleichsweise langwierig. Nachdem die Schaltung in der Software simuliert und das PCB-Layout erstellt wurde, wird das Schaltungslayout auf Butterpapier gedruckt. Bevor Sie das Butterpapier auf die Leiterplatte legen, reiben Sie die Leiterplatte mit dem Leiterplattenschaber so ab, dass die Kupferschicht auf der Leiterplatte von der Oberseite der Leiterplatte abfällt.

Entfernen der Kupferschicht

Dann wird das Butterpapier auf die Leiterplatte gelegt und gebügelt, bis die Schaltung auf der Leiterplatte gedruckt ist (es dauert ungefähr fünf Minuten).

Bügeln der Leiterplatte

Wenn die Schaltung auf die Platine gedruckt wird, wird sie in die FeCl3-Lösung von heißem Wasser getaucht, um zusätzliches Kupfer von der Platine zu entfernen. Nur das Kupfer unter der gedruckten Schaltung bleibt zurück.

PCB-Ätzen

Reiben Sie danach die Leiterplatte mit dem Scrapper ab, damit die Verkabelung hervorsteht. Bohren Sie nun die Löcher an den entsprechenden Stellen und platzieren Sie die Komponenten auf der Leiterplatte.

Bohren von Löchern in Leiterplatten

Löten Sie die Komponenten auf der Platine. Überprüfen Sie abschließend den Durchgang des Stromkreises. Wenn an einer Stelle eine Unterbrechung auftritt, entlöten Sie die Komponenten und schließen Sie sie erneut an.

Überprüfen des Durchgangs des Stromkreises

Schritt 6: Testen der Schaltung

Jetzt ist die Hardware vollständig bereit. Lassen Sie uns einen Test durchführen und die Spannungen messen. Verbinden Sie die primären Klemmen des Transformators mit der Mannquelle, um ihn einzuschalten. Schließen Sie eine LED mit einem 1k-Ohm-Widerstand an den 5-V-Ausgangsanschluss des Netzteils und einen kleinen Gleichstrommotor an den variablen Ausgangsanschluss an. Schalten Sie die Netzversorgung ein und Sie werden sehen, dass die LED leuchtet. Um die variable Spannung zu testen, wechseln Sie den Knopf des variablen Widerstands. Mit der Änderung des Widerstands des variablen Widerstands sollte sich die Drehzahl des Motors ändern. Wenn dies alles passiert, bedeutet dies, dass wir eine gute Stromversorgung hergestellt haben, die für verschiedene Zwecke verwendet werden kann, z. B. zum Laden von Batterien, zum Ausführen kleiner Schulprojekte, zum Einschalten von Spielzeug usw.