AC ke +15V, -15V 1A Variabel dan 5V 1A Catu Daya DC Bench Tetap: 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Catu daya adalah perangkat listrik yang memasok daya listrik ke beban listrik. Catu Daya Model ini memiliki tiga catu daya DC solid-state. Pasokan pertama memberikan output variabel positif 1,5 hingga 15 volt hingga 1 ampere. Yang kedua memberikan negatif 1,5 hingga -15 volt pada 1 ampere. Yang ketiga memiliki 5V tetap pada 1 ampere. Semua persediaan diatur sepenuhnya. Sirkuit IC khusus menjaga tegangan output dalam.2V saat beralih dari tanpa beban ke 1 ampere. Output sepenuhnya dilindungi dari korsleting. Pasokan ini sangat ideal untuk digunakan di laboratorium sekolah, toko servis, atau di mana pun diperlukan tegangan DC yang presisi.

Langkah 1: Bagaimana Pasokan Bekerja?

Supply terdiri dari dua sirkuit, satu adalah output 5v tetap dan lainnya adalah 0 hingga +15, dan suplai variabel -15 dengan setiap bagian dijelaskan di bawah ini. Ini terdiri dari transformator daya, tahap penyearah DC dan tahap regulator.

1. Turunkan AC 220V menggunakan Trafo: Sebagai input dari regulator seharusnya berkisar antara 1,5 hingga 40 volt. Jadi 220v AC diturunkan menggunakan trafo. 220v AC dari utama disuplai ke kumparan sekunder transformator melalui sekering dan sakelar, yang menurunkannya menjadi 18 volt. Rasio putaran trafo adalah 12:1. Saat diuji, tegangan rangkaian terbuka trafo ternyata 22 volt. Trafo melayani dua tujuan. Pertama, ini mengurangi input 220VAC menjadi 17VAC dan 9VAC untuk memungkinkan tegangan yang tepat memasuki tahap penyearah. Kedua, mengisolasi output catu daya dari 220VACline. Ini mencegah pengguna dari sengatan tegangan yang berbahaya, jika pengguna berdiri di area yang diarde. Sebuah Transformator Tapped pusat memiliki dua gulungan sekunder yang 180 derajat keluar dari fase.
2. Konverter AC ke DC: Untuk penyearahan AC (konversi dari AC ke DC), konfigurasi jembatan dioda digunakan yang memotong siklus negatif AC dan mengubahnya menjadi DC berdenyut. Setiap dioda bekerja hanya jika dalam keadaan bias maju (ketika tegangan di anoda lebih tinggi dari tegangan di katoda). DC ini memiliki beberapa riak yang terlibat di dalamnya sehingga kapasitor digunakan untuk menghaluskannya secara relatif sebelum mengirimkannya ke rangkaian regulasi.
3. Rangkaian Regulator: Rangkaian regulator pada PowerSupply terdiri dari rangkaian terintegrasi LM-317 dan LM-337. LM317 memasok lebih dari 1,5 A arus beban dengan tegangan keluaran yang dapat disesuaikan pada rentang 1,2 hingga 37 V. Seri LM337 adalah regulator tegangan negatif 3-terminal yang dapat disetel yang mampu memasok lebih dari -1,5 A pada rentang tegangan keluaran -1,2 hingga -37 V. Mereka sangat mudah digunakan dan hanya membutuhkan dua resistor eksternal untuk mengatur tegangan output. Selanjutnya, baik pengaturan saluran dan beban lebih baik daripada regulator tetap standar. Tegangan keluaran LM317/LM377 ditentukan oleh rasio dua resistor umpan balik R1 dan R2 yang membentuk jaringan pembagi potensial di terminal keluaran. Tegangan melintasi resistor umpan balik R1 adalah tegangan referensi konstan 1,25V, Vref dihasilkan antara terminal "keluaran" dan "penyesuaian". Kemudian arus apa pun yang mengalir melalui resistor R1 juga mengalir melalui resistor R2 (mengabaikan arus terminal penyesuaian yang sangat kecil), dengan jumlah penurunan tegangan pada R1 dan R2 sama dengan tegangan keluaran, Vout. Jelas tegangan input, Vin harus setidaknya 2,5 volt lebih besar dari tegangan output yang dibutuhkan untuk menyalakan regulator.
4. Filter: Output dari LM317/337 diumpankan ke kapasitor untuk menyaring efek berdenyut. Dan kemudian dikirim ke output. Perlu diperhatikan bahwa polaritas kapasitor harus diingat sebelum menempatkannya.

5v pasokan DC tetap

5v DC bekerja dengan prinsip yang sama, tetapi regulator yang digunakan adalah 7805 tetap. Juga transformator yang digunakan adalah 220V ke 9V AC.

Langkah 2: Diagram Sirkuit dan Komponen yang Diperlukan:

Diagram Sirkuit dan Komponen yang diperlukan tercantum pada gambar di atas.

Langkah 3: Simulasi dan Tata Letak Pcb

Skema dan Simulasi Proteus:

Rangkaian skema disimulasikan untuk melihat apakah rangkaian bekerja dengan benar dan mencapai tujuan kami dari variabel ±15V dan catu daya tetap 5V. Yang diverifikasi dengan mengukur tegangan output dengan bantuan multi-meter.

Tata letak PCB Proteus:

Rangkaian skema setelah pengujian kemudian diubah menjadi tata letak PCB-nya. Komponen ditempatkan terlebih dahulu dan perutean dilakukan melalui perutean otomatis. Lebar kabel daya adalah T80 sedangkan kabel lainnya memiliki lebar T70. Panjang papan dipilih menjadi 6 kali 8 inci. Tata letak 3d juga diperiksa untuk desain PCB yang diharapkan. Tata letak pada penyelesaian dan pengujian apakah jalur tidak menyeberang diekspor sebagai PDF. Hanya tepi papan dan lapisan bawah yang dipilih untuk berada di file PDF dan sisanya tidak dipilih. Ini memberi kita cetakan trek seluruh PCB.

Langkah 4: Pencetakan PCB

Mencetak pada Kertas Mentega:

Trek yang didapat sebagai file PDF dicetak di atas kertas mentega. Printer yang digunakan untuk keperluan ini adalah printer dengan toner daripada tinta cair karena tidak dapat ditransfer di atas kertas mentega. Untuk itu kertas mentega dipotong agar sesuai dengan ukuran kertas A4 agar mudah dicetak kemudian dipotong agar sesuai dengan ukuran PCB.

Mentransfer hasil cetak dari kertas Mentega ke papan PCB:

Kertas mentega ditempatkan di atas papan PCB. Setrika panas digunakan untuk menekan kertas mentega sehingga trek fotokopi sendiri pada papan PCB karena pemanasan tinta toner. Setelah itu dilakukan koreksi lintasan dengan menggunakan spidol permanen.

Etsa:

Memindahkan track pada papan PCB, langkah selanjutnya papan dicelupkan ke dalam wadah berisi Ferric Chloride yang ditempatkan dalam oven yang mengakibatkan pelepasan tembaga dari seluruh papan PCB kecuali track yang dicetak sehingga menghasilkan lembaran plastik dengan tembaga hanya ada di trek.

Pengeboran:

Setelah PCB disiapkan, lubang dibor menggunakan bor PCB dengan menjaganya tetap di tengah untuk menahan bor pada 90 derajat ke PCB dan tidak memberikan tekanan ekstra jika tidak, mata bor akan pecah. Lubang untuk transistor, konektor, regulator Dioda dibuat lebih besar dari pada resistor biasa, kapasitor dll

Pembersihan menggunakan Thinner/Bensin:

Papan PCB dicuci dengan beberapa tetes pengencer atau bensin sesuai ketersediaan sehingga tinta akan hilang dari jalurnya untuk menyolder komponen pada PCB dengan sempurna. PCB siap disolder beserta komponennya.

Solder komponen:

Komponen-komponen tersebut kemudian disolder pada papan PCB sesuai dengan tata letak PCB Proteus. Komponen disolder dengan hati-hati dengan tidak menyingkat trek atau titik. Polaritas komponen seperti kapasitor/transistor perlu diperhatikan. Heat sink dipasang dengan regulator menggunakan pasta untuk konduktivitas yang lebih baik dan disolder dengan PCB. Demikian pula

Pengujian:

Untuk terakhir kalinya, PCB diuji untuk jangka pendek saat menyolder komponen di papan. Setelah itu, PCB dinyalakan dan dicatat output yang sesuai dengan output yang diinginkan. PCB siap ditempatkan di casing.

Langkah 5: Persiapan Casing

Casing premade dengan tata letak dasar dibeli dari pasar dan dimodifikasi sesuai dengan kebutuhan yang diinginkan. Itu datang dengan dua lubang untuk dua tiang pengikat, jadi tambahan 4 lubang untuk tiang pengikat dan 2 untuk potensiometer dibor di dalam casing. Soket 3 pin perempuan ditempatkan juga untuk memudahkan konektivitas kabel suplai AC. Sebuah saklar juga ditempatkan di luar untuk menghidupkan atau mematikan catu daya. Selain itu, VOLTMETER dipasang di suplai agar mudah dibaca/dipilih bagi pengguna.

Langkah 6: Menyiapkan Pasokan

Trafo dan sirkuit ditempatkan di dalam casing dengan bantuan lembaran kayu/isolasi untuk menghindari korsleting pada bodi. Baut dan ikatan kabel digunakan untuk menyatukan komponen. Tiang pengikat, potensiometer dudukan sekering, dan tombol dipasang pada casing. Kawat jumper digunakan untuk menyambung dan disolder untuk mengamankan sambungan. shrink wrap digunakan untuk mengamankan sambungan dan untuk menghindari hubungan pendek. Pasokan diuji.

Langkah 7: Regulasi Muat

Beban terhubung ke output suplai dan penurunan tegangan output dihadapi yang disebabkan oleh penurunan resistansi kabel/trek PCB/titik koneksi. Jadi untuk memenuhi itu, nilai resistor di LM317/LM337 diubah sehingga memberikan tegangan beban 15 volt. Karena tegangan yang ada pada output adalah tegangan rangkaian terbuka.

Langkah 8: Pengujian/Pengamatan Akhir

Voltmeter yang digunakan dalam supply hanya berfungsi untuk level tegangan di atas 7v (lainnya tidak tersedia di pasaran). Jadi dengan menggunakan voltmeter yang lebih baik, nilai tegangan yang lebih rendah juga dapat diukur. Sebaiknya menggunakan voltmeter analog dua arah dan menggunakan sakelar untuk mengubah nilai yang akan diukur (tegangan suplai +ve atau –ve), bisa dibuat lebih praktis.

Secara keseluruhan itu adalah proyek yang menarik. Banyak hal yang saya pelajari karena saya sudah terbiasa dengan pembuatan PCB, masalah pembuatan supply dan variable voltage regulator.

Juga silakan kunjungi https://easyeeprojects.blogspot.com/ untuk proyek yang akan datang.:)