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Come modifico il mio vecchio alimentatore?


Indice

Sembrava un comune thread...

Eh si, quando qualche mese fa il nostro antonyb pubblico' il suo primo post, sembrava la solita richiesta "anonima" volta alla realizzazione di un semplice alimentatore lineare ma, in seguito, divenne qualcosa di piu' sia grazie all'interesse che ha destato, sia per la partecipazione di nomi illustri che ne hanno consentito l'evolversi e la conclusione.

Questo thread http://www.electroyou.it/forum/viewtopic.php?f=48&t=47586 ed il seguente http://www.electroyou.it/forum/viewtopic.php?f=48&t=49005, durati qualche mese, hanno avuto la bellezza di 74230 visite ed hanno occupato 177 pagine con i loro 1770 post; un record.

Nella pratica si e' trattato di prendere un vecchio alimentatore a tensione fissa e trasformarlo in un piu' attuale alimentatore lineare variabile e regolabile sia in tensione che in corrente; inizialmente si voleva buttare tutto e cominciare da zero poi, grazie all'insistenza di antonyb ed alla sua manualita', si e' riusciti a mantenere il contenitore ed il trasformatore originali.

Qualcuno sul forum, vista la lunghezza del thread, ha chiesto ne venisse fatto un riepilogo e questo e' il motivo per cui insieme all'OP, abbiamo deciso di scrivere questo articolo a beneficio di coloro che volessero realizzare qualcosa del genere.

Qui ci sono le fasi salienti della progettazione e della realizzazione ma mancano i post di Bruno Valente e di Brabus, relativi ad analisi circuitali (ed altro ancora) resesi necessarie, che meritano di essere non solo letti ma studiati attentamente.

Lascio ora a antonyb il compito di illustrarvi come lui ha vissuto questa avventura ed interverro', quando necessario, per introdurre qualche particolare tecnico.

Le origini

Fine anni ’80: l’evoluzione tecnologica degli smartphone e di internet era ancora un miraggio.

Io, appassionato di elettronica e oggi pentito per non aver mai intrapreso gli studi a riguardo, cercavo con tutti i mezzi disponibili all’epoca di “catturare” le apparecchiature elettroniche e meccaniche più innovative.

Era di sabato quando mi recai in un negozio deciso ad acquistare un CB e, con questo, il mio primo alimentatore.

Dopo l’utilizzo legato al CB, iniziai ad impiegarlo nei modi più svariati ma, più lo usavo, più cresceva in me il desiderio di modificarlo per adattarlo in tutto e per tutto alle mie esigenze.

L’alimentatore era molto semplice, dotato soltanto di tasto on/off. Le prestazioni dichiarate dal produttore erano: 13.5 V 12 V nominali, 7 A con 8 A di picco ma mi sono reso conto che sono valori veramente teorici.

Alimentatore originale.jpg

Alimentatore originale.jpg

Come già accennato, non sono un professionista e tutte le conoscenze che ho acquisito nel tempo le devo alla mia passione. Non avevo un progetto valido per operare le modifiche che desideravo apportare all’apparecchio.

Spesso, navigando in rete notavo qualche progetto interessante ma non ero sicuro di poterlo adattare al mio trasformatore.

Caratteristiche rilevate

L'alimentatore commerciale in foto, basava la stabilizzazione della tensione su tre regolatori integrati collegati in parallelo del tipo L78S12CV, capaci di 2A ciascuno, preceduti da uno stadio raddrizzatore e condensatori di livellamento, come puo' vedersi dal seguente schema:




Abbiamo subito dubitato che si potessero ottenere i famosi 7A scritti sul frontale e, a realizzazione effettuata, si e' appurato che il trasformatore puo' erogare un massimo di 5A, dopo ponte e condensatore. Lo schema e' piuttosto obsoleto e soprattutto poco affidabile; d'altra parte questi alimentatori commerciali, a quei tempi, avevano un costo relativamente basso.

Il Progetto

Oggigiorno internet è una delle nostre più grandi risorse e, proprio grazie all’evoluzione in campo informatico, ho deciso di chiedere aiuto a ElectroYou.

Non appena ho iniziato a spiegare quello che avevo in mente, gli interventi si sono susseguiti numerosi; chi mi incoraggiava a proseguire entusiasta dell’idea, chi un po’ più scettico; ma tutti, a modo loro, cercavano di contribuire.

Il problema maggiore per me, come per altri utenti non esperti, era farmi capire e soprattutto comprendere un linguaggio prettamente tecnico… un ostacolo difficoltoso da superare.

Il primo progetto che abbiamo realizzato presentava un piccolo problema quindi, confrontandoci, abbiamo deciso di modificare lo schema: nacque così il progetto definitivo.

Tra un’incomprensione e un chiarimento ma sopratutto con l’apporto e la pazienza di pochi utenti, il lavoro e' andato avanti.

Le scelte

Per arrivare allo schema definitivo che avete appena visto, siamo partiti da uno schema di base illustrato nel datasheet del regolatore L200 che pero' basava la regolazione della corrente sul uA741.



In seguito decidemmo di adoperare un LM358 e la scelta, in seguito, si dimostro' vincente perche' fummo costretti ad adoperare entrambi gli operazionali in questo contenuti.


Nella pratica, di schemi ne sono stati pubblicati e modificati a decine (anche se sempre sullo stesso tema) ed abbiamo realizzato, prima di questo, un altro circuito che si e' poi rivelato non confacente, in quanto presentava un difetto inspiegabile nella parte relativa alla regolazione della corrente. Eccolo in foto:

002.JPG

002.JPG

Si e' cosi'deciso di impiegare anche il secondo operazionale ed abbiamo introdotto una tensione negativa al fine di far partire la regolazione della tensione da 0V e la corrente da 85mA.


Ho detto "abbiamo", perche', cosa insolita per il forum, il progetto e' stato realizzato materialmente e contemporaneamente da antonyb, Brabus ed il sottoscritto, ognuno nel proprio laboratorio.

Questo che si vede in foto e' quello superattrezzato di Brabus, cui si devono tutte le analisi sul circuito:

Lab alimentatore brabus.jpg

Lab alimentatore brabus.jpg

Di seguito potete vedere il mio, molto piu' modesto, durante un test di verifica sugli strumenti digitali impiegati:

Lab alimentatore marco438.jpg

Lab alimentatore marco438.jpg

Una volta arrivati finalmente allo schema definitivo, anche la realizzazione dello stampato non e' stata facile e gli schemi si sono susseguiti, tra molte incomprensioni, causa le diverse versioni di FidoCad usate da ognuno; poi e' arrivato lo schema con piano di costruzione magistralmente disegnato da Bruno Valente che ha spazzato via ogni concorrenza:


Finalmente all'opera!

Per la realizzazione del PCB ho usato i fogli blu PNP5 ed e' necessaria una stampante laser.

Una volta stampato il disegno del circuito è buona norma sgrassare la basetta in rame; se ci sono angoli sporgenti dare una lieve carteggiata per permettere al ferro da stiro di scivolare uniformemente sulla basetta.

Mettere qualcosa di solido sotto la basetta (lastra in vetro, tavola in legno), altrimenti basetta e ferro sprofonderanno. Regolare la giusta temperatura facendo molta attenzione; se la temperatura è ottimale, si vedra' il foglio PNP5 spianarsi ed aderire perfettamente.

Ora fare scorrere il ferro su foglio e basetta delicatamente. Quando tutta la superficie del PNP5 ha aderito in modo omogeneo, occorre farlo raffreddare, staccare il foglio blu e si vedra' il disegno a inchiostro chiaramente impresso.

Inserire la basetta in una vaschetta di plastica, versare il percloruro ferrico e attendere la corrosione; durante questa fase, agitare lentamente la vaschetta per velocizzare il processo.

Dopo qualche minuto il PCB è pronto; con l'uso dei guanti prendere il PCB, risciacquarlo con acqua e togliere l'inchiostro della stampante con acetone.

Complimenti, il vostro PCB è pronto!

Il percloruro ferrico, filtrandolo con una vecchia calza da donna, si può riutilizzare. Per lo smaltimento, attenersi a quanto scritto sulla confezione. Mi raccomando rispettiamo l'ambiente.

Ecco un esempio di una basetta stampata con il PNP5:

Stampa-PCB.jpg

Stampa-PCB.jpg

Ecco come si presenta il PNP5 dopo la stiratura:

PNP5.jpg

PNP5.jpg

Dimensioni del PCB.

PCB.jpg

PCB.jpg

Ora la mossa seguente era quella di acquistare i componenti elettronici per la realizzazione del nuovo progetto.

Era la prima volta che mi cimentavo in un’impresa simile e devo ammettere che all’emozione di realizzare qualcosa di totalmente nuovo, si univa il desiderio di vedere il prodotto nella sua forma finale il prima possibile.

Venivo spesso rimproverato perché, invece di aspettare le indicazioni dei miei “maestri”, correvo in negozio frettolosamente a fare acquisti.

Le loro piccole dimensioni, misero a dura prova la mia pazienza e anche la mia vista, non essendo abituato a lavorare in questo modo.

Giunsi finalmente al primo collaudo. Ovviamente il prodotto non risultò perfetto e quindi dovetti apportare alcune modifiche al fine di migliorarne le prestazioni. Eccolo pronto per il montaggio nel luogo a lui dedicato; ho aggiunto anche il dissipatore posteriore dove è fissato il TO3.

PCB e componenti.jpg

PCB e componenti.jpg

Assemblato.jpg

Assemblato.jpg

Le rifiniture sono state molto semplici: realizzai un pannello frontale in alluminio bianco dove incassai i due strumenti e tutto il necessario; certo lo spazio non era molto, ma con pazienza sono riuscito ad integrare tutto..

Non rimaneva altro che decorare e personalizzare con le scritte necessarie e dare una “rinfrescata” alla scocca del mobile con della vernice nero opaco che avevo in garage.

Alimentatore finito 5.06 A.jpg

Alimentatore finito 5.06 A.jpg

Alimentatore finito 0.05 A.jpg

Alimentatore finito 0.05 A.jpg


Che soddisfazione vederlo terminato!

Non c’è che dire…il fai-da-te fa per me! Erano anni che, guardando il mio vecchio caro alimentatore, desideravo realizzare un prodotto del genere.

Lo comprai con i miei risparmi, il guadagno del mio primo lavoro e ........ci sono affezionato; insomma il vederlo crescere ed evolversi cosi' non ha paragoni ed e' senza dubbio la soddisfazione maggiore e piu' gratificante che si puo' ottenere avendolo realizzato con le proprie mani.

Se si guarda soltanto l’aspetto economico è vero, a volte acquistando un oggetto già pronto si può risparmiare ma difficilmente il prodotto avrà tutte le caratteristiche che desideriamo e non sarà di certo un pezzo unico e originale. Comunque, per sfatare il mito per cui prodotto confezionato equivale a più economico, consiglio di acquistare i vari componenti tramite internet, seguendo i consigli di persone esperte, il cui aiuto per me è stato fondamentale, nonostante le incomprensioni iniziali.

Se in casa avete già un trasformatore provate anche voi a realizzare un alimentatore del genere, soprattutto per gustarvi il piacere di mettere alla prova le vostre capacità manuali e la soddisfazione di avere un prodotto home made unico nella sua specie e vostro a tutti gli effetti.

Ultime note tecniche

Al fine di spremere il massimo da quel trasformatore e durante gli ultimi collaudi, e' stato appurato come il piccolo tratto di pista esistente tra il punto in cui e' collegato il collettore del trasistor MJ4502 ed il terminale di R2, per capirci meglio, il tratto colorato in rosso nello schema che segue,

introduceva resistenze parassite; collegando direttamente il collettore al terminale delle resistenze, si e' riusciti ad ottenere quel poco di potenza in piu' tanto agognata da antonyb che voleva vedere sul display dell'amperometro la fatidica cifra dei 5A.

Considerato poi che l'alimentatore doveva essere usato per lunghi periodi (ricarica batterie) e che si era notato un eccessivo riscaldamento del trasformatore (al limite delle sue possibilita') si e' deciso di applicare sullo stesso, un interruttore termico,

Alimentatore-interno.jpg

Alimentatore-interno.jpg

E' opportuno comunque, per chi volesse costruire un alimentatore lineare, che questa precauzione venga presa sempre per sicurezza,ad evitare danni al trasformatore o al transistor di potenza; in quest'ultimo caso, l'interruttore dovra' essere posizionato come da foto:

Dissipatore posteriore.JPG

Dissipatore posteriore.JPG

Conclusioni

Innanzitutto vorrei ringraziare Admin e Webmaster per aver ideato un forum così funzionale come ElectroYou.

Ringraziamenti particolari vanno a Bruno Valente, Brabus, Federico Sibona e a tutti coloro che sono intervenuti e mi hanno aiutato, anche sporadicamente, nella realizzazione del mio progetto.

Grazie a Marco438 per avermi spronato a scrivere questo articolo e per la sua preziosa collaborazione nella stesura. Lo ringrazio inoltre per aver testato insieme a me, a distanza, i PCB che realizzavo in doppia copia, rischiosamente spediti per posta.

antonyb.

Come ho gia' specificato in precedenza, la stesura di questo articolo e' solo un piccolo sunto con quanto necessario alla realizzazione dell'alimentatore; per la parte tecnica, le analisi e le difficolta' incontrate nella progettazione e successiva realizzazione, rimando ai rispettivi thread.

Per concludere devo dire che, nonostante sia da tempo nel forum, non ho mai partecipato ne visto un thread tanto "intenso" sia per quantita' di messaggi che per qualita' di interventi; tutti coloro che hanno partecipato non hanno mai smesso di interessarsi al progetto e da loro sono scaturite idee, analisi e varianti che hanno permesso di giungere alla fine, con un prodotto degno di nota.

Cio' non sarebbe potuto avvenire, almeno in questo modo, senza gli interventi di Bruno Valente, di Brabus e Federico Sibona (anche se altri hanno saltuariamente partecipato con utili osservazioni) e per questo li ringrazio. Credo che questo thread possa essere considerato come un vero momento di attiva condivisione, come sempre dovrebbe essere in un forum tecnico come il nostro.

Ringrazio tutti per l'attenzione prestata e, sperando di non avervi annoiati, vi rimando alla prossima avventura.

Marco

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Commenti e note

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di ,

Grazie!

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di ,

veramente un bel lavoro, complimentoni!

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di ,

Eccellente sintesi dei due chilometrici thread. Grazie per avermi citato per mio modesto contributo. Personalmente avrei preferito limitare maggiormente l'escursione sia di tensione che di corrente per ottenere, entro tali gamme, prestazioni più "professionali", ma antonyb ha preferito così.

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di ,

Bruno siete stati voi ad avere molta pazienza con me, io mi sono divertito molto..

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di ,

Ho dato una scorsa al thread, grazie BrunoValente per la doverosa nota. Vorrei complimentarmi anche con brabus - unsung hero - e carburante inesauribile di questo progetto.

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di ,

Mamma mia che avventura!! Sembrava non finire più, un ringraziamento speciale va senz'altro a quel vulcano di brabus che, soprattutto nei momenti di stallo, ha saputo infondere l'entusiasmo in tutti noi. Un bravissimo a antonyb, abilissimo con le mani, quasi un artista, e perseverante e instancabile come pochi: lungo il percorso ci ha sempre sopportato e ha saputo superare tutti i momenti di sconforto che gli abbiamo procurato riuscendo ad arrivare al traguardo.

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di ,

GRANDE! Che ricordi... Ringrazio i compagni d'avventura, è stata un'esperienza davvero interessante, sulla quale rimangono tuttora numerosi punti aperti. È stata la nostra prima esperienza di Crowd Design, idea che ha subito una continua evoluzione, portandomi a riflettere sugli infiniti aspetti che possono dichiarare il successo o il fallimento di un progetto. Il primo fra tutti rimane sempre lo stesso: il lavoro sodo. Come raccontato da Marco, ciascuno dei membri ha "tirato il carro", sporcandosi le mani, proponendo idee e discutendo modifiche. Non so voi, ma io non vedo l'ora di buttarmi nel prossimo progetto... Stay tuned! ;-)

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di ,

...ehi come ce la prendiamo ... ... marco438 hai detto bene "una parte" io mi riferivo al banco completo .. ...e poi lo sai no ... la birra famosa è leggera anzi leggerissima e non fa male ...non ha alcun effetto collaterale ... disseta e basta ..

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di ,

Forse il mir scherzava..

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di ,

Mir, se facessi meno brindisi e leggessi con piu' attenzione, il mio banco di lavoro (una parte) lo avresti visto (c'e' scritto sotto la foto). Da retta, la birramir ti fa male. Ancora grazie a tutti per l'apprezzamento mostrato.

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di ,

Grazie, per i contenitori è un gioco da ragazzi, ti suggerisco il DIBOND, quello a specchio è veramente bello.

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di ,

Bello, complimenti! Devo proprio imparare a realizzare dei contenitori e dei pannelli decenti, per le mie realizzazioni...
Ottimo lavoro, bello e funzionale!

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di ,

Grazie... Purtroppo il mio banco di lavoro in elettronica è un pochino scarso..

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di ,

Ciao Antonyb,leggo ora il tuo articolo. Complimenti per l'intenso lavoro e la riuscita finale del progetto. Molto bello anche l'adesivo con il logo di EY! Alla prossima.....

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di ,

Complimenti a marco438 e ad antonyb per la realizzazione, bello anche il lavoro di gruppo,ed altrettanto dicasi per la serigrafia del pannello frontale dell'alimentatore ... ... direi che in questo caso un solo voto è pochino, quindi aggiungerei un brindisi alla realizzazione .... C'è la foto del banco di lavoro di brabus al quale faccio i complimenti per il supporto fornito ed il suo banco di lavoro, c'è la foto del banco di lavoro di antonyb non male a strumentazione ... ma mi chiedevo, la foto del banco di lavoro di marco438 dov'è ?

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di ,

Interessante, questo forum è in grado di dare davvero molto. Incredibile la partecipazione che c'è tra i vari utenti. Non lo credevo possibile.

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di ,

complimenti

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di ,

Grazie per i complimenti, se insistete ancora col relè mi rimetto a lavoro :) Scherzo, va benissimo così, è "fissato" sulla base del box e non avrà nessun problema. Ciao.

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di ,

Ringrazio sentitamente tutti coloro che hanno accolto con benevolenza questo articolo. Per quanto concerne il rele' Carlo, chi ha letto il thread, sa che e' stato aggiunto alla fine del processo costruttivo e che quindi una sistemazione migliore o piu' consona avrebbe comportato il rifacimento dello stampato.

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di ,

Relè su CS o esterno è solo un piccolo dettaglio che nulla toglie all'ottimo lavoro. Complimenti a tutti e due!

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di ,

Non ho seguito lo sviluppo completo nel 3d specificato, stavo leggendo questo articolo come un "a se stante" e vorrei fare ad entrambi i miei complimenti più vivi. Certo i miglioramenti sono sempre possibili ma è già un ottimo risultato che nulla ha da invidiare a realizzazioni evolute o commerciali.

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di ,

Gran bel lavoro! Sia il circuito che l'articolo che il thread! Complimentia tutti i partecipanti!

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di ,

Volendo si poteva integrare anche il relè nel PCB, la scelta è stata quella e ormai.. Se non vi piace lo rifaccio :)

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di ,

Grazie ad entrambi, un ottimo lavoro!

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di ,

Peccato per quel relé fuori PCB e senza zoccolo, coi terminali saldati. Comunque tutto sommato un discreto lavoretto.

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di ,

Complimenti!

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di ,

E' venuto bellissimo e soprattutto grazie alla qualità sia del progetto che della realizzazione secondo me funzionerà bene per un lungo tempo!

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di ,

Grazie a tutti :)

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di ,

complimenti scontati a tutti...

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di ,

La chiara dimostrazione che si può fare molto e bene, insieme. Bravi bravi bravi!

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di ,

Bel riassunto di una discussione che ho seguito di nascosto con interesse. Complimenti (scontati) ai partecipanti :)

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