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Costruirsi un alimentatore da laboratorio

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Costruirsi un alimentatore da laboratorio

Messaggioda Foto UtenteIvan_Iamoni » 4 ott 2009, 21:01

Ieri , nella pausa del lavoro , sistemando il mio "laboratorio" ovvero il mio angolo in cantina , mi sono accorto che manca qualcosa.
Quel qualcosa è un serio alimentatore da banco.
Sono quasi deciso di mandare in pensione il mio vecchio alimentatore regolabile da 2A costruito con un glorioso regolatore LM317.
Vorrei passare a qualcosa , di più efficiente , e pratico.
Per ora sono alla fase inziale , ciè quella di decidere cosa fare , seguiranno poi le fasi successive , della progettazione ,schema , acquisto e realizzazione.
Queste sono le prerogative iniziali.
1-Un uscita duale da 5VDC , stabilizzata con elevata precisione.
Corrente massima erogabile 1A
2-Un uscita duale regolabile da 5VDC a 24VDC , stabilizzata , senza eccessiva precisione.
Corrente massima erogabile 5A.
Strumenti di misura della corrente , e tensione solo sul gruppo nr.2 ( la parte più onerosa del progetto , per quello che ho già visto).
Un solo trasformatore principale per alimentazione da rete elettrica 230VAC.
Naturalmente vi saranno protezioni a fusibili sia sul primario del trasformatore che sui singoli rami di uscita dell'alimentatore.

Per ora è ancora tutto nella mia mente , sono ben accetti consigli o esperienze in merito , in specialmodo sulla componentistica più adatta , stabilizzatori , mi preme i particolar modo la perfetta stabilizzazione del duale a 5VDC perché vorrei alimentare dei circuiti logici a microcontrollore.

Ivan
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[2] Re: Costruirsi un alimentatore da laboratorio

Messaggioda semionda » 4 ott 2009, 21:41

c'è un modo per modificare gli alimentatori da computer e farli diventare regolabili
potresti far diventare regolabile l'uscita da 12V 6A e conservare le uscite +5V e -5V
semionda
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[3] Re: Costruirsi un alimentatore da laboratorio

Messaggioda Foto Utentebrabus » 4 ott 2009, 23:46

Ciao Ivan. Ti racconto la mia "esperienza".

Se visiti il mio blog (http://peresperienza.blogspot.com/2008/ ... banco.html), puoi trovare la descrizione del mio concetto di "alimentatore da banco".
Ero partito con l'idea di costruire uno strumento "totale", con uscite in alternata e continua, con uscite a tensioni fisse e regolabili, ponendomi come obiettivo una corrente di 10 A per ogni uscita (una follia :!: d'altronde ero giovane e incosciente... :mrgreen: ).
Ben presto mi sono reso conto che il progetto sarebbe diventato mastodontico, quindi ho deciso di creare un alimentatore "modulare".
In un blocco ho racchiuso tutto ciò che riguarda la "potenza": trasformatore, ponti raddrizzatori, condensatori di filtro. Nello stesso mobile ho sistemato anche un alimentatore duale con uscite regolabili separatamente, realizzato banalmente con una coppia 317-337, in grado di erogare tensioni fra +/- 1,25 V e +/- 25 V, con corrente limitata unicamente dalle prestazioni dei regolatori (1,5 A alla massima tensione, qualcosa in meno con tensioni ridotte).

Questo primo "modulo" soddisfa la la maggioranza delle richieste dei miei piccoli progetti.
Per garantire la massima flessibilità, sul pannello anteriore ho ricavato tre prese un alternata, alle tensioni degli avvolgimenti secondari del trasformatore: 8 V, 16 V, 24 V. Mettendo in serie o in parallelo i vari avvolgimenti posso creare tutte le combinazioni, da inviare poi ai ponti raddrizzatori.
Il "segreto" della flessibilità è proprio questo: i collegamenti dei due ponti raddrizzatori (interni) sono determinati dalle connessioni che realizzo esternamente. Posso quindi decidere quale tensione inviare ad un certo ponte, decidendo da quale avvolgimento prelevarla e con che fase (gli avvolgimenti del trasformatore sono isolati fra loro!).

Le uscite dei ponti raddrizzatori sono collegate a due bei ponti raddrizzatori da 10.000 uF, pertanto alla fine dispongo di due uscite un DC, che posso collegare in serie o in parallelo a seconda della configurazione che voglio realizzare.

Ecco il "bimbo" :mrgreen: :
http://lh4.ggpht.com/albertobellato/SCH ... mgmax=1024

Sul pannello ho piazzato anche un voltmetro AC 30 V f.s., da collegare all'avvolgimento secondario che preferisco, in modo da misurare sempre la tensione effettiva fornita dal trasformatore; sotto carico noto consistenti "sedute"!

Le tensioni continue erogate da questo blocco di potenza sono non stabilizzate; per ottenerne la regolazione non faccio altro che collegare le uscite DC ad un blocco di stabilizzazione, che sto realizzando in un'unità a sé stante. In questo modo posso scegliere il tipo di regolatore più adatto in funzione della potenza che mi serve. Voglio realizzare regolatori di ogni tipo, dal 317 asservito da transistor, al classico LM723 + 2N3055, al mosfet, al convertitore buck, etc..
L'obiettivo "didattico" è quello di misurare le prestazioni delle varie soluzioni, e di capire quale risulterà globalmente più vantaggiosa.

Per ora ho realizzato solo la parte di "potenza", ma a breve spero di ultimare i vari blocchi di regolazione!

I vantaggi di questa soluzione "modulare" stanno tutti nell'ingombro e nella flessibilità. Per realizzare un alimentatore veramente completo serve inevitabilmente un mobile adatto: i miei spazi non mi consentono di ingombrare inutilmente la scrivania con unità che userò forse una sola volta nell'intera vita dell'alimentatore; grazie a questa soluzione posso "comporre" di volta in volta la configurazione più adatta alle mie necessità.

Ah dimenticavo, ho realizzato anche una unità di misurazione voltamperometrica, sempre secondo la filosofia "modulare" :!: :
http://lh4.ggpht.com/albertobellato/SCH ... mgmax=1024

Se ti interessa approfondire questo approccio, teniamoci in contatto :wink: !
Alberto.
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[4] Re: Costruirsi un alimentatore da laboratorio

Messaggioda semionda » 5 ott 2009, 9:09

semionda ha scritto:c'è un modo per modificare gli alimentatori da computer e farli diventare regolabili
potresti far diventare regolabile l'uscita da 12V 6A e conservare le uscite +5V e -5V


ho detto una cavolata :oops: : gli alimentatori da computer hanno una sola rete di retroazione, non si può variare la tensione di un'uscita senza variare anche le altre

@ Brabus: davvero un bel lavoro!
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[5] Re: Costruirsi un alimentatore da laboratorio

Messaggioda Foto Utenteposta10100 » 6 ott 2009, 8:23

Ivan_Iamoni ha scritto:Ieri , nella pausa del lavoro , sistemando il mio "laboratorio" ovvero il mio angolo in cantina , mi sono accorto che manca qualcosa.

Il mio laboratorio, alias angolo in ripostiglio + spazio sulla scrivania occupabile solo per il tempo strettamente necessario, manca della stessa cosa.

Anche io stavo pensando di realizzare un alimentatore "serio" con elevate prestazioni e potenze ma appena ho buttato giu` le prime idee e i primi calcoletti approssimati mi sono reso conto che la questione non e` proprio banale...

brabus ha scritto:Se visiti il mio blog (http://peresperienza.blogspot.com/2008/ ... banco.html), puoi trovare la descrizione del mio concetto di "alimentatore da banco".


Questo e` un bell'alimentatore! Bravo Brabus! =D>

Mi sa che ti copio l'idea :mrgreen: , non l'avraio mica brevettata? :lol:

Il mio punto di partenza e` un trasformatore con 3 uscite: 12V 20A, 10.5V 4.5 A e 18V 1.5 A.
Un po ingombrante (e pesante) ma ce l'ho gia` in box, al max faccio la versione carrellata dell'alimentatore!

brabus ha scritto:Se ti interessa approfondire questo approccio, teniamoci in contatto :wink: !


Mi interessa e come!
Stasera quando torno a casa rileggo bene il tuo articolo e ci ragiono un po su, poi sicuramente ti faro` qualche domanda!

@Ivan_Iamoni: Scusa l'intromissione, ma il tuo tempismo e` stato perfetto!
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[6] Re: Costruirsi un alimentatore da laboratorio

Messaggioda Foto UtentePaolino » 6 ott 2009, 8:30

Beh, a questo punto mi intrometto pure io. Il mio "variabile", ereditato da mio padre, è un 0-30V 0-5A, tensione e corrente regolabili, sta facendo il suo tempo. Ottimo alimentatore ma anche io vorrei puntare su qualcosa di più serio.
Pertanto "chiedo il permesso" di salire a bordo e propongo una sezione digitale, per la regolazione e il controllo: usiamo un PIC ? :mrgreen:

Ciao.

Paolo.
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[7] Re: Costruirsi un alimentatore da laboratorio

Messaggioda Foto Utenteposta10100 » 6 ott 2009, 10:42

Il PIC faceva parte della anche della mia idea originale, ma viste le altre difficolta` avevo deciso di metterlo inizialmente da parte per aggiungerlo poi in un secondo momento.

Pero` visto che l'alimentatore e` fatto a moduli... si puo` aggiungere il modulo di controllo!

Poi ci vuole anche chi pensa al modulo caffe`. Espresso ovviamente! :mrgreen:
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[8] Re: Costruirsi un alimentatore da laboratorio

Messaggioda Foto UtenteBluettino » 6 ott 2009, 11:18

Post molto interessante. Elenco di seguito la mia idea che ho poi sviluppato

Io ho usato un PIC per fare un ali 0-30 V / 0 -10 A modulare. Uso un PIC 16F877A per generare un segnale PWM nel range 0-5 V in 1024 passi, poi entro con il PWM in un passa basse del secondo ordine e faccio uscire solo la componente continua. Poi la traslo da 0 a 5 al range 0 - 30 V usando un AO. In pratica ho 1024 passi in uscita con risoluzione di 29 mV. Non è un lineare, ma non è neanche una baracca, io mi ci trovo bene. Poi con il PIC gestisco anche la commutazione di un relè per switchare i secondari e diminuire le perdite sui finali, la ventola per la ventilazione .......Ovviamente nel sw c'è un anello di corrente e uno di tensione e protezioni varia (temp max sui finali, corto circuiti ....)
Ho rifatto il PCB da poco con un po di modifiche, a giorni lo rimetto in funzione. Ah, oltre la strumentazione analogica ho anche un display LCD con le info su valori impostati e regolati (una linea a 8 bit avanzava ed è stata prontamente usata). Il tutto programmato in mikro basic.
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[9] Re: Costruirsi un alimentatore da laboratorio

Messaggioda Foto UtenteLayer » 6 ott 2009, 14:38

Interessante anche per me e... se non disturbo mi unisco al clan :lol: So lavorare con i PIC ma di programmazione so... il minimo! Ma magari riesco ad essere utile in altro.
A mia disposizione ho un toroidale 300 VA e secondari indicati come 0 (zero)- 18V - 21V - 24 V (12.5A). Vorrei usarlo... :mrgreen:
Vi seguo! Ciao! :wink:
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[10] Re: Costruirsi un alimentatore da laboratorio

Messaggioda Foto Utenteposta10100 » 6 ott 2009, 15:31

Bluettino ha scritto:Non è un lineare, ma non è neanche una baracca,


Sarebbe bello farlo switching, ma credo che uno switching da 10 o 20A non sia una cosa cosi` banale a livello amatoriale...
Ovviamente non avendo esperienza sul campo posso (e spero di) sbagliarmi!

Direi che come primo passo dovremmo buttare giu` una qualche specifica di cosa si vuol fare e fin dove si vuole arrivare.

Innanzitutto direi di partire dal range di tensioni da coprire: io propongo 0-30V 0-5A.
Voi cosa dite?
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