Làm thế nào để tạo ra một nguồn điện biến đổi?

Mọi thành phần điện là toàn cầu trực tiếp hoặc gián tiếp cần nguồn điện để hoạt động. Để cung cấp năng lượng cần thiết, một thiết bị được gọi là nguồn điện được sử dụng. Nguồn điện là một đơn vị điện có nhiệm vụ cung cấp năng lượng cho các tải điện. Chức năng của bộ nguồn là lấy điện áp đầu vào từ nguồn và cung cấp điện áp cần thiết để cung cấp năng lượng cho các tải kết nối với cực đầu ra. Bộ cấp nguồn đa năng được sử dụng cho các hộ gia đình, văn phòng, trường cao đẳng, ... Nó sử dụng đầu vào 220V từ nguồn điện lưới và có nhiều đầu ra đầu ra khác nhau để cấp nguồn cho các tải không yêu cầu điện áp cao. Đầu ra chủ yếu là 5V, 12V cố định và biến đổi 0-30V.

Làm thế nào để tạo ra một đơn vị cung cấp điện nhỏ?

Nguồn điện là phần thiết yếu nhất của bất kỳ dự án nào để chạy toàn bộ phần cứng. Hãy bắt đầu và thu thập thêm một số dữ liệu để bắt đầu dự án. Chúng tôi sẽ làm Bảng mạch in (PCB) cho dự án này.

Bước 1: Thu thập các thành phần

Cách tốt nhất để bắt đầu bất kỳ dự án nào là lập một danh sách đầy đủ các thành phần. Đây không chỉ là một cách thông minh để bắt đầu một dự án mà nó còn giúp chúng ta tránh được nhiều bất tiện khi ở giữa dự án. Dưới đây là danh sách các thành phần rất dễ có sẵn trên thị trường:

Bước 2: Nghiên cứu các thành phần

Như bây giờ, chúng ta đã có một danh sách đầy đủ của tất cả các thành phần, chúng ta hãy đi trước một bước và đi qua một nghiên cứu ngắn gọn về tất cả các thành phần.

A Máy biến áp là một thiết bị điện thụ động được sử dụng để tăng hoặc giảm điện áp xoay chiều trong các ứng dụng điện. Có hai loại máy biến áp, Máy biến áp bậc xuống và Máy biến áp bậc lên. Ở đây chúng tôi đang sử dụng Biến áp bước xuống. Đây là loại biến áp thông dụng nhất được sử dụng trong các thiết bị gia dụng vì nó làm giảm điện áp cao từ main xuống 12V. Đầu tiên, mạch được tạo ra và sau đó nó chạy để thực hiện tất cả các phép đo. Cấu tạo cơ bản của máy biến áp gồm một cuộn dây và hai cuộn dây, cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp. Trong máy biến áp hạ bậc, các cuộn dây sơ cấp lớn hơn cuộn dây thứ cấp giúp giảm điện áp sơ cấp xuống điện áp thứ cấp.

A diode là linh kiện điện có công việc là dẫn dòng điện một chiều. Chúng tôi đã tạo một cầu chỉnh lưu bằng cách sử dụng bốn điốt trong mạch của chúng tôi. Bộ chỉnh lưu cầu là bộ chỉnh lưu toàn sóng biến dòng điện xoay chiều (AC) thành dòng điện một chiều (DC). Khi điện áp xoay chiều đi qua bộ chỉnh lưu cầu, Trong nửa chu kỳ đầu tiên, hai trong số các điốt của nó trở nên phân cực thuận và hai trong số chúng trở nên phân cực ngược, dẫn đến dẫn trong một chu kỳ. trong nửa chu kỳ thứ hai, các điốt đã được phân cực ngược trước đây, bây giờ trở thành phân cực thuận và hai điốt khác trở thành phân cực ngược, do đó làm cho nửa chu kỳ còn lại xuất hiện theo chiều dương. Kết quả cuối cùng là một sóng DC.

7805 Bộ điều chỉnh điện áp:Bộ điều chỉnh điện áp có tầm quan trọng đáng kể trong các mạch điện. Ngay cả khi có sự dao động trong điện áp đầu vào, bộ điều chỉnh điện áp này cung cấp điện áp đầu ra không đổi. Chúng ta có thể tìm thấy ứng dụng của IC 7805 trong hầu hết các dự án. Tên 7805 biểu thị hai ý nghĩa, “78” có nghĩa là nó là một bộ điều chỉnh điện áp tích cực và “05” có nghĩa là nó cung cấp 5V làm đầu ra. Vì vậy bộ điều chỉnh điện áp của chúng tôi sẽ cung cấp điện áp đầu ra + 5V. IC này có thể xử lý dòng điện xung quanh 1.5A. Nên sử dụng tản nhiệt cho các dự án tiêu thụ nhiều dòng điện hơn. Ví dụ: nếu điện áp đầu vào là 12V và bạn đang tiêu thụ 1A, thì (12-5) * 1 = 7W. 7 Watts này sẽ bị tiêu tán dưới dạng nhiệt.

LM317cũng là một bộ điều chỉnh điện áp nhưng nó không cố định. Nó là một bộ điều chỉnh điện áp tuyến tính có thể điều chỉnh. Nó có thể xử lý dòng điện lên đến 1,5A và có thể điều chỉnh điện áp từ 1,25V đến xấp xỉ 37 volt. Nó cần một điện trở bên ngoài để thay đổi điện áp. Nó có nhiều ứng dụng, ví dụ, nó được sử dụng trong trình điều khiển động cơ, ngân hàng điện, bộ sạc, bộ chuyển mạch ethernet, v.v.

Bước 3: Mô phỏng mạch

Trước khi tạo mạch, tốt hơn là nên mô phỏng và kiểm tra tất cả các kết quả đọc trên một phần mềm. Phần mềm chúng tôi sẽ sử dụng là Proteus Design Suite. Proteus là một phần mềm mô phỏng các mạch điện tử. Đầu tiên, mạch được tạo ra và sau đó nó chạy để thực hiện tất cả các phép đo. Cấu tạo cơ bản của máy biến áp gồm một cuộn dây và hai cuộn dây, cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp. Trong máy biến áp hạ bậc, các cuộn dây sơ cấp lớn hơn cuộn dây thứ cấp giúp giảm điện áp sơ cấp xuống điện áp thứ cấp.

Để tải xuống phần mềm, bấm vào đây.

Sau khi bạn tải xuống và cài đặt phần mềm Proteus, hãy mở nó. Mở một giản đồ mới bằng cách nhấp vào ISISbiểu tượng trên menu.
Khi giản đồ mới xuất hiện, hãy nhấp vào Pbiểu tượng trên menu bên. Thao tác này sẽ mở ra một hộp trong đó bạn có thể chọn tất cả các thành phần sẽ được sử dụng.
Bây giờ gõ tên của các thành phần sẽ được sử dụng để tạo mạch. Thành phần sẽ xuất hiện trong danh sách ở phía bên phải.
Theo cách tương tự, như trên, hãy tìm kiếm tất cả các thành phần. Chúng sẽ xuất hiện trong Thiết bị Danh sách.
Bây giờ chúng ta đã tạo toàn bộ mạch trên phần mềm. Hãy để chúng tôi mô phỏng nó kiểm tra xem đầu ra chúng tôi nhận được có được mong muốn hay không. Chúng tôi muốn nhận 5V cố định trên một đầu cuối và biến 0 thành 12V trên thiết bị đầu cuối thứ hai. Đối với điều này, chúng tôi sẽ kết nối một vôn kế và lấy tất cả các số đọc. Đầu tiên, chúng ta sẽ đặt Điện áp của nguồn điện áp xoay chiều chính đến 220V và tần số của nó là 50Hz. Để thay đổi đầu ra của thiết bị đầu cuối thứ hai, chúng tôi sẽ trượt núm của pot-hgđó là biến trở của chúng tôi.

Bước 4: Tạo bố cục PCB

Vì chúng ta sẽ tạo mạch phần cứng trên PCB, trước tiên, chúng ta cần tạo bố cục PCB cho mạch này.

Để tạo bố cục PCB trên Proteus, trước tiên chúng ta cần gán các gói PCB cho mọi thành phần trên giản đồ. để gán gói, nhấp chuột phải vào thành phần bạn muốn gán gói và chọn Dụng cụ đóng gói.
Nhấp vào tùy chọn ARIES trên menu trên cùng để mở sơ đồ PCB.
Từ Danh sách Thành phần, Đặt tất cả các thành phần trên màn hình theo thiết kế mà bạn muốn mạch của mình trông giống như vậy.
Nhấp vào chế độ theo dõi và kết nối tất cả các chân mà phần mềm đang yêu cầu bạn kết nối bằng cách trỏ một mũi tên.
Khi toàn bộ bố cục được thực hiện, nó sẽ trông như thế này.

Bước 5: Chế tạo phần cứng

Như bây giờ chúng ta đã mô phỏng mạch trên phần mềm và nó đang hoạt động hoàn toàn tốt. Bây giờ chúng ta hãy tiếp tục và đặt các thành phần trên PCB. PCB là một bảng mạch in. Nó là một bảng được phủ hoàn toàn bằng đồng ở một mặt và cách điện hoàn toàn với mặt còn lại. Tạo mạch trên PCB tương đối là một quá trình dài. Sau khi mạch được mô phỏng trên phần mềm và bố cục PCB của nó được tạo, bố cục mạch được in trên giấy bơ. Trước khi đặt giấy bơ lên bảng PCB, hãy sử dụng máy cạo PCB để chà lên bảng sao cho lớp đồng trên bo mạch được giảm bớt từ phía trên của bảng.

Sau đó, giấy bơ được đặt trên bảng PCB và ủi cho đến khi mạch được in trên bảng (Mất khoảng năm phút).

Bây giờ, khi mạch in trên bảng, nó được nhúng vào FeCl₃dung dịch nước nóng để loại bỏ đồng thừa ra khỏi bo mạch, chỉ còn lại đồng dưới mạch in.

Sau đó, chà bo mạch PCB bằng máy cạo để hệ thống dây điện sẽ nổi bật. Bây giờ hãy khoan các lỗ ở những nơi tương ứng và đặt các linh kiện lên bảng mạch.

Hàn các thành phần trên bảng. Cuối cùng, kiểm tra tính liên tục của mạch và nếu sự gián đoạn xảy ra ở bất kỳ vị trí nào, hãy khử hàn các linh kiện và kết nối chúng lại.

Bước 6: Kiểm tra mạch

Bây giờ phần cứng đã hoàn toàn sẵn sàng. Hãy để chúng tôi chạy thử nghiệm và đo điện áp. nối các cực sơ cấp của máy biến áp với nguồn man để cấp nguồn. Kết nối đèn led với điện trở 1k-ohm với đầu ra 5V của nguồn điện và động cơ DC nhỏ với đầu ra biến đổi. Bật nguồn điện và bạn sẽ thấy đèn led sẽ phát sáng. Để kiểm tra điện áp thay đổi, thay đổi núm của biến trở. Với sự thay đổi điện trở của biến trở, tốc độ của động cơ sẽ thay đổi. Nếu tất cả điều này xảy ra, điều đó có nghĩa là chúng ta đã tạo ra một nguồn cung cấp điện tốt có thể được sử dụng cho các mục đích khác nhau, chẳng hạn như sạc pin, chạy các dự án nhỏ ở trường học, cấp nguồn cho đồ chơi, v.v.