Alimentatore da laboratorio modellistico

[Sange]

vedrai che con quel ponte non avrai problemi

[roy67]

Sono sicuro anch'io, Pierluigi.

Li utilizzo per raddrizzare la corrente per i freni elettromagnetici dei motori Brushless, che assorbono circa 15 ampere a 90 volts...
Ogni 7-8 anni bisogna sostituirli perchè "cedono". Quindi hanno un regime di 15 ampere, per 10-12 ore al giorno, per almeno 7 anni....

[roy67]

Dopop aver eseguito le eventuali modifiche al circuito A, possiamo proseguire con l'installazione del circuito C.

Per prima cosa bisogna installare i comandi e strumenti sul coperchio.
- Interruttore da 5 ampere a levetta
- Interruttore da 2 ampere a levetta
- Porta fusibile da pannello (per fusibili 5x20 da 3 ampere)
- Porta led per led da 5 mm rosso
- Amperometro digitale Elcart 09-02060-00
- Voltmetro digitale Elcart 09-02050-00
- 4 prese jack femmina.
- Potenziomentrro da 2,2 Kohm

Iniziamo a collegare i fili dal circuito A all'ingresso del circuito C, passando per l'interruttore con il polo positivo, con una resistenza da 560 Ohm colleghiamo anche l'anodo del led dall'uscita dell'interruttore.

Immagine:

335,91 KB

[roy67]

Ovviamente colleghiamo ed installiamo il transistor e l'integrato sul dissipatore, nonché colleghiamo i fili del potenziometro.

Immagine:

308,8 KB

[Edgardo_Rosatti]

Una versione dell'alimentatore basata su quest'ottimo progetto è stata usata durante l'expo di Malpensa dove il GAS TT ha esposto il plastico modulare sociale del gruppo.

Credo che l'impegno e la professionalità vadano riconosciuti, soprattutto quando porta benefici per la collettività.
Mi sembrava doveroso segnalarlo[:I]

In questo progetto ci sto mettendo un po' del mio con la realizzazione degli strumenti di misura; voltmetro e amperometro.
Non è mai facile, in quanto parlando di strumenti di misura bisogna essere il più possibile precisi nel lavoro.
Ci sto provando con un progetto che usa il microcontrollore di Arduino, cioè l'AT Mega328, il cui progetto è stato preso da qui:

http://www.adrirobot.it/arduino/voltmet ... ometro.htm

Per la misurazione dei volt si basa su un semplice partitore di tensione collegato all'ingresso di una porta analogica del microcontrollore.
Il partitore è dimensionato per lavorare con la tensione disponibile dell'alimentatore per permettere allo strumento di avere la massima risoluzione possibile.
Per gli ampere, usa un chip non invasivo (AC714) che sfrutta l'effetto di Hall http://it.wikipedia.org/wiki/Effetto_Hall collegato in serie sulle boccole di uscita dell'alimentatore del polo positivo. Il chip restituisce un valore in volt linearmente proporzionale alla corrente che vi scorre, valore in volt che viene letto da una seconda porta analogica del microcontrollore che poi viene trasformato in ampere tramite un semplice calcolo.

Tuttavia, è necessario tarare bene lo strumento, in quanto i sensori devono essere calibrati correttamente altrimenti le misurazioni risulteranno falsate.
Questa è la parte più difficile e spero pian piano di ottenere dei buoni risultati.
La sezione voltmetro è quasi ok, mentre quella dell'amperometro è ancora un po' incerta.

Non pretendo assolutamente di realizzare uno strumento di massima precisione, sto solo provando a fare qualcosa di interessante.

Qui qualche foto dello strumento:

PCB:

119,77 KB

Display:

845,19 KB

[night train]

Buongiorno a tutti!
Dopo alcuni mesi di inattività sono riuscito a trovare il tempo per cimentarmi nella costruzione di questo utilissimo alimentatore. Ho usato un trasformatore 220v/15v da 30VA. Anche se la corrente è solo di 2A ho ritenuto che per le mie prove siano più che sufficienti. Nessun problema nel costruire i circuiti postati da roy67.
Il mio alimentatore ha 3 uscite: 15Vca, 12Vcc e un uscita regolabile da 0 a 12Vcc (che poi tester alla mano sono risultati 11Vcc. L'installazione dell'amperometro non mi ha dato problemi. Il problema è l'installazione del voltmetro. Gli strumenti di misura sono milto simili a quelli proposti da roy 67. Per il funzionamento come voltmetro con misura di 20Vcc massimi bisogna operare alcune operazioni nel pcb dello strumento...il problema è che non riesco a capire dove metter mano...
Ecco il pcb e le istruzioni


Immagine:

748,27 KB



Immagine:

668,59 KB

Allora....
se ho capito bene devo sostituire RB (misurata con il tester da 0) con una R da 10Mohm e RA con una da 100kohm.
Poi se ho capito bene devo creare un ponte tra P2 e P0...cioè tra due piedini posti nella parte sx del pcb... ma quali sono?
Ciao e grazie!
Alex

[liftman]

Un'immagine vale più di 1000 parole [:o)]


Immagine:

640 KB

Come puoi vedere dalla serigrafia evidenziata in basso, le piazzole da cortocircuitare o aprire sono quelle evidenziate subito sopra.

P0 suppongo sia il comune, mentre P1, P2, P3 sono le piazzole da cortocircuitare, secondo la mia logica così com'è il ponte è posto tra P0-P1.

Controlla per ogni evenienza che le 3 piazzole di sinistra siano collegate tra loro.

[cf69]

Occhio lift, quelle piazzole stabiliscono solamente la posizione del punto decimale tra le cifre mostrate dal display.

Dal foglio istruzioni pare proprio come dice Alex, con la configurazione attuale la scheda ha il fondoscala a 200 mVolt, per settare la scala appropriata si deve eliminare il ponte RB (0 = 0 Ohm) ed effettuare il collegamento con una nuova resistenza tra le piazzole che si vedono sul lato destro della foto, ai lati della RB stessa.

Se guardiamo bene anche la RA (106 = 10 MOhm), si trova in mezzo a delle piazzole forate per allocare la nuova resistenza non smd RA=100 KOhm al posto dell'esistente, oppure possiamo porre in parallelo a quella presente la serie (100000+1000+10 Ohm); per ottenere lo stesso risultato (RA= 100 kOhm) senza asportare fisicamente la RA ed eliminare la possibilità di riutilizzare in futuro lo strumento nella sua configurazione originale.

Dalla foto sembrerebbe inoltre che i quattro pin sul lato destro siano, partendo dall'alto, + / - 9V DC alimentazione e + / - In per la grandezza da misurare.
Spero di essermi riuscito a spiegare.

[night train]

Grazie a liftman e a cf69 per gli interventi.
Per quanto riguarda il lato dx dove ci sono le resistenze penso di aver capito come operare. I quattro piedini all estrema dx sono due per l'alimentazione a 9vcc tramite batteria e gli altri due vanno ai capi del circuito.
Il mio problema riguarda il lato sx. Da un'ulteriore verifica ho appurato che le piazzole asulla sinistra sono collegate insieme...quindi probabilmente come suggerito da liftman dovrebbe essere p0... pero non ne sono sicuro daato che non c'e scritto da nessuna parte. Non vorrei fare fritture collegando in modo errato..

Ciao Alex

[cf69]

Ciao Alex, sul lato sx non puoi fare fritture, al limite il punto decimale non sarà al posto giusto e ad esempio una tensione di 10 volt potrebbe apparire 1.0 o .10.
Piuttosto è il lato dx da curare con attenzione, pena frittura del circuito per sovralimentazione in ingresso dovuta alla grandezza da misurare non corrispondente al fondo scala scelto.
E' tale e quale a quello che succedeva coi tester a lancetta, bastava scegliere la scala di misura sbagliata e l'ago dello strumento schizzava a destra sul fondoscala; solo che in questo caso al posto dell'indice dello strumento trovi il circuito integrato al centro della foto.

[night train]

Ciao.
Grazie cf69 per la spiegazione. Allora appena reperisco i componenti mi metto al lavoro. Sarà un po impegnativo date le dimensioni...
Grazie ancora! A lavoro ultimato posto alcune foto.
Ciao a tutti!
Alex

[night train]

Ciao a tutti!
Ho terminato la costruzione dell'alimentatore con gli strumenti di misura.
Ho fatto alcune prove cercando di "stressare" un po i componenti e devo dire che hanno scaldato poco.
Vorrei ringraziare tutti quelli che mi hanno aiutato.
Ecco un paio di foto del risultato finale...


Immagine:

500,52 KB

Immagine:

330,92 KB

Ciao! Alex

[roy67]

Finalmente ho un po' di tempo per andare avanti con il nostro alimentatore.

Eravamo rimasti con i collegamenti del circuito "C".

Interruttore, potenziometro e fusibile sono collegati (vedere schema più sopra).
Dobbiamo collegare il transistor, l'integrato....

Immagine:

183,75 KB

... ed installarli sopra i dissipatori.

Colleghiamo ora il filo nero del negativo (di diametro 2 mm di sezione) fra il circuito "C", il voltmetro e l'amperometro, come da seguente schema, fino alla presa jack femmina nera:

Immagine:

291,4 KB

Colleghiamo ora il filo rosso del positivo, attraversando il fusibile di protezione, voltmetro e amperometro, fino al jack femmina rosso.

Immagine:

312,95 KB

Ora possiamo collegare le batterie degli strumenti, tarare eventuali scale di lettura degli strumenti e provare l'apparecchio.

Immagine:

276,78 KB

Immagine:

308,74 KB

Come spiegato in precedenza, ogni marca di strumenti di misura ha un suo metodo di taratura. Per questo riferirsi al manuale dell'oggetto.

Segue.....

[roy67]

Chiudiamo la scatola e...dopo aver innestato la presa elettrica, accendiamo l'interruttore generale (1).

Cosa abbiamo costruito?
Un doppio alimentatore che può fornirci tante tensioni per fare prove e test a banco.
Prendiamo in esame il lato sinistro dell'alimentatore (nello schema seguente evidenziato in giallo).

Immagine:

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Nello schema si nota che abbiamo la possibilità di collegare due diversi motori (o qualsiasi altro "ammenicolo" elettrico) che funzioni a 12 Volts continui, fino ad un assorbimento totale di 4 ampere sulle 2 diverse uscite parallele.

Quindi accendendo l'interruttore "2" accenderemo l'amperometro e con l'interruttore "3" daremo "fuoco alle polveri", misurando l'assorbimento elettrico di tutto ciò che vi è connesso.

- Ideale per verificare l'assorbimento dei motori dei modelli.

[roy67]

Dal lato destro, invece, (parte evidenziata in arancio nel seguente schema) abbiamo un alimentatore regolabile da 1,5 fino a 13,5 volts (circa), che può fornire sempre 4 ampere (ricordando che è necessario un trasformatore 220-15 volts da 8 ampere, o meglio 120 VA).

Immagine:

278,2 KB

Quindi, accendendo gli interruttori "4" (voltmetro e amperometro) e "5" (circuito "C") avremo, dalle prese in uscita, una tensione regolabile (tramite il potenziometro "6") da 1,5 a 13,5 volts continui, sempre con 4 ampere di corrente massima fornibile.

Ma non è finito.

I 2 jack centrali, evidenziati in giallo e verde, sono fra loro collegati in serie, potremo quindi collegare in serie dei componenti ed alimentarli alla tensione desiderata, come ad esempio un led con resistenza, un motore con reed, o qualsiasi cosa vorremo provare.

Immagine:

304,83 KB

A presto un video esplicativo delle varie funzioni.

[roy67]

Ora bisogna costruire i fili di contatto, dotati di jack maschio da un lato e "coccodrillo" dall'altro. In questo modo potremo rapidamente testare qualsiasi apparecchiatura elettrica, senza aver bisogno di tanti attrezzi. Basta solo serrare il coccodrillo sul contatto.

La lunghezza del filo è relativa, 50 cm sono sufficienti. Ma io ne ho costruiti anche 2 cortissimi,praticamente coccodrilli da innestare nelle prese:

Immagine:

142,12 KB

Immagine:

138,51 KB

Ed ecco un rapido video del mio alimentatore in funzione.
Vedrete la presenza di led non siegati nella discussione. Questo perché il mio alimentatore serve anche come "power supply" del modulo GasTT "viadotto autostradale". Quindi vi sono contenute anche apparecchiature e circuiti del modulo.

[Edgardo_Rosatti]

Grazie Roy per la pazienza e la dettagliata descrizione di questo progetto.

Come saprai già l'ho realizzato anche io anche se con qualche variante.
Ultimamente lo sto provando un po' con tutto quello che mi capita ed è stato usato con successo a Malpensa 2015 per l'alimentazione dei servizi di metà modulare (2 giornate continue senza problemi).
Diciamo che la mia versione di questo alimentatore è un po' semplificata rispetto alla tua, ma come dicevo funziona alla grande e anche se all'inizio della sua realizzazione ho avuto qualche problema tecnico, alla fine sono riuscito sempre a risolvere grazie ai tuoi consigli.

Attualmente ho inserito uno strumento per la misurazione dei volt e ampere che usa il micro di Arduino in modalità "stand alone". Anche di questo ne avevo parlato qui, ma solo ora l'ho messo a punto.
Nel mio caso, lo strumento di misurazione è stato inserito solo sull'uscita della sezione a tensione variabile, quella fissa a 12 volt non ha nessuno strumento. Per la misurazione della tensione viene usato un partitore resistivo calcolato con l'aggiunta di un diodo zener da 5,1 volt per proteggere l'ingresso analogico del micro.

Manca ancora qualche cablaggio definitivo per lo strumento, in quanto mi devo portare il lavoro a casa per metterlo a punto e questo allunga di molto i tempi.

Interno alimentatore:

92,64 KB

Voltmetro:

36,97 KB

Attualmente solo il voltmetro è collegato all'alimentatore e non vi è nessun carico applicato.

Tester:

60,57 KB

Verifica con il tester della tensione effettiva in uscita.

La scheda dello strumento:

64,98 KB

Il micro è un ATmega328P con il suo quarzo e l'alimentatore da 5 volt.

Lato rame:

97,37 KB

Qui si può notare il chip smd ACS712 per la misurazione della corrente fino a 5 ampere.

Devo fare ancora qualche lavoretto di sitemazione, ma in conclusione devo dire che è un ottimo progetto e che ha sempre funzionato molto bene.


Però la prossima volta che fai un video metti una colonna sonora meno horror [|)] Star Wars heawy metal è un po' inquietante.

Ciao neh!

Ed

[maxmarun]

Visto che ho deciso di riprendere in mano la costruzione di questo alimentatore, mi chiedevo quali fossero le caratteristiche del toroidale.

[Edgardo_Rosatti]

Considera una erogazione minima di 3/5 Ampere 15/16 Volt CA; questo è quello che ho usato io perchè lo avevo già in casa.
Comunque Roy potrà consigliarti meglio

ED

[roy67]

Visto che ho deciso di riprendere in mano la costruzione di questo alimentatore, mi chiedevo quali fossero le caratteristiche del toroidale.

Ciao Max.
Il trasformatore toroidale ha molti vantaggi rispetto al trasformatore tradizionale:
- Dimensioni più ridotte a parità di potenza erogata.
- Minor massa (molto più leggero).
- Ronzii di frequenza praticamente inesistenti.

Purtroppo un po' più costoso del tradizionale. Ma la differenza di prezzo la recuperi abbondantemente (te ne avanza) sul prezzo per un contenitore più piccolo e meno "rinforzato".

[maxmarun]

Grazie Roby.
Però ho formulato male la domanda, in realtà intendevo sapere quanti ampere e quale tensione sul secondario deve avere.
Ciao.

[roy67]

Grazie Roby.
Però ho formulato male la domanda, in realtà intendevo sapere quanti ampere e quale tensione sul secondario deve avere.
Ciao.

Per questo devi verificare tu quanto ti serve.
Nel mio ho messo un trasformatore a doppio secondario da 15+15 Volts da 5+5 ampere.

Ma io lo uso per fare "esperimenti" anche talvolta importanti (in fatto di assorbimento).
Se lo usi solo per provare i circuiti del plastico od i modelli un trafo da 2+2 ampere è più che sufficiente (sempre da 15+15 volts)

I 15 volts servono per avere l'incremento sufficiente sui circuiti raddrizzatori attraverso i quali diverranno 22 volts. A questo punto, quando (e se) arriverai al limite di potenza assorbita non avrai una caduta di tensione importante, ma solo un lieve calo.

Se il trasformatore eroga 12 volts, avrai un incremento a 17 volts, per evere una caduta, verso il limite di assorbimento, anche fino a 9 volts in uscita.

[maxmarun]

Ottimo. Grazie Roby.

[roy67]

Ma figurati Max.

Vorrei avere più tempo da dedicare al modellismo ed agli amici.
Purtroppo dovete accontentarvi del poco che riesco a dedicarvi, sperando che non spari caxxate perché la stanchezza, quasi sempre, mette a dura prova la concentrazione. [:I]

[maxmarun]

Ma figurati Max.

Vorrei avere più tempo da dedicare al modellismo ed agli amici.
Purtroppo dovete accontentarvi del poco che riesco a dedicarvi, sperando che non spari caxxate perché la stanchezza, quasi sempre, mette a dura prova la concentrazione. [:I]

Se la mancanza di tempo è a causa del lavoro, ben venga. Vuol dire che il lavoro c'è...magari i pagamenti un po meno, ma sono solo dettagli...
Ciao mon amì.