אם יש לכם ספק כוח ישן למחשב, אל תזרקו אותו לפח המיחזור עדיין. המרת ספק כוח ATX לספק כוח למעבדה היא אחד מאותם פרויקטים אלקטרוניים קלאסיים שיכולים לחסוך לכם סכום כסף נכבד, מכיוון שאפשרויות מסחריות הן בדרך כלל יקרות מאוד ובאיכות בינונית למדי.
הרעיון הוא לנצל את העובדה שספקי הכוח הללו כבר מתוכננים לספק מתחים יציבים מרובים והספק ניכר, ולהפוך אותם לכלי רב-תכליתי להפעלת אבות טיפוס, מנועים או כל מעגל שאתם בונים על שולחן העבודה שלכם. עם זאת, לא מדובר רק בחיתוך חוטים; אתם צריכים לדעת מה אתם עושים כדי להימנע מנזק כלשהו בתהליך.
חומרים וכלים דרושים
כדי להימנע מפרויקט בית ספרי ולהבטיח שהמוצר המוגמר אכן שמיש, תזדקקו לערכת כלים בסיסית: רב-מודד, מלחם, חומר הלחמה , חותכי חוטים, מברגים ומקדחה עם מקדחים לקידוח יריעת המתכת. לנגיעות הסופיות, נייר זכוכית, צבע ספריי שחור ומדלל יהיו שימושיים.
בנוגע לרכיבים הספציפיים להרכבה, הכינו את עצמכם עם הדברים הבאים:
- 6 מחברי בננה אדומים עבור יציאות מתח ו-2 חוטים שחורים להארקה (GND).
- מתג הפעלה ונורית LED אדומה 5 מ"מ עם נגד של 330 אוהם כדי לקבוע אם יש זרם.
- מצד ה- מתח משתנהוסת LM317, פוטנציומטר של 5K אוהם, דיודה 1N4007 ושילוב של קבלים (220uF, 100uF ו-10uF ב-25V או יותר) הם חיוניים.
- נגד של 120 אוהם וצינור מתכווץ בחום (תרמופיט) למניעת קצר חשמלי בין החוטים.
תהליך הטרנספורמציה שלב אחר שלב
הצעד הראשון הוא לפתוח בזהירות את ספק הכוח. היזהרו כאן: קבלים גדולים יכולים לאגור מטען גם כשהם מנותקים, לכן יש לפרוק אותם על ידי קצר בין הדקים בעזרת מברג מבודד כדי למנוע הפתעות.
לאחר הפתיחה, הסר את המעגלים הפנימיים, את המאוורר ואת המתג המקורי. אני ממליץ לנקות את כל האבק בעזרת אוויר דחוס ולצבוע את המארז כדי להעניק לו מראה מקצועי. לפני ההרכבה מחדש, קדחו חורים במכסה העליון כדי להכיל את הפוטנציומטר, נורת הלד ותקעי הבננה.
כדי שספק הכוח יופעל, יש טריק קריטי: החוט הירוק (PS-ON) חייב להיות מחובר לאדמה (GND). כאן אנו ממקמים את המתג להדלקה וכיבוי של המכשיר. עבור נורית החיווי, ניתן להלחים את ה-LED ואת הנגד שלו לחוט האפור, שבדרך כלל מספק את אות Power Good.
תצורת פלט ומתח משתנה
ספקי כוח ATX מציעים רמות מתח קבועות שימושיות מאוד. בהתבסס על צבעי החוטים, יהיו לכם +3.3V (כתום), +5V (אדום), -5V (לבן), +12V (צהוב) ו- -12V (כחול) . קווים אלה תומכים בזרמים גבוהים למדי, אידיאליים להפעלת מנועים.
אם אתם רוצים לקחת את זה צעד קדימה, תוכלו לבנות מעגל עם ה-LM317 באמצעות לוח מחורר. ווסת זה יאפשר לכם לקבל יציאה משתנה מ-1.2V עד כמעט 12V . פשוט הפעילו את ה-LM317 מקו ה-12V של ספק הכוח וחברו את הפוטנציומטר לקבל כדי לכוונן את המתח כרצונכם.
שיקולי הנדסה ובקרה מתקדמים
מנקודת מבט טכנית יותר, חשוב להבין שאנחנו מתמודדים עם ספק כוח ממותג (SMPS) , ולא ליניארי. משמעות הדבר היא שהוויסות מושג באמצעות אפנון רוחב פולס (PWM). טעות נפוצה היא לנסות להוסיף קבלים מוגזמים לפלט, במחשבה שזה יפחית רעש; במציאות, זה יכול לערער את יציבות לולאת המשוב ולהחמיר את תגובת המעבר.
עבור אלו המחפשים דיוק מקצועי, ניתוח לולאת הבקרה הוא חיוני. אם אתם צריכים להגביל את הזרם כדי להגן על המעגלים שלכם, תוכלו ליישם נגד שאנט של 0.01 אוהם כדי למדוד את ירידת המתח ולהשתמש במגבר תפעולי (כגון LM358, שיכול לעמוד במתחים קרובים ל-0V) כדי להזין את פין המשוב של בקר TL494.
בנוסף, מומלץ לבצע אופטימיזציה של מסנן הפלט. כדי למנוע רוויה של ליבת המשרן תחת זרמים גבוהים, ניתן ללופף אותה על שתי ליבות טורואידליות . יתר על כן, החלפת קבל גדול בכמה קבלים קטנים יותר במקביל מפחיתה את ההתנגדות הטורית המקבילה (ESR), מורידה את הטמפרטורה ומשפרת את הסינון.
מושגים חשמליים מרכזיים: הספק וגורם הספק
חשוב לא לבלבל בין הספק אקטיבי (W) להספק נראית לעין (VA). בזרם חילופין, העכבה הריאקטיבית של סלילים וקבלים יוצרת הסטת פאזה בין מתח לזרם. מקדם ההספק (cos φ) מציין את יעילות העומס; ככל שהוא קרוב יותר ל-1, כך העומס בעל התנגדות גבוהה יותר. התקני תיקון מקדם הספק (PFC) נמצאים בדרך כלל בספקי כוח אלה כדי לייעל ערך זה ולמנוע הפרעות לרשת החשמל.
עם השלמת ההרכבה, התוצאה היא כלי רב עוצמה המשלב יציאות זרם גבוה קבועות עם אפשרות מתכווננת, המאפשרת לכם לעבוד בבטיחות מלאה כל עוד אתם מכבדים את המגבלות של כל רכיב ומשאירים את המאוורר פועל כדי למנוע התחממות יתר.
