USB-C aangedreven bankvoeding - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Een bench-voeding is een essentieel hulpmiddel bij het werken met elektronica, omdat het in staat is om de exacte spanning in te stellen die uw project nodig heeft en ook om de stroom te beperken voor wanneer dingen volgens plan gaan, echt handig. Dit is mijn draagbare USB-C Powered Bench Power Supply, een verrassend capabele bankvoeding die wordt gevoed via USB-C Power Delivery.

Dit is een heel eenvoudige build die maar een paar uur zou moeten duren om te maken en het beste deel, het kostte minder dan $ 12 inclusief verzendkosten!

Benodigdheden

• USB-C-voedingsmodule - Aliexpress
• PSU-eenheid - Aliexpress
• Banaan Jacks Terminals - Aliexpress
• Aan/uit-schakelaar - Aliexpress

Stap 1: Bekijk de video

De video gaat over dezelfde informatie die ik in de Instructables laat zien, maar het is misschien gemakkelijker om te zien hoe de voeding eruitziet en werkt met behulp van de video.

Stap 2: USB-C-stroomvoorziening

Als je niet bekend bent met USB-C Power Delivery, dacht ik dat ik een korte inleiding zou geven over wat het is. (voel je vrij om over te slaan)

USB-C Power Delivery, of PD, is een USB-C-standaard die kan worden gebruikt om tot 100 W stroom te leveren. Steeds meer apparaten worden tegenwoordig aangedreven door PD, zoals een Nintendo Switch en Apple Macbooks. Niet alle opladers die USB-C-apparaten van stroom voorzien, zijn echter PD-voedingen, meestal staat er specifiek op of ze PD ondersteunen.

Ik denk dat USB-C PD vaak verkeerd wordt begrepen. Hoewel het verschillende spanningen ondersteunt, kunt u geen specifieke spanning instellen met PD. Het is beperkt tot 5 verschillende spanningsniveaus:

• 5V
• 9V
• 12V (technisch geen onderdeel meer van de standaard, maar sommige voedingen ondersteunen het nog steeds)
• 15V
• 20V

Zelfs dan kunnen niet alle voorzieningen al deze voorzieningen bieden. Mac-opladers ondersteunen bijvoorbeeld alleen 5, 9 en 20V.

Het apparaat dat wordt gevoed door PD onderhandelt met de voeding om het spanningsniveau te nemen dat het beste bij hem past. Maar met een bankvoeding wil je meestal exacte controle hebben over de spanning en wil je ook de stroom kunnen begrenzen, iets wat je niet kunt doen met een PD-voeding. Hoewel PD rekening kan houden met de huidige capaciteit van een voeding bij onderhandelingen met de voeding, maar het op geen enkele manier de stroom beperkt, is het een controle of de voeding de stroom kan leveren die het apparaat nodig heeft. Maar met deze build kunt u het gemak krijgen van het gebruik van een PD-stroombron, zelfs een compatibele batterijbank, met de functies die u zou verwachten van een meer typische voeding, inclusief het kunnen boosten naar hogere spanningen dan PD normaal ondersteunt.

Stap 3: Componenten voor de build

USB-C PD-lokmiddelmodule

Het eerste dat je voor deze build nodig hebt, is een manier om te onderhandelen met een USB-C PD-voeding. Zoals eerder vermeld, onderhandelt het apparaat dat wordt gevoed normaal gesproken met de oplader om te beslissen welke spanning van de PSU moet worden genomen, wat we nodig hebben is iets om dit voor ons te doen.

Er zijn verschillende mogelijkheden om dit te doen. Ik heb een video gemaakt waarin je naar een aantal van hen kijkt als je het wilt bekijken.

Elk heeft zijn eigen voordelen, maar degene die ik voor deze build heb gekozen, is deze op basis van de IP2721 IC, dezelfde die ik gebruik op mijn TS100 Flex-C-Friend.

Het is een goede keuze omdat:

• het is goedkoop, het kost slechts $ 2 geleverd.
• Zijn gedrag is zeer geschikt voor dit project. De IP2721 kan worden geconfigureerd om effectief de hoogste spanning aan te nemen die de PSU biedt, wat goed is voor dit gebruik. (Zorg er wel voor dat u de module op "HIGH" zet)

Voedingsmodule

Het belangrijkste onderdeel van dit project is de ZK-4KX Buck-Boost-module. Dit bevat het display en de bedieningselementen voor het gebruik van de voeding. Met deze module kunnen we de spanning die we krijgen van de PD-voeding converteren naar wat we nodig hebben, zelfs hogere spanningen.

Dit soort modules zijn niet nieuw, maar komen vaker voor bij projecten zoals het omzetten van oude pc-voedingen in bench-voedingen.

De ZK-4KX is de goedkoopste van dit soort modules die ik tegenkwam, ik betaalde slechts $ 7,50 inclusief levering voor de mijne, en hoewel het redelijk goedkoop aanvoelt, was ik eigenlijk behoorlijk verrast door de functies die het had. Hij kan tussen 0 en 30V leveren (zelfs als de ingang minder dan 30V is) en kan tot 3A leveren (4A met een ventilator). Er is een algemene vermogenslimiet van 35W (50W met een ventilator) waar ik het in een latere stap over zal hebben.

De duurdere hebben verschillende interfaces en ondersteunen ook een hoger vermogen, maar onthoud dat je nog steeds wordt beperkt door de hoeveelheid stroom die je PD-voorziening kan leveren.

Andere delen van het gebouw

De laatste dingen die ik gebruikte waren een paar Banana jack-aansluitingen, die meestal worden gebruikt voor de voeding van de bank, dus het zal werken met standaardkabels en dan tot slot een schakelaar om gemakkelijk de spanning naar de ZK- te kunnen uitschakelen. 4KX. Zorg ervoor dat u voor zowel de stopcontacten als de schakelaar degenen krijgt die de stroom aankunnen die u met deze voeding gaat gebruiken, sommige van de goedkopere zullen niet genoeg kunnen doen. Je hebt ook draad nodig, Stranded 22 AWG is wat ik heb gebruikt.

Andere vereiste onderdelen

Om daadwerkelijk gebruik te kunnen maken van de Bench Power Supply heb je nog wat extra dingen nodig.

Een PD-compatibele USB-C-voeding. In principe zou elke PD-voeding moeten voldoen. Enkele snoeren om de voeding op uw projecten aan te sluiten.

Stap 4: Behuizing

Voor een koffer om alles in op te bergen, heb ik er uiteindelijk een aangepast die ik op Thingiverse vond. Ik heb Tinkercad gebruikt om de onderdelen die ik had voor de bouw aan te passen en om wat ventilatie voor de basis toe te voegen, en je kunt de STL's ervoor hier vinden.

U hoeft echter geen 3D-printer te gebruiken, elke doos die groot genoeg is, zou het werk moeten doen.

Er zijn enkele dingen die u zou kunnen doen om de build mogelijk te verbeteren, en ik zal er in een latere stap over praten.

Stap 5: Montage

Na het printen van de behuizing en ervoor te zorgen dat alles goed paste, was het nu tijd voor montage, wat eigenlijk heel eenvoudig is.

De uitgang van de PSU-module moet rechtstreeks worden aangesloten op de twee banaanstekkerbussen

Ik sluit de aarde van de IP2721-module rechtstreeks aan op de "IN -" -aansluiting van de PSU-module. VCC van de IP2721 wordt eerst op de switch aangesloten en vervolgens wordt de andere pin van de switch aangesloten op de "IN +" -aansluiting van de PSU-module.

Ik heb krimpgereedschap gebruikt om adereindhulzen en connectoren aan de draden toe te voegen voor een veilige verbinding, maar ik denk dat je wat soldeer kunt gebruiken, maar pas op dat je geen plastic van de aansluitingen of de schakelaar smelt. Voor de IP2721-module heb ik ook een schroefaansluiting toegevoegd, het is gewoon een standaard 5 mm-aansluiting. Het wordt ook aanbevolen om geen draad te solderen voordat u ze met een schroefaansluiting gebruikt.

Ik gebruikte wat hete lijm om de IP2721-module op zijn plaats te houden, en voegde ook een beetje toe aan de ZK-4KX omdat deze een klein beetje los zat. En dat is de bouw voltooid!

Stap 6: Eerste configuratie

Voordat u de voeding gaat gebruiken, zijn er enkele dingen die u moet configureren, maar deze worden opgeslagen op de PSU-module, zodat u ze maar één keer hoeft te doen.

Om de configuratiemodus te openen, houdt u de knop "UI" ingedrukt totdat het scherm verandert. Om door de configuratiemenu-opties te navigeren, klikt u op de knop "SW". Het volledige scala aan opties wordt vermeld in de modulebeschrijving, maar ik zal alleen de opties behandelen die volgens mij het belangrijkst zijn.

Het eerste dat ik aanbeveel, is om het standaardgedrag te wijzigen voor wanneer je het inschakelt, het schakelt de uitvoer op onverklaarbare wijze standaard automatisch in, ik begrijp niet waarom iemand dit zou willen, maar gelukkig is het configureerbaar.

Klik in de configuratieoptie "OPEN" op het encoderwiel en houd het ingedrukt totdat de optie verandert in UIT.

Vervolgens willen we een algemene vermogenslimiet voor de module instellen, dit is vooral handig als uw PD-voeding een lager wattage heeft, omdat de PSU-module dan niet meer stroom verbruikt dan de PD-voeding heeft.

Stel bij de optie "OPP" het wattage dienovereenkomstig in met behulp van de roterende encoder. Als u op de encoder drukt, verandert het cijfer dat u wijzigt.

Een heel belangrijk ding hierover is dat de vermogenslimiet die u instelt, van toepassing lijkt te zijn op het uitgangsvermogen van de module, niet op de ingang. Een bepaalde hoeveelheid stroom wordt door de module gebruikt bij het converteren van de spanningen, deze specifieke beweert 88% efficiënt te zijn, wat betekent dat om 10 W vermogen aan de uitgang te leveren, het mogelijk tot 11,5 W aan de ingang moet gebruiken. Ik weet niet zeker hoeveel ik op dat cijfer zou vertrouwen, dus ik denk dat je dit het beste kunt beperken tot 80% van wat je aanbod kan.

Op de productpagina staat ook vermeld dat 35W het meeste is wat de module kan doen met "natuurlijke warmteafvoer", oftewel zonder ventilator.

Daarna denk ik dat het de moeite waard is om de temperatuur te verlagen waarop de module wordt uitgeschakeld, standaard is het 110c, wat mij een beetje gezellig lijkt. Bij de optie "OTP" (hoewel de "t" voor mij meer op een "r" lijkt) kun je de temperatuurlimiet hier wijzigen met behulp van de roterende encoder. Ik heb de mijne ingesteld op 80c, wat het minimum is.

Om het configuratiemenu te verlaten, klikt u nogmaals op de UI-knop en houdt u deze ingedrukt.

Stap 7: Basisbediening

Laten we vervolgens eens kijken hoe we het kunnen gebruiken. Het belangrijkste dat u met een voeding wilt doen, is het instellen van de spanning en de stroomlimiet. Hiervoor druk je één keer op de “UI”-knop. Het eerste dat u configureert, is de spanning, die dezelfde bedieningselementen zijn met de roterende encoder als voorheen. Om naar het instellen van de stroom te gaan, drukt u nogmaals op de knop "UI" en gebruikt u de roterende encoder zoals voorheen. Om dit menu te verlaten, drukt u nogmaals op de "UI"-knop, anders stopt het na een paar seconden.

Terug in het hoofdmenu, om de uitgang in te schakelen, drukt u op de encoder. Terwijl de uitvoer is ingeschakeld, kun je de spanning aanpassen door aan de encoder te draaien, maar ik zou dit alleen voor kleine aanpassingen gebruiken omdat het vrij traag is.

Om te wijzigen wat op het scherm wordt weergegeven, kunt u één keer op de "SW"-knop drukken om de onderste rij te wijzigen in Ampère, Watt, Ampère-uren of de ingeschakelde tijd.

Om de bovenste rij te wijzigen, moet u de "SW"-knop ingedrukt houden en kunt u wisselen tussen Voltage uit, Voltage In en temperatuur.

Stap 8: Is het goed?

Goede vraag!

Het is zeker beter dan ik oorspronkelijk had verwacht toen ik het spul ervoor kocht. In combinatie met een PD-powerbank is dit een zeer compacte oplossing die u overal kunt gebruiken.

De interface is…. gewoon oke. Gezien het type display dat het is, weet ik niet zeker hoe het anders zou kunnen worden afgehandeld, maar ik vergeet vaak welke knop wat doet en het knipperende teken dat aangeeft welk cijfer je aan het veranderen bent, zorgt ervoor dat het vrij ongevoelig aanvoelt

De spanningsnauwkeurigheid is redelijk goed, hoewel het bij zwaardere belastingen iets daalt, niets te gek, maar het is erger dan mijn Tenma-voeding.

De overstroombeveiliging treedt in werking wanneer je dat verwacht, hoewel het in deze staat wel wat spanning afgeeft, wat ik niet had verwacht, maar de Tenma doet dit ook.

Wat betreft rimpel, maak je geen zorgen, volgens de lijst heeft het een lage rimpel (…….. Ik heb geen bereik)

Stap 9: Wat zou ik verbeteren?

Als ik dit project opnieuw zou bouwen, zou ik een paar veranderingen overwegen.

Ten eerste kan de 3D-behuizing zeker worden verbeterd. De aangepaste versie die ik heb gemaakt is ok, maar ik ben geen 3D-ontwerper! t

het belangrijkste probleem is het luie werk dat ik deed voor een plek om de IP2721-module te plaatsen, het komt niet eens in de buurt van een goede pasvorm, ik zorgde er gewoon voor dat het groot genoeg was om geen probleem te zijn en ik liet hete lijm alle problemen oplossen van daar.

Je zult ook merken dat ik stickers heb die positief en negatief aangeven, toen ik de behuizing aan het modificeren was, dacht ik niet dat ik die indicaties nodig zou hebben omdat ik dacht dat de kleur van de aansluitingen voldoende zou zijn, maar dat is niet het geval, meer daarover in een minuut.

Het zou ook leuk zijn als de basis van de behuizing met een perspassing in de rest zou passen, het huidige ontwerp is voor M2.5-bouten, maar ik heb niet lang genoeg. Het blijft momenteel gewoon uit wrijving op zijn plaats, maar dat is misschien niet voor alle printers hetzelfde.

De banaanstekkers die ik heb zijn van goede kwaliteit, maar ik denk dat je misschien beter af bent met degenen die qua stijl vergelijkbaar zijn met die op de Tenma, want als je een kabel krijgt die is omhuld als deze, moet je het plastic eraf schroeven Hoes. En daarom moet ik markeren welke welke is!

Ik weet niet zeker of de schakelaar echt zo handig is, de IP2721-module zou nog steeds van stroom worden voorzien, wat niet erg is, maar je zult waarschijnlijk gewoon de bankvoeding aansluiten als je er toch klaar mee bent.

En tot slot, om het vermogen dat je door de module kunt steken te vergroten, zou je een manier moeten vinden om een ventilator te integreren, zowel in het ontwerp van de behuizing als een manier te vinden om hem van stroom te voorzien (misschien een aparte buck-converter).

Stap 10: Laatste gedachten

Ik denk dat dit een handig apparaat is om te hebben, het was goedkoop om de onderdelen voor te kopen en het was snel in elkaar te zetten, zonder rekening te houden met de tijd die nodig is om de behuizing te printen, je zou dit gemakkelijk in een uur kunnen laten bouwen.

Dus ik denk dat als je al een PD-stroombron hebt en je een goedkope Bench-voeding wilt, ik denk dat dit eigenlijk een redelijk goede optie is.

Ik zou echter wel graag de mening van anderen hierover willen horen. Een goede plek om dat te doen is op mijn onenigheid, je zult daar veel behulpzame makers vinden.

Ik wil ook mijn Github-sponsors enorm bedanken voor hun steun en de rare dingen die ik graag bouw.

Bedankt voor het lezen!