*109865*
Современные
информационные технологии/2. Вычислительная техника и программирование
К.т.н.,
доцент Раджабалиев Г.П.
Дагестанский
государственный педагогический университет, Россия
Регулируемый источник питания из
блока питания ПК
Современный уровень образования требует системного подхода и наличия соответствующих средств, позволяющих обеспечивать оптимальную организацию экспериментальной работы по физике. Физика – наука экспериментальная и требует специальной подготовки учащихся к экспериментальной деятельности, которая может осуществляться только в условиях кабинетной системы [1]. Поэтому полноценное оснащение физического кабинета и его структура является немаловажным условием для развития интереса школьников к физике, к современной технике и технологиям. Создание хорошего физического кабинета и его дальнейшее, целенаправленное, постепенное развитие – залог успешного обучения физике.
Оборудование кабинетов – вопрос престижа любой школы. Хорошо оборудованный кабинет физики – необходимое условие для решения учителем всех задач учебно-воспитательного процесса. Помощь в организации учебного процесса, особенно при проведении эксперимента, педагогу оказывают технические средства кабинета физики. Особая роль в этом отводится современным автоматизированным комплексам и системам, способствующим лучшему усвоению обучаемым учебного материала. Для успешной реализации экспериментального метода обучения необходима достаточная учебно-материальная база, которая формируется в школьном кабинете физики. Для оснащения современного кабинета физики и проведения экспериментов, необходимы источники питания постоянного тока и регулируемого напряжения.
В рамках выполнения государственной программы «Учебная техника» полностью обновлена вся система источников тока, используемых в кабинете физики. Но они достаточно дорогостоящие, хотя и простые, и имеют очень узкий диапазон параметров. Например, 1) Источник питания (выпрямитель) МАРС 15 В: Цена – 3280.00 руб., входное напряжение 220 В±10% частотой 50 Гц, выходное напряжение постоянное 1,6 – 15 В при токе до 1 А, нестабильность 10%; 2) Источник питания лабораторный ИПЛ 9В: цена 654 руб., входное напряжение 42 В±10% частотой 50 Гц, выходное напряжение фиксированное от 1,5 до 9 В при максимальном токе нагрузки 2 А. и.т.п.
БП для компьютеров строятся по бестрансформаторной схеме подключения к питающей сети и представляют собой импульсные БП, которые характеризуются высоким КПД, малым весом и небольшими габаритами. Современный компьютерный БП стандарта АТ или ATX представляет собой стабилизированный источник большой мощности при малых габаритах и массе. Напряжения источника – фиксированы: +5 В, +12В, +3,3 В, -12 В, (-5 В). В таблице приведены токи нагрузки блоков питания ATX.
Таблица 1
Токи нагрузки блоков ATX
|
Цепь |
Цвет провода |
Блоки ATX |
Блоки ATX-12V |
||||
|
160 Вт |
250 Вт |
300 Вт |
250 Вт |
350 Вт |
450 Вт |
||
|
+3.3V |
оранжевый |
14 А |
16 А |
20 А |
14 А |
20 А |
22 А |
|
+5 V |
красный |
18 А |
25 А |
30 А |
12 А |
12 А |
15 А |
|
+5 VSB |
малиновый |
1,5 А |
1,5 А |
1,5 А |
2,5 А |
2,5 А |
2,5 А |
|
+12 V |
желтый |
6 А |
10 А |
12 А |
8 А |
10 А |
14 А |
|
+12 V2 |
желтый |
- |
- |
- |
13 А |
13 А |
16 А |
|
-12 V |
синий |
0,8 А |
0,8 А |
0,8 А |
0,3 А |
0,3 А |
0,3 А |
|
- 5V |
белый |
0,3 А |
0,3 А |
0,3 А |
- |
- |
- |
Блоки питания старых компьютеров можно использовать в кабинете физики в качестве мощного стабильного источника постоянного напряжения. Если этот блок подвергнуть к незначительной переделке, то получится стабилизированный, мощный регулируемый источник постоянного тока с системой защиты, как по току, так и по напряжению.
Для переделки блока питания необходимо знать принцип его работы.
Несмотря на многообразие фирм-производителей, большинство источников питания ПК построено на ШИМ - контроллере TL494. Эта микросхема выполнена в корпусе DIP-16 (шестнадцать выводов). Буквенные индексы в начале и конце маркировки могут быть различными, главное присутствие цифр – 494. Вскрыв крышку источника питания, убедимся в этом (рис. 1). Иногда встречаются маркировки типа 749 или другие. Прозвоните цепь «общий» – «вывод 7» микросхемы. Если окажется, что сопротивление равно нулю, то есть они соединены, то все сомнения отпадают, – это все та же 494.
Далее
нам понадобится доступ к обратной стороне платы питания, для этого снимаем
плату с корпуса. Итак, теперь нам видна вся схема подключения контроллера (рис.
2).
Рис.2. Расположение выводов ШИМ-контроллера (вид
сверху).
Микросхема 494 имеет вывод обратной связи по напряжению, это вывод 1. Согласно стандартной схеме подключения, выходное напряжение источника подается на этот вход через резисторный делитель. Общий вывод микросхемы - вывод 7, он соединен гальванически с общим выводом источника (черный провод, «GND»).
Определяем согласно схеме (рис. 3) на плате источника резисторы делителя. Для того чтобы источник был регулируемым, необходимо правильно включить переменный резистор в цепь обратной связи. Проще всего это сделать, заменив постоянный резистор переменным с номиналом на 20-30% большим.
Выпаиваем резистор, соединяющий «+12V» с «вывода 1» МС и замещаем его переменным. Припаивать переменный резистор к контуру обратной связи необходимо с помощью витой пары. В этом случае исключается влияние наводок, возникающих при работе импульсного источника.
Далее убирается жгут лишних выводов, на передней панели располагаются клеммы питания, обычно +5 В и (или) +12 В. Там же располагаются переменные резисторы, индикатор (светодиод) и измерительные приборы (вольтметр и амперметр).
Стандарт ATX предполагает включение блока питания с помощью управляющего сигнала по низковольтной цепи. А именно замыканием вывода «PS-ON» на общий вывод «GND». Вывод «PS-ON» это зеленый, а иногда и серый провод, поэтому необходимо смотреть надписи на верхней стороне платы источника, вблизи подпайки проводов. Для того чтобы источник включался сразу после включения его в сеть необходимо просто припаять провод «PS-ON» к общему выводу «GND». Но лучше вывести на переднюю панель и использовать любой слаботочный включатель в качестве включателя БП. Кроме того, на передней панели устанавливают измерительные (желательно цифровые) приборы: вольтметр и амперметр.
В результате несложной модификации компьютерного БП стандарта ATX мы получим мощный и надежный источник питания с регулируемым выходным напряжением в диапазоне от 1,5 до 15 В и защитой от перегрузок. Достоинством такого подхода является простота сборки, практически полное отсутствие настройки, и дешевизна. Компьютерный блок питания стандарта ATX бывший в употреблении стоит от 50 до 200 рублей в зависимости от мощности.
Литература
1. Смирнов А.В., Степанов С.В. Оборудование школьного физического кабинета: Учебное пособие для студентов педагогических вузов: Под ред. А.В. Смирнова. – М.: изд-во «Школа Будущего», 2001.
5. http://forum.mirmasterov.com/