صنع مصدر تغذية منظم خطى متغير تشمل الدائرة الكهربية والتصميم والمكونات والتجميع وPCB

F.Abdelaziz · 18-07-2010, 04:54 PM

طريقة صنع مصدر تغذية منظم خطى متغير تشمل الدائرة الكهربية والتصميم والمكونات ولوحت الدائرة المطبوعة والتجميع

وحدة تغذية منظمة متغيرة : 3- 30 فولت – 2.5 أمبير

المصدر :

وبه عشرات المشاريع

http://www.electronics-lab.com/projects/power/

1- الوصف العام :

هذا المشروع هام جدا لأى شخص يعمل فى مجال الالكترونيات .
هو مصدر تغذية متعدد الأغراض والذى يحل معظم مشاكل التغذية التى تظهر كل يوم فى أى ورشة أو معمل اليكترونيات .
يغطى مجال واسع من الجهود كونه يتغير وبطريقة مستمرة من 3 فولت الى 30فولت وتيارالخرج بحد اقصى 2.5 A وهو أكثر من كافى لمعظم التطبيقات .
الدائرة مستقرة ومنظمة تماما حتى فى نهاية المدى كما أن بها حماية تامة ضد دوائر القصر وزيادة الحمل .

2- الخواص الفنية :

جهد الدخل : 24V AC
تيار الخرج : 2.5 A
جهد الخرج : 3 – 30 V DC

3- الدائرة الكهربية :

كما فى الشكل

4- المكونات :

5- التدريب والتنفيذ العملى على برنامج PROTEUS

أ - الدائرة الكهربية

ب – لوحة الدائرة المطبوعة PCB

ت – الشكل الثلاثى الابعاد 3D

6- شرح الدائرة

أ - طريقة عمل الدائرة :

تستخدم الدائرة "الدئرة المتكاملة " LM723 المعروفة جيدا بل والأوسع انتشارا فى هذا المجال .
يمكن ضبط خرج الدائرة المتكاملة بين "2 فولت و37 فولت جهد مستمر" وبطريقة مستمرة تماما كما أن لها "معدل تيار قيمته 150 ملى امبير" وهو بالطبع صغير جدا لأى استخدام هام .
لزيادة قيمة التيار بالدائرة فان الدائرة المتكاملة تستخدم فى تشغيل drive زوج من ترانزستورات القدرة هما BD135 , 2N3055 . الزوج الموصل بهذه الطريقة يسمى " وصلة دارلنجتون Darlington "
إستخدام الترنزستورات لزيادة تيار الخرج يحدد من جهد الخرج إلى حد ما ولذلك نجد " جهد الخرج من 3 الى 30 فولت مستمر."
المقاومة R5 المتصلة على التوالى فى الخرج تستخدم لحماية الدائرة من زيادة الحمل . فإذا زاد التيار المار خلالها فان الجهد بين طرفيها يزداد . فإذا وصل هذا الجهد الى أكبر من 0.3V فإنه يتسبب فى فصل الخرج وبالتالى الحماية العملية من زيادة الاحمال .
خاصية الحماية هذه موجودة داخليا فى بناء الدائرة المتكاملة والجهد بين طرفى المقاومة R5 يستخدم كجهد استشعار يوصل الى الطرفين 2 و 3 .
فى نفس الوقت فإن الدائرة المتكاملة تقارن وباستمرار جهد الخرج بجهدها المرجعى الداخلى وإذا تعدى الفرق قيمة محددة يتم التصحيح الاتوماتيكى . وهذا يضمن استقرار مرتفع عند الاحمال المختلفة .
المقاومة المتغيرة P1(RV1) تستخدم لضبط (تحديد) جهد الخرج عند القيمة المطلوبة.
للحصول على المدى الكامل اى من 3 فولت الى 30 فولت يجب استخدام محول قدرة جهد ملفه الثانوى 24 فولت وتياره لا يقل عن 3 امبير . اما اذا لم ترغب فى الحصول على أقصى جهد يمكنك بالطبع استخدام محول
بجهد ثانوى اقل .

ب - طريقة التجميع والتوصيل

كما فى الشكل

7- ملاحظات لنجاح بناء دائرة المشروع :

بادئ ذى بدء دعونا نلقي نظرة على بعض الأساسيات في بناء الدوائر الكترونية على الدوائر المطبوعة.
اللوحة المطبوعة مصنوعة من مادة عازلة رقيقة مكسوة بطبقة رقيقة من النحاس الموصل للكهرباء والتي تتشكل (تصنع) بطريقة بحيث يتم عمل التوصيلات الازمة بين مختلف مكونات الدائرة(كبديل عن اسلاك التوصيل).
إستخدام الدوائر المطبوعة المصممة على نحو مناسب شىء مرغوب فيه جدا لأن ذلك يؤدى إلى سرعة التجميع (البناء) بدرجة كبيرة كما أنه يقلل من احتمال الوقوع في أخطاء.

فعلى سبيل المثال :
إذا كان وجه المكونات باللوحة به كتابة للتعريف بالمكونات وقيمها (اى هويتها) وهو ما يعرف بالسلك سكرين فان هذا بالطبع يسهل عملية التجميع ويقلل الوقوع فى الخطأ .
كما أن استخدام طبقة الحماية المسماه" سولدر ماسك " (نوع من الورنيش الخاص ) على طبقة النحاس يساعد على حمايتها من الأكسدة كما يساعد على سهولة عملية لحام المكونات ودون أخطاء .
نجاح أو فشل عملية التجميع تعتمد كليا على لحام المكونات . هذا العمل ليس صعبا وخاصة أذا اتبعت بعض القواعد فلن تعانى من المشاكل .

واليك بعض هذه القواعد :

فكاوية اللحام التى تستخدمها يجب ان تكون بقدرة لاتتعدى 25 وات .
طرف (رأس- حافة ( الكاوية يجب أن يكون دقيق ونظيف باستمرار . لهذا الغرض يستخدم أسفنج خاص والذى "يرطب" بالماء من وقت لآخر ويستخدم لمسح الحافة الساخنة لإزالة جميع المخلفات التي تتراكم عليها.
لاتستخدم المبرد أو الصنفرة فى النظافة وإلا تآكل السن . اذا لم يقبل السن النظافة فيتم تغييره .

هناك أنواع كثيرة من كاويات اللحام يجب أن تختار كاوية ذو كفاءة جيدة للحصول على وصلة لحام جيدة .
لاتستخدم مساعد اللحام (فلكس ) بكمية كبيرة لإن ذلك قد يسبب أعطال . ومع ذلك إذا كنت مضطرا لاستخدام الفلكس كما هو الحال عندما يراد تغطية مسارات النحاس بالقصدير يجب عليك تنظيفه جيدا بعد الانتهاء من العمل.

للحام المكونات بطريقة صحيحة يجب عليك اتباع الاتى :

نظف أطراف المكونات بقطعة من الصنفرة الناعمة .
إثنى (شكل) أطراف المكونات على المسافات الصحيحة وضعها فى مكانها على اللوحة المطبوعة . قد تصادف أحيانا بعض المكونات لها اطراف سميكة بحيث لا تدخل فى الثقب المخصص لها . فى هذه الحالة استخدم شنيور صغير لتوسعة الثقب مع الحظر من توسعته بطريقة تؤدى الى تلف مكان لحامه (يعرف هذا المكان بالبادة pad فيؤدى الى صعوبة لحامه فيما بعد (يجب أن يراعى ذلك عند عمل الدائرة المطبوعة .(
إمسك بالكاوية الساخنة وضع طرفها على طرف العنصر فى نفس الوقت ضع (امسك) طرف سلك اللحام عند نقطة ظهور (خروج) الطرف من اللوحة المطبوعة .
طرف الكاوية يجب أن يلامس طرف العنصر قليلا فوق اللوحة المطبوعة . عندما يبدأ سلك اللحام فى الانصهار والتدفق أنتظر حتى يغطى المساحة المحيطة بالثقب بالتساوى ويغلى الفلكس ويخرج من تحت اللحام وكل هذه العملية يجب الا تستغرق اكثر من 5 ثوانى .
إبعد الكاوية واسمح للحام بأن يبرد طبيعيا دون النفخ فيه أو تحريك العنصر .
إذا تم كل شىء على ما يرام ستجد سطح وصلة اللحام لها شكل بريق معدنى وحوافها يجب ان تكون لها نهايات سلسة بين كل من طرف العنصر والمسار على اللوحة المطبوعة .
إذا كان اللحام مظهره معتم أو به تصدعات (شروخ) أو به ما يشبه الفقاعات فان هذا اللحام يكون ردىء ويسمى dry joint ويجب إزالته ( يستخدم لذلك الشفاط ذو المكبس أو سلك النحاس الخاص بسحب وامتصاص اللحام ) ثم يتم إعادة اللحام مرة اخرى .
أحذر من زيادة التسخين للمسارات فقد يؤدى إلى إزالتها من على اللوحة و كسرها .
عند قيامك بلحام أى من المكونات الحساسة للحرارة فعمليا يجب أن تمسك الطرف (من جهة طبقة المكونات للوحة المطبوع ) بأى أداة مدببة الطرف (بنز ببوز طويل أو جفت أو ...) لتشتيت وسحب أى حرارة يحتمل أن تتلف العنصر.
يجب التأكد من عدم استخدام قصدير أكثر من الآزم وإلا تسبب فى دائرة قصر بين المسارات المتقاربة .
بعد الانتهاء من اللحام إقطع الزيادة فى اطراف المكونات وقم بنظافة اللوحة كلها وبدقة بمادة مذيبة مناسبة لأزالة كل بقايا الفلكس .

ملاحظات عند التجميع :
يجب الحذر عند لحام المكونات التى تحمل تيار كبير فيجب أن تكون وصلة اللحام جيدة وقادرة على تحمل أقصى تيار دون أن ترتفع درجة حرارتها .
الدوائر المتكاملة لها ترتيب أطراف محدد فيجب أحذ ذلك فى الاعتبار سواء عند تركيبها مباشرة أو تركيب قاعدة (سوكيت) لها .
المقاومات الحرارية ذات القدرة العالية يجب أن تركب بطريقة بحيث يكون جسمها مبتعدا قليلا عن اللوحة المطبوعة للسماح لها بالتبريد ولعدم تلف اللوحة .
يجب الحذر عند تركيب بعض المكونات مثل المكثفات الكيميائية (الالكتروليتية ) حيث أن لها قطبية يجب مراعاتها (وأيضا الدايودات العادية والدايودات المشعة وقنطرة التوحيد و.... . )
يجب أن يتناسب الثقب (وكذلك النحاس من حوله ) تماما مع سمك طرف العنصر لا يكون صغير بحيث لا يمكن تركيب العنصر ولا كبير بحيث يصعب عملية لحامه .
عند تركيب ترنزستورات القدرة على مبرد حرارى يجب الحذر والتأكد من عدم وجود إتصال بين المبرد الحرارى وجسم الترنزستور (كما فى الشكل ) . لا تنسى العوازل واستخدم المعجون المساعد على انتقال الحرارة (بين جسم الترانزستور والمبرد الحرارى ) .

8 - صور للمساعدة فى عمل المشروع بصورة انيقة :

والى لقاء قريب ان شاء الله