Alimentatore Variabile Da Banco Fai Da Te - ZK-4KX

Ciao a tutti ragazzi e ragazze, oggi vedremo insieme come ho realizzato un compattissimo alimentatore variabile da banco DIY che offre la possibilità di regolare la tensione, la corrente e dispone di diversi tipi di ingressi e di uscite per poterlo usare nella maniera più versatile possibile.

Detto questo, iniziamo col vedere che cosa ci serve per realizzarlo.

• Un trasformatore 220V - 12V 5A
• Un modulo Buck Boost converter ZK-4KX
• 2X connettori XT60 femmina
• 1X connettore XT60 Maschio
• 1X Morsetti a vite THT
• 3X connettori Banana rossi
• 1X connettore Banana nero
• 1X Portafusibili da pannello
• 1X Fusibile da 5A
• 1X Jack DC Femmina
• 1X Commutatore elettrico bipolare
• 1X Femmina IEC C14 con interruttore bipolare
• 1X Integrato ponte di diodi
• 2X Condensatori 2200µF
• 1X Scatola di Derivazione 110 mm * 150 mm * 70 mm
• 1x Ventola di raffreddamento 80mm x 80mm

Non so se è strettamente necessario ma a me piace molto disegnare sempre prima i progetti in CAD su Fusion 360 e poi incominciare con la costruzione fisica. Consiglio infatti anche a voi di avere questo approccio con i nuovi progetti in modo tale che dopo la preparazione, possiate essere molto più sicuri di cosa state andando a create ed eliminerete tutto il tempo di inutili ripensamenti.

La prima cosa da fare, subito dopo aver disegnato il progetto in CAD, è iniziare a torturare la scatola di derivazione con fori e intagli.

Come prima cosa, è necessario far saltare via i piedini interni della scatola di derivazione che sono una sorta di binari che servono per fissare le varie componenti con le viti. Dato però che io volevo fare uno strumento compatto, ho voluto scegliere la scatola più piccola in assoluto che potesse contenere tutta la componentistica (soprattutto il trasformatore).

Per farlo vi basterà una tronchese e con un po' di pazienza riuscirete a staccare dalla base i binari. Fatto questo, passate sulla superficie con un taglierino (o con un cacciavite affilato) e avrete una superficie (quasi) liscia.

Il secondo passaggio è quello di creare un intaglio per il modulo buck boost converter. Io l'ho tagliato con l'utilizzo di un trapanino (Dremel) che mi ha consentito di tagliare la parte ma piuttosto che tagliarla l'ha praticamente sciolta a causa della elevata velocità del disco.

Nella parte posteriore invece dovrete realizzare l'intaglio per ospitare la femmina del connettore IEC C14 con il suo interruttore bipolare incluso. Stesso metodo del buck boost converter.

Il terzo passaggio è realizzare i fori per far entrare i connettori XT60 femmina e maschio come anche i connettori a Banana e il morsetto

Infine, per la ventola sul coperchio, stampate il template che vi lascio nei file qua sotto, incollatelo e iniziate a fare i fori con una punta da 5mm.

Ultimi ma non per importanza sono i piedini (che anche vi lascio nei file) che alzano l'alimentatore ad un'angolazione a cui risulti facile adoperarlo.

Preparato lo spazio in cui dovranno alloggiare tutte le componenti dell'alimentatore, è necessario effettuare i collegamenti elettrici come nello schema. Ma andiamo con ordine...

La corrente alternata di casa entra nello spinotto IEC C14 e arriva all'avvolgimenti primario centrale del trasformatore (che nel mio caso ha due tre avvolgimenti).

I due avvolgimenti che cacciano la 12V alternata, li ho collegati in parallelo in modo che il trasformatore possa erogare il doppio della corrente (che nel mio caso è 2,4*2 = circa 5A).

I due fili della 12V alternata sono collegati a due connettori a Banana che erogano appunto la 12V alternata (che al momento non saprei come sfruttare ma che potrebbe servire in futuro... perché non averla!).

La corrente alternata a 12V entra quindi in un ponte di diodi prefabbricato che raddrizza le semionde "negative" dell'alternata in modo da avere una corrente non continua ma nemmeno alternata.

Per raddrizzare la "corrente non continua" è necessario aggiungere un condensatore (o più). Per questo io ho aggiunto in parallelo all'uscita del ponte di diodi (di Graetz) due condensatori in parallelo da 2200 micro Farad.

La corrente del trasformatore ormai diventata continua, si collega alle uscite di un commutatore bipolare che commuta l'ingresso della corrente continua dell'alimentatore.

Infatti, agli altri due pin del commutatore bipolare sono collegati un XT60 femmina e un ingresso jack DC in modo da poter decidere, con il commutatore, l'ingresso in continua che deve ricevere il modulo buck boost converter.

Subito prima di entrare, con i fili centrali del commutatore, nel modulo buck boost converter, non è necesasrio ma è strettamente consigliabile aggiungere un portafubibili con un fusibile da 5 ampere all'interno in modo da proteggere il modulo buck boost converter come tutti i carichi che lui controlla.

All'uscita del modulo cubk boost converter poi sono collegate in parallelo diverse uscite come un morsetto a due viti, due XT60, uno femmina e uno maschio e due connettori a banana per positivo e negativo.

Dopo aver capito a cosa servono le componenti del nostro alimentatore, bisogna costruire l'alimentatore e per farlo basta un saldatore e delle guaine terno restringenti.

I collegamenti dopo il modulo buck boost converter li ho effettuati con un solo filo che inizia il suo percorso di collegamento all' XT60, poi all'altro XT60X, poi al morsetto, poi alla banana e infine al modulo buck boost converter. In questo modo non ho creato una matassa di fili rossi e neri dà poi giuntare dopo insieme in un unico cavo.

Successivamente ho collegato in parallelo il trasformatore in modo tale da poter avere una 12V alternata ma che potesse erogare il doppio della corrente di un avvolgimento secondario solamente (quindi 5A in totale)

Poi ho collegato il commutatore stando bene attento ai colori e aggiungendo ad ogni saldatura una guaina termorestringente perché essendo pieno di fori, non vorrei mai che qualcosa di metallico entrasse e combinasse un pasticcio. Inoltre ho aggiunto le guaine anche perché è tutto molto stretto all'interno e molto spesso una componente si appoggia sull'altra ed è meglio che tutto sia "intoccabile" elettricamente parlando.

Ho proseguito poi ad aggiungere i condensatori in parallelo all'uscita del ponte di diodi, il fusibile, le entrate in continua (ovvero l'XT60 e il jack DC) e infine ho collegato la ventola al negativo che entra nel modulo buck boost e al positivo prima del fusibile (in modo che la ventola non si sommasse alle correnti attraversate dal fusibile).

E questo era come ho creato un alimentatore variabile estremamente versatile che vi potrà essere utile in una miriade di situazioni dato che supporta l'ingresso in continua con due connettori differenti e molto utilizzati, è protetto fisicamente con il fusibile ma anche digitalmente con un sacco di protezioni di vari sensori sul modulo buck boost converter e che offre un'ampia gamma di connettori all'uscita.