Micro-alimentatore da banco (molto) economico

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Come realizzare un alimentatore regolabile con un tester cinese da pochi euro, un LM317 e qualche componente a contorno?

Utilizzando spesso breadboard e piccoli circuiti può nascere l'esigenza di avere un alimentatore regolabile di poca potenza e di non voler spendere soldi per un vero alimentatore da banco.

L'occorrente per la costruzione del mio micro-alimentatore è:

• un tester qualsiasi, io ne ho usato uno pagato 6€ su una bancarella, ma ne ho visti anche a 2€!
• LM317 + componenti a contorno: 4 condensatori, 2 diodi e un potenziometro (vedere sezione dedicata)
• connettore da 2,5 per l'alimentazione e pulsanti di accensione/spegnimento

ho stimato che la spesa per tutto l'occorrente non supera i 10€ e per la realizzazione non serve più di una giornata....

All'apertura il tester si presenterà così:

 Dopo aver aperto il tester consiglio, per prima cosa, di incollare il piccolo schermo LCD in modo che non si possa muovere: ritrovare il corretto posizionamento non è cosa semplice.

Idea del funzionamento

L'alimentazione è fornita da un'alimentatore a 12v esterno al tester, collegato con un connettore 2,5 da pannello (nella parte sinistra della prossima immagine). Con un pulsante (in alto a destra nella foto) si accende e si spegne l'alimentatore da banco e un led avvisa dello stato (on/off). Questo può permettere di conservare alcune funzionalità del tester (vedere sezioni successive). Per ottenere un alimentatore "tascabile" ma capace di erogare 1,5A c'è bisogno di un dissipatore di calore sul regolatore di tensione, ma all'interno del tester lo spazio è troppo poco. Ho quindi deciso di posizionare un dissipatore da cpu (un 486) nella parte frontale (ma esterna) del tester.

La prossima sequenza di immagini chiarirà il procedimento:

In basso si vede la posizione del regolatore: praticamente si troverà nell'alloggiamento della batteria, sotto ad essa (come se fosse un doppio fondo).

In questa immagine si vede anche il posizionamento del connettore di alimentazione e del pulsante di accensione.

Successivamente ho quindi forato la parte frontale del tester e creato i fori di fissaggio per il dissipatore.

Dopo il montaggio del dissipatore e del regolatore nella parte posteriore, il tester appare così:

Il regolatore non da fastidio alla batteria perchè di fatto si trova ad un livello più basso, mentre i piedini sono al livello della scocca. Bisogna inoltre prestare attenzione affinché il selettore del tester possa girare anche dopo aver montato il dissipatore.

Funzionamento del regolatore

Colgo l'occasione per spiegare velocemente il circuito con l'integrato LM317.

Premetto che questa è "la spiegazione che avrei sempre voluto avere io e non ho mai trovato", quindi è probabile che chi ne sa già di elettronica possa storcere la bocca, ma per chi come me è alle prime armi (spero) chiarirà qualche punto dell'uso dei regolatori.

partendo da sinistra:

C1: I regolatori di tensione in generale (e LM317 non fa eccezione) sono progettati per funzionare con delle buone sorgenti di tensione in ingresso. Siccome per il funzionamento io utilizzo un alimentatore 12v (pure questo da bancarella o poco più) poco affidabile, e con un lungo cavo tra trasformatore e connettore, questo può comportarsi da induttanza posta in serie all'ingresso. Per evitare problemi con il ripple rejection (il "residuo" di corrente alternata che rimane dopo il ponte raddrizzatore all'interno dell'alimentatore da 12v) si inserisce per prima cosa questo condensatore.

C4: questo condensatore deve essere posto vicino al piedino di ingresso del regolatore e serve ad evitare le auto-oscillazioni. Nelle foto del progetto finito si vede che l'ho proprio saldato al piedino.

D2: si tratta di un diodo di protezione per il regolatore. Quando il condensatore di uscita è grande si rischia, una volta spento l'alimentatore del circuito, che il condensatore si scarichi sull'uscita del LM317. Con questo diodo posto in antiparallelo, la corrente evita di passare nel regolatore "nel verso sbagliato".

C3: La funzione di questo condensatore è quella di fornire una tensione più stabile possibile al piedino di regolazione del regolatore.

D1: anche questo è un diodo di protezione. La sua funzione è semplicemente quella di scaricare il condensatore C3 in caso di cortocircuito.

R1 e R3: queste sono le resistenze che permettono si variare la tensione in uscita dal regolatore. Per il calcolo del valore vi rimando al datasheet. In questa sede basta sapere che con un potenziometro da 5k e una resistenza da 220Ohm si varia la tensione tra 1,3v e 12v circa (comunque molto dipende dalla tensione erogata dall'alimentatore che si utilizza). Come specificato sul datasheet ufficiale la resistenza va saldata il più vicino possibile al piedino dell'integrato.

C2: questo condensatore si comporta come un "serbatoio". Sul datasheet sembrerebbe di secondaria importanza, ma per esperienza personale è molto importante che ci sia (nella prima realizzazione di questo alimentatore lo avevo omesso, il risultato è stato un alimentatore stabile solo sopra ai 6v).

Montaggio

Questo è come si presenta il tester a montaggio ultimato:

La batteria da 9v originale (in basso a sinistra) è stata avvolta nel nastro isolante per evitare che possa cortocircuitare i piedini del regolatore (per sicurezza anche i piedini del regolatore andranno isolati).

Il connettore di alimentazione è stato sostituito da uno migliore "ad incastro".

Non avendo a disposizione un potenziometro da 5k ne ho usato momentaneamente uno da 10k ricavato da una vecchia ventola (serviva per la regolazione della velocità), e l'ho posizionato nella parte superiore del tester (nella foto si trova a destra).

Per utilizzare il tester come alimentatore da banco basta collegare i puntali e utilizzarli come fossero i poli di un qualsiasi alimentatore.

Conclusioni

La funzionalità del tester viene compromessa, si potrà utilizzare al massimo per misurare piccole tensioni, le altre misurazioni saranno falsate dalla presenza del carico costituito dal circuito del regolatore. Si può comunque inserire un interruttore che permetta di disabilitare il circuito, interrompendo quelli che  nelle foto sono i fili di colore rosso e nero che dal regolatore vanno agli spinotti del tester.

Per qualsiasi proposta o commento sono qui :)

Il tester finito