Alimentatore da laboratorio con LM723

regolazione della tensione, corrente

e protezione dai corto circuiti.

 

Descrizione:

Alimentatore stabilizzato variabile con regolazione della tensione da 0,3 a 15 Volt e della corrente da 40 mA a 3,6 Amper, dotato di protezione dai corto circuiti, consente una visualizzazione digitale dei volt, amper e temperatura del finale di potenza tramite un commutatore a tre posizioni, ottimo per il nostro laboratorio e per la ricarica delle batterie.

Salve amici di Grix, è da oltre un’anno che vi seguo e che realizzo molti dei vostri progetti, ma il mio primo livello non mi consente di vedere quelli più complessi ed è per questo motivo che mi sono deciso a pubblicare il mio primo articolo, anche se l’argomento “Alimentatori” è molto inflazionato spero che questo progetto incontri ugualmente il vostro interesse.

La caratteristica principale di questo alimentatore è quella di regolare la corrente in maniera estremamente precisa, usando un commutatore a 3 posizioni per selezionare la scala di portata desiderata ed un potenziometro multigiro per regolarne il valore preciso, questa funzione è indispensabile per la ricarica a corrente costante di qualsiasi batteria ricaricabile.

2.     Lo strumento digitale, recuperato rotto, ma che è stato riparato ed adattato al contenitore, segando la parte posteriore e ricostruendo le connessioni con connettori a pettine di vecchi monitor per facilitare lo smontaggio, dando alla fine un aspetto professionale e che fornisce la lettura della tensione, della corrente e della temperatura del finale di potenza.

4.      Anche il resto dei componenti è stato smontato da varie schede elettroniche.

Ho realizzato lo schema ed il circuito stampato con autocad (programma che usavo per lavoro) quindi è un po’ diverso dagli schemi che siete abituati a vedere ma spero sia ugualmente chiaro.

L’incisione del circuito stampato e del frontalino e’ stato realizzato con un CNC ed anche in questo caso la tecnica per realizzarlo è del tutto personale ma perfettamente funzionante.

Potete utilizzare anche un’integrato metallico ma fate attenzione alla disposizione dei piedini che è diversa per le due versioni, allego lo schema della piedinatura.

Lo schema elettrico è quello “tipico” realizzato con l’LM723, ed è stato reperito su internet e presente anche in vari articoli su Grix, io purtroppo, ho fatto altri studi e di elettronica teorica e formule, non ne so molto, quindi ho evitato di fare un “copia incolla” di qualcosa che neanche capisco bene, ma vi posso commentare le semplici modifiche che ho apportato al progetto:

1.      I due diodi raddrizzatori da 3 Amper (recuperati sugli alimentatori ATX) servono a non far tornare indietro la tensione verso il circuito, evitando così il possibile danneggiamento, che può avvenire quando si collega una batteria per caricarla. 

2.      Sul commutatore S1 ho messo alcune resistenze da 5,6 ohm 3W in serie e parallelo (ne avevo molte) ma il valore può essere cambiato a seconda delle esigenze, la cosa che ritengo importante e che si sovrappongono leggermente le varie portate per non creare buchi, abbassando il valore di questa resistenza si può superare la corrente massima di questo progetto. 

3.      L’integrato 7812 è stato messo per alimentare sia il voltmetro che la ventola per l’aletta del finale di potenza, per i più attenti, ho dimenticato di prevedere sullo stampato un condensatore elettrolitico da 100 microfarad in parallelo a quello da 100 nanofarad che vi consiglio di aggiungere. 

4.      Ho montato una ventola (da PC), mettendo In serie al positivo una NTC da 100 ohm, molto vicina al finale di potenza per abbassare la tensione di alimentazione e rendendola molto silenziosa, se non chiediamo molta corrente all’alimentatore, ma che gira più velocemente appena l’aletta si riscalda, il sistema è rudimentale ma funziona bene. 

5.      L’integrato LM35 è un componente semplice ed economico che collegato sull’aletta, ci fornisce un valore preciso della temperatura, questa lettura può sembrare inutile e forse lo è, ma visto che bastava collegare tre fili. 

6.      La tensione del secondario del trasformatore è meglio che non superi di molto i 24 V. in alternata comunque la tensione massima sopportata all’ingresso dell’LM723 non deve superare i 40 V., quello che ho utilizzato è da 17 V. ma consiglio un 24 V.  

7.      La resistenza da 0,1 ohm 10 W è stata montata come “shunt” sul terminale negativo per utilizzare lo “stesso strumento digitale” per la lettura dei volt, degli amper e della temperatura, poiché la massa dell’alimentatore e dello strumento è in comune. Questa soluzione funziona solo con un voltmetro con gli integrati CA3161-CA3162.

Per chi volesse usare un normale strumento LCD da pannello, questa soluzione è tutta da verificare. 

8.      Per la regolazione degli amper, ho utilizzato un “potenziometro multigiri” che avevo, ma poi vedendo il prezzo dell’altro potenziometro che serviva per la regolazione dei volt, ho trovato una soluzione molto economica per ottenere un risultato simile anche se un po’ più delicato, come si vede dalle foto.

Con trapano e lima ho fatto i fori su scatola e frontalino, pazienza e tenacia non devono mancare.

Fatti i dovuti collegamenti, avendo cura di raccogliere i fili con fascette e con tubo sterling e termorestringente ho protetto i fili che passano nei punti più critici.

Ho filettato M3 l’aletta e con un piccolo grano ho bloccato l’LM35 che rileva la temperatura.

Più semplice in fissaggio della NTC che rileva la temperatura e regola la velocità di rotazione della ventola.

Dopo circa un mese di funzionamento mi sono accorto che il ponte raddrizzatore sotto carico e il 7812 anche a vuoto, nonostante fossero raffreddati con aletta riscaldavano troppo, allora ho aggiunto un secondo ponte in parallelo al primo, e aggiunto una resistenza da 36 ohm in serie al piedino d’ingresso del 7812 per abbassarne la tensione.

Non è inoltre necessario scaricarle completamente, né staccarle dall’alimentatore al termine della loro ricarica.

Quando leggeremo sullo strumento 13,5 V. la batteria sarà completamente carica

Nella foto vediamo la corrente di carica della batteria 1/10 della capacità (ho regolato la corrente a 230 mA mettendo in corto l’alimentatore)

Qui vediamo la temperatura del finale di potenza.

Nel caso volessimo ricaricare una o più batterie ricaricabili al NI-MH o NI-CD ci dobbiamo preoccupare di scaricarle completamente prima della ricarica, impostare l’esatta corrente di ricarica e una tensione leggermente superiore al valore della somma delle batterie, ma la cosa più importante, spegnere l’alimentatore al temine delle 10 ore o dotarlo di un timer anche semplicemente meccanico .

 

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