Uszkodzony zasilacz 9V - zbyt wysokie napięcie na wyjściu

[Panda]

Witam.

Podczas poszukiwań na strychu zasilacza do projektu, znalazłem pewien ciekawy przypadek: Na zasilaczu jest napisane: napięcie wyjściowe 9V. Gdy go zmierzyłem miernikiem, pokazywał on aż 15.5V. Pomyślałem, że go obciążę i tak też zrobiłem. Po obciążeniu go rezystorem 1KΩ 0.5W i czerwoną diodą LED 5mm napięcie wynosiło ok. 14.5V, co jest zdecydowanie więcej niż jest podane. Domyślam się, że jest on zużyty/uszkodzony. Pytanie brzmi: Czy zastosowanie owego zasilacza do projektu, nie było by ryzykowne? Muszę przyznać, że akurat takiego napięcia potrzebowałem, tylko boję się, czy może się coś stać np. Po jakimś czasie może znowu mu wzrośnie napięcie, co by było niedopuszczalne. Kolejnym pytaniem jest to, czy jakbym już go chciał użyć, to podczas obliczania rezystorów powinienem uwzględnić napięcie pod obciążeniem, czy bez obciążenia?

Pozdrawiam 🙂

[Electron]

Podłącz większe obciążenia. Jeśli będzie znowu za wysokie to skorzystaj z e stabilizatora liniowego.

[marek1707]

Nie wszystkie zasilacze mają wbudowaną stabilizację napięcia. Czasem nie warto tego robić, skoro urządzenia do których są one przeznaczone same robią sobie potrzebne napięcia z całkiem sporego zakresu napięć wejściowych. W takich przypadkach warto czytać wszystko co jest napisane na obudowie i odpowiednio to interpretować. A zwykle jest tam informacja typu "9V/500mA" oznaczająca: "pod obciążeniem 500mA dostaniesz coś w okolicach 9V i raczej nie mniej". Bardzo słusznie, że zmierzyłeś napięcie, bo zawsze trzeba to robić biorąc jakiś nowy lub nieznany zasilacz bez względu na to ile kosztował i co ma napisane na obudowie. Jeśli Twoja elektronika, a w szczególności jej system zasilania, wytrzyma aż 15V i zrobi sobie z tego co tam potrzebuje (5V? 3.3V?), to OK. Ale jeśli masz np. Arduino UNO, które w zasadzie nie powinno dostać więcej jak 12-13V to niestabilizowany zasilacz zapodający 15V i więcej (w zależności od napięcia w sieci) wydaje się groźny. Moim zdaniem ten sprzęt nie jest popsuty i możesz go spokojnie stosować tam gdzie będzie pasował napięciowo/mocowo, choć oczywiście istnieje niewielka możliwość, że jest to uszkodzony zasilacz stabilizowany i w tym przypadku lepiej go wrzucić do pojemnika "Elektrośmiecie". Zasilacze niestabilizowane były budowane w oparciu o klasyczne transformatory 50Hz (plus prostownik diodowy plus kondensator i tyle) więc są stosunkowo duże i raczej ciężkie. Jeżeli ten Twój jest np. 2-3 razy większy niż typowa ładowarka USB i sporo od niej cięższy, to celowałbym właśnie w konstrukcję z ubiegłego wieku, gdy przetwornice impulsowe (i lekkie transformatory do nich) były drogie i ekonomicznie uzasadnione tylko w droższych urządzeniach. Jeśli znajdziesz jakiś spory opornik rzędu 22Ω/5W to podłącz go i zmierz napięcie. Wynik w okolicach 10-11V potwierdzi, że masz do czynienia właśnie z tym co napisałem.

[Panda]

@marek1707Jest on na pewno cięższy od ładowarki USB, rozmiarami przypomina zaciśniętą pięść. Myślę, że to przez małe natężenie, jest takie duże napięcie, bo na obudowie pisze, że pod obciążeniem 1500mAm uzyska 9V, więc mojemu obciążeniu dużo brakuje do 1500mA i zapewne to jest przyczyną. Projekt, do którego zamierzam go wykorzystać, to ten o którym już Ci pisałem, w komentarzach do artykułu o mocy. (te 60 diod sterowanych urduino, robiące efekt fali) Oczywiście arduino będę zasilał osobnym zasilaczem. Napięcie w układzie wyniesie ok. 10V (zależy ile te czerwone diody LED będą miały, bo pisze, że 2V-2,3V. ) Postanowiłem je połączyć po 4 szeregowo, ponieważ 12, 20 i 28 jest podzielne przez 4 i żadna nie będzie musiała być w obudowie. Jeśli Cię ciekawi jak wygląda ten zasilacz, to daję Ci zdjęcie z neta: 

Raczej nie jest z ubiegłego wieku 😅. A do obliczeń wykorzystać wartość odczytaną po obciążeniu, czy bez obciążenia?

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[marek1707]

No nie, do tego układu z diodami połączonymi szeregowo to się nie nadaje. Przede wszystkim dlatego, że prąd czyli jasność świecenia diod (jak zapewne pamiętasz) zależy nie tylko od wartości opornika szeregowego - ta jest stała, ale i od napięcia zasilającego. W tym zasilaczu będzie ono się zmieniało w zależności od liczby akurat świecących diodek (bo zmieniasz płynący prąd) i dostaniesz brzydki efekt przygasania lampek przy większej liczbie włączonych. Niestety, gdy regulatorem prądu jest opornik musisz mieć stałe (w sensie stabilne) napięcie zasilające.

Tak jak napisał powyżej @Electron możesz kupić i wstawić tani stabilizator napięcia, np. LM317 (plus dwa oporniki) lub LM7809. Pierwszy z nich robi dowolne napięcie jakie ustawisz opornikami, drugi jest zafiksowany fabrycznie na 9V. Do zrobienia 9V oba potrzebują >11V na wejściu. Ponieważ Twój zasilacz jest całkiem mocny, to nawet gdy wszystko zapalisz napięcie zostanie powyżej tych 11V i stabilizacja będzie działać. Z napięcia 9V możesz wprost zasilać Arduino więc dwie pieczenie w jednym barszczu.. Ja bym wziął LM317, bo gdy się okaże, że dla Twoich diodek 9V nie jest idealne, zawsze można będzie zmianą jednego opornika podciągnąć lub zmniejszyć napięcie. To może być nawet gotowy moduł z radiatorkiem i potencjometrem do regulacji:

https://allegro.pl/oferta/stabilizator-lm317-7880021476

 

[Panda]

57 minut temu, marek1707 napisał:

ale i od napięcia zasilającego. W tym zasilaczu będzie ono się zmieniało w zależności od liczby akurat świecących diodek (bo zmieniasz płynący prąd) i dostaniesz brzydki efekt przygasania lampek przy większej liczbie włączonych.

Niestety w ogóle tego nie rozumiem... Co jest stabilniejszym źródłem niż zasilacz? Jak to będzie się zmniejszało napięcie, napięcie wyjściowe musi być stałe, a dopiero zmniejsza je rezystor. Natężenie w układzie rośnie wraz z ilością szeregowo połączonych diód. Skoro jest tak jak mówisz, to po podłączeniu podobnego układu do baterii 9V, będzie podobny efekt. Przynajmniej tak to rozumiem...

A do tego układu LM317 bym musiał dodać jeszcze 1 opornik? Czy on sam wystarczy? Będę wtedy potrzebował w każdym "łańcuszku" po 4 diody rezystora?

Edytowano Grudzień 28, 2019 przez Panda

[ethanak]

5 minut temu, Panda napisał:

Jak to będzie się zmniejszało napięcie,

Bo każdy zasilacz ma jakąś tam oporność wewnętrzną. Wyobraź sobie, że między idealnym zasilaczem a kabelkami ktoś wsadził rezystor - jak to sobie rozrysujesz to będziesz wiedział, dlaczego napięcie zmniejsza się wraz ze wzrostem obciążenia (czyli tak na chłopski rozum zmniejszeniem rezystancji tego czegoś, co podłączasz do tych kabelków).

 

[Panda]

Ale przecież bateria również ma opór wewnętrzny, a do niej nie potrzeba stabilizatora i pod obciążeniem nie spada napięcie, chyba.

Edytowano Grudzień 28, 2019 przez Panda

[ethanak]

To wyciągnij z baterii 6F22 np. 3.3V niezależnie od obciążenia.

[Panda]

Co masz na myśli mówiąc wyciągnij? Chodzi Ci o to, żeby zasilić?

[ethanak]

Znaczy się to, że podłączasz baterię 6F22 do układu, który potrzebuje dokładnie 3.3V zasilania.

[Panda]

No i co wtedy się stanie? Nie posiadam takiego podzespołu, ale mogę założyć, że dioda będzie tyle potrzebować, to na rezystorze powinno się osadzić dokładnie 5.6V i zakładając, że dioda potrzebuje 20mA, to rezystor będzie wynosił 280Ω.

No może spadnie napięcie układu, ale dlaczego przy zasilaczu będzie przygasanie diod, a przy baterii nie?

[marek1707]

Zaraz, przecież nie o to chodzi, że źródło ma za duże czy za małe napięcie do czegoś tam tylko o to, że to napięcie zmienia się ze zmianą obciążenia.

Prymitywny zasilacz może zachowywać się jak bateria: im więcej prądu z niego pobierasz tym napięcie jest mniejsze. Im zasilacz/bateria są słabsze (chodzi o wydajność prądową) tym mniej możesz tego prądu wyssać, bo w końcu napięcie spadnie tak bardzo, że nie da rady zasilać odbiornika. Ten Twój strychowy sprzęt taki własnie jest: bez obciążenia ma 15.5V, przy kilkunastu mA jest już 14.5 a przy 1500mA (do czego zobowiązuje się producent na tabliczce znamionowej) będzie ok. 9V. Takie źródło nie nadaje się do zasilania diodek LED w układzie jaki chcesz zrobić, bo tam zmieniasz liczbę świecących diod a więc i pobór prądu. Tak samo będzie z baterią 9V tylko gorzej, bo ona ma jeszcze mniejszą wydajność i z potencjalnych 9V mierzonych na pusto przy 100mA zrobi się 7V a przy 300mA może i 5V. Pomijam fakt, że w trakcie rozładowania efekt będzie się pogłębiał. Dodatkowy stabilizator (albo kompletny zasilacz ze stabilizacją wbudowaną) powoduje, że napięcie wyjściowe nie zmienia się, mimo iż gdzieś tam układzie przysiada. Tego właśnie potrzebujesz do zasilania swoich LEDów: gdy masz układ z kilkoma diodkami połączonymi szeregowo ze stałym rezystorem, do aby prąd także był niezmienny to napięcie zasilające nie może się zmieniać. A w tym Twoim zasilaczu - tak jak w baterii - zmieniać się będzie, choć zasilacz ma tę zaletę, że przynajmniej się nie rozładowuje i nie trzeba za tydzień lecieć do sklepu po kolejny.. Czy to jest jasne?

[Panda]

Chyba tak, ale musiałbym to jeszcze raz przeanalizować. Obliczyłem, że układ maksymalnie będzie pobierał 300mA i to będzie przez nie całą sekundę. Nie wydaje mi się, że przy takim natężeniu napięcie zejdzie poniżej 11V, a po za tym chyba szło by policzyć rezystancję wewnętrzną. W teorii wyszło mi 50Ω. Ale to i tak raczej nie wiele mi da, bo gdy będą nie wszystkie zapalone, to będzie za duże napięcie na nich... Tak? Nie da się tego zrobić bez stabilizatora napięcia?

Edytowano Grudzień 28, 2019 przez Panda

[marek1707]

Jeszcze raz: nie o to chodzi, że napięcie będzie za duże lub za małe tylko o to, że im więcej grup zapalisz tym napięcie będzie mniejsze a więc diody będą świeciły tym ciemniej im więcej ich włączysz. To bardzo źle wygląda, wierz mi.

Chcąc mieć stały prąd diodek musisz mieć albo stabilizator prądu każdego LEDowego "kwadratu" (zatem 3 kanały) osobno albo jeden stabilizator napięcia wspólnego dla wszystkiego co świeci. 

Edytowano Grudzień 28, 2019 przez marek1707