شناخت منبع تغذیه و بررسی 3 ایده ساخت منبع تغذیه ارزان قیمت در خانه

منبع تغذیه یکی از مهم‌ترین ابزارها برای هر مهندس الکترونیک است. توسط منبع تغذیه امکان تبدیل و دریافت انواع رنج ولتاژی مختلف فراهم است. منبع تغذیه قابلیت تبدیل انرژی الکتریکی به حالتی از ولتاژ DC را دارد. منبع تغذیه به قدری اهمیت دارد که اگر در شرایطی قرار گرفتید که به آن دسترسی نداشتید. می‌توانید اقدام به ساخت آن کنید. منبع تغذیه وظیفه‌ی مهمی دارد تبدیل ولتاژ برق شهری به برق مستقیم DC و البته ویژگی‌های منحصر به فرد دیگر از جمله حفاظت اتصال کوتاه و تعیین جریان خروجی هم از جمله این موارد است. در این پست راجع به منبع تغذیه توضیح می‌دهیم. همچنین چند ایده‌ی کاربردی برای ساخت منبع تغذیه ارزان قیمت در منزل را هم بررسی خواهیم کرد. 

شناخت منبع تغذیه یا همان پاور ساپلای

منبع تغذیه یا منبع تغذیه الکتریکی، دستگاهی است که انرژی الکتریکی را به شکل مناسب برای تغذیه سایر دستگاه‌ها و سیستم‌های الکتریکی تأمین می‌کند. منبع تغذیه برای تأمین ولتاژ، جریان و توان الکتریکی مورد نیاز دستگاه‌ها استفاده می‌شود. کاربردهای منبع تغذیه بسیار گسترده است. در سیستم‌های الکترونیکی، منبع تغذیه به عنوان منبع انرژی اصلی برای اجزای مختلف مانند مدارهای مجتمع، میکروکنترلرها، حسگرها، مدارهای دیجیتال و آنالوگ، رله‌ها و سایر قطعات استفاده می‌شود. همچنین در سیستم‌های الکتریکی و صنعتی، منبع تغذیه برای تغذیه موتورها، لامپ‌ها، سنسورها، نمایشگرها و دستگاه‌های دیگر هم استفاده می‌شود. انواع مختلفی از منابع تغذیه وجود دارند، که هر یک ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. به عنوان مثال، منابع تغذیه خطی (Linear Power Supply) و منابع تغذیه سوئیچینگ (Switching Power Supply) دو نوع رایج منابع تغذیه هستند. هر کدام از این انواع ممکن است با توجه به نیازهای خاصی که دارید، مناسب برای استفاده شما باشد. همچنین، منابع تغذیه قابل حمل نظیر باتری‌ها و منابع تغذیه قابل تنظیم نیز برای کاربردهای خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند.

چرا به منبع تغذیه نیاز داریم؟

منابع تغذیه برای عملکرد صحیح و استفاده از دستگاه‌ها و سیستم‌های الکتریکی ضروری هستند. در ادامه چند دلیل برای نیاز به منبع تغذیه را بررسی می‌کنیم. همچنین لازم به ذکر است که الزام استفاده از منبع تغذیه به قدری زیاد است که لازم به بررسی دلایل اهمیت آن نیست!

• تأمین انرژی: دستگاه‌ها و سیستم‌های الکتریکی برای کارکرد مناسب و تولید خروجی مورد نظر نیاز به انرژی الکتریکی دارند. منبع تغذیه این انرژی را فراهم می‌کند و بدون آن، دستگاه‌ها قادر به عملکرد نخواهند بود.
• تنظیم ولتاژ و جریان: برخی دستگاه‌ها و قطعات الکترونیکی نیاز به ولتاژ یا جریان خاصی برای عملکرد صحیح دارند. منبع تغذیه به ماهیت قابل تنظیم خود امکان تنظیم ولتاژ و جریان مورد نیاز را فراهم می‌کند.
• پایداری و تثبیت خروجی: منبع تغذیه برای حفظ پایداری و استقرار ولتاژ و جریان مناسب در برابر تغییرات شبکه برق، نویزهای الکترومغناطیسی و شرایط مختلف محیطی ضروری است. این امر به عملکرد صحیح دستگاه و جلوگیری از خرابی‌های ناشی از نوسانات و نویزها کمک می‌کند.
• جداسازی و حفاظت: منبع تغذیه به عنوان یک مرز جداسازی بین دستگاه‌ها و شبکه برق عمل می‌کند و در صورت وقوع اختلالات و نوسانات در شبکه، دستگاه‌ها را از خطرات حفاظت می‌کند. علاوه بر این، منبع تغذیه می‌تواند قابلیت‌های حفاظتی مانند محافظت در برابر افزایش ولتاژ، جریان و دمای بالا و دیگر مشکلات الکتریکی را فراهم کند.

در کل، منبع تغذیه به عنوان یک منبع انرژی پایدار و منظم برای دستگاه‌ها و سیستم‌های الکتریکی عمل می‌کند و تضمین می‌کند که آنها به درستی کار می‌کنند و خرابی‌ها و مشکلات ناشی از نوسانات و عدم پایداری ولتاژ الکتریکی جلوگیری می‌شود.

ویژگی‌های منبع تغذیه مناسب برای یک مهندس الکترونیک

منابع تغذیه انواع مختلف دارند که برای کاربری‌های مختلف طراحی شده‌اند. از انواع رومیزی و آزمایشگاه دارای حافظه و نمایشگرهای خاص و... گرفته تا یک منبع تغذیه ساده برای تامین ولتاژ و جریان در محدوده‌ای خاص وجود دارند. اما اگر در نظر بگیریم که یک مهندس الکترونیک چه نوع منبع تغذیه‌ای نیاز دارد. این منبع بایستی دارای برخی ویژگی‌ها و خصوصیات ضروری باشد. در ادامه چند ویژگی کلیدی برای منبع تغذیه مناسب یک مهندس الکترونیک را بررسی می‌کنیم.

• پایداری و دقت: منبع تغذیه باید برای تأمین ولتاژ و جریان مورد نیاز، پایداری بالا و دقت خوبی داشته باشد. به عنوان مثال، برای کار با قطعات الکترونیکی حساس، اهمیت دقت و پایداری ولتاژ بسیار بالاست.
• قابلیت تنظیم:  از مهمترین ویژگی یک منبع تغذیه بازه قابل تنظیم ولتاژ و جریان آن است. برخی دستگاه‌ها و قطعات الکترونیکی نیاز به ولتاژ یا جریان قابل تنظیم دارند. منبع تغذیه باید قابلیت تنظیم ولتاژ و جریان را به صورت دقیق و پایدار فراهم کند.
• خروجی چندگانه: برخی از پروژه‌ها و آزمایشات الکترونیکی نیاز به چندین خروجی با ولتاژ‌ها و جریان‌های مختلف دارند. منبع تغذیه باید دارای خروجی‌های چندگانه با توان و قابلیت‌های متنوع باشد.
• محدوده ولتاژ و جریان: منبع تغذیه باید محدوده وسیعی از ولتاژ و جریان را پشتیبانی کند تا بتواند مختلف نیازهای پروژه‌ها را برآورده کند.
• حفاظت و ایمنی: منبع تغذیه باید دارای مکانیزم‌های حفاظتی مانند محافظت در برابر افزایش ولتاژ یا جریان، حفاظت در برابر دمای بالا، اتصال کوتاه در مدار و همچنین حفاظت از Narrowing که باعث میشود در اثر اعمال بار به منبع تغذیه خروجی از آنچه تنظیم شده است، کمتر شود. این امر می‌تواند برای جلوگیری ازخرابی دستگاه‌ها و قطعات الکترونیکی به دلیل عدم عملکرد صحیح منبع تغذیه بسیار مهم باشد.
• نویز و اختلالات کم: منبع تغذیه باید دارای سطح کمی از نویز و اختلالات الکترومغناطیسی باشد. این امر به کیفیت سیگنال و کارایی دستگاه‌ها و سیستم‌های الکترونیکی کمک می‌کند.
• قابلیت اتصال و کنترل: منبع تغذیه باید دارای رابط‌های اتصالی مناسب باشد که امکان اتصال به دستگاه‌ها و قطعات الکترونیکی را فراهم کند. همچنین، قابلیت کنترل و تنظیم منبع تغذیه از طریق واسط‌های مختلف نیز می‌تواند برای مهندسان الکترونیک مفید باشد.
• کارایی انرژتیک: منبع تغذیه باید کارایی انرژتیک بالا داشته باشد تا بهینه‌ترین مصرف انرژی را به همراه داشته باشد و در نتیجه کمک به صرفه‌جویی در مصرف انرژی و حفظ محیط زیست نماید.
  

مهم است برای هر پروژه یا کاربرد خاص، ویژگی‌ها و نیازهای منبع تغذیه را با توجه به نیازهای خاص خود، مورد بررسی قرار دهید و منبع تغذیه مناسب را انتخاب کنید.

ویژگی منبع تغذیه برای آزمایشگاه تخصصی

یک منبع تغذیه مناسب برای آزمایشگاه تخصصی برق و الکترونیک باید برخی ویژگی‌ها و استانداردهای زیر را داشته باشد.

• ولتاژ قابل تنظیم: منبع تغذیه باید بتواند ولتاژ خروجی را به طور قابل تنظیم تولید کند تا بتواند به نیازهای مختلف آزمایش‌ها پاسخ دهد. قابلیت تنظیم ولتاژ در محدوده وسیعی مثل 0 تا 30 ولت یا بیشتر، مورد نیاز است.
• جریان قابل تنظیم: منبع تغذیه باید بتواند جریان خروجی را نیز به طور قابل تنظیم ارائه دهد. این امکان به ما اجازه می‌دهد تا جریان مورد نیاز برای قطعات الکترونیکی و مدارها را فراهم کنیم.
• پایداری و دقت: منبع تغذیه باید پایداری بالا و دقت خوبی داشته باشد. این معنی است که ولتاژ و جریان خروجی به طور دقیق و بدون نوسانات زیادی تحویل داده شوند. علاوه بر این، پاسخ‌دهی سریع و عملکرد بدون نوسان در صورت تغییر بار نیز اهمیت دارد.
• دارای مدار محافظت از جریان و ولتاژ: منبع تغذیه باید دارای محافظت‌هایی باشد تا در صورت وقوع خطاهایی مانند اتصال کوتاه یا بار زیاد، جریان و ولتاژ را محدود کند و از آزمایشگاه و تجهیزات آن حفاظت کند.
• قابلیت برنامه‌ریزی و کنترل: منبع تغذیه بهتر است که قابلیت برنامه‌ریزی و کنترل دقیق ولتاژ و جریان را از طریق رابط‌های کاربری مانند نمایشگر دیجیتال و پورت‌های کنترل (مانند RS-232 یا USB) داشته باشد.
• خروجی‌های متعدد: منبع تغذیه می‌تواند بیش از یک خروجی داشته باشد تا بتواند برای تغذیه همزمان چندین مدار یا قطعه الکترونیکی استفاده شود. همچنین، خروجی‌های متغیر و ثابت به طور همزمان نیز مفید است.
• کیفیت ساخت: منبع تغذیه باید از کیفیت ساخت بالا برخوردار باشد تا بتواند در محیط آزمایشگاهی استفاده طولانی‌مدت داشته باشد و در برابر شرایط سخت و ضربه مقاومت داشته باشد.
• نویز کم: منبع تغذیه باید تولید نویز کمی داشته باشد، زیرا نویز و ریپل در ولتاژ خروجی می‌توانند کارکرد و دقت تجهیزات الکترونیکی را تحت تأثیر قرار دهند.
• قدرت خروجی: منبع تغذیه باید توانایی تأمین قدرت مورد نیاز برای بارهای الکترونیکی مختلف را داشته باشد. این امر بسته به نیازهای آزمایشگاه و انواع دستگاه‌ها و مدارهایی که قرار است تغذیه شوند، متفاوت است.

به طور کلی، منبع تغذیه باید از نظر ولتاژ، جریان، پایداری، دقت، کنترل، و محافظت‌ها به طور کامل با نیازهای آزمایشگاه تطابق داشته باشد. انتخاب منبع تغذیه مناسب بر اساس نیازهای خاص آزمایشگاه شما اهمیت دارد.

ساخت منبع تغذیه ارزان در منزل

برای اینکه بتوانید یک منبع تغذیه ساده و کاربردی در منزل داشته باشید، دو راهکار وجود دارد. مراجعه به بازار و خرید یک منبع تغذیه کوچک و کاربردی با توان مورد نیازتان و یا اینکه خودتان دست به کار شده و اقدام به ساخت منبع تغذیه کنید. در ادامه چند نمونه پک قطعات مناسب ساخت منبع تغذیه را معرفی خواهیم کرد. این پک‌ها با ظرفیت مختلفی طراحی شده‌اند. تا بتوانید دقیقا براساس نیازمندی‌تان منبع تغذیه مناسب را طراحی و پیاده سازی کنید.

پک منبع تغذیه خانگی شماره 1

این پک دارای نمایشگر ولت متر و آمپر متر است. امکان سنجش ولتاژ و جریان خروجی را دارد. توسط یک ماژول کاهنده 20 آمپر میتوانید آداپتورهای 24 ولت تا 20 آمپر را به عنوان منبع اصلی در این پک استفاده کنید. سپس خروجی آن را توسط ولوم‌های مولتی ترنی به میزان مشخص مورد نیازتان تغییر دهید. به تصویر زیر دقت کنید. این پک در فروشگاه با اسم «پک منبع تغذیه کاهنده 20A و نمایشگر ولت متر الکترونیک» قابل تهیه است. 

پک منبع تغذیه خانگی شماره 2

این پک در حقیقت ساده‌ترین حالت ساخت منبع تغذیه خانگی است. به کمک ماژول کاهنده 3 آمپری LM2596 که بسیار پرمصرف و پرطرفدار است. یک منبع تغذیه کاهنده خانگی میتوانید درست کنید. این پک شامل آداپتور 24 ولتی است که به کمک یک کابل مادگی آداپتور میتوانید خروجی آن را به برد LM2596 لحیم کاری کنید. سپس برای سهولت در تغییر ولتاژ خروجی ولوم مولتی ترنی را جایگزین مولتی ترن روی ماژول کنید. در خروجی ماژول هم از گیره‌های سوسماری برای اتصال جریان استفاده می‌کنید. به تصویر زیر دقت کنید. این کالا در فروشگاه با اسم «پک ساخت منبع تغذیه کاهنده 3A خانگی» قابل تهیه است.

پک منبع تغذیه خانگی شماره 3

پک منبع تغذیه خانگی شماره 4

پک منبع تغذیه خانگی شماره 5

...

به طور کلی با اقلام متنوعی میتوانید یک منبع تغذیه خانگی و ارزان قیمت بسازید. با ویژگی‌های منحصر به فرد از جمله دارا بودن نمایشگر ولتاژ و جریان یا حفاظت جریان و... همگی اقلام متنوعی را نیاز خواهند داشت. با کمی بررسی در فروشگاه دانشجو کیت میتوانید اقلام مورد نیاز را لیست کرده و خریداری کنید. 

جمع بندی

همانطور که در این پست بررسی کردیم، منبع تغذیه یکی از ابزارهای مهم در الکترونیک است. هر مهندس الکترونیک و یا تعمیرکار لوازم الکترونیکی به منبع تغذیه برای شرایط مختلفی نیاز دارد. منبع تغذیه ولتاژ‌های دقیق و خاص به همراه جریان مشخص  را میتواند در زمان‌های مختلف تامین کند. بنابراین براساس بازه ولتاژی و جریان مورد نیاز بایستی تجهیزات را انتخاب کنید. یک روش دیگر برای تهیه منبع تغذیه، خرید مستقیم آن است. که براساس برندهای مختلف و قابلیت‌های مختلفی که دارند قیمت‌های متنوعی دارند. بنابراین اگر تمایل دارید که منبع تغذیه دست ساز خودتان را داشته باشید. کافیست مطابق توضیحات این پست اقدام به تهیه اقلام مناسب کنید.