Una regleta de enchufes con control de alimentación USB. Con aislamiento: 4 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:45

El objetivo de este Instructable era permitirme encender todos los accesorios de mi computadora sin pensar en ello. Y luego no encender todas las pequeñas verrugas de la pared de vampiros de poder cuando no estoy usando la computadora. La idea es simple, enciendes tu CPU, todas las otras partes del sistema se encienden (monitor, impresora láser, parlantes, etc.) Cuando apagas tu CPU, ellos hacen lo mismo. esto para usted, y si no tiene la experiencia trabajando con electricidad de voltaje de línea, deje de leer y compre uno. Hay varios productos que hacen exactamente lo que estamos tratando de hacer aquí, pero de todos los que he revisado tienen desventajas sobre el dispositivo que vamos a construir. Se dividen en tres tipos básicos:

Hay regletas de alimentación baratas controladas por USB, pero he visto varias que no ofrecen ningún aislamiento, y si está creando una posible ruta para el voltaje de línea (120v aquí en los EE. UU.) A su placa base, y sus cientos de dólares de bondad exagerada. Me gustaría un poco de aislamiento. Hay regletas de alimentación de detección de corriente, una de las salidas está configurada para detectar el flujo de corriente. Cuando esto sucede, los componentes electrónicos de la regleta de enchufes alimentan las otras salidas. Es una buena idea, pero a veces no se detectan correctamente y no encienden los accesorios. Además, la electrónica requiere otra pequeña fuente de alimentación para estar encendida las 24 horas del día, los 7 días de la semana, esto estamos tratando de evitar. Existen soluciones de grado empresarial bien diseñadas con aislamiento, que funcionan muy bien y también tienen un precio muy elevado. Este circuito no utiliza energía adicional cuando no está en uso y ofrece un gran aislamiento de las sobrecargas de energía, y no cuesta una fortuna construirlo.

Paso 1: lo que necesitará

En primer lugar, si no se siente seguro de su capacidad para trabajar con alimentación de voltaje de línea, deje de leer. Si construye mal este proyecto, tiene la capacidad de destruir su placa base en su PC. No estoy bromeando.

El corazón de este sistema son dos cosas en realidad, la conmutación real se realiza mediante un relé de estado sólido controlado por CC, todo el aislamiento lo proporcionan un par de fusibles y algunos diodos supresores de sobretensión transitoria (TVSS) Todas las demás partes son realmente Depende de ti, utilicé lo que tenía dando vueltas. Que eran en su mayoría accesorios eléctricos estándar, y una regleta de enchufes viejos, y un disipador de calor de un procesador basura, y un cable USB que se ordenó por error con conectores USB "A" en ambos extremos. Siéntase libre de usar lo que le funcione. En total, las piezas que tenía que pedir (fusibles y soportes, TVSS y relé de estado sólido) costaban menos de $ 30.00 USD a un proveedor en línea.

Paso 2: ¡El esquema

El concepto de este circuito es bastante simple. Los 5 voltios provistos en el conector USB se utilizan para encender un relé de estado sólido grande, que enciende la alimentación a la regleta. Todo el control de potencia lo realiza el relé de estado sólido (SSR). Si nunca ha usado un SSR para controlar la potencia, no podría ser más fácil, los diseñadores han eliminado toda la ingeniería dura de su uso. Y lo que obtienes es una caja con 4 terminales. Dos de los terminales son para el voltaje de línea. Los otros dos son para la tensión de control. Cuando suministra voltaje de control a los terminales de control, los terminales de voltaje de línea se encienden. Eso es todo. No realmente. Es solo una pequeña caja negra. No se necesita más ingeniería. Cargas inductivas, motores, iluminación, cargas resistivas. Realmente no les importa siempre que estén dentro del rango de corriente nominal.

El relé que elegí fue un Z240D10 de OPTO22. Tiene una corriente nominal máxima de 10 amperios a 120 VCA. Esto debería ser más que suficiente para mi escritorio. La entrada de control acepta de 3-32 VCC. Entonces, los 5 voltios del conector USB son más que suficientes. También fue elegido por su bajo costo. Si necesita más capacidad actual, puede solicitar un SSR más grande. La parte de protección del circuito es triple: la primera línea de defensa es el SSR real. Utiliza un aislamiento óptico entre la potencia y el control nominal de 4000 voltios. La segunda parte del circuito es un par de fusibles de 125 mA que se fundirán si se sobrecargan. La tercera parte del circuito es un par de (1.5KE6.8CA) diodos supresores de sobretensión transitoria de 7.14v (TVSS) Estos son similares a un diodo Zeiner. Cuando el voltaje a través de los terminales excede un límite. Empiezan a dirigir. Excepto a diferencia del diodo Zeiner, son bidireccionales. Entonces, si por alguna razón el voltaje en las partes de control del circuito excede los 7.14v, actúan como un cortocircuito y queman los fusibles. La disipación de potencia de estas piezas es de 1500 vatios durante 1 milisegundo. Lo cual es más que suficiente para quemar los fusibles y proteger el circuito. Los circuitos como este se utilizan en varios dispositivos de comunicación que están sujetos a rayos y subidas de tensión.

Paso 3: suficiente tiempo de conversación para construir

Elegí montar todos los componentes en una caja eléctrica estándar, para situaciones de baja carga, la caja en sí es probablemente un disipador de calor suficiente para el SSR. Pero tenía un disipador de calor de procesador antiguo que encajaba bastante bien. Así que se agregó a la caja detrás de donde se monta el SSR. No olvide agregar un poco de compuesto de disipador de calor entre el SSR y la caja, y algo entre la caja y el disipador de calor.

El cable de Plugstrip se corta por la mitad y pasa a través de la caja eléctrica. El neutro (cable blanco) se empalma con un terminal de crimpado. Las tierras (cable verde) están empalmadas y conectadas al chasis de metal para mayor seguridad. El cable caliente (negro) se conecta a través del SSR con terminales de crimpado. Con esto concluye el cableado de voltaje de línea. Los + 5V y tierra del cable USB (pines 1 y 4) están conectados a un extremo del bloque de fusibles y un TVSS. Los diodos TVSS simplemente se engarzan en los conectores para los bloques de fusibles. Sencillo, rápido y sencillo. Luego, se pasan dos cables desde el otro extremo de los fusibles (con otro TVSS) a los terminales de control del SSR. La mayoría de los SSR tendrán una de las terminales de control marcadas para el cable positivo (+). Asegúrese de obtener la polaridad correcta. Asegúrese de aislar los otros dos cables del cable USB entre sí y de la carcasa metálica. Si no lo hace, puede provocar un cortocircuito en el bus USB y causar todo tipo de problemas. Con esto concluye el cableado. Agregué una pequeña pieza de plástico (empaque blister reciclado) para formar una barrera de voltaje entre los lados de alto y bajo voltaje de la caja, como seguro adicional.

Paso 4: ¡Ciérrelo y pruébelo

Así que con el cableado completado. y comprobado. Es hora de cerrarlo y probarlo. Recomiendo comenzar con otras cosas que no sean su computadora y todos sus juguetes para probar. Enchufe una bombilla en la regleta. Enchufe la regleta en la pared. Si todo es correcto, no pasará nada. Ahora NO USE SU COMPUTADORA PARA EL SIGUIENTE PASO. Busque un cargador USB de su iWatever y conéctelo a la pared. Cuando conecte el cable USB de la unidad al cargador, la bombilla debe encenderse. De esta manera, si se equivoca en algo, lo máximo que debería perder es el costo del cargador. Solución de problemas: si no funciona, compruebe el interruptor de la regleta. Luego verifique si tiene la polaridad correcta del cable USB al SSR. Espero que haya disfrutado esto. Es un pequeño proyecto divertido. Y tiene los beneficios secundarios de facilitarle la vida, ahorrarle dinero en electricidad y hacer su parte para salvar el planeta. Sigue jugando, Richard.