forum speccy.pl
ZX Spectrum => HARDWARE => Wątek zaczęty przez: PABB w 2020.10.05, 18:07:02
-
... kiedy jednemu z kolegów - dość spektakularnie - udało się puścić z dymem gumiaka po użyciu niewłaściwego zasilacza, postanowiłem zrobić proste zabezpieczenie uniemożliwiające przeniesienie komputera do krainy wiecznych łowów. Wymagania stawiane przed tym "urządzaniem":
a) brak wpływu podłączonej odwrotnie polaryzacji na komputer - płyta pozostaje żywa :)
b) idealnie - jeżeli byłoby w stanie podawać zasilanie o właściwej polaryzacji niezależnie od tego o jakiej polaryzacji złącze podepniemy
c) musi się mieścić w jak najmniejszym pudełku wyposażonym w gniazdo do wpięcia zasilacza, LED i wyłącznik sieciowy
Pierwotnie myślałem, żeby zbudować taki układ na mostku prostowniczym - jednak złodziej zabiera blisko 1.5V i przez to odpada z wyścigu. Gdyby wykonać go na diodach Schottky'ego - to możemy zejść do poziomu 0.8V - ale to nadal sprawia, że na płytę trafia znacznie poniżej 9V. Znalazłem kilka układów na tranzystorach MOSFET i wygląda na to, że to dobry kierunek (choć trochę armata na wróble). I tu pojawia się pytanie - macie może jakiś inny pomysł na zrobienie takiego układu? Widziałem np. rozwiązania na przekaźnikach, jednak mam wrażenie, że działają zbyt wolno i mogą nie zabezpieczyć przezd uszkodzeniami...
Jestem bardzo ciekawy Waszych pomysłów :)
-
Ja lubię prostotę. Dioda plus przekaźnik. Przy złej polaryzacji po prostu nie zadziała i tyle, po co kombinować.
-
Jak dobrze pokombinować, to przekaźnik da radę doprowadzić prawidłowe zasilanie niezależnie od polrayzacji.
Jeśli chodzi o mostek z diod Shotky'ego, to ja używam 4 diod SR540 do zasilania Enterprise. Z zasilania 9V zostaje wystarczająco dużo napięcia do prawidłowej pracy dwóch stabilizatorów 7805. Mniej się grzeją.
-
Moim zdaniem należałoby rozpatrzyć najgorszy wariant pod względem obciążenia zasilacza. Typowy zasilacz do Speccy jest niestabilizowany i ma podać 9V przy obciążeniu 1.4A. Od strony Speccy, wewnętrznie jest stabilizator liniowy LM7805, którego można obciążyć stale do 1A, a Speccy pobiera ok 600mA (niemodyfikowany). Zostaje więc zapas 0.4A na interfejsy zasilane z linii +5V i 400mA na te zasilane z linii +9V. Najgorszym przypadkiem (kiedyś) byłoby podpięcie IF1 z dwoma napędami kasetek oraz drukarki termicznej ZX Printer. w Tym przypadku ok 700mA będzie potrzebne z linii +9V (drukarka żre dość sporo, kiedy drukuje i nie ma własnego zasilacza), a iF pobierze też swoje. W normalnych przypadkach i dla uproszczenia obliczeń przyjmę obciążenie zasilacza na poziomie 1A (tylko pełne obciążenie stabilizatora) i napięcie które poda 9.5V.
Od strony konstrukcyjnej LM7805 do swojej poprawnej pracy potrzebuje napięcie zasilania o 2V wyższe niż jego napięcie wyjściowe. W taki razie na wejściu do LMa musi być 7V lub więcej. W Speccy jest jeszcze przetwornica, która może mieć problemy ze startem jeśli napięcie zasilania będzie poniżej 7.5V. Dodajmy drobny margines błedu 0.5V. Do dalszej części przyjmę zasilanie do ZX Spectrum na wejściu musi mieć 8V lub wyżej. Jeśli ktoś wymienił LM na przetwornicę DC-DC o dużej sprawności, one działają od 6V (dla 5V na wyjściu), więc dla nich nie ma problemu obniżenie napięcia zasilania z 9V do 8V.
Moc strat na LM: obciążenie 1A, napięcie zasilania 9.5V, napięcie wyjściowe 5V. LM musi wypromieniować w cieple (9.5V-5V) * 1A = 4.5W (!!!). To już jest niezły grzejnik. Obniżając napięcie zasilania do 8V mamy 3W do oddania w cieple. Jest o co walczyć.
Wracamy do zasilacza z napięciem zasilania 9.5V przy obciążeniu 1A. Mostek na 4 diodach prostowniczych (1N400x) typowo przy tym obciążeniu "zje" ok 0.8V na diodę. Dwie diody zawsze pracują, więc mamy spadek napięcia o 1.6V. Do ZXa pójdzie 9.5V - 1.6V = 7.9V, prawie idealnie. Aby być po bezpiecznej stronie, weźmy diody Schottky'ego i w tym samym okładzie powinno udać się zejść ze spadkiem na nim do ok. 0.5A-0.6V na diodę. 9.5V - 0.6V *2 = 8.3V. W obu przypadkach wziąłbym diodę ze stałym prądem przewodzenia 1.5-2A, ponieważ te na 3A to kolubryny.
Strata na LM przy zasilaniu 8.3V i poborze 1A, daje 3.3W w cieple. 1.2W mniej wewnątrz Speccy, a to już coś.
Tylko nie zapomnij, że te diody też grzeją się 0.6V * 1A = 0.6W na każdą. W mostku będziesz miał grzałkę ok 1.2W, ale on będzie zewnętrzny.
Można kombinować, z super układami do zabezpieczenia się przed nieuwagą użyszkodnika, ale czy ma sens budowanie układu, którego wartość przekroczy wartość potencjalnej naprawy wraz z nowym zamiennikiem ULA.
-
Baardzo Wam dziękuję za komentarze - wniosek rysuje się jeden. Zaczynam od rzeczy najprostszych - czyli mostek Graetza na diodach Schottkyy'ego i zobaczę jakie przyniesie efekty.
Przy okazji dwa pytania:
- jakie interfejsy podłączane do szyny krawędziowej mogą potencjalnie cierpieć z powodu zbyt niskiej wartości napięcia na linii +9V (czyli w okolicach 7.5V - 8V)?
- zgodnie z dokumentacją techniczną PSU powinien dostarczać nie mniej niż 7V, nie więcej niż 13V (co w dolnym limicie jest zgodne ze specyfikacją 7805 oraz tym, co napisał Klaudiusz). Z jakimi najmniejszymi rzeczywistymi wartościami napięcia dostarczanego przez zasilacz się spotkaliście (i czy wartości w okolicach 8V wpływały jakoś na zdolność przetwornicy do generowania napięcia +12V)?
-
Gdzieś czytałem, że zasilacz ZX Spectrum (1400) wystarczy do zasilania zestawu Speccy, IF1, IF2, ZX Printer i 8 napędów microdrive'ów.
-
... częściowa odpowiedź na pytanie 2 - zrobiłem eksperyment obniżając napięcie na wejściu z 9.0V do 7.2V (mocno poobijana 3B :) ) - różnice w generowanych napięciach:
* -5V - z 4.85V na 4.82V
* +12V - z 12.34V na 12.28V
... czyli raczej symboliczne.
-
Radiator chłodniejszy ?
-
Pod palcem - myślę że tak. Jak dojedzie kamera termowizyjna, to powiem dokładniej :)
-
No nie, żeby aż tak dokładnie.
Wystarczy organoleptycznie - palcem serwisowym :)
-
A przewidziałeś zabezpieczenie przed podłączeniem zasilacza o napięciu powyżej 13V np. do TS2068?
-
A przewidziałeś zabezpieczenie przed podłączeniem zasilacza o napięciu powyżej 13V np. do TS2068?
Cześć,
Może najprostsze rozwiązanie czyli transil i szybki bezpiecznik przed transilem ?
Jakby co to proszę o pobłażanie ;)
Roch
-
Bardzo proste i skuteczne zabezpieczenie. Zarówno przed odwrotną polaryzacją jak i zbyt wysokim napięciem.
Ma jedną wadę. Po każdym zadziałaniu trzeba wymieniać bezpiecznik.
-
@Klaudiusz - na razie nie :) Celem ćwiczenia w tej fazie było tylko ogarnięcie odwrotnej polaryzacji. Jednak pomysł fajny :)
@Roch, Pear - poczytałem trochę o transilach i w paru miejscach znalazła się sugestia, żeby w podobnych do opisanych przez Rocha układach po zadziałaniu bezpiecznika zmieniać również transil (stosunkowo długi czas pracy w trybie przewodzenia lawinowego do czasu zadziałania bezpiecznika). Ma to sens, czy to taka miejska legenda?
-
No i jakbyś zamknął to no w takiej obudowie, tk byłoby super.
(http://www.computinghistory.org.uk/userdata/images/large/45/78/product-104578.jpg)
-
Fajne :) Ja w celu uproszczenia procesu podszedłem do tematu w trybie: zrób to szybko :)
Dlatego obudowę kupiłem - w sumie koszt tego urządzonka (w środku mostek prostowniczy) wyniósł jakieś 15PLN :)
BTW - mostek się grzeje, ale nie ma dramatu. W następnej wersji mam obudowę wentylowaną i przechodzę na mostek zrobiony na diodach Schottky'ego (powinno być chłodniej). W kolejce układ na MOSFETach (coś takiego - https://www.circuits.dk/reverse-current-battery-protection-circuits/ (https://www.circuits.dk/reverse-current-battery-protection-circuits/))
-
Też piknie :)
-
Mostek to i w maxie się grzeje jak głupi. Tu można dać mostek 5 albo nawet 10A. Mostek 2A ma diody 1A - dlatego tak się toto grzeje.
-
Dla estetów - wentylatorek na mosteczek :)
-
@Klaudiusz - na razie nie :) Celem ćwiczenia w tej fazie było tylko ogarnięcie odwrotnej polaryzacji. Jednak pomysł fajny :)
@Roch, Pear - poczytałem trochę o transilach i w paru miejscach znalazła się sugestia, żeby w podobnych do opisanych przez Rocha układach po zadziałaniu bezpiecznika zmieniać również transil (stosunkowo długi czas pracy w trybie przewodzenia lawinowego do czasu zadziałania bezpiecznika). Ma to sens, czy to taka miejska legenda?
Cześć,
Ja takie zabezpieczenie stosuje w zasilaczach impulsowych do zasilania TRXów krótkofalarskich. Tanie chińskie zasilacze są budowane dosyć "oszczędnie" i między innymi nie mają zabezpieczeń nadnapięciowych. Jaki taki zasilacz popsuje się to na wyjściu może być dużo większe napięcie (np. 150V) niż zakładane 13,8V. Wtedy transil na 15V (graniczne napięcie zasilania niektórych radiostacji) na pewno trzeba wymienić bo pali się bardzo widowiskowo ;-) ale stacja nierzadko za grubą kasę przeżywa - zazwyczaj.
Jeszcze jest mały "myk". Czasem trzeba zastosować kilka kondensatorów aby zniwelować piki napięcia. Ja miałem kiedyś zasilacz który przy włączeniu "strzelał" pikami nawet do 17V przy napięciu znamionowym 14V (transil na 16V). Wtedy kilka kondensatorów jest niezbędnych, np. 100pF, 1nF, 220nF, 1uF i 10uF/25 elektrolit; trzeba dobrać indywidualnie. Powiem standardową gadkę informatyka - u mnie to działało ;-) A o tych pikach przekonałem się wymieniając kilka bezpieczników zabezpieczenia, które przepalały się w czasie włączania zasilacza.
Aha. Polecam obejrzeć schemat radiostacji Yaesu FT-7800. W torze zasilania jest transil i całe jego otoczenie. Ja czasami zrzynałem z tego i działało; u mnie ;-).
3VSię
Roch
-
Dla estetów - wentylatorek na mosteczek :)
Eeee tam, radiatorek na mosteczek 5A jest git!
Roch
-
Ogniwo Peltiera 8)
-
Dla nie-estetów:
-
... goły zasilacz z "właściwą polaryzacją" czy zmieściłeś tam jeszcze diodę pod "termokurczem"?
-
No właśnie zdjęcie jest mocno tajemnicze. Czy to jakieś rozwiązanie mikroprocesorowe, bo przewód wyraźnie idzie w kierunku Z80? ;)