Переключатель мгновенного действия с фиксацией для преобразования блока питания ATX: 4 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Что? Я слышу, как вы говорите! Переключатель мгновенного действия с фиксацией? такое невозможно, конечно

Но это. Я нашел дизайн в сети и немного изменил его, чтобы при подключении к блоку питания ATX он переключался на правильную настройку, если блок питания выключается, что вы получаете с выключателем питания ПК.

Этот проект появился на свет, потому что меня раздражало необходимость дважды нажимать кнопку питания после случайного короткого замыкания источника питания, что привело к его отключению.

Эта проблема

• Преобразование блока питания ATX - это здорово, но вам нужен переключатель с защелкой, чтобы включить его. Вы, наверное, уже знаете, что переключение на ПК происходит мгновенно, поэтому сам по себе этот факт немного раздражает. Итак, мы вставили выключатель с защелкой и смирились с этим.
• Необычные переключатели, такие как показанный здесь «ангельский глаз», стоят намного дороже в версии с защелкой, чем в мгновенной версии, потому что они более сложные. По этой причине желательно использовать мгновенную версию.
• Другая причина, по которой желательно, состоит в том, что фиксирующие переключатели имеют другой профиль в открытом или закрытом положении. Мгновенные переключатели всегда возвращаются к той же форме, когда вы их нажимаете.
• Последняя причина, по которой желательно мгновенное переключение, заключается в следующем. Когда вы случайно закорачиваете клеммы вашего блока питания ATX, он отключается. Итак, теперь с помощью переключателя с защелкой вам нужно выключить его, даже если он выключился сам, прежде чем вы сможете снова его включить. С мгновенным переключением вы должны иметь возможность просто нажать переключатель один раз, и вы снова начнете.

Я основывал этот проект на схеме, найденной здесь: https://www.smallbulb.net/2014/435-single-button-p… и здесь: https://sound.whsites.net/project166.htm Есть много вариантов дизайна по всему Интернету.

Схема проста и очень дешева в сборке. Видео просто показывает, как он включает и выключает блок питания, а также сам себя сбрасывает при отключении блока питания. Что я забыл показать, так это включить его снова после вырезания!

Шаг 1. Как это работает

Схема использует таймер 555

Приведенное ниже описание относится к таймеру, как к биполярному устройству, однако CMOS по сути то же самое, вам просто нужно читать «коллектор» как «сток». Пожалуйста, обратитесь к внутренней схеме 555 при чтении этого описания.

Обратите внимание, что контакты порога и триггера соединены вместе. Они удерживаются на уровне чуть ниже половины напряжения питания R1 и R2. Точное напряжение не имеет значения, но оно должно быть от 1/3 до 1/2 В постоянного тока. Обычная версия этой схемы имеет его на 1/2 В постоянного тока, но это может не работать для метода, используемого здесь для запуска схемы с высоким выходным напряжением.

C1 обеспечивает питание схемы с выходом в высоком состоянии, подтягивая контакт управляющего напряжения к высокому уровню, когда он получает питание от резервного провода. Это необходимо, потому что для включения блока питания ATX требуется, чтобы провод переключателя был опущен до низкого уровня. Это работает, потому что оно повышает внутреннее опорное напряжение на «триггере» компаратора до 1/2 vcc, немного выше точки, установленной R1 и R2. Это заставляет компаратор подтягивать "set" вход внутреннего триггера к высокому уровню. Это не влияет на «пороговый» компаратор, потому что опорное значение в любом случае уже выше, чем вывод порогового значения.

Вход переключателя ATX (зеленый) подключен к контакту разряда на таймере, а не к выходу, так как для его активации требуется понижающий, а не высокий или низкий вход. Сила тока очень мала, поэтому он не повредит разрядный транзистор.

Итак, для начала, вход pwr_ok находится на 0 В, а схема питается от резервного напряжения, которое составляет 5 В. Это напряжение присутствует постоянно, независимо от того, включен или выключен блок питания. На выходе напряжение 5 В, а разрядный транзистор выключен, поэтому на входе переключателя ATX также напряжение 5 В. Сигнал pwr ok становится высоким, когда источник питания готов к использованию, и очень быстро становится низким, если выход выходит за рамки спецификации.

Когда вы нажимаете кнопку в этом состоянии, пороговые и триггерные контакты таймера подтягиваются до 5 В. Это не влияет на триггерный вывод, напряжение которого уже выше триггерного напряжения. Но это влияет на пороговый вывод, который удерживается ниже порогового напряжения. Вход сброса внутреннего триггера активируется, и это то, что заставляет выход 555 понижаться, а коллектор разрядного транзистора становится путем к земле.

Конденсатор C2 емкостью 4,7 мкФ медленно заряжается при первоначальном включении через резистор R3 220 кОм. Именно этот конденсатор обеспечивает энергию, чтобы подтянуть пороговые и разрядные контакты к высокому уровню, или обеспечивает кратковременный путь к земле, чтобы подтянуть их к низкому уровню. Этот конденсатор помогает исключить ложное срабатывание схемы, поскольку для зарядки или разрядки требуется около секунды, поэтому вы не можете включать и выключать питание очень быстро.

Итак, теперь выходной сигнал низкий, и блок питания ATX включен.

Затем вы закончили экспериментировать и снова нажимаете кнопку. На этот раз C2 находится в разряженном состоянии, поэтому 0В подключен к контактам порога и триггера. Это не влияет на пороговый вывод, который уже удерживается ниже порогового напряжения. Но это влияет на триггерный вывод, который удерживается выше триггерного напряжения. Вход набора внутреннего триггера активируется, поэтому на выходе 555 появляется высокий уровень, и коллектор разрядного транзистора становится разомкнутой, что приводит к отключению блока питания.

Предположим, что пока вы экспериментируете, что-то идет ужасно неправильно, и вы замыкаете выход блока питания, который затем отключается, чтобы предотвратить повреждение.

В своей первоначальной форме эта схема все еще будет находиться в состоянии «включено», во многом как переключатель с защелкой, поскольку ее питание от выхода в режиме ожидания является постоянным. У него должен быть дополнительный сигнал, чтобы он выключился.

Для этого дополнительный конденсатор соединяет выход PWR_OK блока питания с пороговым и триггерным контактами. Таким образом, когда блок питания отключается, он ненадолго подтягивает эти два контакта к низкому уровню и устанавливает высокий уровень на выходе.

Насколько я понимаю, это единственный способ заставить блок питания отключиться, чтобы также переключить этот переключатель. Если у вас не работает, попробуйте увеличить значение C3. Если он по-прежнему не работает, вам следует рассмотреть возможность подключения моностабильной цепи между C3 и комбинированными выводами триггера и порога.

Наконец, индикатор показывает, что блок питания включен. Поскольку мгновенные переключатели намного дешевле, легко получить хороший переключатель с подсветкой, подобный этому, даже при ограниченном бюджете! Катод светодиода переходит в 0В. Светодиод в этом переключателе имеет встроенный токоограничивающий резистор, поэтому анод может напрямую подключаться к 5 В. Однако для стандартного светодиода вы должны включить резистор, ограничивающий ток. 390 Ом - хорошее начальное значение, вы можете попробовать увеличить или уменьшить, пока не получите желаемую яркость.

Шаг 2: Список компонентов

Тебе нужно:

• Переключатель мгновенного действия с подсветкой. Тот, который у меня есть, имеет встроенный токоограничивающий резистор для светодиода. Этот тип указан на eBay как «ангельский глаз». Это не обязательно должен быть переключатель с подсветкой, он просто красиво выглядит.
• 555 таймер. Я использовал версию SMD, чтобы я мог сделать плату, которая проходит через монтажное отверстие переключателя.
• Резистор 33к
• Резистор 27к
• Резистор 220 кОм (можно изменить, чтобы отрегулировать время задержки)
• Конденсатор 1 мкФ
• Конденсатор 100 нФ (может потребоваться замена на большее значение)
• Конденсатор 4,7 мкФ (можно изменить для регулировки времени задержки)
• Материалы для изготовления печатных плат или прототип платы.

Я получил переключатель на eBay. У меня уже был запас 555 таймеров, а остальные компоненты были бесплатными.

Шаг 3: Строительство

Я построил прототип схемы на куске перфорированной платы. Таймер 555 - это микросхема SMD. Я просто положил его на кусок «коптановой» ленты (намного дешевле, чем каптон-лента!) И подключил пару резисторов прямо к нему, чтобы удерживать его на месте. Остальные компоненты я соединил тонкой магнитной проволокой. Если вы примете такой стиль конструкции, вам будет проще использовать устройства DIL, а не SMD!

Я хотел, чтобы печатная плата могла быть постоянно прикреплена к переключателю и проходить через монтажное отверстие переключателя. По этой причине я сделал доску шириной 11 мм и длиной 25 мм. Он снабжен выводами для контактов переключателя и встроенным светодиодом. Я установил «хвосты» проводов и припаял к ним штыревой разъем для удобства подключения к блоку питания. Я применил термоусадочную трубку, чтобы скрепить провода и закрыть их соединения с коллектором.

Если вы используете другой тип переключателя, вы можете обнаружить, что он не подходит для этого.

На самом деле я совершил огромную ошибку, когда сделал доску, я создал версию в зеркальном отображении! К счастью, схема настолько проста, что мне нужно было только перевернуть таймер 555, чтобы решить эту проблему. Надеюсь, вы не совершите мою ошибку и правильно поставите доску. PDF-файлы предназначены для верхней меди.

Есть много руководств по изготовлению печатных плат, я даже написал одно сам! Так что я не буду здесь вдаваться в подробности, как сделать доску.

Сначала припаяйте микросхему на место. убедитесь, что вы правильно сориентировались. Вывод 1 уходит от линии резисторов на один край вниз. Затем припаяйте другие компоненты для поверхностного монтажа.

Я использовал электролитический колпачок для C2, потому что у меня не было керамического колпачка 4,7 мкФ.

У вас есть несколько вариантов для C2:

• Низкопрофильный конденсатор высотой не более 7 мм
• Закрепите конденсатор длинными выводами, чтобы его можно было положить на плату.
• SMD конденсатор какой-то
• Конденсатор танталовый, да и вообще очень маленький. Обратите внимание, что стиль маркировки полярности отличается от алюминиевых типов.

Это просто зависит от того, что у вас есть.

Убедитесь, что плата проходит через гайку крепления переключателей. Если вы используете электролитический колпачок для C2, убедитесь, что он подходит к нему. Я снял фаски с краев доски, чтобы освободить немного места.

Затем подключите плату к переключателю с помощью 2 больших контактных площадок на конце. Вы можете вырезать прорези в контактных площадках и закопать в них клеммы переключателя, если вам действительно нужно приблизить плату к центральной линии переключателя, но я бы не рекомендовал это. Другой вариант - просверлить отверстия в контактных площадках и установить контакты, к которым вы можете припаять переключатель, на гладкой стороне платы. Используйте короткие отрезки одножильного провода для подключения светодиодных клемм. Только припаивайте их, не заворачивайте клемму, так как вам может понадобиться ее отсоединить. Если в вашем переключателе с подсветкой нет встроенного резистора, замените один из этих отрезков провода другим.

Наконец, если вы используете контактные заголовки или другой тип разъема, например JST, припаяйте их на месте. Если нет, вставьте переключатель в его монтажное отверстие и припаяйте провода прямо к плате, если вы еще не вставили провода.

Шаг 4: Наконец

Лучший способ проверить коммутатор - подключиться к блоку питания ATX. Если у вас его нет, вы все равно можете его протестировать, см. Ниже.

Подключите:

• черный провод блока питания ATX на землю
• зеленый провод PS_ON на "питание"
• фиолетовый провод + 5VSB на «5v standby» (провод может не быть фиолетовым)
• серый провод PWR_ON к "pwr_ok" (провод не может быть серым)

Серый и фиолетовый провода на моем блоке питания ATX перевернуты - на что нужно обратить внимание!

Если вы планируете использовать какой-либо индикатор, кроме маленького светодиода, в качестве индикатора включения, вам следует подключить его к одному из основных выходов блока питания, а не к сигналу PWR_ON.

Если вы обнаружите, что светодиод слишком сильно снижает напряжение PWR_ON, используйте вместо этого + 5 В.

При первоначальном включении необходимо подождать секунду, прежде чем переключатель заработает. Это сделано умышленно и в дополнение к отключению переключателя, предназначено для того, чтобы не дать непослушным пальцам быстро выключить и включить питание, к чему бы ни был подключен переключатель. Как только переключатель включен, вам нужно подождать еще секунду, прежде чем вы сможете снова его выключить.

Вы можете изменить эту задержку, изменив значение C2 или R3. Уменьшение вдвое значения любого из компонентов сократит задержку вдвое, но я бы не стал устанавливать ее меньше, чем примерно 200 мс.

Подключите блок питания к электросети. Он должен оставаться выключенным. Если сразу включается, нужно увеличить значение C1. Интересно, что я обнаружил, что схема работала правильно в прототипе, но мне нужно было заменить конденсатор на «настоящую» версию, так что теперь на самом деле он 1 мкФ.

Включите питание, снова выключите. Надеюсь, пока это работает! Включите его снова, и теперь замкните выход +12 В блока питания на 0 В. Он должен выключиться сам, и переключатель также должен переключиться в положение выключения. Если вам нужно дважды нажать кнопку, чтобы снова включить блок питания, он не сработал, и вам нужно будет отследить проблему.

Не пытайтесь замкнуть накоротко шину +5 В, вы можете обнаружить, что она плавит ваш провод вместо того, чтобы отрезать его.

Если вам нужно протестировать коммутатор без блока питания ATX, вам понадобится источник питания 5 В

Чтобы проверить это таким образом, подключите:

• 0в питания на землю
• +5 питания на 5в дежурный
• светодиод с токоограничивающим резистором между +5 и "питание включено"
• резистор 10k от pwr_ok до + 5v
• тестовый провод к "pwr_ok"

Светодиод загорится, когда на выходе таймера будет низкий уровень, что сравнимо с включением блока питания ATX.

Замкните тестовый провод на 0 В. Переключатель должен выключиться. Включите его снова, нажав кнопку через секунду.

Вот и все, тестирование завершено!