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          Alimentatore

Molti dei caricabatterie da campo in commercio sono sprovvisti di un proprio alimentatore, vanno percio' alimentati con una tensione compresa fra gli 11 e i 15 volt (in genere), facilmente erogabile da qualsiasi batteria da automobile. Se la vettura e' a portata di cavo, la cosa non crea problemi, e' possibile effettuare dalle 15 alle 50 cariche, a seconda della capacita' della batteria dell'auto e dalla capacita' delle batterie da caricare. Disponendo di una presa a 220 volt, risulta molto piu' comodo utilizzare un'alimentatore stabilizzato dal costo, talvolta, non indifferente. Tutto cio' che vi serve e' (ancora una volta) il vecchio 286, ormai ridotto all'osso. Al suo interno, infatti, c'e' un alimentatore switching, quasi pronto all'uso.

Molte sono le guide che trattano questo argomento, senza pero' arrivare al succo del discorso, cioe' al risultato sperato, che porterebbe l'alimentatore ad avere queste caratteristiche:
Stabilita' sul 12V, in genere si ottengono 12-13 V (con la resistenza corazzata sul 5 V), tensione che scende brutalmente quando l'alimentatore si trova sotto sforzo.
Rendimento elevato, caratteristica propria degli alimentatori switching, viene a mancare nel momento in cui inseriamo una stufetta al suo interno, che ciuccia decine di watts sull'uscita a 5 V.
Potenza, l'alimentatore configurato con la resistenza sul 5V va in protezione prima del raggiungimento della massima corrente erogabile sul 12V (senza la resistenza, molto prima).
Pubblicazione:
17/01/'07 12.15

Aggiornamenti:
25/01/'07 11.15
Correzione di alcuni errori
05/03/'07 10.10
Esempi di altre schede
05/03/'07 15.00
Come ottenere 24V
10/03/'07 10.20
Se serve anche la 5V

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La base di partenza:


A sinistra un'alimentatore ATX, a destra un AT. La scatola e' brutta ma e' presente, se proprio non piace e' possibile verniciarla.         

Internamente possono differenziarsi per aspetto e dimensioni dei componenti ma la dimensione totale e' quasi sempre la stessa.           



Sul fianco del mobile sono, generalmente, riportate le caratteristiche dell'alimentatore, interessante il dato della corrente massima sui 12 volt positivi. A volte e' riportata anche la legenda dei colori dei fili.



A sinistra il connettore AT, a destra il connettore ATX. Gli alimentatori ATX sono i piu' indicati perche', nel mobile, e' gia' presente un utile interruttore, inoltre sono costruiti per computers piu' potenti e, a rigor di logica, sono meno usurati.


Controlliamo (sinistra) che sulla scheda non abbiano avuto luogo principi di incendio e che i condensatori (destra) non siano in procinto di esplodere, non stiamo costruendo una bomba, evitiamo di lavorare inutilmente.



Nella maggiorparte dei casi, accanto ad ogni gruppo di cavi, e' riportata la tensione disponibile in quel punto, in caso contrario e' possibile usare un pennarello. Nero = massa (0 volt), rosso = 5V, giallo = 12V,  gli altri colori sono, spesso, a discrezione del costruttore.



Prima modifica:


Nel caso di alimentatore ATX, e' necessario cortocircuitare il pin marcato PS-ON o RM a una qualsiasi massa. Per spegnere l'alimentatore bastera' agire sull'interruttore gia' presente e gia' correttamente collegato. Io ho fatto il ponticello sotto la scheda ma e' indifferente.

Problema:

Questo tipo di alimentatore e' concepito per stabilizzare la 5V, la 12V esce un po' come capita. E' un po' come avere uno scaldasonno matrimoniale con un controllo NON indipendente sulla temperatura dei due lati del letto, chi ha il controllo (5V) sta' bene, l'altro (12V) non e' detto.

Soluzione:

Diamo il controllo all'uscita che ci serve.
C'e' un integrato che si occupa del benessere della signora 5V e dichiara il decesso della signora 12V quando questa scende al di sotto di un certo limite, ma a noi non interessa: non ci perderemo fra i condensatori, le resistenze e i diodi che separano il 5V dal piedino dell'integrato, lo freghiamo in partenza.

Questo e' un alimentatore piuttosto vecchiotto ma ancora in buono stato.

Giriamolo sottosopra e guardiamo sotto, c'e' una pista dello stampato che porta tensione dal gruppo 5V ad un'altra sezione dell'alimentatore, troppo piccolo per sopportare i 10, 20, 30 ampere dichiarati nell'adesivo. Ma allora e' cosi' che l'integrato controlla che tensione esce sui fili rossi, da "gas" se la tensione si abbassa e toglie "gas" se la tensione si alza. Tagliamoglielo.


Questi sono altri 2 alimentatori, uno ancora piu' antico, l'altro molto piu' moderno. Notare come il filino che quatto quatto si allontana sia comunque facilmente individuabile. Purtroppo non e' sempre cosi' ma quasi. Quando il filino non c'e' si puo' cercare quello sul 3,3V e adattare i calcoli che seguono, se anche quest'ultimo fosse latitante vi resta sempre google o la resistenza corazzata.



Il circuito che separa questo filo dall'integrato e' diverso per ogni alimentatore, cosi' come e' diverso il numero del pin al quale fa capo, inoltre, detto circuito, assorbe corrente, che varia da modello a modello rendendo impossibile stabilire a priori la giusta resistenza o il giusto trimmer. La resistenza la possiamo sempre calcolare, ma il metodo e' sconsigliabile comunque e spiego il perche': se questo circuito a sonagli contiene dei condensatori (non e' difficile), mettendo una resistenza in serie, all'accensione dovremo attendere che questi si carichino, prima che l'integrato capisca che sta' erogando una tensione troppo alta, per questi attimi avremo sul 12V tensioni anche di 16-18V, questo e' pericoloso non solo per il caricabatterie collegato, ma per lo stesso alimentatore che contiene condensatori dimensionati per 12V (in genere per un massimo di 16V sul 12V e 10V sul 5V).

Percio' ci occorre un componente che abbassi esattamente di 7V la tensione presente sul 12V. Non conviene mettere 10 diodi al silicio in serie (come sappiamo ogni diodo al silicio polarizzato direttamente ha una caduta di tensione di ~0.7V), e nemmeno 6 celle da 1.2V. Useremo un diodo zener.
In maniera del tutto simile ai diodi "normali", gli zener hanno una caduta diretta di ~0.8V ma una caduta inversa (rispetto a quelli al silicio) molto inferiore, precisa e indicata sul contenitore.

Riconoscerli e' facile: sono molto piu' colorati. Se un diodo al silicio si polarizza inversamente brucia, ma questo succede a parecchie centinaia di volt. Il diodo zener e' fatto per essere usato al contrario, a tensioni molto piu' basse.

Per controllare la tensione di uno zener, se vogliamo recuperarlo dall'angolo dei rottami, senza perderci gli occhi e senza rischiare di montare un componente bruciato, dobbiamo costruire questo semplice circuito. La resistenza puo' essere dai 100 ai 100.000 ohm senza problemi



Evidentemente la reputazione degli zener non e' meritata. A noi interessa cosa viene scritto sul display del voltmetro e possiamo ottenere ~7 volt mettendo in serie piu' diodi, quindi usero' il diodo blu polarizzato inversamente, con un altro diodo in serie polarizzato direttamente.



Per l'esperimento ho scelto questo grande vecchio, in seguito si capira' il perche', e' cosi' vecchio che mancano le scritte sui contatti, lo stampato e' marrone e ci sono buchi per accogliere anche 3 o 4 fili attorcigliati insieme. Massimo rispetto per lui.

La modifica si puo' fare sotto o sopra indistintamente. A SX durante la modifica, si puo' usare un cutter o una forbice passando ripetutamente sulla pista per tagliarla. A DX a modifica ultimata. Un pezzetto di nastro impedisce un qualsiasi cortocircuito involontario. Le frecce indicano il verso della corrente: il blu e' polarizzato inversamente (come si conviene ad uno zener) il rosso direttamente (per aggiungere ~0.8V invece della sua tensione nominale). E' "scorretto" polarizzare direttamente uno zener ma non volevo uscire apposta per comprarne uno da 7.5V, quello che conta e' il risultato.


Dimensionare lo zener.

Gli zener che ho trovato sembrano da 1/4 di watt. Non scaldano nemmeno un po' ma, per sicurezza, si possono prendere quelli da 1/2 watt, le loro dimensioni consentiranno comunque il montaggio sotto la scheda. Il costo unitario di questi componenti e' contenuto, a prescindere dalla potenza (nei limiti del buon senso).
Ripeto per chi volesse comprare lo zener e non avesse letto come recuperare gli zener: e' possibile mettere in serie piu' zener per sommare i loro voltaggi. Sommando la tensione misurata sul 5V prima della modifica alla somma delle tensioni degli zener otterremo la tensione misurabile sul 12V dopo la modifica.
Aggiungo che e' possibile (ma non consigliabile) ottenere anche tensioni inferiori o superiori di qualche volt (10-15), basta calcolare lo zener giusto.

Ecco perche' questo "vecchio" e' grande.


Ogni lampada consuma 60 W che, a 12 V, equivalgono a 5 A.
A 10 Ampere senza ventola le alette sono sempre fredde, a 30 Ampere scalda tantissimo ma la tensione e' sempre stabile.

Il resto e' la solita storia:

Si prende il mobiletto, si toglie tutto cio' che non serve, si fanno i buchi, si pulisce...

Si tappano i buchi che non servono meglio che si puo'...

Non occorre portare il filo negativo alla boccola, basta "dimenticarsi" la rondella di plastica. Al suo posto serve comunque una rondella qualsiasi, non avendola a portata di mano ho usato una chiave inutile, mi prenderanno in giro per settimane. Ho infilato anche la rondella isolante per non perderla.

Uso la "5V" per alimentare la ventola. Non essendo piu' controllata direttamente, la 5V aumentera' in proporzione all'assorbimento di corrente sulla 12V. L'effetto si nota, anche se non come vorrei, in pratica piu' corrente viene assorbita sul 12V, piu' la ventola gira forte.

Portiamo la 220V all'ingresso dell'alimentatore, interrompendola con l'interruttore. Se l'interruttore non c'e' (AT) lo mettiamo, oppure stacchiamo la spina. E' importante che il cavo che porta la 220V non tocchi nessuna aletta, se questa dovesse scaldare e sciogliere l'isolante avremmo 220V sul metallo del mobile. Teniamolo lontano anche dalla ventola.

Un piccolo led blu' fa la sua figura, oltre ad indicarci che l'alimentatore e' acceso. Sarebbe da collegare al 5V ma, dato che non e' piu' stabile, l'ho collegato al 12V. La resistenza e' da 1500 ohm ma la si puo' anche abbassare leggermente, se il led fa poca luce (1200-1000 ohm). Cambiando il colore del led la resistenza va calcolata (oppure si puo' procedere per tentativi).

Se la ventola e' rumorosa basta ingrassarla. Si puo' usare qualsiasi tipo di grasso o olio, l'effetto del trattamento prima o poi svanisce comunque. Un mio amico le soffia con il compressore e aggiunge olio extravergine, dice che e' molto efficace e duraturo.

L'alimentatore e' pronto all'uso (o all'abuso, vedi a SX). Il tempo speso su di lui e' stato puro divertimento, il risparmio e la soddisfazione sono evidenti, l'aspetto e' dignitoso ed e' anche leggero.

Se occorre un'altra uscita a 5V (per tornire gli indotti) o a 3.3V (per il rodaggio dei motori), basta fare un buco in piu' e tirare un filo. Ricordiamoci pero' che le uscite possono non essere stabilizzate, cioe' dal 5V potrebbero uscire 4.5-6.5V e dal 3.3 chi lo sa'.


Un'idea per posizionare l'interruttore davanti.

Chi volesse portare davanti l'interruttore potra' prendere 2 piccioni con una fava, tappando anche il buco da dove uscivano tutti i fili. Basta modellare col frullino (o con altro sistema) un ritaglio di un altro mobile, possibilmente con gia' il foro per l'interruttore.
Per appiccicarlo si puo' usare la colla, 4 viti o la saldatrice. Io ho usato il saldatore a stagno, coltivando l'arte di arrangiarsi. Bisogna levigare la superficie con carta vetrata o leggermente con il frullino, altrimenti lo stagno non fa presa. E' necessario un saldatore da almeno un'ottantina di watts.
Visto da dietro e' bruttino, ma dal davanti somiglia ad un lavoro ben fatto. E' importante che ci sia un momento in cui tutto lo stagno e' liquido, perche' non rimangano bolle d'aria, per questo serve un saldatore cosi' potente. In alternativa si puo' sempre passare un attimo sul fornello della cucina (attenti in ogni caso a non bruciarvi).


Un altro modello di alimentatore:


La pista e' sempre molto facile da trovare. Basta interromperla grattandone via un pezzo. Lo zener va posizionato con cautela, badando che le zampine non tocchino null'altro, se non quello che vogliamo: la pista che abbiamo tagliato (dalla parte opposta alla piazzola "5V") e il positivo 12V. La banda nera va verso il +12V.

Un altro:

Un altro:

Un altro:




Se i condensatori stanno per esplodere si possono sostituire con altri di voltaggio e capacita' simile. In questo caso anche la dimensione e' vincolata, perche' sopra ai condensatori e' alloggiata una seconda scheda.

Un altro, poi basta, son tutti uguali:



Talvolta si trova un ponticello, in quel caso e' consigliabile levare quello, piu' che grattare la pista dello stampato.
Raramente e' presente anche un trimmer, questo puo' far pensare che serva ad "adjustare" la tensione ma spesso non e' cosi'. In questo caso ruotandolo (anche a fine corsa destra e sinistra) non succede nulla.


Posso avere 24V?

Un'altra modifica che si puo' fare serve ad ottenere 24 V, per il modellismo e' piuttosto inutile ma in laboratorio potrebbe avere  un suo perche'. Ve la mostro:


Questo e' lo stesso alimentatore, ho solo spostato lo zener (che e' da 9V per ottenere 14V).  A destra la modifica che, come si nota, prevede l'aggiunta di 2 componenti: un mospec (il mospec sta' al diodo come il mosfet al transistor) e un condensatore. Il mospec va alettato se si necessita di una grande potenza, il condensatore e' anch'esso in funzione della potenza richiesta.


Il negativo del condensatore va a massa (gnd), il positivo al centrale del mospec. Uno dei due laterali (o tutti e due) del mospec va in un punto della scheda che mostrero'. Ai capi del condensatore e' possibile prelevare il doppio della tensione e, a logica, la meta' della corrente che preleveremmo normalmente sull'uscita 12V (quindi la stessa potenza).
Le lampade sono in serie.




Nel "secondario" dell'alimentatore (forse dovrei dire "nella sezione a bassa tensione") ci sono in genere 2 mospec (alto sx) ed un mosfet (alto dx), bisogna pescare il centrale del mosfet.
Nel mio caso, non occorrendomi una potenza elevata, ho messo un piccolo mospec e un piccolo condensatore, l'aletta serve piu' che altro da supporto. La tensione NON e' stabilizzata (ovviamente) ma sappiamo come fare per stabilizzarla, se questa fosse la nostra priorita'. Non arrischiamoci a mettere un condensatore da 25V, meglio 40 o 50 perche', come si vede a dx, se non stabilizziamo la tensione, questa puo' raggiungere e superare i 30V.

Ho notato che, stabilizzando il 12V a ~12.5V, sul 5V escono ~7V, se dal ~12 si puo' ottenere ~24, dal ~7 si potrebbe ottenere ~14. L'idea e' questa: se sul mobile c'e' scritto "240W" ma dall'uscita 12V sono prelevabili solo 10A (quindi 120W) combinando le 2 uscite si possono ottenere tutti i 240W (cioe' 20A) con l'alimentatore fresco come una rosa.


Dov'e' finita l'uscita a 5V?

Collegando un carico pesante sull'uscita 5V di un alimentatore modificato con questo metodo si nota una pesante diminuzione della tensione, me ne sono accorto quando ho avuto bisogno del tornietto. Ho risolto collegando una lampadina sul 12V, poi, a casa, ho cercato una soluzione piu' pratica:



A sx l'alimentatore in questione (un altro ancora), a dx il nuovo schema pratico. Ho aggiunto un diodo che abbassa la tensione sul "REG" (il piedino che "sente" se la tensione e' sufficiente) quando sul 5V ci sono meno di 4.3V (5 - 0.7). Ho poi messo una resistenza (100 ohm) in serie allo zener, perche' non si danneggi.
Si poteva fare di molto meglio ma gia' cosi' e' sufficiente per lo scopo preposto.



Alimentatore "slim"


Questo e' un altro modello di alimentatore da pc, la sua caratteristica e' di essere molto basso. A dx la modifica.


Su questo a dx (come su guello precedente a sx) ho montato anche 2 diodi shottky, importanti quando si alimentano dei motori elettrici.

Se il tempo non vi manca qui ci sono un paio d'ore di lavoro di frullino e pinza.


Il mobiletto era gia' di per se piu' corto dello standard, cosi' e' venuto veramente piccolo. Lo vediamo insieme ad altri 2 oggetti per avere il senso della proporzione.



Altre pagine sull'argomento:

www.baronerosso.net
www.moddingplanet.it

Di questa pagina si parla anche su...

www.orangeteam.it
www.automodelli.it

Ringrazio Iacopo77 per aver segnalato errori.

Al solito: non mettete le mani dentro all'alimentatore quando e' acceso e nemmeno poco dopo averlo spento.
In ogni caso leggete le  avvertenze.

Homepage

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