חשמל להמונים

בפוסט זה אסביר איך להפוך ספק כוח של מחשב נייח, מהסוג שאפשר להשיג בסכום דו-ספרתי או אפילו בזבל, למקור כוח שולחני אמין ורב עוצמה עבור הפרויקטים והניסויים שלנו.

PC Power Supply unit
ספק כוח ממחשב אישי

הייעוד המקורי של ספקי הכוח האלה הופך אותם מתאימים להפליא גם לאלקטרוניקת חובבים. ראשית, הם מספקים הרבה כוח: אפשר להפעיל בעזרתם מנועים, רצועות לדים ארוכות, אלקטרומגנטים וכו' וכו' במקביל ובלי חשש (כמובן, בגבולות השכל הישר). שנית, המתח שיוצא מהם מספיק יציב בשביל רכיבי מחשב, אז הוא בוודאי מספיק יציב בשביל הארדואינו או מה-שזה-לא-יהיה שאנחנו מפעילים. שלישית, כל ספק כזה מסוגל לתת דרך חוטים שונים, בו-זמנית, מתחים של 3.3V, של 5V ושל 12V, שמצוינים כמעט לכל רכיב ומיקרו-בקר שנעבוד איתו.

שלב 1: להשיג ספק כוח

את הספקים אפשר כאמור לקנות, או לפרק ממחשב ישן. בספקים משומשים צריך לשים לב לשלושה דברים:

  1. שהם עובדים. לפעמים זה רק נתיך שרוף, לפעמים מאוורר מקולקל, לפעמים משהו חמור יותר שאי אפשר לתקן לבד.
  2. שהם נקיים. יש להם נטיה לצבור אבק בטירוף וזה לא טוב לאלרגיות. אפשר לפתוח את המכסה בזהירות כשהם מנותקים מהחשמל ולשאוב ביסודיות.
  3. שאף אחד (לפניכם!) לא עשה בהם שינויים ומודים למיניהם. זה נדיר מאד, אבל אם זה קרה, לכו תדעו מה עשו שם בדיוק ואיך זה ישפיע על המעגלים שלכם.

בנוסף, צריך חוט חשמל עם תקע שמתאים לספק. אם אין לכם אחד כזה בהישג יד, קוראים לו "כבל קומקום" והוא עולה בסביבות 10-20 ש"ח.

שלב 2: הפעלה בלי מחשב

במצבם הטבעי, ספקי הכוח נכנסים לפעולה או מפסיקים לעבוד לפי פקודה מהמפסק הראשי של המארז, שמחובר ללוח האם של המחשב, או מלוח האם עצמו. אנחנו צריכים לעקוף את הנתיבים האלה ולהוסיף מתג הפעלה ישיר.

מתוך ספק הכוח יוצאת צמה ענקית של חוטים וחיבורים. רוב החוטים הם שחורים, אדומים או צהובים, אבל יש עוד כמה. אנחנו מחפשים כעת חוט ירוק. אמור להיות רק אחד כזה. נתקו אותו מהמחבר בו הוא תקוע, נתקו גם חוט שחור אחד כלשהו (השחורים הם GND), חשפו את הקצוות וחברו בין השניים באמצעות מפסק דו-מצבי (ON/OFF). כל עוד יש קצר בין השניים הספק אמור לפעול, וכשהם מתנתקים הוא מפסיק. אפשר כמובן גם להלחים אותם זה לזה ולשלוט בהפעלה באמצעות חיבור וניתוק מהקיר, או עם המתג האחורי שיש בחלק מהספקים.

שלב 3: אינדיקטור

בעיקרון, אפשר לדעת מתי הספק פועל לפי פעולת המאוורר. אבל מה קורה אם המאוורר מתקלקל, או שעובדים בסביבה רועשת? כדי למנוע בלבול וכאבי לב, כדאי להוסיף אינדיקציה חזותית לפעולה, יעני נורית LED. לשם כך נחטוף חוט ייעודי נוסף, שברוב מהמקרים הוא אפור אבל לפעמים חום. איך יודעים? חפשו את המדבקה על צד ספק הכוח, שמסבירה את קוד הצבעים העיקרי. החוט המבוקש יכול להיקרא שם POK (כלומר Power OK), או PG Signal (כנראה Power Good). חברו אותו לרגל הפלוס של נורית LED דרך נגד – נהוג להמליץ על 330 אום אבל נראה שגם 220 יעשו את העבודה – ואת רגל המינוס לחוט שחור. אם הכל תקין, נורית ה-LED תאיר כל עוד ספק הכוח פועל.

Switch and LED
מפסק הפעלה ואינדיקטור מאולתרים בספק כוח

שלב 4: לעבודה

כדי להפעיל את האלקטרוניקה שלכם, קחו זוגות חוטים מהצמות של ספק הכוח והלחימו להם פינים, מתאמים, "תנינים" או כל אלמנט אחר שמתאים. החוטים השחורים הם כאמור ה-GND, והצבעוניים מספקים מתח לפי קוד הצבעים הבא:

  • צהוב – 12V
  • אדום – 5V
  • כתום – 3.3V

אלה המתחים העיקריים שניעזר בהם, וכל עוד הצבעים נכונים, לא משנה מאיזה חיבור בדיוק הגיע כל חוט – אפשר לערבב בכיף. מי שרוצה לדעת מה נותנים החוטים בצבעים האחרים מוזמן להסתכל כאן (תודה למור מקבוצת הפייסבוק של קהילת הארדואינו הישראלית על הקישור).

שלב 5: דקורציה

מה שהצגתי כאן הוא כמובן המינימום ההכרחי בלבד. אפשר להגדיל ראש ולהכין לכל העסק קופסה יפה, לשלב את המפסק ונורית ה-LED במארז המתכת, לאחד את כל החוטים מאותו צבע ליציאות מסודרות כמו בספקי כוח שולחניים מקצועיים וכן הלאה.

אל תשכחו לשים את הספק במקום מאוורר, רחוק מילדים קטנים ומפיסות מתכת קטנות שעלולות לחדור פנימה ולקצר משהו. בהצלחה!

 

22 תגובות בנושא “חשמל להמונים”

  1. תודה רבה על הפוסט היום זרקנו מחשב ישן לזבל ונזכרתי בפוסט אז אנחנו שומרים את הספק ונסדר אותו בימים הקרובים

  2. שלום חברים
    טוב ראשית תודה על הסבר מאיר עיניים
    וכן החזרתם אותי לתיכון שלפני כמה עשורים – אז תודה

  3. רשומה יפה , אבל מציע עוד משהו.
    כידוע ,מתח הוא הפרש פוטנציאלים בין המתח הגבוה(שיסומן כ : +) למתח הנמוך יותר (שיסומן כ: -) ,לכן ניתן לקבל:
    24V על ידי חיבור בין (-12) ל (+12) ,
    9V על ידי חיבור בין (+12V) ל (+3V) ,
    2V על ידי חיבור בין (+5V) ל (+3V),
    וכך הלאה.

    תודה על הפוסט המאיר עיניים ביעילותו ופשטותו.

      1. עדכון קטן, למי שיקרא את זה בעתיד: שילוב של זוגות חוטים ללא GND כדי לקבל "מתחי ביניים" למיניהם לא מומלץ: הספק לא יהיה מסוגל להעביר דרכם זרם משמעותי, ועלול להיגרם נזק למערכת ו/או לספק. טכניקה כזו מתאימה כשמעוניינים בעיקר במתח עצמו, ולא בזרם – למשל לצורכי השוואות במעגלים, הפעלה של רכיבים בעלי צריכה נמוכה מאד וכדומה.

  4. לשליטה על מנועים עם מתח גבוה יש צורך בדרייברים. קיימים דרייברים מכל הסוגים: מנועי dc brush,dc brushless,ac. לרוב הדרייברים האלה בנוים עם כניסת PWM שניתן להוציא מארדואינו (analogwrite) שמכתיבה את מהירות הסיבוב.

    במיוחד כשמדובר על מנועי AC או DC BRUSHLESS המעגל שמרכיב את הדרייבר הינו מעגל די מסובך שקשה לבנות לבד מרכיבים בסיסיים וגם המחיר שלהם די יקר (תלת ספרתי).

    אפשר להשיג די בקלות מנועים לזרם ישר עם הספקים די גבוהים (למשל מנועים של מגבים ברכב) ומומנט די חזק ואז ניתן להשיג דרייברים הרבה יותר בזול. לחברת ארדואינו עצמה יש דרייברים שמותאמים ללוח שלהם בהרכבה פשוטה (אם כי נראה לה שהם די מוגבלים בהספק שלהם)

  5. שלום עידו,
    אני אלקטרונאי בעברי ובניתי כמה וכמה פרויקטים מורכבים בתיכון ולאחריו. חיפשתי ספק כח שיכול לספק 12V בזרם של 5A לפחות ובאמת עלה לי הרעיון לקחת ספק כח ישן של מחשב. אממה- הוא לא עובד בלי לוח האם. וכאן אתה נכנס לתמונה. חיפשתי בגוגל ובאחד הראשונים הופיע הפוסט הזה. ואכן- אחד לאחד כל מה שאמרת עובד!!! ועכשיו יש לי ספק כח פראי ביותר!!! תודה 🙂

      1. שאלה שלא לגמרי קשורה… איך אני יודע באיזה טרנזיסטור להשתמש בפרוייקט כשאני רוצה לעבוד עם מתח גבוה? יש לי רעיון לשלוט בעזרת נגד משתנה וטרנזיסטור, על מהירות של מנוע זרם חילופין (50 Hz, מתח 230V) שפירקתי ממכונת כביסה אבל לא מ צאתי בשום מקום איך יודעים איזה טרנזיסטור צריך…

        1. לעבודות כאלה עדיף לעבוד עם Relay או מצמדים אופטיים מאסיביים, כדי לצמצם אפשרות זליגה של זרמים שיכולים לטגן את הארדואינו. כדי למנוע מוות מהיר ואכזרי של רכיבים ובני אדם, אני ממליץ בחום לעבוד בליווי צמוד של מישהו שבאמת מבין בדברים האלה, ולקרוא היטב את המפרטים של כל הרכיבים כדי להבטיח שהם יעמדו בעומס.

          1. חשבתי שריליי מאפשר רק חיבור וניתוק של הזרם, לא שליטה על עוצמתו… בכל אופן, לא נתקלת אולי באיזשהו מאמר/הסבר פשוט איך בוחרים את הרכיב המתאים? (חיפשתי באינטרנט אבל לא מצאתי ובאנגלית זה קשה מדיי… 🙂 )
            תודה!

            1. כן, Relay זה למיתוג בלבד (שזו גם פונקציה חשובה כשעובדים עם מנוע :-)). בכל אופן, אני לא מכיר מקור פשוט לעסק הזה, וכשמתעסקים במתחים וזרמים כאלה הנחת העבודה צריכה להיות שזה לא פשוט…

                1. אל תשכח שמנועי זרם חילופין אינם עובדים כלל וכלל כמו מנועי אלקטרוניקה (שעובדים על מתח יש ונמוך), ברוב המקרים, אין לך צורך לעשות מניפולציות למתח אלה שלמנוע יש כמה יציאות אשר כולם מקבלות אותו מתח ומהירות המנוע נקבעת עפ"י איזה יציאה מופעלת (יציאה אחת ל100rpm אחרת ל50rpm וכן הלאה..). אבל כמו שעידו אמר, באמת שכדי לך לעבוד עם זה עם מישהו שיש לו מוסג בדברים האלו, רצוי אפילו רישיון חשמלאי. מתח גבוה זה לא צחוק…

    1. אני מתחיל בתחום של ה Arduino ויש לי שאלה פשוטה , איך הארדואינו
      ישלוט על מתחים מעל 5V אם מתח ההזנה המקסימלי זה 5V ?

      1. המתחים הגבוהים באים ממקור אחר, והארדואינו שולט ברכיבים חיצוניים שמתפעלים את המתחים האלה (ראה בתגובות למעלה).

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *