Uno splendido alimentatore da laboratorio regolabile. Un gioiello d'indubbia utilità che ogni laboratorio elettronico, semplice o sofisticato, dovrebbe possederne almeno uno. Vediamone, assieme, le caratteristiche e i dettagli tecnici. Terzo premio del contest!
Introduzione
L'alimentatore da laboratorio VOLTCRAFT TOPS-3205, osservabile in figura 1, fornisce una tensione regolabile di uscita in corrente continua compresa tra 1 VDC e 20 VDC, con corrente regolabile tra 0.25 A e 5 A e potenza di 100 W. Sono disponibili anche due ulteriori uscite USB ad alta potenza con una corrente massima d'uscita di 1.8 A. I parametri di tensione e di corrente dell'uscita vengono visualizzati su display. Inoltre, viene visualizzata anche la corrente di uscita delle due porte USB. La tensione e la corrente in uscita possono essere regolate con molta accuratezza mediante una funzione di controllo grossolana e una di precisione. Le uscite in CC possono essere disattivate tramite un pulsante.
Figura 1: l'alimentatore VOLTCRAFT TOPS-3205, terzo premio del Contest
Caratteristiche e dati tecnici
Di seguito è possibile esaminare le caratteristiche salienti dell'alimentatore. Si tratta di dati tecnici estremamente interessanti:
- tipo: TOPS-3205;
- numero uscite: 3x;
- potenza in uscita: 100 W;
- tecnologia Switching;
- caratteristiche OVP, design sottile;
- peso: 2 kg;
- altezza: 150 mm;
- lunghezza - profondità: 250 mm;
- larghezza: 70 mm;
- tensione d'ingresso: 115 V/AC oppure 230 V/AC;
- uscite presa 4 mm, USB;
- allacciamento alla rete IEC 320 C14;
- output: jacks 4 mm e 2 x USB;
- corrente max. all'uscita 2: 1.8 A;
- corrente max. all'uscita 3: 1.8 A;
- corrente di uscita max: 5 A;
- corrente di uscita (min): 0.25 A;
- tensione massima all'uscita 2: 5 V/DC;
- tensione massima all'uscita 3: 5 V/DC;
- tensione di uscita (max.): 20 V/DC;
- uscita di alimentazione (min): 1 V/DC;
- risoluzione delle uscite: 0.01 V e 0.001 A;
- precisione dell'indicazione "V": < 5 V: +/- 0.05 V e >= 5 V: +/- 0,2% + 0.05 V;
- precisione dell'indicazione "A": <= 1 A: +/-0.015 A e > 1 A: +/- 0,5% + 0.006 A;
- ingressi IEC 320 C14;
- tipo: Switching;
- ondulazione residua: 120 mV;
- regolazione di rete: 25 mV;
- regolazione del carico: 70 mV;
- tipo prodotto: alimentatore da laboratorio regolabile;
- modalità di tensione costante (CV);
- modalità a corrente costante (CC);
- funzionamento silenzioso per convezione;
- protetto da sovraccarico, corto circuito e surriscaldamento;
- uscita DC protetta da sovratensione (OVP);
- limitazione di corrente senza corto circuito con uscita regolabile;
- display LCD illuminato;
- fattore di potenza (PFC attivo): >0,9;
- fusibile di rete 5 x 20 mm a filo sottile T2A/250 V ritardato;
- temperatura operativa: da +5°C a +40°C;
- umidità relativa: max. 85%, senza condensa;
- massima altitudine di funzionamento: 2000 metri sul livello del mare;
- correzione attiva del fattore di potenza (PFC).
La scelta della tensione e corrente operativa avviene per gradi tramite la rotazione di una manopola digitale. Con la pressione sulla manopola può essere attivata la regolazione di precisione. Ciò consente l’impostazione rapida e precisa del valore finale desiderato. I valori selezionati sono visualizzati su un display a LED ad alto contrasto. Il dispositivo può operare in estrema sicurezza, anche in caso di errori operativi. Esso è, infatti, protetto da sovraccarico e da cortocircuiti e include un interruttore di sicurezza con controllo della temperatura. Inoltre, l’uscita CC è protetta da sovratensione (OVP). L'alimentatore è conforme alla classe di protezione 1.
Contenuto della confezione
La confezione contiene:
- l'alimentatore;
- i cavi di connessione DC con morsetti a coccodrillo;
- il cavo d'alimentazione;
- le istruzioni.
Uno sguardo da vicino
Come si evince dalla figura 2, l'alimentatore è corredato da prese, cursori, manopole e altri controlli che consentono di usare al meglio il dispositivo. A ogni modo, l'estrema semplicità di utilizzo del dispositivo lo rendono adatto a qualunque tipologia di utenza. Ecco, di seguito, le funzionalità dei vari elementi:
- display;
- tasto per l'attivazione e la disattivazione delle uscite CC;
- presa di sicurezza da 4 mm "Linea di terra" (massa di riferimento);
- presa di sicurezza da 4 mm per uscita CC "Polo negativo" (-);
- presa di sicurezza da 4 mm per uscita CC "Polo positivo" (+);
- regolatore per l'impostazione della tensione in uscita, "VOLTAGE";
- regolatore per l'impostazione della corrente d'uscita massima, "CURRENT";
- uscita USB "1" ad alte prestazioni;
- uscita USB "2" ad alte prestazioni;
- porta fusibile per fusibile di rete (lato posteriore dispositivo);
- presa IEC Schuko (lato posteriore dispositivo), IEC 320 C14;
- occhielli per sicurezza antifurto con blocco del cavo;
- interruttore per la messa in funzione (I = ON / O = OFF);
- impugnatura.
Figura 2: le varie parti dell'alimentatore
Un alimentatore molto sicuro
L'aspetto della sicurezza e della protezione è uno dei punti di forza dell'articolo esaminato in questa sede. L’uscita CC dell’alimentatore è galvanicamente separata e ha un isolamento con la tensione di rete. In uscita viene erogata una bassa tensione regolabile. Le manopole di regolazione sono controllate in modo digitale e permettono l'impostazione diretta delle singole posizioni decimali, dopo una leggera pressione sul regolatore. La rotazione in senso orario aumenta il valore dell’impostazione. Anche il limite di corrente può essere regolato. Per l’impostazione della corrente non è necessario alcun ponticello di cortocircuito sull’uscita. La tensione di uscita (V) e l'amperaggio specificato (A) appaiono sul display (1). Su entrambe le uscite USB AUX.1 e AUX.2 possono essere collegati due carichi USB a prescindere dalla tensione selezionata sull’alimentatore. Il raffreddamento del dispositivo avviene in modo passivo, per convezione. A tale scopo occorre assicurare un buon flusso d’aria e uno spazio laterale sufficiente che possa permettere, appunto, l'adeguato grado di ventilazione del dispositivo. Se si supera il limite di corrente preimpostato, sia per un sovraccarico o un cortocircuito, la tensione di uscita viene adeguata e regolata elettronicamente per evitare danni all’alimentatore e il display provvede a fornire un'opportuna segnalazione.
Come regolare la tensione d'uscita
La regolazione della tensione di alimentazione è un'operazione estremamente semplice. Tuttavia è bene sempre seguire alcune facili regole. Dopo aver scollegato qualsiasi carico in uscita e avviato l'alimentatore, si deve regolare la manopola della corrente (7) in senso orario, quindi si può impostare la tensione di uscita approssimativa desiderata con il relativo regolatore d'impostazione (6). Una breve pressione sulla stessa manopola permette di accedere al menù d'impostazione. La prima posizione decimale dell’indicazione della tensione "V" inizia a lampeggiare. Il valore di tale cifra decimale può essere impostato attraverso la rotazione della manopola. Una nuova breve rotazione permette di passare alla posizione decimale successiva. Si deve eseguire tale manovra fino a quando si raggiunge il valore di tensione desiderato. Dopo alcuni secondi l’alimentatore torna alla modalità di funzionamento normale.
Come impostare la corrente massima d'uscita
Anche l'impostazione dei parametri relativi alla corrente erogata risulta molto facile. Per questo scopo occorre impostare, innanzitutto, la tensione di uscita, come descritto in precedenza. Quindi si deve impostare il limite di corrente desiderato con la relativa manopola (7). Una breve pressione sulla stessa permette di accedere al relativo menù d'impostazione. La prima posizione decimale dell’indicazione di corrente "A" inizia a lampeggiare. Il valore di questa posizione decimale può essere impostato attraverso la rotazione della manopola. Una nuova breve rotazione permette di passare alla posizione decimale successiva. Si deve continuare questa manovra fino a quando non si raggiunge il valore di corrente desiderato. Per controllare l’impostazione della corrente si deve premere brevemente la manopola di regolazione e il valore per il limite di corrente viene visualizzato sul display. Se non si desidera impostare dei limiti di corrente occorre programmare il valore di corrente massimo per non limitare il funzionamento dell’alimentatore.
Le uscite possono essere attivate o disattivate
E' possibile agire immediatamente sulla fornitura di energia alle uscite. La possibilità d'interrompere il flusso di corrente è, infatti, una caratteristica molto importante, specialmente per lo sperimentatore. Sia l'uscita regolabile che quelle USB possono essere attivate o disattivate attraverso la pressione dei tasti. Lo stato logico è rappresentato sul display con due diversi simboli, simili a quelli degli interruttori elettrici e mostrati in figura 3.
Figura 3: lo stato delle uscite è rappresentato sul display con due diversi simboli
Premendo brevemente, infatti, il tasto "OUTPUT" (2) è possibile attivare o disattivare l’uscita regolabile. Inoltre, premendo a lungo lo stesso tasto per circa tre secondi, tutte le uscite (sia quella regolabile che le due USB) sono disattivate. Premendo brevemente il tasto si attivano nuovamente tutte le uscite.
>>>Leggi anche: Alimentatore da laboratorio regolabile 45 W
Conclusioni
L'alimentatore regolabile, appena visto nell'articolo, è un'apparecchiatura d'indubbio valore. La sua presenza in un laboratorio, sia hobbistico che professionale, accresce sicuramente il suo valore. La necessità di disporre di una tensione perfettamente stabilizzata e regolabile è un'esigenza praticamente universale e il fatto che essa possa essere attinta da un dispositivo estremamente sicuro e protetto, è indubbiamente un valore aggiunto.
Un dispositivo che non dovrebbe mancare nei laboratori perché dotato di elevata precisione, qualità e sicurezza.
Realmente molto bello. A me appassiona sempre la costruzione e la realizzazione di strumentazione elettronica, ma averne uno già pronto e certificato nel proprio laboratorio è un fattore molto interessante.
Uno dei miei alimentatori switching “da banco”, come per tanti appassionati di elettronica e DIY, è stato ricavato da un vecchio ATX per PC desktop, da cui ho reso fruibili esternamente le consuete e costanti tensioni 12V, 5V e 3,3V, e un’uscita variabile tramite un modulo pre-assemblato DC-DC buck basato sull’ormai famigerato LM2596. Questa divagazione non vuole assolutamente avere la presunzione di mettere a confronto un tale “accrocchio” con l’alimentatore da laboratorio regolabile presentato nell’articolo.
Dal punto di vista tecnico, guardando alle specifiche, è quanto di più completo si possa pensare per un alimentatore da laboratorio, sia per ambito maker che professionale. Tra le caratteristiche, le più apprezzate sono sicuramente la regolazione della corrente e la misura in corrente sulle prese USB, oltre ovviamente alle stesse prese USB che possono tornare sempre utili (mi viene da pensare all’alimentazione fuori PC di schede Arduino e similari tramite cavo USB o meglio ancora di schede Raspberry PI + hub usb ad alta potenza per carichi tipo HDD esterni di vecchia generazione).
Per chi ha necessità di operare con circuiti analogici low noise, la versione lineare LPS1153 della serie LPS presentato in un articolo precedente, rappresenta sicuramente la scelta più azzeccata. Anche se più pesante, voluminoso e con range di variazione delle tensioni e correnti inferiori rispetto al modello switching dell’articolo, il modello lineare, operando alla frequenza di rete raddoppiata a 100Hz, evita l’insorgere di rumore o di frequenze di risonanza sui circuiti analogici.
Ho dato un’occhiata al prezzo e devo ammettere che è molto allettante se confrontato con le specifiche tecniche riportate in questo articolo. Vedo che ormai si riescono a trovare degli strumenti ottimi accessibili a tutte le tasche e devo dire che Conrad fornisce altri strumenti da laboratorio per niente male. Insomma, a quanto pare con un piccolo investimento economico anche semplici appassionati di elettronica oggi possono mettere in piedi un laboratorio di tutto rispetto. Ho conosciuto Conrad grazie a questi sito e credo che diverrò un loro assiduo cliente. Grazie per questo articolo. Continuate a farci conoscere realtà di questo tipo!