开源项目！大佬教你DIY一台精美的台式电源

*附件：介绍手册.pdf

给大家展示一个强大的DIY项目：台式电源。除了使用的 PSU 是从旧的 Ender 3 打印机中提取的外，所有东西都完全是从头开始制作的。

这个项目中使用 ZK-4KX DC-DC 降压升压转换器模块：一个电压范围为 0.5–30V 和 4A 的可调稳压电源模块。它可用于许多与电源相关的应用，例如太阳能电池充电，用作驱动高功率 LED 的升压转换器，甚至用于创建台式电源。

ZK-4X 需要一个 0 到 30V 的模块，提供稳压或升压的电压和电流;因此，这里需要添加一个电源，我们能够从 Ender 3 3D 打印机中恢复它。该电源是一个 24V、10A SMPS。

创建了一个具有磁通电容器设计的 PCB，以为我们的项目添加一些视觉元素。它有几个 SMD LED，可以像磁通电容器一样连续显示动画。Attiny85 微控制器驱动所有 LED，SMPS 24V 电源为该 PCB 供电。

添加了一个带有保险丝座的 Power INLET 盒，以及一些香蕉针连接器和其他东西，这些都在 Instructables 中列了清晰的表单，所以让我们开始搭建吧。

所需材料

下面这些是这个DIY项目中使用到的材料：

定制 PCB（由 PCBWAY 提供）
ZK-4KX DC DC 降压升压模块
24V 10A 开关电源
Attiny85
绿色 0603 封装 LED
10K 电阻器 0805 封装
8205S MOSFET 集成电路
ON OFF 开关 6 针
ON OFF 拨动开关 SPDT 旋钮型
香蕉针连接器，公头和母头
电源入口：240V 10A
电阻器 1K 2512 封装
7V - 26V DC DC 降压模块 5V 输出

第 1 步：ZK-4KX DC-DC 降压升压模块

该项目的核心是 ZK-4KX DC DC 降压升压转换器，这是一款 0.5–30V 4A 电源模块可调稳压电源，具有 LCD 可显示输入/输出电压、输出电流、输出功率、输出容量/输出时间，以及许多关键特性，如 88% 的良好转换效率、稳定的 3A 输出电流、输入和输出反向保护等。

规格：

输入电压：5.0–30 伏
输出电压：0.5–30 伏
输出电流：可长期稳定工作在3A，在增强散热下可达4A
输出功率：自然散热，35W;加强散热，50W
电压显示分辨率：0.01V
当前显示分辨率：0.001A
转换效率：约 88%
软启动：是（大功率时，启动时负载模块可能会失效）
保护机制：
输入防反接
输出：防反向灌溉
输入欠压保护（4.8–30 V 可调，默认 4.8 V）
输出过压保护（0.5–31 V 可调，默认 31V）
输出过流保护 0-4.1A（可调，默认 4.1A）
过功率保护（0-50w可调，默认50W）
过热保护（80-110°C 可调，默认 110°C）
超时保护（0–100 小时可调，默认关闭）
超大容量保护（0–60 ah 可调，默认关闭）
工作频率：180 kHz

如何使用：

该设备通过为其输入端子供电来运行，但是为了打开输出端子，必须点击 Rotary Encoder 按钮。输出端子的电压可以通过使用旋转编码器进行设置。

SET 按钮有两个主要功能，分别是：按一次表示已使用的 Ah 量，按两次表示负载已使用的 A 量。第三次点击将其更改回负载消耗的 mA，第四次点击显示负载消耗的 W 。

U/I 按钮用于设置电压和恒定电流。可以看出，输出电压值的某个数字在闪烁。向左和向右旋转编码器以调整大调和小调。短按旋转编码器以选择要设置的输出电压位。设置完成后，按 U/I 键 2 次返回正常界面。或停止运行 10 秒后自动返回正常界面。

*附件：介绍手册.pdf

第 2 步：选择电源

使用旧的 3D 打印机（Ender 3）的 24V/10A 电源作为我们的电源，该电源为 24V 伺服电机供电。鉴于 ZK-4KX 模块只允许高达 30V 的电压，因此 24V PSU 非常适合这种情况。

更具体地说，这种供应是由 Chengliang 制造的;它是一个 360W 24V PSU，最大输出电流为 15A，但我只能在 10V 下从中提取最大 24A 的电流。但是，它可以完美地作为我们项目的 PSU。

它甚至还有一个集成风扇来冷却 PSU 的内部组件。

除了 PSU 之外，还拆除了 ender 3 的电源入口，将其用作台式电源项目的 PSU 入口。

第 3 步：3D打印设计

图片.png

台式电源的主体由三个主要部分组成，这些部分相互连接以形成一个单一的内聚体。

ZK-4KX 转换器模块和四个香蕉针母插座被添加到输出部分，该部分的正面也有一个开关旋钮。

然后是 Power In 部分，其中包含 Power INLET 插座。

此外，在输出侧部分和部分电源之间连接，有一个将两个部分连接在一起的中间部分。

在输出部分和电源部分内部使用了一些安装肋，以便在将 PSU 添加到设置后将其固定到位。

此外，在 Middle 和 Power IN 部分的正面添加了定制 PCB。在此 PCB 上，将放置 LED 以创建一个以磁通电容器为模型的美观灯板。

这些模型是使用 Fusion360 创建的，并使用三种不同的 PLA 颜色（白色、灰色和黑色）进行 3D 打印。

*附件：3D打印资料.7z

第 4 步：磁通量电容器

磁通电容器电路最初设计时，与我几年前所做的原始项目相比，有一个重大变化：我们增加了五个负载，而不是原来的四个 LED 负载。

为了给三个并联的 LED 供电，在这个例子中增加了 5 个 N 沟道 MOSFET （8205S）。Attiny85 的 I/O 引脚通过电阻器连接到每个 MOSFET 的栅极。

该器件通过连接到 VCC 的按钮开关打开或关闭。为了进一步限制流向 LED 的电流，在这种情况下，我们包括一个负载电阻器。一个 1K 电阻器被用于 2512 的封装中。

至于 PCB 轮廓，使用 Cad 文件中制作的布局来制作电路板轮廓并定位安装孔。

然后设计 PCB，并将每个组件放置在板上。LED 呈 Y 形放置，类似于磁通电容器。

第 5 步：PCB板制作

完成 PCB 设计后，导出 Gerber 数据并将其发送到 PCBWAY 进行打板。我们订购了白色丝网印刷 LED 板，下订单后，一周内就收到了 PCB，PCB 质量非常好。

第 6 步：PCB 组装过程

PCB 组装过程首先向每个元件焊盘添加焊膏，将每个 SMD 元件放置在适当的位置后对其进行组装，之后，将电路板放在 PCB 热板回流热板上，这会将 PCB 的温度从下方提高到焊膏熔化的程度，从而允许将组件焊接到它们的焊盘上。最后，将 Push Switch 和 DIP8 Socket 放在适当的位置，并使用烙铁焊接相应的焊盘。

第 7 步：CODE 和烧录过程

这是我们用于此项目的基本代码，Attiny85 的五个 I/O 引脚（D0、D1、D2、D3、D4）连接到正在使用的五个输出中的每一个。

这是一张追逐草图，它展示了一种波浪状的运动，其中光线似乎通过依次一个接地切换 LED 来来回移动。

int pinsCount=5;                        // declaring the integer variable pinsCount
int pins[] = {0,1,2,3,4};          // declaring the array pins[]
void setup() {
pinMode(0, OUTPUT);
pinMode(1, OUTPUT);
pinMode(2, OUTPUT);
pinMode(3, OUTPUT);
pinMode(4, OUTPUT);
}
void loop() {
for (int i=0; i<pinsCount; i=i+1){    // chasing right
digitalWrite(pins[i], HIGH);         // switching the LED at index i on
delay(70);                          // stopping the program for 100 milliseconds
digitalWrite(pins[i], LOW);          // switching the LED at index i off
}
for (int i=pinsCount-1; i>0; i=i-1){   // chasing left (except the outer leds)
digitalWrite(pins[i], HIGH);         // switching the LED at index i on
delay(70);                          // stopping the program for 100 milliseconds
digitalWrite(pins[i], LOW);          // switching the LED at index i off
}
}

烧写过程

在这里，首先将 Attiy85 安装在扩展板的 DIP8 Socket 上。（请注意，ISP Shield 上的 Arduino Nano 上闪烁了 ISP 草图。通过转到以下链接为 Arduino 安装 Attiny85 Core 文件：https://github.com/SpenceKonde/ATTinyCore

安装并设置核心文件后，转到工具菜单并选择板载的 Attiny85。将 B.O.D 设置为 1.8V，并选择编程器为“Arduino as ISP”。然后烧录 bootloader，烧录最多需要 30 秒。烧录引导加载程序后，从 sketch 菜单中选择 “Upload using programmer” 将草图上传到 Attiny85。ISP 刷机方式不支持常规上传方式。

第 8 步：磁通电容器板的电源

我们使用 DC-DC Buck 转换器模块，该模块在 7–26V 下运行，可提供恒定的 5V，从 24V 电源为磁通电容器（5V 器件）供电。使用烙铁为模块的输入和输出添加电线，然后将 DC DC Buck 模块的输出线连接到磁通电容器板的 VCC 和 GND。

第 9 步：基本设置

图片.png

先将电源入口的带电、中性线和地线添加到 PSU Live 中性线和接地端口，使用万用表测量 SPMS 的输出，以查看设置是否正常工作。接下来，我们将 DC-DC 模块的输入线连接到电源的 GND 和 24V + 端口。磁通电容器板以这种方式供电。

以类似的方式添加了 ZK-4KX 模块与 24V+ 和 GND 的输入连接。将万用表的正负极探头连接到 ZK-4KX 模块的输出连接器，以测量 ZK-4KX 板的输出电压。当 Power Inlet 开关打开时，ZK-4KX 和磁通电容器似乎都可以正常工作。转动 ZK-4KX 模块的旋钮，看到万用表显示的读数与模块屏幕上显示的读数相同。

设置好了之后，就可以开始组装了。

第 10 步：组装过程：输出部分

图片.png

组装过程从设置输出部分并将 ZK-4KX 模块插入指定的主体插槽开始。

接下来，将香蕉针母连接器插入机身的四个孔中，并用提供的 M4 螺母将其拧紧。香蕉引脚有一个类似垫圈的部分，可以将电线焊接到上面并在上面进行连接。为此，通过焊接焊盘将两个垫圈连接在一起。然后，添加了额外的电线，将垫圈线组件连接到 ZK-4KX 转换器模块的输出端子。

总共创建两个 washer-wire 组件，每个组件都位于已插入到输出部分主体的香蕉引脚后面。香蕉引脚将通过这两个垫圈线组件连接到 ZK-4KX 模块的正负输出端子。然后将拨动开关插入并拧紧到身体的指定孔中。接下来，将拨动开关连接到 ZK-4KX 模块。开关断开将模块输入连接到电源的正极线。

第 11 步：组装过程：电源输入部分

图片.png

从电源入口开始，用两个 M3 螺钉固定，开始组装电源输入部分。使用 6 个 m2 螺钉（3 个在底部，3 个在顶部），然后将中间部分和电源输入部分连接起来。然后在 Power Input - 中间部分组装部分的正面，将磁通电容器 PCB 放置在适当的位置。磁通电容器 PCB 使用四个 M2 螺钉固定到其位置。

第 12 步：最终组装

图片.png

带电的中性线和地线连接到 SMPS 端子以启动最终组装过程，其中包括将 SMPS 连接到电源输入部分。然后将 DC-DC 降压模块的正负极连接到 SMPS 的 +24V 和 GND 端子。（磁通电容 PCB 由 DC-DC Buck 转换器供电。把 ZK-4KX 的输入端子连接到 SMPS 的 24V + 和 GND 输入。接线完成，把 SMPS 滑入电源输入部分。在 power input 部分添加了 output 部分，SMPS 介于这两个部分之间，使用 6 个 M2 螺钉将两个部分连接在一起，组装完成。