تبدیل ATX PSU به منبع تغذیه آزمایشگاهی 

می‌توان از منبع تغذیه ATX PSU از یک کامپیوتر قدیمی به عنوان منبع تغذیه آزمایشگاهی برای ارائه 5 ولت استفاده کرد اما محدودیت‌هایی وجود دارد.

واحد تغذیه توان (PSU) کامپیوتر استاندارد، 110 ولت یا 220 ولت AC (جریان متناوب) ورودی را به ولتاژ‌های خروجی DC گوناگون (جریان مستقیم) مناسب برای توان رسانی به اجزای داخلی کامپیوتر تبدیل می‌کند و امکان تبدیل ATX PSU به یک تغذیه توان میزی وجود دارد.

منبع تغذیه آزمایشگاهی

اکثر PSU‌های کامپیوتر از محدوده نزدیک 150 وات تا بالای 500 وات هستند بنابراین مقدار زیادی توان وجود دارد. اتصال‌گر استاندارد ATX اصلی استفاده شده برای توان‌دار کردن برد اصلی، یک Molex (مولکس) 20 پینی واحد بود که دارای تمام ولتاژ‌های مورد نیاز 12+ VDC و 5+ VDC با جریان‌های خروجی عظیم و حفاظت مدار اتصال کوتاه همانند یک سیم توان–روشن است که به نرم‌افزار PC‌ها امکان “خاموش” کردن PSU در هنگام خاموش‌شدن را می‌دهد.

در ابتدا و مهم‌تر از همه قبل از شروع به تبدیل ATX PSU، مطمئن شوید که PSU از تغذیه اصلی جدا شده است و اجازه دهید تا برای دقایقی قبل از شروع کردن بدون اتصال بماند تا تخلیه شود. این مهم است! زیرا که ممکن است هنگامیکه تصمیم بگیرید تا آن را جدا کنید به دلیل ولتاژ‌های بالای درون PSU منجر به یک موقعیت خطرناک و یا حتی کشنده شود. همچنین مطمئن شوید که جعبه فلزی PSU به درستی به زمین وصل شده است. شما خود مسئول ایمنی خودتان هستید!

ما به سادگی نمی‌توانیم PSU را به تغذیه اصلی وصل کنیم و انتظار داشته باشیم تا خروجی مورد نیاز 5 یا 12 ولت را به‌دست آوریم. واحد تغذیه توان PC استاندارد دارای دو دستورالعمل ایمنی است که از “روشن” شدن آن بدون الحاق برد اصلی ممانعت می‌کند.

 شماره1، PSU نیازمند یک سیگنال ولتاژ صفر ” توان-روشن” برای شروع، مشابه با سوئیچ “روشن-خاموش” در جلوی یک PC است.

 شماره 2، برای تنظیم صحیح ولتاژ خروجی 5+ ولت، PSU نیازمند داشتن نوعی بار الحاقی حداقل 5 وات برای تحریک PSU برای در نظر گرفتن الحاقی آن به برد اصلی است.

متاسفانه نمی‌توان سیم‌ها را به صورت باز رها کرد، خوشبختانه هر دو این مورد به راحتی قابل حل هستند.

سیم‌های رنگی مختلفی که به اتصال‌گر ATX بیست پینی وصل شده‌اند وجود دارد که خروجی‌های ولتاژ گوناگونی را مهیا می‌کنند مانند 5- ولت، 12- ولت، 12+ ولت، 5+ ولت، 3.3+ ولت و همانند تعدادی سیم زمین سیاه و یک جفت سیم واحد که در تصویر زیر همراه با کد رنگ و توضیح نشان داده شده‌اند.

اتصال‌گر ATX مولکس 20 پینی

خروجی‌های پین رابط 20 پینی با رنگ‌های سیم‌های استفاده شده در یک رابط ATX PSU استاندارد در زیر آورده شده است.

تعدادی روش برای تبدیل یک واحد تغذیه توان ATX کامپیوتر استاندارد به یک تغذیه توان روی میز قابل استفاده وجود دارد. می‌توان رابط مولکس 20 پینی را متصل نگه داشت و مستقیما به آن وصل و یا کاملا قطع کرد و سیم‌های مستقل را با یکدیگر یکی کرد و رنگ‌های مشابه را با یکدیگر همانند قرمز به قرمز، سیاه به سیاه و غیره یکی کرد.

من رابط را قطع کردم تا به سیم‌های مستقل دسترسی داشته باشم و آن‌ها را به یک رشته رابطه پیچ وصل کردم تا به من یک خروجی آمپراژ بالاتر برای هر دو تغذیه 5+ ولت و 12+ ولت ارائه دهد. می‌توان سیم‌هایی با رنگ یکسان را با استفاده از رابط‌ها به هم وصل کرد. لازم است تا بعضی از سیم‌های رنگی مستقل دیگر را جدا از یکدیگر نگه داشت که دلیل آن در زیر به صورت کامل ارائه شده است.

برای راه‌اندازی یک PSU مستقل برای اهداف تست یا به عنوان یک تغذیه توان میزی، لازم است تا پین 14 سبز (توان-روشن) را به یکی از سیم‌های سیاه مشترک (زمین) وصل کنیم که بدین ترتیب برد اصلی به تغذیه توان اجازه “روشن” شدن را می‌دهد. خوشبختانه، پین 15- سیاه روبروی آن است، بنابراین من یک سوئیچ را بین سیگنال توان-روشن/ (پین 14) و زمین (پین 15) وصل کردم. هنگامیکه پین 14 به صورت لحظه‌ای به زمین از طریق سوئیچ وصل می‌‌شود، تغذیه توان روشن خواهد شد.

سپس نیاز است تا یک بار کوچک را بر خروجی 5+ ولت (سیم‌های قرمز) برای تحریک PSU برای در نظرگرفتن الحاق آن به برد اصلی و نگه داشتن تغذیه توان در حالت “روشن” مهیا کنیم. برای انجام این باید یک مقامت بزرگ 10 اهمی یا کمتر را، با یک محدوده توان استاندارد 5 وات تا 10 وات در دوسر خروجی 5+ ولت با استفاده از تنها یک مجموعه از سیم‌های سیاه و قرمز، پین 3 و 4 وصل می‌کنیم.

از قانون اهم به خاطر داریم که توان (P) توسعه‌یافته در یک مقاومت توسط رابطه P=I²R یا P=V²/R  ارائه شده است به طوریکه: P = توان گسترش یافته در مقاومت در واحد وات(W)،I= جریان عبوری از مقاومت در واحد آمپر(A)، R= مقاومت در واحد اهم و V= ولتاژ دو سر مقاومت در واحد ولت (V)است. ولتاژ 5+ ولت خواهد بود و توان مورد نیاز 5 وات یا بالاتر است. سپس هر مقاومت توانی استاندارد زیر 5 اهم کار خواهد کرد. به یاد داشته باشید که این مقاومت داغ خواهد شد! بنابراین مطمئن شوید که آن خارج مسیر است.

در گزینه دیگری که داریم استفاده از پین 8- خاکستری (توان وجود دارد Pwr_Ok) به عنوان یک نمایش بصری برای اینکه PSU به درستی راه‌اندازی شده، است و آماده عمل کردن است. سیگنال Pwr_Ok زمانی که تغذیه توان بعد از اولین راه‌اندازی، ساکن (مستقر) شده است به بالا (5+ ولت) می‌رسد و تمام ولتاژ‌ها در محدوده‌های تحملی مناسب خود هستند. من از یک LED قرمز سری با یک مقاومت محدود‌کننده جریان 220 اهم متصل بین پین 8 و 7 (زمین) برای این چراغ توان آماده، استفاده کرده‌ام، اما هر چیز مشابه نیز عمل خواهد کرد آن تنها یک نشانگر است.

آزمایش تغذیه توان در تبدیل ATX PSU به منبع تغذیه

یکبار که مونتاژ شد شما باید با چیزی شبیه به این خاتمه دهید.

هنگامیکه PSU را به سوکت دیواری وصل می‌کنید، و کلید پشت تغذیه توان را “روشن” می‌کنید (اگر آن تنها یکی دارد)، تنها دو ولتاژ باید در رابط ظاهر شود. یکی پین 14 سیم سبز  Pwr_ON است که 5+ ولت را بر روی آن خواهد داشت. دومی پین 9 سیم بنفش آماده 5+ ولت (5+VSB) است که همچنین باید دارای 5+ ولت بر روی آن باشد.

این ولتاژ اماده، برای شستی‌های کنترل توان برد اصلی، ویژگی روشن کردن LAN و غیره استفاده شده است و نوعا حدود 500 میلی‌آمپر جریان مهیا می‌کند حتی هنگامی که خروجی‌های DC اصلی “خاموش” هستند بنابراین آن می‌تواند به عنوان یک تغذیه 5+ ولت دائمی برای کاربردهای توان کوچک بدون احتیاج به “روشن کردن کامل” PSU سودمند باشد.

بعضی منابع تغذیه ATX 12V جدیدتر ممکن است دارای سیم‌های “سنجش ولتاژ” باشند که نیاز دارند تا به سیم‌های ولتاژ واقعی برای عمل کردن مناسب وصل شوند. در کابل‌های توان اصلی اکنون نیاز دارید تا 3 سیم قرمز (5+ ولت) که همگی متصل به یکدیگر و سه سیم سیاه (صفر ولت) که متصل به یکدیگرهستند، داشته باشید زیرا که دیگر سیم‌ها برای سوئیچ و LED استفاده شده‌اند. اگر نیاز باشد تا قطعات کوچکتر یا بردهای میکرو‌کنترلر را توان‌دار کنیم 3 سیم نارنجی برای ارائه یک خروجی 3.3+ ولت باید به یکدیگر وصل شوند.

اگر شما تنها دو سیم نارنجی داشته باشید، ممکن است به جای یکی یک سیم قهوه‌ای که باید با نارنجی‌ها وصل شود داشته باشیم تا 3.3+ ولت برای ارائه توان به واحد باشد. اگر شما تنها 3 سیم قرمز داشته باشید، سیم دیگر(بعضی اوقات صورتی) باید به آنها وصل شوند. اما ابتدا این را بررسی کنید.

اگر همه چیز خوب بود سپس بهتر است ادامه دهیم و PSU باید به “روشن” تغییر یابد که یک تغذیه توان روی میزی ارزان را ارائه می‌دهد. می‌توان ولتاژ‌های خروجی را با استفاده از یک مولتی‌متر یا اتصال یک چراغ 12 ولتی به سوکت‌های مختلف برای دانستن اینکه PSU کار می‌کند، آزمایش کرد. ترکیبات ولتاژی که می‌تواند توسط PSU خروجی ارائه دهد 24 ولت (12+،12-) 17 ولت (5+،12-)، 12 ولت (12+،0) 10 ولت (5+،5-) 7 ولت (12+،5+) 5 ولت (5+،0) است که باید برای اکثر مدارهای الکترونیکی کافی باشد.

همچنین می‌توان یک تنظیم‌کننده ولتاژ قابل تنظیم LM317، یک پتانسیومتر قابل تنظیم 5k، یک مقاومت 240 اهم را برای بایاس‌کردن و یک جفت از خازن‌های همواره‌کننده را در دوسر تغذیه 12+ ولت برای ارائه یک ولتاژ خروجی قابل تنظیم جداگانه از نزدیک 2 تا 12 ولت وصل کرد، اما این یک ویژگی اضافی است.

رابط ATX مولکس 24 پینی در تبدیل ATX PSU به منبع تغذیه

در کامپیوترهای رو میزی جدیدتر، ورژن 2ATX تغذیه توان استفاده شده است که ATX 12V نامیده می‌شود. رابط 20 پینی قدیمی با یک رابط مولکس 24 پینی بزرگتر یا حتی یک رابط 20+ 4 پینی جایگزین شده است. 4 پین اضافه: دو پین اضافی شماره 11 و 12 12+ ولت (زرد) و 3.3+ ولت (نارنجی) هستند و دو پین اضافی دیگر شماره 23 و 24 5+ ولت( قرمز) و زمین (مشکی) است. رنگ‌ها و خروجی‌های پین ATX 12V در جدول پیش رو برای مرجع داده شده‌اند.

بررسی پین‌های رابط 24 پینی با رنگ‌های سیم‌ها در جدول PSU در زیر آورده شده است.

نوع جدید‌تر PSUهای ATX 12V برای تبدیل مقدار بیشتری محرک هستند زیرا که آنها یک تابع سوئیچ توان “نرم” را استفاده می‌کنند و به یک مقاومت بار بیرونی بزرگتر نیازمندند. برای راه‌اندازی آنها، یا روشن شدن، تغذیه باید به حداقل 20 وات یا 10% توان برای 600 وات به اضافه PSU‌ها باردار شوند. هر چیز زیر این تغذیه توان ممکن است عمل کند اما تنظیم بسیار کوچک زیر 50% خواهد بود.

دوباره ولتاژهایی که توسط این واحد می‌تواند در خروجی تولید شوند همانند قبلی 24ولت (12+،12-)، 17 ولت (5+،12-)، 12 ولت (12+، 0) 10 ولت (5+،5-) 7 ولت (12+،5+) 5 ولت (5+،0) هستند. به خاطر داشته باشید که بعضی از منابع تغذیه ATX 12V با یک رابط برد اصلی 24 پین ممکن است پایه سفید 5- ولت (20 پینی) را نداشته باشند. در این موقعیت اگر احتیاج به یک تغذیه 5- ولت اضافی نیاز دارید از تغذیه‌های توان ATX قدیمی‌تر با یک رابط 20 پینی بالا استفاده کنید.

یک واحد تغذیه کامپیوتر قدیمی برای سازنده الکترونیک یک منبع تغذیه رو‌میزی ارزان عالی ایجاد می‌کند. واحد تغذیه توان از تنظیم‌کننده‌های سوئیچینگ برای بدست آوردن یک تغذیه ثابت با تنظیم خوب و محافظت مدار اتصال کوتاه استفاده می‌کند و باعث می‌شود تا واحد خاموش و اگر چیزی اشتباه انجام شد سریعا دوباره شروع شود.

تنها نکته منفی در استفاده از ATX PSU به عنوان یک منبع تغذیه میزی این است که دور موتور فن خنک‌کننده به مقدار جریان کشیده شده از PSU پاسخ می‌دهد بنابراین می‌تواند کمی نویز ایجاد کند. همچنین ATX PSU به مقداری هوای تازه نیاز دارد تا بتواند آن را خنک نگه دارد و در صورت قرار گرفتن روی نیمکت این ممکن نیست.

در کل، تبدیل یک ATX PSU به منبع تغذیه میزی یک پروژه آسان با کاربردهای بسیار است. برای چیزی که در غیر این صورت بیرون انداخته می‌شود، بد نیست.