Un alimentatore ATX
personalizzato

Un alimentatore ATX personalizzato

Un alimentatore ATX (prelevato da un vecchio computer) può essere ancora molto utile. Infatti fornisce tre alimentazioni indispensabili per uno sperimentatore: 3,3v, 5v e 12v, in grado di fornire una corrente da 7,5 a 15 A per singola linea di alimentazione. Ecco quindi cje con poca spesa può essere trasformato in un utilissimo alimentatore da banco. Girando su internet, si possono trovare decine di progetti del genere. Questo è quello che ho adottato. Rovistando in discarica, ho trovato uno chassis di computer a cui mancava la scheda madre, ma adattissimo per le mie necessità. Oltre che l'alimentatore, ho trovato anche due prese esterne USB, che ho utilizzato nel mio progetto per alimentare delle schede Arduino o Raspberry. Su Aliexpress per circa 2,50€ ho acquistato un display che misura la tensione, la corrente e la potenza utilizzata. Non è indispensabile, ma comunque utile e scenografico. Completa il tutto un commutatore rotante per poter verificare singolarmente con lo strumento una delle tre tensioni disponibili.

Ecco un tipico alimentatore ATX,  come quello che si può smontare da un vecchio computer, oppure recuperato in discarica. Per i nostri scopi è meglio un alimentatore con la ventola laterale (come in quello della foto), piuttosto che con ventola sul lato superiore, che utilizzando il coperchio, non permette di usarlo per inserire i nostri componenti. Il modello in oggetto ha l'interruttore generale di alimentazione. Quello che ho usato io non l'aveva, così l'ho aggiunto, forando lo chassis e collegato su una linea della presa di alimentazione.

I componenti necessari

Studiando questo progetto, mi sarebbe piaciuto inserire uno strumento per visualizzare le varie tensioni in uscita (3.3v, 5v e 12v). Su aliexpress ho trovato a circa 2.5 € questo strumentino, di marca Deek-Robot che non solo legge la tensione, ma anche l'amperaggio e i watt utilizzati. Purtroppo per verificare le singole uscite, è stato necessario usare un commutatore a quattro vie, da 3 a 5 posizioni che ha complicato lo schema elettrico. Ma ne valeva la pena

Altri componenti necessari (anche nel caso non si usasse  lo strumento) sono alcuni connettori (ne ho usati sei), un deviatore, un led e una resistenza per attivare le linee di uscita indipendentemente dall'interruttore principale della linea elettrica. Naturalmente se non si usa lo strumento, tutto il circuito è molto più semplice.

Naturalmente sono necessari alcuni cavi elettrici, possibilmente di colori diversi. Alcuni sono stati recuperati dall'alimentatore stesso. E' necessaria anche una resistenza di carico di buona potenza, per evitare che l'alimentatore si surriscaldi nell'uso prolungato senza carico. Dal vecchio computer ho ricavato anche un doppio connettore USB da pannello, che ho utilizzato per alimentare con facilità i vari modelli di Arduino, fornendo sia i 5v che i 3,3 v, adatti per un Nano IOT o un Raspberry.

Gli schemi elettrici (con o senza strumento)

Lo schema dell'alimentatore con display

Questo è lo schema elettrico per la realizzazione del progetto con il display per la misutazione di volt/ampere/watt, che risulta leggermente complesso, perchè permette alternativamente di effettuare le misurazioni su tre fonti di alimentazione diverse e indipendenti, ovvero: + 3.3 v e 7.5 A max; + 5v e 15 A max; + 12 v e 15.3 A max. Come si vede, un alimentatore ATX è in grado di fornire correnti di tutto rispetto. Si è dimostrato necessario utilizzare un commutatore rotante a quattro vie e con un minimo di tre a posizioni. Io ne possedevo uno a cinque posizioni, per cui la prima e la quinta posizione non collegano lo strumento alla linea di tensione. Perchè è necessario un commutatore a quattro vie?

Lo schema a blocchi di collegamento dello strumento di misura

Come si vede nello schema a blocchi dello strumento (foto in alto a destra), per misurare la tensione è sufficiente collegare un piedino dello strumento a massa e l'altro in parallelo al polo positivo. Perciò per misurare la tensione, è sufficiente che una singola via del commutattore sia collegato al positivo di una delle tre uscite di alimentazione. Nella figura a destra puoi vedere la parte dello schema del commutatore relativo alla misurazione della tensione.    --->

Mentre  per la misurazione dell'assorbimento di corrente (A) è necessario che lo strumento sia posto in serie al carico (load). Perciò, se vogliamo misurarlo alternativamente per 3.3, 5 o 12 v è necessario che questa misura sia presa singolarmente. Ecco ilmotivo delle ulteriori tre vie del commutatore. Nella figura a destra si vede la parte del commutatore relativa a 3.3 e 5 v. Quella relativa a 12 v non è illustrata, ma il funzionamento è assolutamente identico ai primi due. Consideriamo la parte superiore del commutatore, relativa ai 3.3 v (linea arancio). Il commutatore è in contatto con la pista verde, che collega il negativo all'apparecchio di carico attraverso lo strumento, che in questo caso viene posto in serie ad esso. Quindi lo strumento leggerà l'assorbimento dell'apparecchio. La posizione del commutatore relativo al voltaggio, sarà opportunamente ruotata su + 3.3v, e perciò llo strumento leggerà la tensione corretta. Con un semplice calcolo (V x A = W) fornirà anche la potenza in Watt assorbita.

Il deviatore ha una funzione semplice, ma determinante. Esso infatti interrompere o attiva la linea negativa, e quindi in pratica spegne o accende lo strumento e fornisce la tensione di 3.3, 5 e 12 v alle tre coppie dei connettori di alimentazione. Quando attiva il sistema, accende anche un led, che si connette alla linea dei 3.3 v attraverso una resistenza da 330 Ohm, per ridurre la corrente fornita ed evitare di bruciarlo. Quando si passa alla misurazione da una tensione all'altra, ruotando il commutattore e 3/./5 vie, è necessario spegnere l'interruttore, perché nella rotazione, il commutatore mette per qualche attimo in contatto i negativi delle due tensioni (per esempio i 5 con i 12 v), provocando un momentaneo spegnimento di sicurezza dell'alimentatore, che in questo caso deve essere totalmente spento  per qualche secondo dalla linea elettrica dei 220 v e poi riattivato. Nota 1: nello schema elettrico ci si è prelevato la tensione da una qualsiasi delle varie uscite per la stessa tensione (cavo arancio per i 3.3v, rosso per i 5v e giallo per i 12 v), come per il negativo (cavo nero). Però è assolutamente ininfluente se si preleva la tensione da uno qualsiasi dei cavi dello stesso colore. Nota 2: in entrambi gli schemi si vede collegata una resistenza di carico (10 ohm, 30/50 watt) sulla linea dei 5 volt. Essa è indispensabile, perché questo alimentatore non è stato progettato per lavorare senza carico. In questo carico si surriscalderebbe e si brucerebbe in breve tempo. Questa resistenza ha proprio lo scopo di mantenere per tutto il periodo di accensione un carico fittizio sull'alimentatore. Nota 3: si nota negli schemi un ponticello tra "PWR ON" (verde ) e la massa. Quando premiamo il pulsante per accendere il computer, la scheda madre effettua questo ponticello, che serve per attivare l'alimentatore. Se non si lo si effettua, l'alimentatore non si accende!

Lo schema dell'alimentatore senza display

Questo è lo schela dell'alimentatore senza display. Come si vede, è molto più semplice del precedente, in quanto non è necessario l'uso del commutatore. Rimane semplicemente il deviatore che connette il negativo ai connettori di massa, fornendo quindi la tensione al sistema. Il led è collegato con il catodo al negativo e con l'anodo connesso a + 3.3v per mezzo di una resistenza da 330 ohm, per evitare che un flusso eccessivo di corrente lo bruci rapidamente.

Come si vede dalla foto iniziale, ho stampato un'immagine con alcune descrizioni per personalizzare maggiormente il progetto. L'immagine è stata stampata su un foglio di carta adesiva, a cui si è sovrapposta un film trasoarente, sempre adesivo, per evitare che con il contatto l'immagine si deteriorasse. Poichè gli alimentatori hanno formr diverse, e la disposizione dei compolnenti dipende dalla disposizione dei componenti interni, ho pensato che fosse inutile proporlo, in modo che ognuno di noi lo crei in base alle sue necessità e... alle sue inclinazioni artistiche. Bene questo è tutto. Buona sperimentazione!

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