乐了,把可调电源改造了一下,现在天天使唤“同事”开机干活...

科技   2025-01-08 08:01   广东  

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作者:ecoren , 来源:面包板社区《DIY分享》活动
👇成品展示
我有一款老电源,陪我几十年,做过很多DIY,也是有感情了不舍得扔,但是它有个弱点,就是没有软开关,调试板子重新上下电的时候都比较麻烦 —— 要么捏夹子,要么生猛的断~220V。捏夹子嫌累手,断220怕有过冲。那就自己搞个语音控制的吧。
左边是常用的电源夹子。右边是过冲波形,绿色的是~220v的开关,这台电源没有软开关,硬控220v后,从波形中可知过冲0.8v。
有些朋友可能不太清楚我说的硬开关和软开关是什么,找来一台电源,标注一下。标号1是硬开关,直接220v给整个电源上电。标号2是软开关,控制每个通道的输出。
分清软硬开关那就开整,我的设计思路很简单,那就是用继电器通断。两种人机交互方式,一是语音,而是按键。需求明确,很快原理图出来了。原理图包括5大部分,分别是电源,软件下载电路,功放电路,继电器电路,语音识别电路。

电源采用的是众所周知的7805 LDO。12.0v输入,5.0v输出。加了个PMOS是为了下载软件时候的自动冷启动,就不需要手动断电了。语音芯片需要编程与下载,冷启动的目的是让片内ROM程序重新把芯片引导到UART下载模式。

如今电脑都没串口了,本设计用的是USB转UART芯片CH340K。USB用的是type-c接口,DTR和RTS接到了自动冷启动电路上了,RXD和TXD接到了语音处理芯片上了。

功放采用的是单通道方案,5V电压时,最大驱动功率1.5W(8Ω负载)和2.0W(4Ω负载),在这里听个响就行。其中R8,R9和C29是AEC回声消除电路,接到了语音处理芯片上。
   
继电器电路,通过两个继电器电路断开直流输出的正负极。Output端加了不少电容,如果有电容一定要有放电电路,避免高压切低压的时候烧毁负载,R25和R26就是给电容放电的,尽管R26没啥用,放电回路都是接GND的。

语音芯片采用的是ASRPRO-2M,可实现离线语音处理,但是只是预存的语音,这颗芯片有2M的内置Flash,也能存很多固定语音了。值得注意的是虽然芯片是5.0v供电,但芯片内置3.3v LDO,所有IO的电源域都是3.3v,不是5.0v。我在画图的时候就搞错了,幸好它的引脚兼容5.0v的电平逻辑,否则又得重新设计板子了。

其他电路还包括麦克风,按键,指示灯等等。这里就不一一罗列了,具体请看第一张原理图。

原理图画完了,那就开始画PCB了,很快一张两层的PCB完成了,红色是顶层,蓝色是底层。如果有朋友想套用这个PCB的时候,请不要应用于大于40v以上的电源里,更不能用于220v市电里,因为爬电距离不够。我的应用里是30v、3A可调电源。
源文件展示完毕,再来个3D文件。继电器、电阻、电容、芯片、各种元器件展现的淋漓尽致。我觉得3D文件比实物都好看。
反面并没有什么元器件,只加上个好玩的logo丝印。
收到电路板后,很快就焊完了板子,用热风枪焊的,这样会干净些,没有那么多助焊剂。
   
这个是板子反面,没有放置元器件,只放置了一个好玩的丝印。
ASRPRO-2M是主芯片,可以实现离线语音控制。网上也有很多资料想玩的朋友可以搜索,这个芯片也有专门的图形换开发环境。
硬件完毕,那就开始软件开发吧,咱也是略懂C语言的。上源码。其中ASR_CODE()是语音处理函数,button()是按键处理函数。

经过调试,板子可以稳定工作了。但是发现12.0v转5.0v的7805 LDO有点热。工作电流有200mA左右,LDO功耗约1.4瓦,长时间工作后,温度约58度。
所以7805配享了散热器。
板子调试完毕,那就拆开我的可调电源。里面有个大方牛。
利用电源脚垫的螺丝,在这里拧了两颗铜螺柱用于固定板子。这个地方位于方牛和前面板之间。
拆掉前面板后,这里就显得空旷了,将板子安装到铜螺柱上,这些安装尺寸在设计电路板时就测量好了,所有安装起来就显得容易了。
所有接线头都是用尖嘴钳压制并且用锡焊接而成的,这样接插会更牢靠。
所有连接器已经对接完毕。
安装好语音控制电路板并将仪表前面板归位,这是最终的样子。电路板已经看不太清楚了,其实真个结构特别紧凑。

怎么展示一下功能呢,只能拍个视频了。之所以称呼它叫汤姆,是因为坐我后面的同事的英文名叫Tom。另外,在电源前面板上挖了两个小洞,一个是装指示灯的,一个是装控制按键的,这个电路板上支持语音控制和按键控制。灯亮表示有输出,灯灭表示无输出。
所有设计资料:https://mbb.eet-china.com/forum/topic/148156_1_1.html

作者:ecoren , 来源:面包板社区《DIY分享》活动

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