Лабораторный блок питания 12 вольт своими руками

Регулируемый блок питания своими руками

Блок питания необходимая вещь для каждого радиолюбителя, потому, что для питания электронных самоделок нужен регулируемый источник питания со стабилизированным выходным напряжением от 1.2 до 30 вольт и силой тока до 10А, а также встроенной защитой от короткого замыкания. Схема изображенная на этом рисунке построена из минимального количества доступных и недорогих деталей.

Схема регулируемого блока питания на стабилизаторе LM317 с защитой от КЗ

Микросхема LM317 является регулируемым стабилизатором напряжения со встроенной защитой от короткого замыкания. Стабилизатор напряжения LM317 рассчитан на ток не более 1.5А, поэтому в схему добавлен мощный транзистор MJE13009 способный пропускать через себя реально большой ток до 10А, если верить даташиту максимум 12А. При вращении ручки переменного резистора Р1 на 5К изменяется напряжения на выходе блока питания.

Так же имеется два шунтирующих резистора R1 и R2 сопротивлением 200 Ом, через них микросхема определяет напряжение на выходе и сравнивает с напряжением на входе. Резистор R3 на 10К разряжает конденсатор С1 после отключения блока питания. Схема питается напряжением от 12 до 35 вольт. Сила тока будет зависеть от мощности трансформатора или импульсного источника питания.

А эту схему я нарисовал по просьбе начинающих радиолюбителей, которые собирают схемы навесным монтажом.

Схема регулируемого блока питания с защитой от КЗ на LM317

Сборку желательно выполнять на печатной плате, так будет красиво и аккуратно.

Печатная плата регулируемого блока питания на регуляторе напряжения LM317

Печатная плата сделана под импортные транзисторы, поэтому если надо поставить советский, транзистор придется развернуть и соединить проводами. Транзистор MJE13009 можно заменить на MJE13007 из советских КТ805, КТ808, КТ819 и другие транзисторы структуры n-p-n, все зависит от тока, который вам нужен. Силовые дорожки печатной платы желательно усилить припоем или тонкой медной проволокой. Стабилизатор напряжения LM317 и транзистор надо установить на радиатор с достаточной для охлаждения площадью, хороший вариант это, конечно радиатор от компьютерного процессора.

Желательно прикрутить туда и диодный мост. Не забудьте изолировать LM317 от радиатора пластиковой шайбой и тепло проводящей прокладкой, иначе произойдет большой бум. Диодный мост можно ставить практически любой на ток не менее 10А. Лично я поставил GBJ2510 на 25А с двойным запасом по мощности, будет в два раза холоднее и надёжнее.

А теперь самое интересное… Испытания блока питания на прочность.

Регулятор напряжения я подключил к источнику питания с напряжением 32 вольта и выходным током 10А. Без нагрузки падение напряжения на выходе регулятора всего 3В. Потом подключил две последовательно соединенные галогеновые лампы H4 55 Вт 12В, нити ламп соединил вместе для создания максимальной нагрузки в итоге получилось 220 Вт. Напряжение просело на 7В, номинальное напряжение источника питания было 32В. Сила тока потребляемая четырьмя нитями галогеновых ламп составила 9А.

Радиатор начал быстро нагреваться, через 5 минут температура поднялась до 65С°. Поэтому при снятии больших нагрузок рекомендую поставить вентилятор. Подключить его можно по этой схеме. Диодный мост и конденсатор можно не ставить, а подключить стабилизатор напряжения L7812CV напрямую к конденсатору С1 регулируемого блока питания.

Схема подключения вентилятора к блоку питания

Что будет с блоком питания при коротком замыкании?

При коротком замыкании напряжение на выходе регулятора снижается до 1 вольта, а сила тока равна силе тока источника питания в моем случае 10А. В таком состоянии при хорошем охлаждении блок может находится длительное время, после устранения короткого замыкания напряжение автоматически восстанавливается до заданного переменным резистором Р1 предела. Во время 10 минутных испытаний в режиме короткого замыкания ни одна деталь блока питания не пострадала.

Радиодетали для сборки регулируемого блока питания на LM317

  • Стабилизатор напряжения LM317
  • Диодный мост GBJ2501, 2502, 2504, 2506, 2508, 2510 и другие аналогичные рассчитанные на ток не менее 10А
  • Конденсатор С1 4700mf 50V
  • Резисторы R1, R2 200 Ом, R3 10K все резисторы мощностью 0.25 Вт
  • Переменный резистор Р1 5К
  • Транзистор MJE13007, MJE13009, КТ805, КТ808, КТ819 и другие структуры n-p-n

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать регулируемый блок питания своими руками

Как сделать блок питания на 12 вольт своими руками — примеры схем

Источник постоянного напряжения на 12 вольт – полезный прибор для дома, дачи или гаража. Такое устройство несложно сделать самостоятельно. Ниже приведена схема блока питания 12В для сборки своими руками, а также советы по расчету и выбору комплектующих.

  • Виды блоков питания
  • Где используется источник напряжения
  • Схема трансформаторного БП
  • Выбор трансформатора
  • Самостоятельная намотка трансформатора
  • Подбор готового трансформатора
  • Выбор диодов и изготовление выпрямителя
  • Емкость конденсатора
  • Стабилизация выходного напряжения
  • Увеличение выходного тока стабилизатора
    • Схема с транзистором структуры n-p-n
    • Схема с транзистором p-n-p
  • Параметрический стабилизатор
  • Регулирование выходного напряжения
  • Компоновка прибора

Виды блоков питания

На сегодняшний день широкое распространение получили импульсные источники напряжения. Перед традиционными трансформаторными схемами они имеют значительное преимущество в энергоэффективности и в массогабаритных показателях. Считается, что при токах нагрузки более 5 ампер они имеют неоспоримые преференции. Но им присущи и недостатки – например, генерация ВЧ-помех в питающую сеть и в нагрузку. А главное препятствие для домашней сборки – сложность схем и необходимость специальных навыков для изготовления намоточных деталей. Поэтому домашнему мастеру средней квалификации лучше заняться изготовлением блока питания по обычному принципу с сетевым понижающим трансформатором.

Где используется источник напряжения

Область применения такого БП в домашнем хозяйстве широка:

  • питание низковольтных светильников;
  • зарядка аккумуляторных батарей;
  • питание звуковоспроизводящих устройств.

А также многие другие цели, для которых требуется постоянное напряжение 12 вольт.

Схема трансформаторного БП

Схема блока питания на 12 вольт, работающего от сети 220 В, состоит из следующих узлов:

  1. Понижающий трансформатор. Состоит из железа, первичной и вторичной (их может быть несколько) обмоток. Не вдаваясь глубоко в принцип действия, надо отметить, что выходное напряжение зависит от соотношения витков первичной (n1) и вторичной (n2) обмоток. Для получения 12 вольт надо, чтобы вторичная обмотка содержала в 220/12=18,3 раза меньше витков, чем первичная.
  2. Выпрямитель. Чаще всего выполняется в виде двухполупериодной схемы (диодного моста). Преобразует переменное напряжение в пульсирующее. Ток за период дважды проходит через нагрузку в одном направлении.

В последующих разделах рассмотрен порядок выбора и расчета каждого элемента источника постоянного напряжения на 12 вольт.

Выбор трансформатора

Для получения подходящего трансформатора возможны два пути. Самостоятельное изготовление понижающего блока и подбор подходящего в заводском исполнении. В любом случае надо иметь в виду:

  • на выходе понижающей обмотки трансформатора при замере напряжения вольтметр покажет эффективное напряжение (в 1,4 раза меньше амплитудного);
  • на фильтрующем конденсаторе без нагрузки постоянное напряжение будет примерно равным амплитудному (говорят, что на конденсаторе напряжение «поднимается» в 1,4 раза);
  • если стабилизатор отсутствует, то под нагрузкой напряжение на емкости просядет в зависимости от тока;
  • для работы стабилизатора нужно определенное превышение входного напряжения над выходным, их соотношение ограничивает КПД блока питания в целом.

Из двух последних пунктов следует вывод, что для нормальной работы БП напряжение трансформатора должно превышать 12 В.

Самостоятельная намотка трансформатора

Полный расчет и изготовление самодельного силового трансформатора сложны, трудоемки, требуют инструментов и навыков. Поэтому будет рассмотрен упрощенный путь – подбор подходящего по железу блока и переделка его на 12 В.

Если есть готовый трансформатор, но нет схемы его подключения, надо вызвонить тестером его обмотки. Обмотка с самым большим сопротивлением скорее всего будет сетевой. Остальные обмотки надо удалить.

Далее надо измерить толщину набора железа b и ширину центральной пластины a и перемножить их. Получится площадь сечения сердечника S=a*b (в кв.см.). Она определяет мощность трансформатора P=. Дальше вычисляется максимальный ток в амперах, который можно снять с обмотки с напряжением 12 вольт: I=P/12.

Дальше вычисляется число витков на вольт по формуле n=50/S. Для 12 вольт надо намотать 12*n витков с запасом около 20% на потери в меди и на стабилизаторе. А если его нет, то на падение напряжения под нагрузкой. И последним шагом выбирается сечение провода намотки по графику для плотности тока 2-3 ма/кв.мм.

Например, имеется трансформатор с первичной обмоткой на 220 В с набором железа толщиной 3,5 см и шириной среднего язычка 2,5 см. Значит, S=2,5*3,5=8,75 и мощность трансформатора =3 Вт (приблизительно). Тогда максимально возможный ток при 12 вольтах I=P/U=3/12=0,25 А. Для намотки можно выбрать провод диаметром 0,35..0,4 кв.мм. На 1 вольт приходится 50/8,75=5,7 витков, надо намотать 12*5,7=33 витка. С учетом запаса – около 40 витков.

Подбор готового трансформатора

Если есть готовый трансформатор с подходящей по току и напряжению вторичной обмоткой, можно попробовать подобрать готовый. Например, в серии ТПП есть подходящие изделия с напряжением вторичных обмоток, близким к 12 вольтам.

ТрансформаторОбозначение выводов вторичной обмоткиНапряжение, ВДопустимый ток, А
ТПП4811-12, 13-14, 15-16, 17-1813,80,27
ТПП20911-12, 13-1511,50,0236
ТПП21611-12, 13-14, 15-16, 17-1811,50,072

Плюс этого решения – минимальная трудоемкость и надежность заводского исполнения. Минус – трансформатор содержит и другие обмотки, габаритная мощность рассчитана и на их нагрузку. Поэтому в массогабаритных показателях такой трансформатор будет проигрывать.

Выбор диодов и изготовление выпрямителя

Диоды в выпрямитель выбираются по трем параметрам:

  • наибольшее допустимое прямое напряжение;
  • наибольшее обратное напряжение;
  • наибольший рабочий ток.

По первым двум параметрам для работы в 12-вольтовой схеме подойдут 90 процентов доступных полупроводниковых приборов, выбор в основном делается по предельному длительно допустимому току. От этого параметра также зависит исполнение корпуса диода и способ изготовления выпрямителя.

Если ток нагрузки не будет превышать 1 А, можно применить зарубежные и отечественные одноамперные диоды:

  • 1N4001-1N4007;
  • HER101-HER108;
  • КД258 (“капелька”);
  • КД212 и другие.

На меньшие токи (до 0,3 А) рассчитаны приборы КД105 (КД106). Все перечисленные диоды можно монтировать как вертикально, так и горизонтально на печатную или монтажную плату, или просто на штырьки. Радиаторов им не нужно.

Если нужны большие рабочие токи, то надо применять другие диоды (КД213, КД202, КД203 и т.д.). Эти приборы рассчитаны для эксплуатации на теплоотводящих радиаторах, без них они выдержат не более 10% от максимального паспортного тока. Поэтому надо подобрать готовые теплоотводы или сделать их самостоятельно из меди или алюминия.

Также удобно использовать готовые мостовые диодные сборки КЦ405, КВРС или подобные. Их не надо собирать – достаточно подать на соответствующие выводы переменное напряжение и снять постоянное.

Емкость конденсатора

Емкость конденсатора зависит от нагрузки и от пульсаций, которые она допускает. Для точного расчета емкости существуют формулы и онлайн-калькуляторы, которые можно найти в интернете. Для практики можно ориентироваться на цифры:

  • при малых токах нагрузки (десятки миллиампер) емкость должна быть 100..200 мкФ;
  • при токах до 500 мА нужен конденсатор 470..560 мкФ;
  • до 1 А – 1000..1500 мкФ.

Для больших токов емкость увеличивается пропорционально. Общий же подход – чем больше конденсатор, тем лучше. Увеличивать его емкость можно до любых пределов, ограничиваясь лишь габаритами и стоимостью. По напряжению надо брать конденсатор с серьезным запасом. Так, для 12-вольтового выпрямителя лучше взять элемент на 25 вольт, чем на 16.

Эти рассуждения верны для нестабилизированных источников. Для БП со стабилизатором емкости можно уменьшать в разы.

Стабилизация выходного напряжения

Стабилизатор на выходе блока питания нужен не всегда. Так, если предполагается использование БП совместно со звуковоспроизводящей аппаратурой, то на выходе надо иметь стабильное напряжение. А если нагрузкой служит нагревательный элемент – стабилизатор явно излишен. Для питания светодиодной ленты можно обойтись без самого сложного модуля БП, но с другой стороны стабильное напряжение обеспечивает независимость яркости свечения при перепадах в сети и продлевает срок службы LED-светильника.

Если решение об установке стабилизатора принято, то проще всего собрать его на специализированной микросхеме LM7812 (КР142ЕН5А). Схема включения проста и не требует наладки.

На вход такого стабилизатора можно подавать напряжение от 15 до 35 вольт. На входе должен быть установлен конденсатор С1 емкостью не менее 0,33 мкФ, на выходе не менее 0,1 мкФ. В качестве С1 обычно выступает конденсатор блока фильтров, если длина соединительных проводов не превышает 7 см. Если такую длину выдержать не удается, то потребуется установка отдельного элемента.

Микросхема 7812 имеет защиту от перегрева и короткого замыкания. Но она не любит переполюсовки на входе и подачи внешнего напряжения на выход – время ее в жизни в таких ситуациях исчисляется секундами.

Важно! Для тока нагрузки свыше 100 мА установка интегрального стабилизатора на теплоотводящий радиатор обязательна!

Увеличение выходного тока стабилизатора

Приведенная схема позволяет нагружать стабилизатор током до 1,5 А. Если этого недостаточно, можно умощнить узел дополнительным транзистором.

Схема с транзистором структуры n-p-n

Эта схема рекомендуется разработчиками и включена в даташит на микросхему. Выходной ток не должен превышать наибольший ток коллектора транзистора, который должен быть обязательно снабжен теплоотводом.

Схема с транзистором p-n-p

Если полупроводниковый триод структуры n-p-n отсутствует, то можно умощнить стабилизатор полупроводниковым триодом p-n-p.

Кремниевый маломощный диод VD увеличивает выходное напряжение 7812 на 0,6 В и компенсирует падение напряжения на эмиттерном переходе транзистора.

Параметрический стабилизатор

Если по какой-либо причине интегральный стабилизатор недоступен, можно выполнить узел на стабилитроне. Надо выбрать стабилитрон с напряжением стабилизации 12 В и рассчитанный на соответствующий ток нагрузки. Наибольший ток для некоторых 12-вольтовых отечественных и импортных стабилитронов указан в таблице.

Тип стабилитронаД814ГД815ДКС620А1N4742ABZV55C121N5242B
Ток нагрузки5 мА0,5 А50 мА25 мА5 мА40 мА
Напряжение стабилизации12 вольт

Номинал резистора рассчитывается по формуле:

R= (Uвх min-Uст)/(Iн max+Iст min), где:

  • Uвх min – минимальное входное нестабилизированное напряжение (должно быть не менее 1,4 Uст), вольт;
  • Uст – напряжение стабилизации стабилитрона (справочная величина), вольт;
  • Iн max – наибольший ток нагрузки;
  • Iст min – минимальный ток стабилизации (справочная величина).

Если стабилитрон на нужное напряжение отсутствует, его можно составить из двух последовательно включенных. При этом суммарное напряжение должно быть 12 В (например, Д815А на 5,6 вольта плюс Д815Б на 6,8 вольт дадут 12,4 В).

Важно! Соединять стабилитроны (даже однотипные) параллельно «для увеличения тока стабилизации» нельзя!

Умощнить параметрический стабилизатор можно тем же способом – включением внешнего транзистора.

Для мощного транзистора надо предусмотреть радиатор. Напряжение питания в этом случае будет меньше Uст стабилитрона на 0,6 В. При необходимости выходное напряжение можно подкорректировать в большую сторону включением кремниевого диода (или цепочки диодов). Каждый элемент в цепочке будет увеличивать Uвых примерно на 0,6 В.

Регулирование выходного напряжения

Если напряжение блока питания надо регулировать от нуля, то оптимальной схемой будет параметрический стабилизатор с добавлением переменного резистора.

Резистор в 1 кОм, включенный между базой транзистора и общим проводом, защитит триод от выхода из строя при обрыве цепи движка потенциометра. При вращении ручки переменного резистора напряжение на базе транзистора будет меняться от 0 до Uст стабилитрона с отставанием примерно в 0,6 вольт. Надо учитывать, что параметры узла будут хуже из-за использования потенциометра – наличие движущегося контакта (даже хорошего качества) неизбежно снизит стабильность напряжения на базе транзистора.

Добиться регулирования от 0 до 12 вольт схемы с интегральным стабилизатором серии 78XX намного сложнее. Если достаточно диапазона регулирования от 5 до 12 В, можно применить микросхему 7805 и включить ее по схеме с потенциометром. Стабилитрон должен быть на напряжение около 7 вольт (КС168 с диодом или без него, КС175 и т.п.). В нижнем положении движка потенциометра вывод GND соединяется с общим проводом, и на выходе будет 5 вольт. При смещении движка к верхнему выводу напряжение на нем будет расти вплоть до Uст стабилитрона и складываться с напряжением стабилизации микросхемы.

Можно применить микросхему LM317. Она также имеет три вывода и специально разработана для создания регулируемых источников. Но у этого стабилизатора нижний порог напряжения начинается от 1,25 вольт. В интернете много схем на LM317 с регулировкой от нуля, но 90+ процентов этих схем неработоспособны.

Компоновка прибора

После того, как все узлы будут подобраны, или будет присутствовать четкое представление о том, какими они будут, можно приступать к компоновке прибора. Также важно понимать, каким будет будущий корпус устройства. Можно подобрать готовый, можно сделать самому при наличии материалов и навыков.

Особых правил компоновки узлов внутри корпуса нет. Но желательно расположить узлы так, чтобы они соединялись проводниками последовательно, как на схеме, и по кратчайшему расстоянию. Выходные клеммы лучше расположить на стороне, противоположной сетевому кабелю. Выключатель питания и предохранитель лучше закрепить на задней стенке устройства. Для рационального использования межкорпусного пространства часть узлов можно установить вертикально, но диодный мост лучше закрепить горизонтально. При вертикальном монтаже конвекционные потоки горячего воздуха от нижних диодов будут обтекать верхние элементы и дополнительно их нагревать.

Для тех кто не понял смотрим видео: Простой блок питания своими руками.

Собрать источник питания постоянного тока с фиксированным питанием несложно. Это по силам мастеру средней руки, нужны лишь элементарные познания в электротехнике и минимальные навыки монтажа.

Блок питания на 12 В своими руками – схема и пошаговая инструкция выполнения работ

Обновлено 26 января 2021

Виды блоков питания, их основные технические характеристики

Блок питания является вторичным источником энергии для технических устройств, преобразующим напряжение питающей электрической сети в их рабочее напряжение.

Наиболее востребованными являются блоки питания, у которых первичное напряжение – это переменное напряжение бытовой электрической сети, равное 220 Вольт, а вторичное − преобразуемое в постоянное, равное 24/12/5/3,3 V. По принципу преобразования напряжения блоки питания (БП) подразделяются на два вида:

  • трансформаторные – когда преобразование осуществляется посредством понижающего трансформатора, они называются линейными;
  • импульсные – преобразование осуществляется благодаря наличию электронных компонентов, обеспечивающих преобразование напряжения, они называются инверторными.

Если в схеме БП предусмотрен стабилизатор выходного напряжения, то такое устройство называется стабилизированным блоком питания.

Основными техническими характеристиками, определяющими возможность использования подобных технических устройств, являются:

  • электрическая мощность, измеряемая в Ваттах (Вт или В×А);
  • напряжение на входе и выходе, измеряемое в Вольтах (В);
  • выходной ток, измеряемый в Амперах (А);
  • коэффициент полезного действия – параметр полезный при использовании БП большой мощности, измеряется в %;
  • наличие элементов защиты внутренних электрических цепей от перегрузок и токов короткого замыкания.

Область применения

Блоки питания с вторичным напряжением в 12 Вольт импульсного типа используются для подключения к бытовой электрической сети:

  • персональных компьютеров различного типа – для зарядки их аккумуляторных батарей и работы непосредственно от сети;
  • для зарядки электронных гаджетов, в том числе сотовых телефонов и смартфонов, плееров и видеокамер, а также прочих устройств, имеющих в своей конструкции аккумуляторные батареи;
  • для зарядки ручного переносного электрического инструмента – шуруповёрт, болгарка и т.д.;
  • для подключения LED светотехнических приборов (светодиодные светильники и ленты);
  • для использования прочих устройств, предполагающих работу от сети постоянного тока с напряжением 12 В и до 5 ампер, – автомагнитола или автоприёмник в условиях дома или гаража.

Принципиальная схема и принцип работы

Принципиальная схема и принцип работы зависит от вида устройства, и поэтому необходимо рассмотреть их отдельно:

  • Трансформаторный БП.

Аналоговый вид БП имеет в своей схеме понижающий трансформатор, обеспечивающий величину вторичного напряжения в заданных величинах, и диодный мост, служащий для его выпрямления. Простейшая схема такого устройства выглядит следующим образом:

Принципиальная схема аналогового блока питания

Конденсаторы, установленные в схеме, обеспечивают сглаживание импульсов напряжения на выходе блока питания.

  • Импульсный БП.

Инверторный вид БП работает за счёт электронных компонентов, входящих в схему устройства. Напряжение питающей сети подаётся на входной диодный мост, а его пики сглаживаются установленными конденсаторами. После этого сигнал преобразуется в прочих элементах схемы (транзисторы, микросхема, тиристоры и т.д.) и подаётся на импульсный трансформатор.

Трансформаторы данного вида изготавливаются на основе ферромагнетных материалов, поэтому имеют малые габаритные размеры, позволяющие минимизировать размеры БП. Напряжение, полученное после трансформации, подаётся к нагрузке (выходам блока питания). Такой тип БП называется схемой с гальванической развязкой.

Импульсный блок питания на интегральной микросхеме и с построечными резисторами

Существуют схемы БП без использования гальванического соединения. В этом случае входной сигнал сразу подаётся на фильтр нижних частот.

Расчёт мощности блока питания на 12 V

Мощность БП является одной из главных технических характеристик, определяющих возможность подключения к нему той или иной нагрузки. Мощность поэтому может быть рассчитана разными способами:

Для светодиодных лент.

В этом случае расчёт выполняется следующим образом:

  • за основу берётся мощность в 1 метра LED-ленты, указываемая производителем на упаковке;
  • определяется её длина;
  • эти значения перемножаются, и полученное выражение увеличивается на 30%.

Увеличение на 30% обеспечивает необходимый запас мощности. Этот расчёт можно выразить следующей формулой:

P блока = P уд × L ленты × K запаса , где:

P блока – электрическая мощность блока питания;

P уд − электрическая мощность 1 метра светодиодной ленты;

L ленты – длина ленты;

K запаса – коэффициент запаса мощности.

Для персонального компьютера.

При необходимости определить мощность БП персонального компьютера следует знать мощности всех элементов устройств, входящих в его комплект. Это непростая задача, поэтому существуют специальные программы и онлайн-калькуляторы, служащие для выполнения такого расчёта. Вот некоторые из них:

  • OuterVision® – калькулятор, ссылка для скачивания: https://outervision.com/power-supply-calculator
  • Компания «Enermax», калькулятор питания − ссылка для скачивания: http://www.enermax.outervision.com/index.jsp
  • MSI – калькулятор источника питания, ссылка для скачивания: https://ru.msi.com/power-supply-calculator
  • KSA Power Supply Calculator WorkStation – ссылка для скачивания: http://ksa-soft.ru/soft/10-ksa-power-supply-calculator-workstation.html

Для зарядки электрического инструмента и электронных гаджетов.

Когда необходимо определить мощность БП для зарядки шуруповёрта, смартфона или иного электронного устройства, необходимо знать их электрическую мощность и учесть коэффициент запаса. Это можно отразить следующей формулой:

P блока = P устройства × K запаса

Диоды для блока питания

Для выпрямления переменного напряжения бытовой электрической сети в схемах блоков питания и прочих электронных устройств используют диоды, собираемые по мостовой схеме. Схематично полупроводниковый диод выглядит следующим образом.

Устройство полупроводникового диода

Для устройства диодного моста используется 4 однотипных диода, которые соединяются определённым образом, приведённым на следующей схеме. Их технические характеристики должны соответствовать величине протекающего через них тока, а также величине допустимого обратного напряжения.

Схема соединения диодов по мостовой схеме

Стабилизация напряжения

Для стабилизации напряжения в БП используются электролитические конденсаторы большой ёмкости и стабилитроны. Конденсаторы сглаживают сигналы напряжения, которые имеют полусинусоидальную форму практически до прямой линии. Чем больше ёмкость конденсатора, тем сигнал на выходе более правильной формы и стремится к прямой линии. Стабилитроны обеспечивают постоянство напряжения на выходе блока питания.

Импульсный блок питания 12 V своими руками – схема

Существует большое количество различных схем блоков питания, имеющих различные технические характеристики и собранных на различных электронных компонентах. Ниже представлена схема импульсного БП с вторичным напряжением 12 Вольт.

Принципиальная схема импульсного блока питания

При самостоятельном изготовлении подобных устройств необходимо помнить, что для обеспечения заданной пульсации напряжения на выходе ёмкость конденсаторов должна приниматься из расчёта 1 мкФ на 1 Вт выходной мощности. Электролитические конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение не менее 350 В. Оптимальное соотношение мощности БП и технических характеристик электронных компонентов приведено в следующей таблице:

Блок питанияЭлементы схемы
Мощность, кВтТок, АТок диода, АЁмкость конденсатора, мкФ
0,10,40,2100
0,20,80,4200
0,31,20,6300
0,521500
1421 000
2842 000
31263 000
520105 000

Основные этапы изготовления импульсного блока питания 12 В своими руками

Работу по изготовлению БП можно разбить на несколько этапов: подготовительный, монтаж и проверка работоспособности. В данной статье рассмотрим изготовление блока питания по схеме, приведённой на рисунке № 10.

Подготовительный этап

В этот период рассчитывается мощность. Она должна быть достаточной для его использования с нагрузкой, планируемой к подключению. Выбирается вид и схема БП (см. рисунок № 10), после чего приобретаются необходимые комплектующие. В рассматриваемом случае это:

  • PTC термистор;
  • два конденсатора из расчёта 1 мкФ на 1 Вт мощности;
  • диодный мост (диоды должны соответствовать по напряжению и току);
  • драйвера − IR2152 (IR2153, IR2153D);
  • полевые транзисторы − IRF740, IRF840;
  • трансформатор (можно использовать б/у от ПК);
  • диоды, устанавливаемые на выходе, серии HER.

Монтаж блока питания

Пошаговая инструкция по изготовлению импульсного БП по выше приведённой схеме выглядит следующим образом:

Печатная плата изготавливается, для этого:

Проверка работоспособности

Когда БП собран, необходимо его проверить, для этого:

  • к выходу блока питания подключается нагрузка;
  • БП включается в электрическую сеть.

В случае если подключённая нагрузка работает нормально: LED-светильники излучают свет, гаджеты и инструмент заряжаются, а прочая техника работает – значит, монтаж выполнен успешно. Ещё один способ изготовления блока питания − это размещение всех элементов устройства на ДИН-рейке.

Дин-рейка – это металлическая профилированная полоса, предназначенная для крепления электрических приборов и элементов электрических схем.

При использовании ДИН-рейки отпадает потребность в изготовлении монтажной платы, однако конструкция получается более объёмная, т.к. соединение между элементами схемы приходится выполнять при помощи соединительных проводов.

Нюансы изготовления блока питания для шуруповёрта

При изготовлении блока питания 12 В своими руками для подключения шуруповёрта к электрической сети необходимо учитывать следующие нюансы, связанные с его использованием:

  1. Напряжение на выходе должно быть 18–19 В, в противном случае мощность устройства значительно снизится.
  2. Электронные компоненты схемы БП должны соответствовать номинальному току работающего шуруповёрта.
  3. Размер собираемого блока должен быть таким, чтобы разместиться в корпусе демонтируемого аккумулятора (в случае изготовления встроенной конструкции).

В остальном этапы изготовления аналогичны, как и в случае отдельно размещаемого варианта исполнения БП.

Где купить и сколько стоит блок питания 12 V

Они продаются в магазинах бытовой электроники, офисной техники, а также в организациях, специализирующихся на их ремонте. Кроме этого, в интернете также есть предложения различных компаний, предлагающих к реализации БП различной направленности.

Блок питания DC-12V, 20.8А, 250 Вт в водонепроницаемом корпусе, степень защиты − IP67

Стоимость БП зависит от их технических характеристик и типа исполнения, определяющих возможность использования этого устройства. Чем выше мощность и степень защиты – тем больше цена. Она может составлять от нескольких сотен до нескольких тысяч рублей. Наиболее дешёвые модели:

  • ARDV-05-12A (12V, 0,4A, 5W) – 200 рублей;
  • ARDV-12-12AW (12V, 1A, 12W) – 300 рублей;
  • ARDV-24-12A (12V, 2A, 24W) – 400 рублей.

Модели в следующем сегменте:

  • APS-100L-12BM (12V, 8.3A, 100W) – 800 рублей;
  • APS-150-12BM (12V, 12.5A, 150W) – 1 000 рублей;
  • APS-250-12BM (12V, 20.8A, 250W) – 1 400 рублей.

Наличие большого количества предложений на рынке вспомогательных устройств для бытовой техники и приборов позволяет выбрать блок питания в соответствии с предъявляемыми к нему требованиям. А наличие в свободном доступе различных схем, а также электронных компонентов позволяет изготовить БП своими руками даже начинающему любителю электроники, имеющему начальные навыки работы с паяльником.

Видео: блок питания для шуруповёрта на 12в из компьютерного БП.

Линейные блоки питания: простота конструкции и ремонта

Линейные блоки питания — это источник питания, не содержащий никаких коммутационных или цифровых компонентов. Он обладает некоторыми замечательными характеристиками по сравнению с импульсными блоками питания, такими как очень низкий уровень шума и пульсаций, невосприимчивость к помехам от сети, простота, надежность, простота конструкции, расчета и ремонта.

БП также могут генерировать как очень высокие напряжения (тысячи вольт), так и очень низкие напряжения (менее 1V). Линейные блоки питания могут легко генерировать несколько выходных напряжений. С другой стороны, они большие по размеру, тяжелые и требуют большего теплоотвода. Линейные источники питания существуют уже несколько десятилетий, были созданы задолго до появления полупроводников.

Что такое линейные блоки питания

Линейные блоки питания могут быть фиксированными, например, как источник питания 5V, который может потребоваться для логической схемы, или несколько фиксированных блоков питания, необходимых для ПК (+5, +12 или -12V). На настольном лабораторном блоке питания вы можете использовать источник переменного тока. В дополнение к одиночным источникам вы также можете получить двойные схемы питания, например, для схем операционного усилителя ±15V, и даже БП двойного контроля, которые синхронизированы по напряжению друг с другом.

Некоторые примеры:

  • +5V логические и микропроцессорные схемы
  • +12V LED освещение, общая электроника
  • Схемы операционного усилителя ±15V
  • Стендовое испытательное питание 0-30V
  • +14,5V зарядное устройство
  • В этой статье мы рассмотрим отдельные компоненты блока питания, а затем с нуля разработаем небольшой блок питания 12V и регулируемый двойной блок питания 1–30V.

    Компоненты линейного блока питания

    • Секция ввода сети содержит компоненты подключения к электросети, обычно выключатель, предохранитель и контрольную лампочку. Используйте хорошее заземление и изолируйте все силовые части внутренней проводки изоляционным материалом для защиты от случайного контакта.
    • Трансформатор выбирают в соответствии с требуемым выходным напряжением и эффективно изолирует все другие цепи от сетевых контактов. Трансформатор может иметь несколько отводов первичной обмотки, чтобы обеспечить различное входное напряжение сети, и несколько отводов вторичной обмотки, соответствующих требуемому выходному напряжению. Кроме того, между отводами первичной и вторичной обмоток имеется экран из медной фольги, который способствует уменьшению емкостной связи с высокочастотным сетевым шумом.
  • Выпрямитель может быть таким же простым, как одинарный диод (не подходит), двухполупериодный мост с центральным ответвлением или двухполупериодный мост. Следует использовать выпрямительные диоды более мощные, чем рассчитывалось. По моему опыту ремонта многих неисправных блоков питания, проблемы обычно возникают из-за выхода из строя диода, которые горят либо из-за слишком большого тока, либо из-за скачков напряжения в сети.
  • Учитывая это, выберите диод с высоким PIV (пиковое обратное напряжение). При установке диодов держите выводы на длинной стороне, так как именно здесь рассеивается большая часть их тепла. В высоковольтных источниках питания часто встречаются небольшие конденсаторы, подключенные параллельно диодам, чтобы помочь им быстрее восстанавливаться.
  • Конденсатор является постоянно работающим компонентом и должен заряжаться до пика вторичного напряжения (Vsec*1,414), а затем быстро отдавать накопленную энергию в нагрузку. Конденсаторы из алюминиевой фольги представляют собой рулон бумаги из алюминия, заполненный маслом. Однако, они имеют свойство со временем высыхать и, как следствие, терять свою емкость. Если возможно, разместите их подальше от источников тепла при компоновке.
  • Танталовые конденсаторы имеют гораздо более низкое последовательное сопротивление (эквивалентное последовательное сопротивление), поэтому лучше справляются с пульсациями. Вы можете использовать их в цепи регулятора. При разводке схемы, старайтесь свести все заземления в одну точку. Регулятор также должен иметь небольшой выходной ток, когда он не находится под нагрузкой; 1кОм будет достаточно.
  • На рисунке ниже зеленая кривая представляет собой то, как форма волны выглядела бы без конденсатора, а красная форма волны — это «заряд» конденсатора на каждом полупериоде, а затем разряд из-за тока нагрузки. Результирующая форма волны — это пульсирующее напряжение.

  • Регулятор бывает разных типов: последовательный, шунтирующий, простой и сложный. Будет отдельная статья о регуляторах, но в этом руководстве мы сосредоточимся на разработке двух простых регуляторов на основе интегральной микросхеме с фиксированным регулятором 7812 и регулируемым регулятором LM317.
  • Линейные блоки питания — проектирование

    Разработка линейного блока питания похожа на чтение на иврите: вы начинаете с конца и продвигаетесь к началу. Ключевая спецификация — это напряжение на выходе, которое мы хотим иметь, и какую величину тока мы можем получить от него без падения напряжения. В этом проекте давайте нацелимся на 12V при токе 1 А и 3V на регуляторе. У любого регулятора должна быть определенная необходимая разница между входным и выходным напряжениями для правильной работы. Если не указано иное, предположите, что это минимум 3V. Некоторые из используемых здесь регуляторов рассчитаны только на 2V.

    Если на выходе нам нужно 12V, то на конденсаторе нужно 12 + 3 = 15V. Теперь, когда этот конденсатор заряжается и разряжается, в нем должна присутствовать переменная составляющая, то есть пульсация напряжения. Чем больше ток, потребляемый конденсатором, тем хуже пульсации, и это тоже нужно учитывать. При выборе значения 10%, т.е. 1,2V (размах), ограничение рассчитывается следующим образом:

    где f равно 50 или 60 в зависимости от частоты вашей сети. Следовательно, нам необходимы:

    Это возвращает нас к диодам. Поскольку диоды подают не только ток нагрузки, но и ток заряда конденсатора, они будут использовать больший ток.

    В двухполупериодном мосту ток составляет 1,8*I нагрузки. На центральном отводе, это 1,2*I нагрузки. Учитывая это, мы должны использовать диоды не менее 2 А.

    Теперь мы переходим обратно к вторичной обмотке трансформатора и ее удельному напряжению. В любой надежной системе мы должны учитывать допуски. Если мы будем следовать только минимальным требованиям к конструкции, вход регулятора может упасть ниже уровня падения напряжения, что окажет значительное влияние на сеть. В коммерческих проектах обычно указывается ± 10%, поэтому, если у нас напряжение 230 В, это означает, что оно может упасть до 207V.

    Таким образом, необходимое напряжение на вторичной обмотке будет следующим:

    где 0,92 — КПД трансформатора, а 0,707 — 1/√2.

    Vreg — падение напряжения регулятора, Vrect — падение напряжения на 2 диодах, которое составляет 2*0,7 для цепи центрального отвода и 4*0,7 для полного моста. Пульсации напряжения V было указано как 10% от 12V или 1,2V, поэтому:

    Это означает, что готового трансформатора на 15V должно хватить. Бывает, что вы не можете найти подходящий трансформатор, но есть в наличии другой, с более высоким напряжением. Обратной стороной этого является то, что на стабилизаторе будет более высокое напряжение и, как следствие, большая мощность, рассеиваемая его радиатором.

    Последнее, что нужно сейчас указать, — это габаритная мощность трансформатора в ВА. Это простая и распространенная ошибка — думать, что ВА будет Vsec*Iload, т.е. 15*1 = 15VA. Но мы не должны забывать, что трансформатор также заряжает конденсатор, поэтому в зависимости от конфигурации, нагрузка 1,2 или 1,8*I означает большую разницу, то есть 1,8*1*15 = 27 ВА.

    На этом конструирование завершается. А как насчет предохранителя? Это целая наука, но для этого простого блока питания я бы оценил его в 2 раза больше первичного входного тока. Таким образом, в данном случае ВА равно 27, а напряжение сети составляет 230V, а I=2*27/230 = 250 мА.

    Теперь мы можем добавить в регулятор последние несколько компонентов:

    Для C1 мы рассчитали его на 4200 мкФ. Но поскольку регулятор удалит большую часть пульсации, она может быть меньше или вдвое меньше той, что составляет 2200 мкФ. Назначение C2 и C3 — обеспечение стабильности и помехоустойчивости регулятора. Конденсаторы C2 10 мкФ и C1 1 мкФ. В идеале эти емкости должны быть танталового типа, но если вы вынуждены использовать алюминий, вам следует удвоить значение.

    Шунтирующим диодом D3 часто пренебрегают, но он важен. Если произойдет короткое замыкание на входе регулятора, любая накопленная емкость в нагрузке Vcc, включая C3, разрядится на заднюю часть регулятора и, возможно, спалит его. Но D3 спасает от такой ситуации.

    Теперь давайте заменим фиксированный регулятор на регулируемый на основе популярного и простого в использовании LM317 и добавим дополнительную отрицательную версию LM337, чтобы сформировать двойной регулируемый блок питания. Обратите внимание, что мы использовали трансформатор с центральным отводом, а также полный мостовой выпрямитель. Следующие примечания в равной степени относятся к отрицательной половине блока питания. Единственное, что осталось рассчитать — это R6 и R7.

    Если вы сделаете R6 = 220, тогда для любого напряжения между Vmax и Vmin, R7 = (176*Vout) — 220. Итак, если вы хотите 9V, R7 будет 176*9 — 220 = 1k4. Вы также можете использовать двойной подстроечный резистор от 5 до 10kОм (линейный) для одновременной регулировки обеих сторон. Трансформатор с вторичной обмоткой 25/0/25 подойдет. C8 и C9 обеспечивают помехоустойчивость и могут составлять 10 мкФ. C10 и C11 — 1 мкФ, а C4 и C7 — 1000 мкФ. Минимальное выходное напряжение составляет около 1,25V.

    Трансформаторные блоки питания.

    Любой радиолюбитель в своей жизни не раз собирал блок питания для своих электронных устройств. Поэтому его устройство и принцип работы должен знать каждый, кто занимается электроникой.

    Ведь собрав даже самый простой блок питания своими руками, начинающие радиолюбители получают такой восторг, потому что простой блок питания не требует никакой настройки и никакой регулировки, он сразу начинает работать.

    Блоки питания бывают нескольких типов: трансформаторные, бестрансформаторные, импульсные.

    Принципиальная схема БП

    Трансформаторные блоки питания — самые простые и надежные блоки питания. Также из простых блоков питания они являются самыми безопасными по электробезопасности .

    Простой трансформаторный блок питания состоит из: трансформатора, выпрямителя и фильтра. Если требуется более качественное стабилизированное питание, то устанавливается стабилизатор. Блоки питания будем рассматривать блоками. Внизу представлена принципиальная схема.

    Трансформатор

    На первичную обмотку трансформатора W1 (иногда её называют сетевой, так как она подключается к сети 220 вольт) поступает входное напряжение. При подаче на первичную обмотку переменное напряжение, в нашем случае — сетевое напряжение 220 В, по магнитопроводу будет протекать переменное электромагнитное поле. Если на магнитопроводе находится вторая обмотка, электромагнитное поле будет проходить и через вторичную обмотку W2. При этом во вторичной обмотки будет наводится электродвижущая сила, и на вторичной обмотке появится выходное напряжение. Со вторичной обмотки трансформатора выходит переменное, обычно пониженное напряжение для питания устройств напряжением 3,3 В, 5 В, 9 В, 12 В и 15 В и тд. Но бывают и повышающие трансформаторы, у них на входе напряжение ниже чем на выходе. Но мы будем рассматривать понижающие трансформаторы.

    Мы возьмем трансформатор на выходе вторичной обмотки которой будет выходить 12 вольт.

    Можно уже и таким блоком питания пользоваться, но только если для подключения лампы накаливания на 12 Вольт, ведь на выходе у нас переменное напряжение.

    Диодный мост

    Мы продолжим собирать простой блок питания своими руками. И для получения постоянного напряжения нам понадобится диодный мост, или по-другому его еще называют — диодный выпрямитель. Диодный мост служит для преобразования переменного напряжения вторичной обмотки в постоянное, так как для питания устройств в основном используется постоянное напряжение.

    Диодный мост собран на четырех диодах VD1 — VD4. Рассмотрим работу диодного моста за один период. В первом полупериоде ток протекает через обмотку трансформатора, VD3 и VD4 заперты, и ток проходит через диод VD1 и выходит с диода +12В на нагрузку На схеме нагрузкой служит светодиод VD5 подключенный через токоограничивающий резистор R1.

    С диода VD1 ток проходит через токоограничивающий резистор R1, через светодиод VD5, проходит через диод VD2, и уходит на вторичную обмотку трансформатора. На этом первый полупериод завершен.

    Второй полупериод проходит также через обмотку трансформатора, но в обратном направлении. С обмотки трансформатора ток протекает теперь через диод VD3. VD1 и VD2 заперты, и далее ток через токоограничивающий резистор R1 на светодиод VD5, далее ток протекает через диод VD4 и уходит на трансформатор.

    Вот мы рассмотрели и второй полупериод работы диодного моста.После диода выходное напряжение выходит пульсирующим, можно посмотреть на рисунке ниже.

    Таким пульсирующим напряжением уже можно подключать некоторые устройства, которые не бояться пульсаций, например для зарядки автомобильного или другого аккумулятора. Но для питания приемника, усилителя, светодиодной ленты, и тд., такой блок питания не пойдет, к нему на выход диодов надо подключить фильтр, сглаживающий пульсации.

    Фильтрующий конденсатор

    Без этого фильтра устройство, которое будет питаться от этого блока питания может работать нестабильно, или вообще не работать. Фильтром служат электролитические конденсаторы. У конденсаторов два вывода, плюсовой вывод длиннее минусового. Также возле минусового вывода на корпусе наносится знак «-«

    Ниже на рисунке показана схема, и уровень пульсаций в каждой точке

    В устройствах, где требуется ещё и стабильное напряжение без скачков, например в электронике с применением микроконтроллеров, добавляют в схему еще и стабилизатор напряжения.

    Стабилизатор

    Продолжаем улучшать наш простой блок питания своими руками. Для получения качественного и стабильного напряжения без малейших пульсаций, скачков, и просадки напряжения используют стабилизатор напряжения.

    В качестве стабилизатора используют стабилитрон, или интегральный стабилизатор напряжения. Мы собрали схему блока питания для устройства, которое нуждается в стабилизированном источнике питания. Это устройство собрано на контроллере, и без стабильного напряжения оно работать не будет. При небольшом повышении напряжении контроллер сгорит. А при понижении напряжении устройство откажется работать. Вот для таких устройств и предназначен стабилизатор.

    Вывод 1 интегрального стабилизатора — входное напряжение. Вывод 2 — общий (земля). Вывод 3 — выходит стабилизированное напряжение.

    Максимум, что может выдать L7805 — ток в 1,5 А, поэтому надо рассчитывать остальные детали на ток более 1,5 А. Выход трансформатора выбираем на ток более 1,5 ампера и напряжением выше стабилизированного значения больше на два вольта. Например, для LM7812 с выхода трансформатора должно выходить 14 — 15 В, для LM7805 7 – 8 В. Но не забывайте, что эти стабилизаторы греются из-за внутреннего сопротивления. Чем больше перепад между входом и выходом, тем больше нагрев. Ведь лишнее напряжение эти стабилизаторы гасят на себе.

    Интегральные стабилизаторы бывают с общим минусом LM78**, или с общим плюсом LM79**. На месте звездочек находятся цифры указывающие напряжение стабилизации. Например LM7905 — общий плюс, напряжение стабилизации -5 В. Еще один пример LM7812 — общий минус, напряжение стабилизации 12 В. А теперь посмотрим распиновку, или назначение выводов интегрального стабилизатора.

    Стабилизированный блок питания на LM7805

    На рисунке ниже представлена схема простого блока питания со стабилизатором.

    На первичную обмотку трансформатора TV1 поступает сетевое напряжение 220 В. Со вторичной обмотки трансформатора выходит пониженное переменное напряжение от 7 до 8 вольт. Далее ток проходит через диодный мост, и на выходе моста получается выпрямленное напряжение. На конденсаторах С1 и С2 выпрямленное напряжение сглаживается.

    На выходе стабилизатора LM7805 выходит стабилизированное напряжение 5 вольт. Далее на конденсатор сглаживающий импульсы. И вот уже выпрямленное и стабильное напряжение поступает на светодиод VD5 с токоограничивающим резистором. Светодиод служит индикатором напряжения.

    Если требуется источник питания малой мощности, то можно рассмотреть как вариант- бестрансформаторный блок питания. Но это уже другая история.

    Беседки своими руками из дерева: подборка идей и подробный инструктаж по сборке

    Беседка – это то, что может соорудить домашний умелец, имея минимум навыков в плотницком деле. А постройка беседки своими руками из дерева станет доступней, если на этапе планирования познакомиться с чертежами и схемами, посмотреть подходящие видео. Не так ли?

    Далее мы расскажем как правильно составить проект беседки, рассчитать необходимое количество материалов для строительства и самостоятельно возвести стильную беседку из дерева.

    Выбор площадки для строительства

    Место для строительства необходимо выбирать там, где открывается хороший вид. Многое зависит от размера участка от функциональной задачи постройки. Ее можно сделать в укромном уголке, подальше от ворот, где ничто не будет беспокоить во время отдыха.

    Иногда их возводят там, где планируется сделать мангал и есть доступ к воде, чтобы превратить это сооружение в своеобразное место для летней столовой.

    Если на даче есть бассейн, то разумно построить беседку рядом с ним. На участке загородного дома, где есть «дикая природа» в виде берез или сосен, елей, то легкую постройку лучше сделать в этом месте, но никак не среди грядок. Огород лучше отделить от нее живой изгородью из кустарников, высоких цветов.

    Если вы привыкли заниматься обустройством собственного участка самостоятельно, то вам наверняка будет интересно прочесть статью об обустройстве садового душа.

    Проектирование деревянных беседок

    Беседка должна являться архитектурным целым с загородным домом, особенно это важно, если она построена рядом с ним. В других случаях не обязательно, чтобы она копировала основное строение по выбору стен или по форме здания. Достаточно, чтобы один из элементов сочетался, например, конструкция крыши или детали проемов.

    Если беседка будет расположена довольно далеко от дома или под сенью деревьев, то от этого правила можно отступить. В случае, планирования ее возведения недалеко от изгороди, тогда также необходимо подумать о сочетании элементов.

    В зависимости от функциональности беседки, нужно позаботится о необходимости съемных рам-экранов, которые помогут защитить от непогоды или решеток для вьющихся растений. Заранее нужно подумать о том, будет ли освещение в беседке, а также из какого материала сделать дорожку.

    По форме беседки могут быть круглые, прямоугольные, в виде шести- или восьмигранника. Прямоугольная или четырехугольная форма при строительстве деревянной беседки наиболее популярна. Такие проекты легче воплотить в жизнь.

    Крыша, чаще всего бывает четырехскатной, у многогранных вариантов – по числу граней. Самый простой вариант – односкатная. Несложно сделать двускатную крышу, но можно изготовить и конструкцию с четырьмя скатами. Она лучше защищает от непогоды.

    Домашние мастера часто не останавливаются на простых решениях и подходят к строительству деревянных беседок с фантазией. Они применяют разные конструкции и материалы, начиная от тростника и ивовых прутьев, заканчивая причудливо изогнутыми стволами деревьев. Рассмотрим некоторые варианты идей для деревянных беседок от таких умелых мастеров.

    На этапе проектирования нужно подыскать и скачать или самостоятельно начертить простейшие чертежи и схемы беседки. Исходя из них, вы сможете подсчитать количество необходимых материалов. Покупать их необходимо всегда с небольшим запасом, чтобы в случае нехватки не пришлось останавливать работу.

    Выбор материалов для строительства

    Деревянная беседка может быть срублена из бревна или бруса, это особенно красиво выглядит, если сам дом также сделан из этого материала. Такая конструкция гармонично выглядит на фоне сосен и елей.

    За основу беседки, в качестве опорных столбов, можно взять оцилиндрованные бревна или брус. Остальные элементы обшивки и декора могут быть выполнены из более легкого материала:

    • блок хауса;
    • вагонки;
    • шпунтованной доски;
    • реек разной ширины;
    • деревянных балясин;
    • элементов штакетника.

    Как видите, выбор материалов для строительства довольно велик, что позволяет с легкостью возвести беседку своей мечты.

    Предварительная обработка пиломатериалов

    Беседка под открытым небом подвергается постоянному разрушительному воздействию воды, снега, солнца, грибка, плесени, в ней могут поселиться насекомые. Чтобы защитить древесину необходима предварительная обработка материалов.

    Специальные смеси обладают антисептическими и водоотталкивающими свойствами. До их нанесения пиломатериал должен быть хорошо просушен.

    Окончательную покраску или покрытие лаком можно произвести после того, как строительство будет завершено.

    Сооружение фундамента под беседку из дерева

    Легкие беседки с деревянной крышей можно построить без специального фундамента. Особенно это касается тех конструкций, когда кровля и стропильная система не имеет большого веса. Этот вариант пригоден и там, где не планируется делать пол – вы собираетесь оставить его земляным или засыпать песком.

    Для начала необходимо выровнять площадку под строительство, убрав поверхностный питательный слой. Далее можно засыпать участок гравием, желательно чтобы он имел к центру возвышение. Это предотвратит затекание воды под пол.

    Под деревянные опорные столбы выкапываются ямы. Количество столбов определяется размером и формой беседки. Для квадратной беседки размером не более 3х3 м и песчаным полом достаточно четыре опоры. Для больших сооружений или для тех, где планируется сложная стропильная конструкция или кровля из натуральной черепицы, другого тяжелого материала понадобятся промежуточные опоры. Также промежуточные опоры нужны для укладки лаг.

    Диаметр бревен должен быть не менее 200 мм. Особое внимание нужно уделить антисептической обработке подземной части опоры. Ее можно покрыть варом или, в крайнем случае, обжечь над огнем. Под опорные балки выкапываются ямы около одного метра глубиной. На дно засыпается гравий, обломки кирпича и т. п. вперемешку с песком.

    Слой такой утрамбованной подушки должен составлять около 20 см. После того, как опора установлена в яму, промежуток между ней и почвой засыпается песочно-гравийной смесью и утрамбовывается. Такой фундамент может прослужить 15 лет.

    Для более длительного срока эксплуатации нужно сделать столбчатый фундамент с малой глубиной заложения.

    Этапы сооружения столбчатого фундамента под беседку:

    1. В местах опор выкапываются ямы глубиной полметра.
    2. На дно насыпается гравийно-песчаная смесь.
    3. По периметру устанавливается опалубка размером 400 х 400 мм и высотой 150-200 мм.
    4. Для заливки используется бетон в пропорциях: цемент + песок + гравий – 1:2:2.
    5. Перед заливкой бетона нужно поставить арматуру. Срок затвердения бетона 2 суток.
    6. Этот фундамент можно сверху достроить кирпичными столбиками, чтобы над уровнем почвы было возвышение из двух кирпичей или же полностью сделать столбчатый фундамент кирпичным.

    В четырехугольной беседке опоры делаются по углам, в середине каждой из сторон и один в центре беседки.

    В качестве основания можно сделать также плитный фундамент с небольшой глубиной залегания. Сначала весь периметр площадки заглубляется на 10-15 см и устанавливается по периметру опалубка. Далее поверхность засыпается и выравнивается гравий с песком. Уплотнение смеси можно сделать водой из шланга.

    Сверху укладывается арматура и заливается бетонная площадка. Она может уже может служить непосредственно полом или основанием под керамическую плитку, но можно на нее постелить на лаги деревянные половые доски.

    Изготовление нижней и верхней обвязки

    На фундамент укладывается обвязка из бруса со стороной профиля 150 или 200 мм. Обвязку можно закрепить на ус, когда углы в месте соединения срезаются под углом 45 градусов, это актуально если беседка будет прямоугольной формы.

    Можно использовать способ вполдерева, когда часть древесины вынимается и брусья вставляются друг в друга или соединить встык.

    Брус обвязки крепится к столбикам фундамента при помощи металлических уголков.Сразу же можно сделать верхнюю обвязку, чтобы после установки столбов поднять ее и установить на опоры. Она просто копирует нижнюю обвязку.

    Крепление столбов опоры и верхней обвязки

    К обвязке крепятся угловые столбы опоры. Их можно закрепить разными способами. Рассмотрим один из них. Сначала опора крепится к обвязке металлическими уголками. Потом выравнивается по уровню и временно закрепляется косой рейкой по двум сторонам.

    Верхняя обвязка также крепится на металлические уголки. Для большей надежности можно просверлить отверстия насквозь через обвязку в опорный столб и вкрутить 250 мм шуруп.

    На этом этапе нужно установить стойки входа или дополнительные стойки для перил, если длина беседки более трех метров.

    Настил пола и сооружение перил

    Основой полов служат лаги и чернопол из досок. Лаги укладываются на основание из бетона или обвязку из брусьев. В качестве изоляции необходимо использовать подстилку из рубероида. Черновой пол монтируется с небольшими зазорами.

    Для пола следует использовать доску 20 мм и более. Между досками нужно оставлять небольшой зазор. Это делается потому, чтобы вода от дождя и растаявшего снега не застаивалась на полу, уходила в щели.

    Перила можно закрепить на металлические уголки. Также это выполняется и другим способом: сначала к опорным столбам присоединить на саморезы рейки. На них положить перила и закрепить. Установить один брус по диагонали, он добавит дополнительную жесткость.

    Во время полного зашива нижней части беседки досками они будут крепиться на этот брус. Также он может являться дополнительным декоративным элементом в стиле фахверк, если добавить еще два коротких бруска, для придания Х-образной формы.

    Крыша деревянной беседки

    Крыша, которая будет венчать беседку может быть: односкатной, двускатной, четырехскатной или многоскатной.

    Для четырехскатной крыши можно, во время монтажа верхней обвязки, сделать крестовину методом соединения в полдрева . Для придания сооружению большей жесткости, в центре крепятся деревянные бруски 40 х 40 мм.

    К центру крестовины крепится брусок с восьмигранным профилем. Его нужно изготовить самостоятельно из бруса со стороной в 100 мм и закрепить в центре крестовины. В нем делается пропил сверху для крепления первой пары стропил. Их нужно сначала скрепить вполдерева, а затем вставить в пропил бруска.

    Другую пару стропил, перпендикулярные первой паре накладываем на восьмигранник и прикрепляем. Тоже самое делаем с остальными стропилами. Их концы должны лежать на верхней обвязке, опускаясь ниже их примерно на 30-40 см.

    Далее нужно сделать обрешетку. В зависимости от выбора кровельного материала она может быть сплошной или редкой. Кровлю стоит сделать идентичной с домом для гармоничного сочетания.

    Кроме привычных кровельных материалов: черепица натуральная, металлочерепица , металлопрофиль , гибкая черепица, шифер и т. д. можно использовать доску, дранку. Есть более редкие материалы, например, деревянный гонт.

    Это дощечки, дранка небольшого размера. Гонт крепится внахлест на обрешетку и выглядит очень оригинально, является экологичным материалом. Другой природный материал – тростник. Из него изготавливают маты, которые стоит обработать антипиреном от возгорания. Обрешетка для такой крыши делается не сплошная, а с шагом в 35 – 40 см.

    Финишная отделка постройки

    Для отделки беседки можно использовать разные виды материалов. Даже сами перила многие делают из того же бруса, но гораздо красивее будут готовые выглядеть деревянные перила с красивыми балясинами. Для их крепления в нижнем бруске делаются отверстия при помощи насадки «перо».

    Каждая деталь вставляется в подготовленное отверстие. Чтобы временно их зафиксировать на опорные столбы нужно прибить рейку. Далее на верхнюю часть балясин накладывается планка от перил и закрепляется при помощи саморезов . На планку и на нижнюю сторону перил там, где выемка, наносится клей ПВА . Перила прижимаются к планке. Для прочности их нужно закрепить к столбам при помощи уголков.

    Также можно изготовить решетчатые экраны для того, чтобы закрыть внутреннюю часть беседки от посторонних глаз. Такие реечные шпалеры можно изготовить самим.

    Сначала нужно сделать раму из брусков, соединив их на ус или встык. На раме необходимо сделать разметку. Первая рейка будет идти по диагонали, остальные параллельно ей с определенным шагом в обе стороны к противоположным углам. Крепление производится саморезами .

    Точно также рейки крепятся вторым рядом, для создания решетки. Рейки не обязательно сначала обрезать точно по размеру. Их можно подравнять по краю рамы после закрепления. Такую шпалеру можно закрепить между перилами и опорными столбами беседки. Рама будет смотреть внутрь, а места крепления решетки наружу. Если сверху места крепления закрыть рейками одной ширины с брусками рамы, то вся конструкция будет выглядеть аккуратней.

    Некоторые умельцы используют для перил и балясин природные материалы, найденные в лесу: стволы и сучья деревьев, очищенные от коры и покрытые лаком.

    Если планируется сделать беседку теплой, такой, чтобы там можно было находится в более прохладную погоду. То нижнюю часть нужно полностью зашить доской. В верхней части беседки к опорным столбам крепится брус-перемычка.

    Такие перемычки устанавливаются параллельно перилам, ниже верхней точки опорных столбов на 200 – 300 мм. Этот верхний промежуток также нужно зашить досками. Между перилами и верхней перемычкой на холодный период времени устанавливаются специальные стеклопакеты. Для утепленных беседок следует установить легкую щитовую дверь.

    В местах, где часто бывают ветра, одну из стен беседки можно полностью обшить доской. Также следует поступить, если соседний участок находится близко, а вы хотите отгородиться от посторонних глаз.

    По окончании строительства, кроме антисептической обработки, деревянную беседку нужно покрасить или покрыть лаком. Это защитит постройку и придаст ей более благородный вид. Крашенная поверхность легко чистится, за ней легко ухаживать.

    Выводы и полезное видео по теме

    Видеоинструкция постройки деревянной беседки прямоугольной формы:

    Видео с инструкцией постройки шестигранной беседки:

    Строительство беседки из дерева не такое уж сложное дело. Для этого понадобятся инструменты: циркулярная пила, шуруповерт , дрель, стамески, рубанок, шлифовальная машина. Так же пригодятся некоторые навыки работы с деревом, свободное время и желание украсить свой участок новой функциональной и красивой беседкой.

    Вы можете задать вопросы по теме статьи или поделиться собственным опытом возведения деревянной беседки . Блок для связи размещен сразу под статьей.

    Как сделать летнюю беседку своими руками с наименьшими затратами: фото, видео, поэтапная инструкция

    Посиделки с гостями, ужин с семьей на свежем воздухе, отдых после работы в саду и огороде — летняя беседка эконом класса в любой из данных ситуаций будет вам очень полезна. Далеко не всегда целесообразно её делать масштабной и вместительной, в большинстве случаев достаточно небольшой и бюджетной постройки, которая будет радовать вас и ваших гостей.

    Оптимальный размер небольшой летней беседки составляет 3 на 3 метра. Этого достаточно как для семейного круга, так и для отдыха небольшой группой людей.

    Сегодняшние проблемы звучат так:

    • Как построить бюджетную летнюю беседку своими руками?
    • Из каких материалов можно сделать летнюю конструкцию с наименьшими затратами?
    • Во сколько обойдется подобное строительство?

    В данной публикации будет рассмотрен поэтапный процесс возведения с фото и видео небольшой беседки из бруса с размерами 3 на 3 метра. Данный вариант является одним из самых дешевых и практичных для строительства, но если по каким-то причинам он вас не устроит — в конце публикации я приведу ссылки на похожие статьи по строительству.

    Поэтапный процесс строительства

    Прежде чем приступать к активным действиям, предлагаю изучить конечный результат работы и её технические характеристики.

    Большинство бюджетных беседок строится по такому же принципу, расход на материалы также примерно одинаков, но всё же я хотел бы сделать на этом акцент — важно понимать что и из чего мы собираемся строить.

    Технические характеристики готовой беседки

    Фотография представлена справа от характеристик. При нажатии на фото, оно откроется в большем размере.

    • Материал: Брус 100 на 100 мм;
    • Размеры: 3 на 3 метра;
    • Фундамент: столбчатый (из кирпичей);
    • Крыша: односкатная;
    • Кровля: еврошифер (ондулин), но можно использовать более бюджетный вариант — профнастил;
    • Обшивка стен: ориентированно-стружечная плита (ОСП);
    • Пол: доска 40 на 100 мм «сороковка»;
    • Покраска: антисептик Сенеж Ультра в 3 слоя.

    Материалы для строительства используются самые простые и дешевые. Тем не менее, их вполне достаточно для надежной и крепкой постройки, которая простоит далеко не один год и выдержит не одну сотню дождей.

    Фундамент

    Для подобного сооружения был выбран столбчатый фундамент. Представляет он из себя девять кирпичных столбов, которые являются основой для всей беседки. Процесс возведения фундамента выглядит следующим образом:

    1. Копаются 9 ямок с глубиной 70 см;
    2. Первые 30 см засыпаются песком (в идеале на дном положить немного щебня) и утрамбовываются;
    3. Оставшиеся 40 см засыпаются строительным мусором и заливаются бетоном;
    4. Поверх бетона укладываются два кирпича (в идеале — обожженных керамических красных);
    5. Поверх кирпичей наносится слой битума и в идеале укладывается лист рубероида.

    Подобное основание является крайне надежным для небольших построек. Летняя беседка — идеальная постройка под такой фундамент. Поэтому именно ему и было отдано предпочтение при строительстве.

    Нижняя обвязка

    Поверх фундамента укладывается нижняя обвязка, которая представляет из себя скрепленные между собой бруски из дерева. Крепление бруса друг к другу осуществляется «в пол дерева». Соединение предварительно необходимо обработать антисептиком или битумом. Поверх соединений вкручиваются четыре самореза для надежности.

    Помимо четырёх брусов по периметру, устанавливается один дополнительный по центру — так называемый «лаг». В дальнейшем он понадобится для крепления доски пола к обвязке (об этом подробнее в главе про пол).

    Столбы и верхняя обвязка

    На нижнюю обвязку устанавливаются столбы, которые послужат основанием для стен и верхней обвязки. Четыре столба устанавливаются по углам беседки, а один дополнительный столбик устанавливается рядом со входом на высоту перил.

    Высота передних столбов — 230 см, высота задних — 200 см. Делается это для дальнейшего возведения ската крыши.

    Верхняя обвязка представляет из себя два бруса, устанавливающиеся параллельно друг к другу поверх столбов. Крепление идентично нижней обвязке — в пол дерева.

    Возведение крыши и укладка кровли

    Весь процесс нагляднее будет рассказан в виде поэтапного подхода:

    1. Поверх нижней обвязки крепим 9 стропил с шагом 30 см;
    2. Параллельно стропилам устанавливаем 9 досок также с шагом 30 см;
    3. Если вы всё сделали четко по инструкции, то у вас должна получается крыша в виде решеток;
    4. Поверх крыши укладываем листы ондулина или профнастила, в зависимости от ваших возможностей.

    Стропила крепятся к обвязке на металлические уголки и саморезы. Получается довольно надежная конструкция, которая может выдержать не только кровлю, но и зимний снег.

    После установки столбов можно заниматься укладыванием пола. Вам понадобится около 30 досок длиной 3 метра, некоторые из которых нужно будет подогнать под столбы. Пол крепится на саморезы к нижней обвязке и лагу по центру.

    Секрет ровного пола — ровно поставить первую доску. Если у вас это получилось, то дальше процесс пойдет веселее.

    Перила и обшивка ОСП плитой

    Для перил используется брус с сечением 50 на 50 мм, который крепится на удобную для людей высоту. Помимо бруса необходимо будет установить дополнительные опоры, на которые в дальнейшем будет крепится ориентированно-стружечная плита. Всё это наглядно показано на фотографиях, которые будут представлены ниже.

    ОСП плита крепится на саморезы, плюс дополнительно придавливаются брусками по центру. Это создает не только надежность, но и дополнительную эстетику.

    Остекление

    Беседка является легкой конструкцией и призвана защищать только от дождя и солнца. Но в некоторых случаях, может понадобиться остекление, для защиты от ветра и холода.
    Это может быть холодное алюминиевое остекление, теплое из ПВХ или раздвижные конструкции портального типа.

    Приводим пример стоимости остекления беседки в компании Завод Окон ПВХ — Виндал (г. Москва), ссылка на их сайт.
    Мы рекомендуем эту компанию на основе выгодной стоимости остекления, положительных отзывов и рейтингов компаний.

    Стоимость указана без учета монтажа

    Немного слов про антисептик и краску

    Предложенный вариант недорогой беседки получился на редкость красивым и эффектным. Основной секрет состоит в грамотно подобранном цвете, который на контрасте играет между темным и светлым оттенком дерева.

    Вы можете использовать свои варианты защиты дерева, но владелец данной постройки рекомендует антисептик Сенеж Ультра, который наносится в три слоя. Это позволит вам добиться надежной защиты дерева и красивого внешнего вида.

    Видео

    Выражаю огромную благодарность за представленное видео пользователю канала с названием «вася васин». Именно он подготовил данное видео по строительству, а также прокомментировал некоторые вопросы, которые ему были заданы в комментариях.

    Если у вас возникнут какие-то вопросы, то вы можете их задать как в комментариях к его видео, так и в нашей ленте после публикации. Мы можем передать ему ваши вопросы, после чего получить и написать вам его ответ.

    Фотографии летних беседок

    В одной из публикаций на нашем сайте мы подробно рассмотрели многообразие летних беседок, сделанных не только из дерева, но и других строительных материалов.

    Посмотреть варианты с различным типом и дизайном, а также подобрать какую-нибудь идею для свой дачи вы сможете по предложенной ниже ссылке.

    Варианты строительства других конструкций

    По разным причинам не всем подойдет подобный вариант строительства. Ввиду этого я предлагаю вам похожие по стилю написания инструкции по строительству, в которых также наглядно и понятно разжевывается процесс возведения беседки своими руками.

    Несколько ссылок представлены ниже.

    Среди представленных вариантов все постройки выполняются из дерева и в довольно бюджетном формате. Какие-либо элитные строительные материалы типо декоративной штукатурки или дикого камня здесь не используются.

    Читайте также:  Как пробурить скважину в колодце для воды: способы
    Оцените статью
    Добавить комментарий