Мои поделки: Фильтр-Розетка с автоматическим реле (АФР 4+1) для питания компьютера [осень 2005]

Фильтр-Розетка с автоматическим релеРечь пойдёт о делах давно минувших… Из представленных здесь моих поделок: «Фильтр-Розетка» — это самое первое, сделанное всерьёз, электронное устройство. И это был мой первый Device с замахом на коммерческую реализацию. Проба пера.

Руководство по эксплуатации «АФР 4+1в 1.9Euro»

(Модель имеет: 4 гнезда с автоматической коммутацией питания + 1 гнездо запитано постоянно, с выключателем управляющего питания. Силовой кабель: длиной 1.9м, оканчивается Euro-штекером.)

Назначение

Автоматический фильтр-розетка для компьютера (сокращённо АФР) позволяет автоматически отключать все периферийные устройства компьютера от сети, при выключении питания системного блока (“Shutdown”) или перехода его в спящий режим (“Sleep mode” или “Hibernate”) и автоматически включать – при возобновлении работы.

АФР позволяет выключать питание всего компьютера “одной кнопкой”. Теперь не нужно помнить всё ли включено, при включении питания компьютера! Ведь, если какое-то устройство не было включено при загрузке Windows, то оно, возможно, не сможет работать корректно! Особенно это касается монитора, внешнего модема и других не PnP-устройств.

Автоматическое обесточивание особенно полезно для домашних компьютеров со стандартом питания ATX. Ведь так удобно, после утомительной работы, просто ткнуть пальцем в кнопку питания и компьютер сам выключится полностью. Затем утром, точно также, просто ткнуть пальцем в кнопку питания и компьютер сам включиться и будет работать.

Кто-то может заявить, что он не будет выключать периферию компьютера вообще. Зачем? А обесточивать периферию полезно тем, что:

  1. это улучшает противопожарную безопасность (выключенное устройство не может воспламениться или испортиться из-за бросков напряжения в сети)
  2. экономит электроэнергию (в дежурном режиме устройство и так потребляет мало: около 5Вт, но отключенное – не потребляет вовсе)
  3. выключает массу светодиодных индикаторов на отключенных устройствах, которые иначе отвлекают внимание и особенно неприятны ночью, в темноте
  4. выключает даже те устройства, что не имеют дежурного режима (например, колонки или аудиоусилитель)
  5. уменьшает звуковую атаку на сознание (Даже в дежурном режиме во всех устройствах работает блок питания, переменное напряжение в катушках индуктивности и других электронных компонентах вызывает еле слышимые звуковые колебания, которые, тем не менее, отрицательно влияют на подсознание человека. Поэтому их следует обесточивать)

Кроме того АФР помогает организовать работу компьютера в автоматическом режиме: стандарт ATX позволяет выключать питание компьютера программно, по какому-либо событию или таймеру. А многие современные компьютеры могут также включаться по таймеру, сигналу через локальную сеть (LAN) или модем (COM) – это настраивается в BIOS-е компьютера. АФР, присоединённый к такому компьютеру, будет включать/выключать все периферийные устройства. Таким образом, можно организовывать автоматическое выключение офисных серверов на ночь и другие хитрости.

А если домашний компьютер оборудован блоком дистанционного управления (“Remote control”), то вы сможете не только переключать музыку в WinAmp-е или каналы в TV-tuner (это то, для чего обычно используется пульт ДУ компьютера), но также выключать компьютер с дивана, как обычный телевизор или музыкальный центр.

Технические характеристики

  • Номинальное напряжение сети: 220-240 В
  • Рабочая частота: 50 Гц
  • Суммарная мощность протекаемого тока, не более: 2,2 кВт (т.е. 220В, 10А)
  • Ослабление помех в диапазоне 100кГц — 100МГц, максимум: 10 Дб
  • Тип розеток: Euro Rus
  • Тип штекерной вилки на сетевом кабеле: Euro Rus
  • Длина сетевого кабеля: 1,9 м
  • Длина шнура управляющего питания: 1,5 м

Фильтр-розетка оснащён сетевым выключателем, совмещённым с автоматом защиты от короткого замыкания и перегрузки. Сетевой выключатель также совмещён со световым индикатором наличия питания.

АФР выдерживает ток мощностью до 2,2кВт, что позволяет безопасно подключать через него лазерный принтер или копировальный аппарат, которые, как известно, потребляют 1-1,5кВт электроэнергии, при печати.

Комплектация изделия

Изделие состоит из двух частей: собственно сетевой фильтр-розетка (смотри пункты 1, 2, 3 и 3.1 на рисунке) и разветвитель управляющего питания (пункты 4, 4.1, 4.2):

Обзор изделияРисунок 1

1. Корпус АФР с тумблерами и розетками – содержит 5 розеток под евро-вилку для компьютерных устройств и два (или один, в зависимости от модели) управляющих тумблера.

2. Силовой кабель основного питания 220В – подводит питание 220В от силовой сети. Длина кабеля, в зависимости от модели АФР, может быть 1,9м-3м. Кабель оканчивается сетевой вилкой евро-стандарта.

3. Шнур управляющего питания – подключает АФР к системному блоку компьютера, к напряжению 12В, снимаемому с блока питания. Шнур имеет длину 1,5м и оканчивается специальным разъёмом:
3.1 Разъём управляющего питания

4. Разветвитель управляющего питания для АФР – выводит управляющее питание 12В с блока питания компьютера на заднюю панель системного блока, которое используется для управления АФР. Разветвитель имеет следующие составляющие:
4.1 Вывод управляющего питания
4.2 Разъёмы IDE-питания

Подключение

Предупреждение: при подключении АФР, “разветвитель управляющего питания” следует разместить внутри корпуса. Для этого корпус компьютера должен быть неопломбирован! Если корпус опломбирован и гарантийный срок на него ещё не вышел, то, чтобы не потерять гарантию на компьютер, подключение следует производить с участием фирмы-продавца компьютера – это сложнее, но возможно.

Подключение АФР производится в несколько этапов (смотри Рисунок 2):

Подключение всегоРисунок 2

1. Открыть корпус компьютера и присоединить разветвитель управляющего питания (Рисунок 1, п.4) к разъёму блока питания для IDE-устройств. Разветвитель имеет также парную вилку, к которой можно подключать любое другое устройство (Рисунок 1, п.4.2), таким образом, АФР не уменьшит количество доступных разъёмов вашего блока питания.

2. Вывод управляющего питания (Рисунок 1, п.4.1) вывести на заднюю стенку корпуса (для этого может потребоваться просверлить аккуратное отверстие в задней стенке корпуса). Вывод закрепляется вставляется в отверстие изнутри корпуса и закрепляется накидной гайкой. Теперь корпус компьютера можно закрыть.

3. Разъём управляющего питания (Рисунок 1, п.3.1) самой розетки подключается к выводу (Рисунок 1, п.4.1)

4. К первой, некоммутируемой, розетке АФР подключается питание самого системного блока. Эта розетка не управляется питанием самого компьютера – напряжение в ней присутствует сразу после подключения АФР к сети 220В и включении большого тумблера. Эта розетка нужна, чтобы АФР «4+1» выполнял также функции переноса питания от сетевой розетки к столу, на котором установлен компьютер.

5. К остальным четырём розеткам АФР подключаются все внешние периферийные устройства данного компьютера: монитор, внешний модем, колонки или аудиоусилитель, сканер, принтеры. Если четырёх розеток недостаточно, то можно использовать “сетевой разветвитель на 220В”, подключённый к одной из этих розеток, — и подключать устройства через него. При этом суммарная потребляемая мощность всех таких устройств и системного блока не должна превышать 2,2кВт.

6. Последним сетевой кабель на 220В (Рисунок 1, п.2) подключается к сетевой розетке.

7. Фильтр-розетку рекомендуется закрепить на задней стенке компьютерного стола. На нижней стороне корпуса АФР (Рисунок 1, п.1) есть два гнезда для крепёжных саморезов. АФР следует разместить так, чтобы не натягивались и не слишком провисали все подключенные провода. Провода, которые провисают слишком сильно следует подвязать, чтобы пользователи компьютера не цеплялись за них и не дёргали, повышая, таким образом, вероятность поломки АФР, проводов и короткого замыкания.

8. Наконец, оба тумблера на корпусе АФР следует перевести во включенное положение.

Внимание: При покупке изделия, каждому покупателю предоставляется услуга бесплатной первой установки/подключения АФР.

Управление и эксплуатация

Рисунок 3 демонстрирует основные особенности управления и эксплуатации АФР:

Функциональные-коммутируемые розеткиРисунок 3

Модель АФР “4+1в” имеет на корпусе всего пять розеток, первая из которых некоммутируемая, а остальные четыре – коммутируемые:

  • К некоммутируемой розетке АФР подключается питание самого системного блока. Эта розетка не управляется питанием компьютера, не отключается автоматически – напряжение в ней присутствует сразу после подключения АФР к сети 220В и включении большого тумблера. Эта розетка нужна, чтобы АФР «4+1» выполнял также функции переноса питания от сетевой розетки к столу, на котором установлен компьютер. Таким образом, АФР можно использовать не только как автоматический коммутатор, но АФР также выполняет функции обычного фильтра-розетки. Теперь Вам не нужен обычный фильтр-розетка – используйте АФР “4+1”!
  • К коммутируемой розетке АФР подключается питание всех внешних периферийных устройств данного компьютера: монитор, внешний модем, колонки или аудиоусилитель, сканер, принтеры. А если четырёх розеток недостаточно, то можно использовать “сетевой разветвитель на 220В”, подключённый к одной из этих розеток, — и подключать устройства через него. При этом суммарная потребляемая мощность всех таких устройств и системного блока не должна превышать 2,2кВт – этого вполне достаточно для любого обычного рабочего места.

Модель АФР “4+1в” также снабжена двумя тумблерами-выключателями:

  • Большой тумблер со встроенным световым индикатором включает подачу сетевого питания 220В ко всем розеткам фильтра. При включении тумблера, если есть напряжение, то загорается световой индикатор. Когда нужно полностью обесточить компьютер и все его устройства, достаточно просто выключить этот тумблер. Также этот тумблер имеет автомат защиты, который контролирует потребляемую мощность и, при возникновении коротких замыканий или опасного превышения потребляемой мощности, отключает подачу питания.
  • Малый тумблер присутствует только в модели АФР с суффиксом “в”. Он служит для принудительного отключения всех коммутируемых (только коммутируемых) розеток, даже при наличии управляющего напряжения. Это позволяет легко отключить все внешние периферийные устройства компьютера, не отключая питания самого системного блока.

Гарантийные обязательства

На изделие предоставляется гарантия 6 месяцев со дня продажи/установки.
Гарантия включает бесплатный ремонт изделия и замену его вышедших из строя компонентов и деталей: магнитного реле, выключателей, нарушение пайки и т.п., в случаях, если поломка не была причинена нарушением условий эксплуатации: повышенной нагрузкой или механическими повреждениями.

Предупреждения и отказы

Конструкция АФР очень простая, поэтому вероятность его поломки минимальная, в случае, если не нарушаются условия его эксплуатации.

В случае нарушений условий эксплуатации АФР, в предоставлении гарантийного обслуживания может быть отказано.

Предупреждения: как с любым электробытовым устройством, с АФР нельзя производить следующее:

  • нельзя подвергать АФР воздействию влаги и повышенных температур;
  • нельзя превышать максимальную допустимую мощность подключённых устройств;
  • нельзя дёргать провода и разъёмы, нарушать изоляционный слой. Особенно опасно повредить шнур или разъём управляющего питания (Рисунок 1, пп.3 и 3.1), которые проводят +12В с блока питания компьютера к АФР. И в случае короткого замыкания этих проводов может выйти из строя блок питания самого компьютера.

Внимание! изготовитель не несёт никакой ответственности за прямой или косвенный ущерб, причинённый Вам, в случае неправильно эксплуатации АФР.

Другие модели

Здесь представлен автоматический фильтр-розетка (АФР) для компьютера, модели: «АФР 4+1в 1.9Euro» (4 гнезда с автоматической коммутацией питания + 1 гнездо запитано постоянно, с выключателем управляющего питания, провод 1.9м, вилка «евро»).
А вариантов изделия может быть много, если за основу брать разные фильтры розетки: с разным количеством выходных розеток, разными входными вилками и длинной провода…

Также конструкцию можно чуток упростить, сделав без маленького «выключателя управляющего питания» (он всё равно практически не используется).
Зачем нужен этот выключатель? Идея была такова: когда уже уходишь спать, но оставляешь системный блок компьютера работать в автоматическом режиме… или просто оставляешь надолго без присмотра — то можно лёгким движением пальца обесточить всю неиспользуемую периферию (монитор, сканеры, принтеры, колонки и прочее), а вернувшись — так же легко всё сразу включить.
Таким образом, включение/выключение питания всей периферии может управляться, в равной степени: автоматически, питанием системного блока; или пользователем, вручную.

Запланированы также следующие модели АФР:

  • «АФР 4+1» — модель с отсутствующим малым тумблером отключения управляющего питания. Это несколько снижает стоимость изделия.
  • «АФР 5+1» — модель на пять коммутируемых розеток, с повышенной максимальной потребляемой мощностью до 3,5кВт (220В, 16А).

Композиция 'в руках'

Вскрытие

Обзор внутренностей и деталей:
Обзор внутренностей и деталей

Блок управления и коммутации удачно помещается во внутренней полости корпуса:
Блок управления и коммутации удачно помещается во внутренней полости корпуса

В те суровые времена, я ещё не пользовался термоусадкой и паял «ЭПСН 25/24 с УП25/220»:
В те суровые времена, я не пользовался термоусадкой и паял ЭПСН

Ключевой момент крупным планом: разделение шин кусачками, а контакты пропаяны:
Ключевой момент: разделение шин кусачками, контакты пропаяны

Смета расходных материалов для сборки АФР [на 10.10.2005]

Смета расходных материалов для сборки АФР

Коммерческая реализация

Это изделие в эксплуатации показало себя очень надёжным: в своё время, сделал несколько экземпляров и использовал на нескольких домашних компах — всё чётко работает и до сих пор (там же нечему ломаться).

А вот распространение (продажа) этого устройства как-то не случилась… Не случилась по двум основным причинам:

1) Во-первых, я не маркетолог и никак не рекламировал, не продвигал это изделие. А вскоре и вовсе потерял к нему интерес: изобрёл и пошёл дальше… (Как говориться: «Зёрна упали на сухую, каменистую почву — и не дали ростков…»)

2) А вторая причина кроется в несовершенном функционале самого устройства: да, конструкция очень простая, дешёвая, надёжная… Но для того чтобы подключить этот фильтр к компьютеру — нужно разбирать корпус! Таким образом, пользователь должен быть не простым, а «продвинутым пользователем»: способным вскрывать свой корпус, знающим основы электричества, умеющим поработать руками (вкрутить болт) — а уже это очень сужает потенциальную клиентскую базу!
Кроме того, в текущем варианте конструкции, под выводной разъём «управляющего питания» 12VDC (с внутреннего компьютерного БП) — нужно сверлить отверстие. Это, конечно, легко решается: выводной разъём можно сразу всверливать в стандартную выводную планку (как на всех устройствах, вставляемых в комповые слоты расширения) — тогда и монтаж беспонтовый и красивый корпус ломать не надо!
Но вот если бы этот фильтр подключался к системнику чисто извне: через разъёмы USB, PS/2 (раньше нельзя было занимать этот порт, но сейчас он обычно пустует) или другие «стандартные и распространённые» — тогда этот АФР можно было бы рекомендовать всем чайникам, и продавать в супермаркетах как чипсы! Но для этого схемотехнику устройства нужно значительно усложнить…

Особая благодарность: комраду Selin, который увидев мой «первоначальный вариант автоматического фильтра-розетки» (прим.: мы не будем его здесь показывать) — вдохновил меня идеей довести изделие до совершенства. А также помог делом: мы вместе обсуждали конструкцию и вместе выбирали «электромагнитное реле» на радиобазаре… (Эх, студенческие деньки!)

Приложения

 

Комментарии закрыты.