Потрібно було зробити регулятор швидкості для пропелера. Щоб дим від паяльника здувати, та морду обличчя вентилювати. Ну і, для приколу, укласти все у мінімальну вартість. Найпростіше малопотужний двигун постійного струму, звичайно, регулювати змінним резистором, але знайти різюк на такий малий номінал, та ще потрібної потужності це треба сильно постаратися, та й коштуватиме він явно не десять карбованців. Тому наш вибір ШІМ+MOSFET.
Ключ я взяв IRF630. Чому саме цей MOSFET? Та просто в мене їх звідкись завелося штук десять. Ось і застосовую, то можна поставити що менш габаритне і малопотужне. Т.к. Струм тут навряд чи буде більше ампера, а IRF630здатний протягнути крізь себе під 9А. Зате можна буде зробити цілий каскад із вентиляторів, під'єднавши їх до однієї крутилки — потужності вистачить:)
Тепер настав час подумати про те, чим ми робитимемо ШИМ. Відразу напрошується думка мікроконтролером. Взяти якийсь Tiny12 і зробити на ньому. Думку я цю відкинув миттєво.
Операційні підсилювачі можна відкинути одразу. Справа в тому, що у ОУ загального призначення вже після 8-10кГц, як правило, гранична вихідна напругапочинає різко завалюватись, а нам треба полівик дригати. Та ще на надзвуковій частоті, щоб не пищало.
Залишаються компаратори, вони не мають здатності операційника плавно змінювати вихідну напругу, можуть тільки порівнювати дві напруги і замикати вихідний транзистор за підсумками порівняння, але роблять це швидко і без завалу характеристики. Пошарив по засіках і компараторів не знайшов. Засідка! Точніше був LM339але він був у великому корпусі, а впаювати мікросхему більше ніж на 8 ніг на таке просте завдання мені релігія не дозволяє. У лабаз тягнутися теж було влом. Що робити?
І тут я згадав про таку чудову річ як аналоговий таймер - NE555. Являє собою своєрідний генератор, де можна комбінацією резисторів і конденсатором задавати частоту, а також тривалість імпульсу та паузи. Скільки на цьому таймері різної хріні зробили, за його більш ніж тридцятирічну історію… Досі ця мікросхема, незважаючи на поважний вік, штампується мільйонними тиражами і є практично в кожному лабазі за лічені рублі. У нас, наприклад, він коштує близько 5 карбованців. Пірився по засіках і знайшов пару штук. О! Щас і зробимо.
 |
Як це працює
Якщо не глибоко вникати в структуру таймера 555, то нескладно. Грубо кажучи, таймер стежить за напругою на конденсаторі С1, що знімає з виводу THR(THRESHOLD - поріг). Як воно досягне максимуму (кондер заряджений), так відкривається внутрішній транзистор. Який замикає висновок DIS(DISCHARGE – розряд) на землю. При цьому на виході OUTутворюється логічний нуль. Конденсатор починає розряджатися через DISі коли напруга на ньому дорівнюватиме нулю (повний розряд) система перекинеться в протилежний стан - на виході 1, транзистор закритий. Конденсатор починає знову заряджатися і повторюється знову.
Заряд конденсатора С1 йде шляхом: « R4->верхнє плече R1 ->D2«, а розряд шляхом: D1 -> нижнє плече R1 -> DIS. Коли ми крутимо змінний резистор R1, то у нас змінюються співвідношення опорів верхнього і нижнього плеча. Що відповідно змінює відношення довжини імпульсу до паузи.
Частота визначається в основному конденсатором С1 і ще трохи залежить від величини опору R1.
Резистор R3 забезпечує підтяжку виходу до високого рівня - так там вихід з відкритим колектором. Який неспроможний самостійно виставити високий рівень.
Діоди можна ставити будь-які абсолютно, кондер приблизно такого номіналу, відхилення в межах одного порядку не впливають особливо на якість роботи. На 4.7 нанофарадах, поставлених у С1, наприклад, частота знижується до 18кГц, але її майже не чути, мабуть слух у мене вже не ідеальний:(
Покопався в засіках, яка сама розраховує параметри роботи таймера NE555 і зібрав схему звідти, для астабільного режиму з коефіцієнтом заповнення менше 50%, та вкрутив там замість R1 та R2 змінний резистор, яким у мене змінювалася шпаруватість вихідного сигналу. Потрібно лише звернути увагу на те, що вихід DIS (DISCHARGE) через внутрішній ключ таймера підключений на землю, тому не можна було його садити безпосередньо до потенціометра, т.к. при закручуванні регулятора в крайнє положення цей висновок сідав би на Vcc. А коли транзистор відкриється, то буде натуральне КЗ та таймер із гарним пшиком випустить чарівний дим, на якому, як відомо, працює вся електроніка. Як тільки дим залишає мікросхему, вона перестає працювати. Ось так то. Тому беремо та додаємо ще один резистор на один кілоом. Погоди у регулюванні він не зробить, а від перегорання захистить.
Сказано зроблено. Витруїв плату, впаяв компоненти:
Знизу просто.
Ось і печатку додаю, у рідному Sprint Layout.
А це напруга на движку. Видно невеликий перехідний процес. Потрібно кондерчик поставити в паралель на підлогу мікрофаради і його згладить.
Як видно, частота пливе — воно і зрозуміло, адже у нас частота роботи залежить від резисторів і конденсатора, а якщо вони змінюються, то й частота спливає, але це не біда. У всьому діапазоні регулювання вона жодного разу не влазить у чутний діапазон. А вся конструкція обійшлася в 35 рублів, крім корпусу. Так що – Profit!
Ще один електронний пристрій широкого застосування.
Є потужним ШИМ (PWM) регулятором з плавним ручним управлінням. Працює на постійній напрузі 10-50V (краще не виходити за діапазон 12-40V) та підходить для регулювання потужності різних споживачів (лампи, світлодіоди, двигуни, нагрівачі) з максимальним струмом споживання 40А.
Надіслали у стандартному м'якому конверті 
Корпус скріплюється на клямках, які легко ламаються, тому розкривати акуратно. 
Всередині плата та знята ручка регулятора 
Друкована плата - двосторонній склотекстоліт, паяння та монтаж акуратні. Підключення через потужний клемник. 
Вентиляційні прорізи у корпусі малоефективні, т.к. майже повністю перекриваються друкованою платою. 
У зібраному вигляді виглядає приблизно так 
Реальні розміри трохи більше заявлених: 123x55x40мм
Принципова електрична схема пристрою 
Заявлена частота ШІМ 12kHz. Реальна частота змінюється у діапазоні 12-13kHz при регулюванні вихідної потужності.
При необхідності частоту роботи ШІМ можна зменшити, підпаявши потрібний конденсатор паралельно С5 (вихідна ємність 1nF). Збільшувати частоту небажано, т.к. збільшаться комутаційні втрати.
Змінний резистор має вбудований вимикач у крайньому лівому положенні, що дозволяє вимикати пристрій. Також на платі розташований червоний світлодіод, що горить у робочому стані регулятора.
З мікросхеми ШІМ контролера маркування навіщось старанно затерта, хоча неважко здогадатися, що коштує аналог NE555:)
Діапазон регулювання близький до заявлених 5-100%
Елемент CW1 схожий на стабілізатор струму в корпусі діода, але точно не впевнений.
Як і більшості регуляторів потужності, регулювання здійснюється по мінусовому провіднику. Захист від КЗ відсутня.
На мосфетах та діодному складанні маркування спочатку відсутнє, вони стоять на індивідуальних радіаторах з термопастою.
Регулятор може працювати індуктивну навантаження, т.к. на виході стоїть складання захисних діодів Шоттки, що пригнічує ЕРС самоіндукції.
Перевірка струмом 20А показала, що радіатори незначно гріються і можуть витягнути більше, імовірно до 30А. Виміряний сумарний опір відкритих каналів полевиків всього 0,002 Ом (падає 0,04В на струмі 20А).
Якщо знизити частоту ШІМ, витягнуть усі заявлені 40А. Шкода перевірити не зможу…
Висновки можете зробити самі, мені пристрій сподобався:)
Планую купити +56 Додати в обране Огляд сподобався +38 +85Якісний та надійний контролер швидкості обертання для однофазних колекторних електродвигунів можна зробити на поширених деталях буквально за 1 вечір. Ця схема має вбудований модуль виявлення перевантаження, забезпечує м'який пуск керованого двигуна та стабілізатор швидкості обертання двигуна. Працює такий блок із напругою як 220, так і 110 вольт.
Схема регулятор мотора на симісторі та U2008 Схема модуля системи регулювання заснована на генераторі ШИМ імпульсів і симістор управління мотором - класична схемотехніка для подібних пристроїв. Елементи D1 і R1 забезпечують обмеження величини напруги живлення до безпечної для живлення мікросхеми генератора. Конденсатор C1 відповідає за фільтрацію напруги живлення. Елементи R3, R5 і P1 є дільником напруги з можливістю регулювання, який використовується для завдання величини потужності, що подається в навантаження. Завдяки застосуванню резистора R2, що безпосередньо входить у ланцюг надходження на м/с фази, внутрішні блоки синхронізовані з симістором ВТ139.
Друкована плата На наступному малюнку показано розташування елементів на друкованій платі. Під час монтажу та запуску слід звернути увагу на забезпечення умов безпечної роботи – регулятор має живлення від мережі 220В та його елементи безпосередньо підключені до фази.
У випробувальному варіанті був застосований симистор BT138/800 з максимальним струмом 12 А, що дає можливість керувати навантаженням понад 2 кВт. Якщо необхідно управління ще більшими струмами навантаження - радимо тиристор встановити поза плати на великому радіаторі. Також слід пам'ятати про правильний вибір запобіжника FUSE залежно від навантаження.
Крім управління оборотами електромоторів, можна без будь-яких переробок використовувати схему регулювання яскравості ламп.
Плавна робота двигуна, без ривків та стрибків потужності – це запорука його довговічності. Для контролю цих показників використовується регулятор обертів електродвигуна на 220В, 12В і 24В, всі частотники можна виготовити своїми руками або купити вже готовий агрегат.
Регулятор обертів двигуна, частотний перетворювач – це прилад на потужному транзисторі, який необхідний для того, щоб інвертувати напругу, а також забезпечити плавну зупинку та пуск асинхронного двигуна за допомогою ШІМу. ШІМ – широко-імпульсне керування електричними пристроями. Його застосовують для створення певної синусоїди змінного та постійного струму.
Фото – потужний регулятор для асинхронного двигунаНайпростіший приклад перетворювача – це стандартний стабілізатор напруги. Але у приладу, що обговорюється, набагато більший спектр роботи і потужність.
Частотні перетворювачі використовуються у будь-якому пристрої, який живиться від електричної енергії. Регулятори забезпечують надзвичайно точний електричний моторний контроль, тому швидкість двигуна можна змінювати в меншу або більшу сторону, підтримувати оберти на потрібному рівні та захищати прилади від різких обертів. При цьому електродвигун використовується тільки енергія, необхідна для роботи, замість того, щоб запускати його на повній потужності.
Фото – регулятор обертів двигуна постійного струму Навіщо потрібний регулятор обертів асинхронного електродвигуна:
Пристрій часто використовується для зварювального апарату (в основному для напівавтоматів), електричної пічки, ряду побутових приладів (пилососа, швейної машинки, радіо, пральної машини), домашнього обігрівача, різних судномоделей і т.д.
Фото – шим контролер обертів Регулятор обертів є пристроєм, що складається з наступних трьох основних підсистем:
Коли двигун змінного струму запускається на повну потужність відбувається передача струму з повною потужністю навантаження, таке повторюється 7-8 разів. Цей струм згинає обмотки двигуна та виробляє тепло, яке виділятиметься тривалий час. Це може значно знизити довговічність двигуна. Іншими словами, перетворювач – це своєрідний ступінчастий інвертор, що забезпечує подвійне перетворення енергії.
Фото – схема регулятора для колекторного двигуна Залежно від вхідної напруги, частотний регулятор числа обертів трифазного або однофазного електродвигуна відбувається випрямлення струму 220 або 380 вольт. Ця дія здійснюється за допомогою діода, що випрямляє, який розташований на вході енергії. Далі струм проходить фільтрацію за допомогою конденсаторів. Далі формується ШІМ, це відповідає електросхема. Тепер обмотки асинхронного електродвигуна готові до передачі імпульсного сигналу та їх інтеграції до потрібної синусоїди. Навіть у мікроелектродвигуна ці сигнали видаються, у буквальному значенні слова, пачками.
Фото – синусоїда нормальної роботи електродвигуна Існує кілька характеристик, за якими потрібно вибирати регулятор обертів для автомобіля, верстатного електродвигуна, побутових потреб:
При цьому потрібно розуміти, що є так званий універсальний регулятор обертання. Це частотний перетворювач для безколекторних двигунів.
Фото – схема регулятора для безколекторних двигунів У цій схемі є дві частини – одна логічна, де на мікросхемі розташований мікроконтролер, а друга – силова. В основному, така електрична схема використовується для потужного електричного двигуна.
Відео: регулятор оборотів електродвигуна з ШИро V2
Можна зробити простий симісторний регулятор оборотів електродвигуна, його схема представлена нижче, а ціна складається тільки з деталей, що продаються в магазині електротехніки.
Для роботи нам знадобиться потужний симістор типу BT138-600, її радить журнал радіотехніки.
Фото – схема регулятора оборотів своїми руками В описаній схемі обороти будуть регулюватися за допомогою потенціометра P1. Параметром P1 визначається фаза вхідного імпульсного сигналу, який у свою чергу відкриває симистор. Така схема може застосовуватися як у польовому господарстві, так і домашньому. Можна використовувати цей регулятор для швейних машинок, вентиляторів, настільних свердлильних верстатів.
Принцип роботи простий: у момент, коли двигун трохи загальмовується, його індуктивність падає, і це збільшує напругу R2-P1 і C3, то в свою чергу тягне більш тривале відкриття сімістора.
Тиристорний регулятор із зворотним зв'язком працює трохи по-іншому. Він забезпечує зворотний хід енергії в енергетичну систему, що є дуже економним та вигідним. Цей електронний прилад передбачає включення в електричну схему потужного тиристора. Його схема виглядає ось так:
Тут для подачі постійного струму та випрямлення потрібен генератор сигналу, що управляє, підсилювач, тиристор, ланцюг стабілізації оборотів.
З аналоговим інтегральним таймером SE555/NE555 (КР1006), що випускається компанією Signetics Corporation з далекого 1971 чудово знайома більшість радянських і зарубіжних радіоаматорів. Важко перерахувати, для яких цілей не використовувалася ця недорога, але багатофункціональна мікросхема за майже піввіковий період свого існування. Однак, навіть незважаючи на швидкий розвиток електронної промисловості в останні роки, вона, як і раніше, продовжує користуватися популярністю і випускається у значних обсягах.
Пропонована Jericho Uno простенька схемка автомобільного ШИМ-регулятора – не професійна, повністю налагоджена розробка, що відрізняється своєю безпекою та надійністю. Це лише невеликий дешевий експеримент, зібраний на доступних бюджетних деталях і цілком задовольняє мінімальним вимогам. Тому його розробник не бере на себе відповідальності за те, що може статися з вашим обладнанням при експлуатації змодельованої схеми.
