Invertteri hiljaisella tuulettimella: 4 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Tämä on DC -AC -invertterin päivitysprojekti.

Tykkään käyttää aurinkoenergiaa kotitalouksessani valaistukseen, USB -laturien syöttämiseen ja muuhun. Ajoin säännöllisesti 230 V: n työkaluja aurinkoenergialla invertterin läpi ja käytän myös auton ympärillä olevia työkaluja, jotka käyttävät niitä auton akusta. Kaikki nämä skenaariot vaativat 12V-230V invertterin.

Kuitenkin yksi invertterien käytön haittapuoli on integroidun tuulettimen tuottama jatkuva melu.

Invertterini on melko pieni 300 W: n maksimiteholla. Käytän siitä kohtalaisia kuormia (esim. Juotosraudani, pyörivä työkaluni, kohdevalot jne.), Ja invertteri ei yleensä tarvitse jatkuvasti pakotettua ilmavirtaa kotelonsa läpi.

Säästäkäämme siis itsemme tuolta kauhealta melulta, joka johtuu siitä, että tuuletin vihaisesti jakaa ilman täydellä tehollaan, ja hallitsemme tuuletinta lämpötila -anturin avulla!

Vaihe 1: Ominaisuudet

Unelmoin tuulettimen ohjauspiiristä, jossa on 3 tilaa:

1. Taajuusmuuttaja on viileä ja tuuletin käy hiljaa pienillä kierrosluvuilla (kierroksia minuutissa). Mukautettu LED -merkkivalo palaa vihreänä.
2. Invertteri lämpenee. Tuuletin kytketään täydelle nopeudelle ja LED muuttuu keltaiseksi.
3. Invertteri nostaa lämpötilaa vielä korkeammalle. Meluntekijän summeri huutaa ja osoittaa, että lämmön taso vahingoittaisi invertteriä, eikä tuuletin pysty kompensoimaan lämmönhukkaa.

Heti kun lisääntynyt tuulettimen toiminta voi jäähdyttää invertterin, piiri palaa automaattisesti tilaan 2 ja myöhemmin rauhoittavaan tilaan 1.

Ei koskaan tarvita manuaalisia toimenpiteitä. Ei kytkimiä, ei painikkeita, ei huoltoa.

Vaihe 2: Tarvittavat komponentit

Tarvitset vähintään seuraavat komponentit taajuusmuuttajan tuulettimen älykäyttöiseksi:

• operaatiovahvistinsiru (käytin LM258 dual op-amp)
• termistori (6,8 KΩ), jossa on kiinteä vastus (4,7 KΩ)
• muuttuva vastus (500 KΩ)
• PNP -transistori puhaltimen käyttämiseksi ja 1 KΩ: n vastus transistorin säilyttämiseksi
• valinnaisesti puolijohdediodi (1N4148)

Näiden komponenttien avulla voit rakentaa lämpötilakäyttöisen tuulettimen ohjaimen. Jos haluat kuitenkin lisätä LED -merkkivaloja, tarvitset lisää:

• kaksi LEDiä kahdella vastuksella tai yksi kaksivärinen LED yhdellä vastuksella
• tarvitset myös NPN -transistorin LEDin käyttämiseen

Jos haluat myös ylikuumenemisen varoitusominaisuuden, tarvitset:

• summeri ja yksi muuttuva vastus (500 KΩ)
• valinnaisesti toinen PNP -transistori
• valinnaisesti kaksi kiinteää vastusta (470 Ω summerille ja 1 KΩ transistorille)

Suurin syy tämän piirin toteuttamiseen on tuulettimen mykistäminen. Alkuperäinen tuuletin oli yllättävän kova, joten korvasin sen pienitehoisella ja paljon hiljaisemmalla versiolla. Tämä tuuletin syö vain 0,78 wattia, joten pieni PNP -transistori voi käsitellä sitä ilman ylikuumenemista ja samalla syöttää LEDiä. 2N4403 PNP -transistorin keräimen maksimivirta on 600 mA. Puhallin kuluttaa 60 mA käynnissä (0,78 W / 14 V = 0, 06 A) ja LED kuluttaa lisäksi 10 mA. Joten transistori voi käsitellä niitä turvallisesti ilman relettä tai MOSFET -kytkintä.

Summeri voi toimia suoraan ilman vastusta, mutta huomasin, että sen melu on liian kova ja ärsyttävä, joten käytin 470 Ω vastusta saadakseni äänen ystävällisemmäksi. Toinen PNP-transistori voidaan jättää pois, koska op-vahvistin voi ohjata suoraan pientä summeria. Transistori on tarkoitettu kytkemään summeri päälle/pois saumattomammin, mikä poistaa häipyvän äänen.

Vaihe 3: Suunnittelu ja kaavio

Laitoin LEDin taajuusmuuttajan kotelon päälle. Näin se näkyy helposti mistä tahansa katselukulmasta.

Invertterin sisään sijoitin ylimääräisen piirin siten, että se ei estä ilmavirran reittiä. Lisäksi termistorin ei pitäisi olla ilmavirrassa, vaan ei -hyvin tuuletetussa kulmassa. Tällä tavalla se mittaa pääasiassa sisäisten osien lämpötilaa eikä ilmavirran lämpötilaa. Invertterin tärkein lämmönlähde ei ole MOSTFETit (jonka lämpötilan mittaa termistorini), vaan muuntaja. Jos haluat tuulettimen reagoivan nopeasti taajuusmuuttajan kuormitusmuutoksiin, aseta termistorin pää muuntajaan.

Yksinkertaisuuden vuoksi kiinnitin piirin koteloon kaksipuolisella teipillä.

Virtapiiri saa virtaa invertterin jäähdytyspuhaltimen liittimestä. Itse asiassa ainoa muutos, jonka tein taajuusmuuttajan sisäisiin komponentteihin, on tuulettimen johtojen katkaisu ja asetin piirini tuulettimen liittimen ja tuulettimen väliin. (Toinen muutos on reikä, joka on porattu kotelon yläosaan LED -valoa varten.)

Vaihtelevat potentiometrit voivat olla minkä tahansa tyyppisiä, mutta kierteiset trimmerit ovat edullisia, koska ne voivat olla hienosäädettyjä ja paljon pienempiä kuin nupilliset potentiometrit. Viritin aluksi kierukkaleikkurin, joka käynnistää tuulettimen 220 KΩ: iin positiiviselta puolelta mitattuna. Toinen trimmeri on esiasetettu 280 KΩ: iin.

Puolijohdediodi estää induktiivisen virran kulkemisen taaksepäin, kun puhaltimen sähkömoottori on juuri sammutettu, mutta roottori pyörii edelleen. Diodin käyttäminen tässä on kuitenkin valinnaista, koska niin pienellä tuuletinmoottorilla induktiokyky on niin pieni, ettei se voi vahingoittaa piiriä.

LM258 on kaksoisop-vahvistinsiru, joka koostuu kahdesta itsenäisestä operaatiovahvistimesta. Voimme jakaa termistorin lähtövastuksen kahden op-ampeerin tulonastan kesken. Tällä tavalla voimme käynnistää tuulettimen alhaisemmassa lämpötilassa ja summerin korkeammassa lämpötilassa käyttämällä vain yhtä termistoria.

Haluaisin käyttää vakautettua jännitettä piirini ajamiseen ja saada jatkuvasti päälle/pois -lämpötilapisteitä, jotka ovat riippumattomia invertterin käynnissä olevan akun jännitetasosta, mutta haluan myös pitää piirin suunnittelun mahdollisimman yksinkertaisena, joten Luovuin ajatuksesta käyttää jännitesäädintä ja opto-kytkinkytkintä ohjaamaan tuuletinta säätelemättömällä jännitteellä maksimaaliseen kierroslukuun.

Huomaa: Tässä kaaviossa esitetty piiri kattaa kaikki edellä mainitut ominaisuudet. Jos haluat vähemmän tai muita ominaisuuksia kuin piiri, on muutettava vastaavasti. Esimerkiksi LED -valon sammuttaminen ja mitään muuta muuttamatta jättäminen johtaa toimintahäiriöön. Huomaa myös, että vastuksen ja termistorin arvot voivat olla erilaisia, mutta jos käytät tuuletinta, jonka parametrit ovat erilaiset kuin minun, sinun on myös muutettava vastuksen arvoja. Lopuksi, jos tuuletin on isompi ja vaatii enemmän virtaa, kuin sinun on sisällytettävä releeseen tai MOSFET -kytkin piiriin - pieni transistori palaa tuulettimen tyhjenemän virran takia. Testaa aina prototyypillä!

VAROITUS! Henkeä uhkaava!

Invertterit, joissa on korkea jännite. Jos et tunne korkeajännitteisten komponenttien käsittelyn turvallisuusperiaatteita, ÄLÄ AVAA SIIRROTA!

Vaihe 4: Lämpötilatasojen asettaminen

Kahdella muuttuvalla vastuksella (potentiometrit tai kierukkatrimmerit minun tapauksessani) voidaan säätää lämpötilan tasot, joissa tuuletin ja summeri jatkuvat. Tämä on kokeilu- ja erehdysmenettely: sinun on löydettävä oikeat asetukset useilla kokeilujaksoilla.

Anna termistorin ensin jäähtyä. Aseta sitten ensimmäinen potentiometri siihen pisteeseen, jossa se vaihtaa LEDin vihreästä keltaiseksi ja tuulettimen alhaisesta korkeaseen kierroslukuun. Kosketa nyt termistoria ja anna sen lämmetä sormenpäilläsi samalla kun virität potentiometriä, kunnes se sammuttaa tuulettimen uudelleen. Näin asetat lämpötilan noin 30 celsiusasteeseen. Haluat luultavasti hieman korkeamman lämpötilan (ehkä yli 40 celsiusasteen) tuulettimen käynnistämiseksi, joten käännä trimmeri ja testaa uusi päälle/pois -taso antamalla lämpöä termistorille.

Toinen summeria ohjaava potentiometri voidaan asettaa (tietysti korkeammalle lämpötilalle) samalla menetelmällä.

Käytän tuulettimen ohjaamaa invertteriä suurella tyytyväisyydellä - ja hiljaisuudessa.;-)