Potřeboval jsem vyrobit regulátor otáček pro vrtuli. Odfouknout kouř z páječky a provětrat obličej. No, pro zábavu, dejte vše na minimální náklady. Nejjednodušší způsob je stejnosměrný motor s nízkým výkonem, samozřejmě regulovat proměnný odpor, ale najít životopis pro tak malou nominální hodnotu a dokonce i požadovanou sílu, musíte se tvrdě snažit a bude to samozřejmě stát více než deset rublů. Proto je naše volba PWM + MOSFET.

Vzal jsem klíč IRF630. Proč zrovna tenhle MOSFET? Ano, právě jsem jich odněkud získal asi deset. Takže to používám, takže můžete dát celkově něco méně a s nízkou spotřebou. Protože proud zde pravděpodobně nebude větší než ampér, a IRF630 schopný protáhnout se pod 9A. Ale bude možné udělat celou kaskádu ventilátorů jejich připojením k jednomu twistu - dostatek výkonu :)

Nyní je čas přemýšlet o tom, co budeme dělat PWM. Myšlenka se okamžitě nabízí - mikrokontrolér. Vezměte trochu Tiny12 a udělejte to na něm. Tuto myšlenku jsem okamžitě zavrhl.

1. Utratit tak cennou a drahou část za nějaký fanoušek je pro mě hnus. Najdu zajímavější úkol pro mikrokontrolér
2. Další software na to napsat, dvakrát zapadlo.
3. Napájecí napětí je tam 12 voltů, snížit jej pro napájení MK na 5 voltů je obecně již líné
4. IRF630 neotevře od 5 voltů, takže zde byste také museli osadit tranzistor, aby dodával vysoký potenciál do brány terénního pracovníka. Nafig nafig.

Operační zesilovače lze okamžitě vyřadit. Faktem je, že pro univerzální operační zesilovač zpravidla po 8-10 kHz omezující výstupní napětí se začne prudce hroutit a terénním pracovníkem musíme trhnout. Ano, i na nadzvukové frekvenci, aby to neskřípalo.

Komparátory zůstávají, nemají schopnost operačního zesilovače plynule měnit výstupní napětí, umí pouze porovnávat dvě napětí a uzavírat výstupní tranzistor na základě výsledků porovnání, ale dělají to rychle a bez blokování charakteristiky. Prohrabal jsem se v sudech a žádné srovnávače jsem nenašel. Přepadení! Přesněji bylo LM339, ale bylo to ve velkém pouzdru a náboženství mi nedovoluje připájet mikroobvod pro více než 8 nohou pro tak jednoduchý úkol. Bylo toho také příliš mnoho na to, aby se vlekly do skladiště. Co dělat?

A pak jsem si vzpomněl na tak úžasnou věc jako analogový časovač - NE555. Jde o jakýsi generátor, kde lze kombinací rezistorů a kondenzátoru nastavit frekvenci, ale i dobu trvání pulsu a pauzy. Jak moc různých kravin se na tomto časovači za jeho více než třicetiletou historii udělalo... Až dosud je tento mikroobvod i přes své úctyhodné stáří vyražen v milionech výtisků a je k dostání téměř v každém obchodě za cenu pár rublů. U nás to například stojí asi 5 rublů. Prohrabal jsem dno hlavně a našel pár kousků. Ó! Právě teď a probuďte se.

Jak to funguje
Pokud se neponoříte hluboko do struktury časovače 555, pak to není těžké. Zhruba řečeno, časovač sleduje napětí na kondenzátoru C1, který odebírá z výstupu THR(THRESHOLD - práh). Jakmile dosáhne maxima (konder je nabitý), otevře se vnitřní tranzistor. který uzavírá výstup DIS(DESCHARGE - vybití) na zem. Zároveň u východu VEN objeví se logická nula. Poté se kondenzátor začne vybíjet DIS a když se na něm napětí rovná nule (úplné vybití), systém se přepne do opačného stavu - na výstupu 1 je tranzistor uzavřen. Kondenzátor se začne znovu nabíjet a vše se znovu opakuje.
Nabíjení kondenzátoru C1 sleduje cestu: " R4->horní rameno R1 ->D2“ a vypouštění po cestě: D1 -> spodní rameno R1 -> DIS. Když otočíme proměnným rezistorem R1, pak změníme poměr odporů horních a dolních ramen. Což podle toho mění poměr délky pulzu k pauze.
Kmitočet se nastavuje především kondenzátorem C1 a také trochu závisí na hodnotě odporu R1.
Rezistor R3 poskytuje pull-up výstup na vysokou úroveň - takže je zde výstup s otevřeným kolektorem. Která sama o sobě není schopna nastavit vysokou úroveň.

Diody lze osadit kompletně, kondenzátory přibližně stejné hodnoty, odchylky v rámci jednoho řádu nijak zvlášť neovlivňují kvalitu práce. Na 4,7 nanofarad nastavených např. v C1 klesne frekvence na 18 kHz, ale není to skoro slyšet, zdá se, že můj sluch už není dokonalý :(

Vyhrabal jsem se do přihrádek, které si sám vypočítávají provozní parametry časovače NE555 a odtud sestavil obvod, pro astabilní režim s pracovním cyklem menším než 50 %, ale místo R1 a R2 jsem našrouboval proměnný rezistor, který změnil pracovní cyklus výstupního signálu. Jen je třeba dávat pozor na to, aby výstup DIS (DISCHARGE) přes vnitřní klíč časovače připojen k zemi, takže nebylo možné jej zasadit přímo do potenciometru, protože při otočení regulátoru do krajní polohy by tento výstup seděl na Vcc. A když se tranzistor otevře, dojde k přirozenému zkratu a časovač s krásným bafnutím vypustí kouzelný kouř, na který, jak víte, funguje veškerá elektronika. Jakmile kouř opustí mikroobvod, přestane fungovat. Takhle to je. Proto vezmeme a přidáme další rezistor na kiloohm. Neudělá počasí v regulaci, ale ochrání ho před vyhořením.

Sotva řečeno, než uděláno. Vyleptal desku, zapájel součástky:

Níže je vše jednoduché.
Zde přikládám pečeť, v mém drahém rozvržení sprintu -

A to je napětí na motoru. Můžete vidět malý přechodový proces. Konder je nutné položit paralelně na podlahu mikrofaradu a vyhladit.

Jak vidíte, frekvence plave - je to pochopitelné, protože naše pracovní frekvence závisí na rezistorech a kondenzátoru, a protože se mění, frekvence plave, ale na tom nezáleží. V celém rozsahu regulace se nikdy nevejde do slyšitelného rozsahu. A celá stavba stála 35 rublů, nepočítaje tělo. Takže - zisk!

Regulační obvod založený na pulzní šířkové modulaci, nebo jednoduše, lze použít ke změně rychlosti stejnosměrného motoru o 12 voltů. Řízení otáček hřídele s PWM poskytuje lepší výkon než použití jednoduchá změna Stejnosměrné napětí dodávané do motoru.

PWM regulátor otáček motoru

Motor připojen k tranzistor s efektem pole VT1, který je řízen PWM multivibrátorem postaveným na oblíbeném časovači NE555. Vzhledem k aplikaci se schéma řízení rychlosti ukázalo jako docela jednoduché.

Jak již bylo zmíněno výše, PWM regulátor otáček motoru hotovo jednoduchý generátor pulzy generované nestabilním multivibrátorem o frekvenci 50 Hz prováděné na časovači NE555. Výstupní signály multivibrátoru poskytují předpětí brány MOSFET tranzistor.

Dobu trvání kladného impulsu lze nastavit proměnným rezistorem R2. Čím větší je šířka kladného pulsu brány MOSFET, tím více energie je dodáváno do stejnosměrného motoru. A naopak, čím užší je jeho šířka, tím menší výkon je přenášen a v důsledku toho i rychlost motoru. Tento obvod lze provozovat z 12V zdroje.

Vlastnosti tranzistoru VT1 (BUZ11):

• Typ tranzistoru: MOSFET
• Polarita: N
• Maximální ztrátový výkon (W): 75
• Nakonec dovolené napětí odtokový zdroj (V): 50
• Maximální přípustné napětí hradlového zdroje (V): 20
• Maximální přípustné DC. odtok (A): 30