sirkuit PWM. pengontrol PWM

Pengontrol PWM dirancang untuk mengatur kecepatan putaran motor kutub, kecerahan bola lampu, atau kekuatan elemen pemanas.

Keuntungan:
1 Kemudahan pembuatan
2 Ketersediaan komponen (biaya tidak melebihi $2)
3 Aplikasi luas
4 Untuk pemula, sekali lagi berlatih dan silahkan sendiri =)

Setelah saya membutuhkan "perangkat" untuk mengatur kecepatan putaran pendingin. Untuk apa sebenarnya saya tidak ingat. Dari awal saya mencoba melalui resistor variabel biasa, itu menjadi sangat panas dan tidak dapat diterima untuk saya. Hasilnya, setelah mencari-cari di Internet, saya menemukan sirkuit pada chip NE555 yang sudah saya kenal. Itu adalah rangkaian pengontrol PWM konvensional dengan duty cycle (durasi) pulsa sama dengan atau kurang dari 50% (nanti saya akan memberikan grafik cara kerjanya). Sirkuitnya ternyata sangat sederhana dan tidak memerlukan penyetelan, yang utama adalah tidak mengacaukan koneksi dioda dan transistor. Pertama kali saya merakitnya di papan tempat memotong roti dan mengujinya, semuanya bekerja dengan setengah putaran. Nanti sudah saya tebarkan papan sirkuit kecil dan semuanya terlihat lebih rapi =) Nah, sekarang mari kita lihat sirkuit itu sendiri!

sirkuit pengontrol PWM

Dari sini kita melihat bahwa ini adalah generator biasa dengan regulator siklus kerja yang dirakit sesuai dengan skema dari lembar data. Kami mengubah siklus tugas ini dengan resistor R1, resistor R2 berfungsi sebagai perlindungan terhadap korsleting, karena output ke-4 dari sirkuit mikro terhubung ke ground melalui kunci internal pengatur waktu dan pada posisi ekstrim R1 itu hanya akan menutup. R3 adalah resistor pull-up. C2 adalah kapasitor pengaturan frekuensi. Transistor IRFZ44N adalah MOSFET saluran N. D3 adalah dioda pelindung yang mencegah perangkat medan gagal ketika beban terputus. Sekarang sedikit tentang siklus kerja pulsa. Siklus kerja pulsa adalah rasio periode pengulangan (pengulangan) terhadap durasi pulsa, yaitu setelah periode waktu tertentu akan ada transisi dari (secara kasar) plus ke minus, atau lebih tepatnya dari unit logis ke unit logis. nol logis. Jadi interval waktu antar pulsa ini adalah duty cycle yang sama.

Siklus kerja di posisi tengah R1

Siklus kerja di posisi paling kiri R1

Siklus kerja pada posisi paling kanan R

Di bawah ini saya akan memberikan papan sirkuit tercetak dengan dan tanpa lokasi suku cadang

Sekarang sedikit tentang detail dan penampilan mereka. Sirkuit mikro itu sendiri dibuat dalam paket DIP-8, kapasitor keramik berukuran kecil, resistor 0,125-0,25 watt. Dioda adalah penyearah konvensional untuk 1A (yang paling terjangkau adalah 1N4007, mereka ada di mana-mana dalam jumlah besar). Juga, sirkuit mikro dapat dipasang pada soket, jika di masa mendatang Anda ingin menggunakannya di proyek lain dan tidak melepasnya lagi. Di bawah ini adalah gambar detailnya.

Modulasi lebar pulsa (PWM) adalah metode konversi sinyal di mana durasi pulsa (siklus tugas) berubah, sedangkan frekuensinya tetap konstan. Dalam terminologi bahasa Inggris, ini disebut sebagai PWM (modulasi lebar-pulsa). Pada artikel ini, kita akan memahami secara detail apa itu PWM, di mana digunakan dan bagaimana cara kerjanya.

Area aplikasi

Dengan berkembangnya teknologi mikrokontroler, terbuka peluang baru bagi PWM. Prinsip ini telah menjadi dasar untuk perangkat elektronik yang memerlukan penyesuaian parameter keluaran dan mempertahankannya pada tingkat tertentu. Metode modulasi lebar pulsa digunakan untuk mengubah kecerahan cahaya, kecepatan putaran mesin, serta untuk mengontrol transistor daya catu daya tipe pulsa (PSU).

Modulasi lebar pulsa (PW) secara aktif digunakan dalam konstruksi sistem kontrol kecerahan LED. Karena inersia rendah, LED memiliki waktu untuk beralih (berkedip dan padam) pada frekuensi beberapa puluh kHz. Pengoperasiannya dalam mode berdenyut dirasakan oleh mata manusia sebagai cahaya konstan. Pada gilirannya, kecerahan tergantung pada durasi pulsa (keadaan terbuka LED) selama satu periode. Jika waktu pulsa sama dengan waktu jeda, yaitu siklus kerja 50%, maka kecerahan LED akan menjadi setengah dari nilai nominal. Dengan mempopulerkan lampu LED 220V, muncul pertanyaan untuk meningkatkan keandalan operasinya dengan tegangan input yang tidak stabil. Solusinya ditemukan dalam bentuk sirkuit mikro universal - driver daya yang beroperasi berdasarkan prinsip modulasi lebar pulsa atau frekuensi pulsa. Sirkuit berdasarkan salah satu driver ini dijelaskan secara rinci.

Tegangan listrik yang disuplai ke input sirkuit mikro driver secara konstan dibandingkan dengan tegangan referensi dalam-sirkuit, membentuk sinyal PWM (PFM) pada output, yang parameternya diatur oleh resistor eksternal. Beberapa sirkuit mikro memiliki output untuk memasok sinyal kontrol analog atau digital. Dengan demikian, pengoperasian driver pulsa dapat dikontrol menggunakan konverter SHI lain. Menariknya, LED tidak menerima pulsa frekuensi tinggi, tetapi arus yang dihaluskan oleh choke, yang merupakan elemen tak terpisahkan dari sirkuit tersebut.

Penggunaan PWM secara besar-besaran tercermin di semua panel LCD dengan lampu latar LED. Sayangnya, di monitor LED, sebagian besar konverter SHI beroperasi pada frekuensi ratusan Hertz, yang berdampak negatif pada penglihatan pengguna PC.

Mikrokontroler Arduino juga dapat beroperasi dalam mode pengontrol PWM. Untuk melakukan ini, panggil fungsi AnalogWrite () dengan nilai antara 0 dan 255 yang ditunjukkan dalam tanda kurung, Nol sesuai dengan 0V, dan 255 hingga 5V. Nilai menengah dihitung secara proporsional.

Perangkat yang beroperasi dengan prinsip PWM di mana-mana telah memungkinkan umat manusia untuk menjauh dari catu daya transformator tipe linier. Akibatnya, peningkatan efisiensi dan penurunan berat dan ukuran sumber daya beberapa kali.

Kontroler PWM merupakan bagian integral dari catu daya switching modern. Ini mengontrol operasi transistor daya yang terletak di sirkuit utama transformator pulsa. Karena adanya rangkaian umpan balik, tegangan pada output PSU selalu tetap stabil. Penyimpangan sekecil apa pun dari tegangan keluaran melalui umpan balik ditetapkan oleh sirkuit mikro, yang secara instan mengoreksi siklus kerja pulsa kontrol. Selain itu, pengontrol PWM modern menyelesaikan sejumlah tugas tambahan yang meningkatkan keandalan catu daya:

menyediakan mode soft start konverter;
membatasi amplitudo dan siklus kerja pulsa kontrol;
mengontrol level tegangan input;
melindungi terhadap korsleting dan suhu berlebih dari sakelar daya;
menempatkan perangkat ke mode siaga jika perlu.

Prinsip pengoperasian pengontrol PWM

Tugas pengontrol PWM adalah mengontrol sakelar daya dengan mengubah pulsa kontrol. Saat beroperasi dalam mode kunci, transistor berada di salah satu dari dua keadaan (terbuka penuh, tertutup penuh). Dalam keadaan tertutup, arus yang melalui sambungan p-n tidak melebihi beberapa A, yang berarti daya disipasi cenderung nol. Dalam keadaan terbuka, meskipun arus tinggi, resistansi sambungan p-n sangat rendah, yang juga menyebabkan kehilangan panas yang tidak signifikan. Jumlah panas terbesar dilepaskan pada saat transisi dari satu keadaan ke keadaan lain. Tetapi karena waktu transien yang singkat dibandingkan dengan frekuensi modulasi, rugi daya selama peralihan dapat diabaikan.

Modulasi lebar pulsa dibagi menjadi dua jenis: analog dan digital. Masing-masing tipe memiliki kelebihannya sendiri dan dapat diimplementasikan di sirkuit dengan cara yang berbeda.

Analog PWM

Prinsip pengoperasian modulator SHI analog didasarkan pada perbandingan dua sinyal yang frekuensinya berbeda beberapa kali lipat. Elemen pembanding adalah penguat operasional (comparator). Tegangan gigi gergaji dengan frekuensi konstan tinggi diterapkan ke salah satu inputnya, dan tegangan modulasi frekuensi rendah dengan amplitudo variabel diterapkan ke input lainnya. Komparator membandingkan kedua nilai dan menghasilkan pulsa persegi panjang pada output, yang durasinya ditentukan oleh nilai saat ini dari sinyal modulasi. Dalam hal ini, frekuensi PWM sama dengan frekuensi sinyal gigi gergaji.

PWM digital

Modulasi lebar pulsa dalam interpretasi digital adalah salah satu dari banyak fungsi mikrokontroler (MC). Beroperasi secara eksklusif dengan data digital, MK dapat menghasilkan level tegangan tinggi (100%) atau rendah (0%) pada outputnya. Namun, dalam banyak kasus, untuk mengontrol beban secara efektif, tegangan pada keluaran MK harus diubah. Misalnya, mengatur kecepatan putaran mesin, mengubah kecerahan LED. Apa yang harus dilakukan untuk mendapatkan nilai tegangan dalam kisaran dari 0 hingga 100% pada output mikrokontroler?

Masalah ini diselesaikan dengan menggunakan metode modulasi lebar pulsa dan menggunakan fenomena oversampling, ketika frekuensi switching yang ditentukan beberapa kali lebih tinggi daripada respons perangkat yang dikontrol. Dengan mengubah siklus kerja pulsa, nilai rata-rata tegangan keluaran berubah. Sebagai aturan, seluruh proses berlangsung pada frekuensi puluhan hingga ratusan kHz, yang memungkinkan untuk mencapai penyesuaian yang mulus. Secara teknis, ini diimplementasikan menggunakan pengontrol PWM - sirkuit mikro khusus, yang merupakan "jantung" dari setiap sistem kontrol digital. Penggunaan aktif pengontrol berbasis PWM adalah karena keunggulannya yang tidak dapat disangkal:

efisiensi konversi sinyal yang tinggi;
stabilitas kerja;
menghemat energi yang dikonsumsi oleh beban;
biaya rendah;
keandalan yang tinggi dari seluruh perangkat.

Ada dua cara untuk mendapatkan sinyal PWM pada pin mikrokontroler: perangkat keras dan perangkat lunak. Setiap MK memiliki built-in timer yang mampu membangkitkan pulsa PWM pada pin tertentu. Ini adalah bagaimana implementasi perangkat keras dicapai. Mendapatkan sinyal PWM menggunakan perintah perangkat lunak memiliki lebih banyak opsi dalam hal resolusi dan memungkinkan Anda menggunakan lebih banyak pin. Namun, metode perangkat lunak menyebabkan pemuatan MK yang tinggi dan memakan banyak memori.

Perlu dicatat bahwa dalam PWM digital, jumlah pulsa per periode dapat berbeda, dan pulsa itu sendiri dapat ditemukan di bagian mana pun dari periode tersebut. Tingkat sinyal output ditentukan oleh durasi total semua pulsa per periode. Harus dipahami bahwa setiap pulsa tambahan adalah transisi transistor daya dari keadaan terbuka ke keadaan tertutup, yang mengarah pada peningkatan kerugian selama switching.

Contoh penggunaan pengontrol PWM

Salah satu opsi implementasi untuk pengontrol PWM sederhana telah dijelaskan sebelumnya. Itu dibangun atas dasar sirkuit mikro dan memiliki pengikat kecil. Namun, terlepas dari kesederhanaan sirkuit, regulator memiliki rentang aplikasi yang cukup luas: sirkuit kontrol untuk kecerahan LED, strip LED, penyesuaian kecepatan putaran motor DC.

spesifikasi

Keunikan

Penyesuaian halus di seluruh rentang daya.
Daya penyesuaian besar
Rentang tegangan operasi yang lebar
Detektor persimpangan nol
Kontrol tombol
Kemungkinan memisahkan papan kontrol dari bagian daya
Radiator terpasang

Prinsip operasi

Pengontrol daya menggunakan prinsip kontrol PWM dengan detektor kontrol fase penyeberangan nol

Desain perangkat

Regulator daya dirancang sebagai panel kontrol internal dengan modul daya terpisah.

Artikel

Skema

Isi pengiriman

Modul kontrol - 1 pc.
Modul daya - 1 buah.
Instruksi - 1 buah.

Apa yang diperlukan untuk perakitan?

Untuk menghubungkan Anda akan membutuhkan: kawat, obeng, pemotong samping.

Persiapan operasi

Hubungkan lampu pijar ke terminal OUTPUT.
Hubungkan kabel daya ke terminal IN 220V.
Hubungkan steker ke jaringan 220V.
Dengan menekan tombol pada panel kontrol, periksa perubahan kecerahan lampu.
Verifikasi selesai. Selamat operasi.

Kondisi operasi

Suhu -30C hingga +50C. Kelembaban relatif 20-80% tanpa kondensasi.

Tindakan pencegahan

Modul dan terminal berada di bawah tegangan berbahaya 220V.
Perhatikan langkah-langkah keamanan, jangan sentuh kontak papan sirkuit tercetak saat modul terhubung ke jaringan 220V.

Pertanyaan dan jawaban

Selamat sore. Saya akan membeli regulator daya PWM digital 220V / 10kW (45A) dari Anda dan menggunakannya sebagai starter lunak untuk peniup salju dengan motor komutator 3 kW. Sehubungan dengan hal tersebut, saya mempunyai beberapa pertanyaan mengenai regulator ini: 1. Apakah regulator akan bekerja dengan baik, dalam artian penyetelannya akan lancar dan tidak tersendat-sendat? 2. Berapa banyak kontak yang menutup tombol kontrol regulator? Pertanyaannya ditentukan oleh gagasan untuk menempatkan perangkat kontrol dalam wadah tertutup transparan, dan menduplikasi sakelar dengan joystick tahan air. 3. Apakah ada cukup area heatsink untuk daya pengenal atau akankah kipas pendingin diperlukan? 4. Apakah radiator diberi energi? Bisakah itu ditinggalkan di luar kotak kedap air? Hormat kami, Sergey.
- 1. Tidak boleh tersentak, langkah restrukturisasi adalah 1%. Namun, setiap kasus harus diuji secara individual. 2. Setiap tombol menutup dua kontak. 3. Spesifikasi menunjukkan daya puncak perangkat. Nilai daya adalah 7-8 kW.
1. Panel kontrol disertakan? 2. Apakah mungkin untuk mengatur persentase tertentu dan mematikannya, sehingga persentase yang ditetapkan akan dipertahankan setelah daya dimatikan?
- 1. Panel kontrol disertakan. 2. Anda tidak dapat mematikan panel kontrol. 3. Saat daya dimatikan, pengaturan tidak sesat.
Halo, dapatkah Anda mengetahui lebih tepatnya di mana fase terhubung, dan di mana nol, dan outputnya juga. Hanya saja pemanas, di mana Anda perlu menyesuaikan daya, adalah bagian dari pemanas dan mereka memiliki nol yang sama
- Bus ZERO harus terhubung ke dua kontak tengah.
Halo! Tolong beri tahu saya, apakah kasing triac kontrol memiliki isolasi galvanik dari jaringan listrik? Jika regulator ini terpasang pada casing logam perangkat, apakah radiatornya perlu diisolasi dari casing?
- Itu benar, radiator perangkat harus diisolasi dari kasing.
Selamat sore. Regulator mana yang mengontrol belitan primer transformator? Terima kasih.
- Menurut ulasan, mereka diatur menggunakan MK071M. Belum dicoba sendiri.

Ulasan lain tentang topik segala macam hal untuk produk buatan sendiri. Kali ini saya akan membahas tentang pengontrol kecepatan digital. Masalahnya menarik dengan caranya sendiri, tetapi saya menginginkan lebih.
Bagi yang berminat silahkan baca :)

Memiliki di rumah tangga beberapa perangkat bertegangan rendah seperti penggiling kecil, dll. Saya ingin sedikit meningkatkan penampilan fungsional dan estetika mereka. Benar, ini tidak berhasil, meskipun saya masih berharap untuk mencapai tujuan saya, mungkin lain kali, saya akan memberi tahu Anda tentang hal itu sendiri hari ini.
Pabrikan regulator ini adalah Maitech, atau lebih tepatnya, nama ini sering ditemukan pada semua jenis syal dan blok untuk produk buatan sendiri, meskipun untuk beberapa alasan saya tidak menemukan situs perusahaan ini.

Karena fakta bahwa saya tidak melakukan apa yang saya inginkan, ulasannya akan lebih pendek dari biasanya, tetapi saya akan mulai, seperti biasa, dengan cara penjualan dan pengirimannya.
Amplop itu berisi tas ziplock biasa.

Kit hanya mencakup regulator dengan resistor variabel dan tombol, tidak ada kemasan dan instruksi yang keras, tetapi semuanya tiba dengan utuh dan tanpa kerusakan.

Ada stiker di belakang yang menggantikan instruksi. Pada prinsipnya, lebih banyak tidak diperlukan untuk perangkat semacam itu.
Rentang tegangan operasi adalah 6-30 Volt dan arus maksimum adalah 8 Amps.

Penampilannya cukup bagus, "kaca" gelap, plastik abu-abu gelap dari kasing, dalam keadaan mati tampaknya umumnya hitam. Dalam penampilan diimbangi, tidak ada yang perlu dikeluhkan. Sebuah film transportasi dilem di bagian depan.
Dimensi pemasangan perangkat:
Panjang 72mm (pembukaan casing minimum 75mm), lebar 40mm, kedalaman tidak termasuk panel depan 23mm (dengan panel depan 24mm).
Dimensi panel depan:
Panjang 42,5, lebar 80mm

Sebuah resistor variabel dilengkapi dengan pegangan, pegangannya tentu saja kasar, tetapi itu akan berguna untuk digunakan.
Resistansi resistor adalah 100KΩ, ketergantungan penyesuaian linier.
Ternyata kemudian, resistensi 100KΩ memberikan kesalahan. Ketika ditenagai dari unit catu daya berdenyut, tidak mungkin untuk mengatur pembacaan yang stabil, gangguan pada kabel ke resistor variabel mempengaruhi, karena itu pembacaan melompat +\- 2 karakter, tetapi akan baik-baik saja untuk melompat, bersama dengan ini, kecepatan mesin melompat.
Resistansi resistor tinggi, arusnya kecil dan kabel mengumpulkan semua kebisingan di sekitarnya.
Saat ditenagai oleh PSU linier, masalah ini sama sekali tidak ada.
Panjang kabel ke resistor dan tombol sekitar 180mm.

Button, yah, tidak ada yang istimewa. Kontak biasanya terbuka, diameter pemasangan 16mm, panjang 24mm, tidak ada penerangan.
Tombol mematikan mesin.
Itu. ketika daya diterapkan, indikator menyala, mesin hidup, menekan tombol mematikannya, menekan kedua menyalakannya lagi.
Saat mesin mati, indikator juga tidak menyala.

Di bawah penutup adalah papan perangkat.
Catu daya dan kontak koneksi motor dibawa ke terminal.
Kontak positif dari konektor dihubungkan bersama, sakelar daya mengganti kabel negatif mesin.
Sambungan resistor variabel dan tombol dapat dilepas.
Semuanya terlihat rapi. Kabel kapasitor agak bengkok, tapi saya pikir ini bisa dimaafkan :)

Saya akan menyembunyikan pembongkaran lebih lanjut di bawah spoiler.

Lagi

Indikatornya cukup besar, tinggi digitnya 14mm.
Dimensi papan adalah 69x37mm.

Papan dirakit dengan rapi, ada jejak fluks di dekat kontak indikator, tetapi secara umum papan bersih.
Papan berisi: dioda perlindungan polaritas terbalik, penstabil 5 Volt, mikrokontroler, kapasitor 470 mikrofarad 35 Volt, elemen daya di bawah radiator kecil.
Tempat untuk memasang konektor tambahan juga terlihat, tujuannya tidak jelas.

Saya membuat sketsa diagram blok kecil, hanya untuk pemahaman kasar tentang apa dan bagaimana itu diaktifkan dan bagaimana terhubung. Variabel resistor dihidupkan dengan satu kaki ke 5 volt, yang kedua ke tanah. Oleh karena itu, dapat dengan aman diganti dengan denominasi yang lebih rendah. Tidak ada koneksi ke konektor yang tidak disolder dalam diagram.

Perangkat ini menggunakan mikrokontroler yang diproduksi oleh STMicroelectronics.
Sejauh yang saya tahu, mikrokontroler ini digunakan di sejumlah besar perangkat yang berbeda, seperti amperemeter.

Stabilizer daya, saat beroperasi pada tegangan input maksimum, memanas, tetapi tidak terlalu banyak.

Sebagian panas dari elemen daya dipindahkan ke poligon tembaga papan, di sebelah kiri Anda dapat melihat sejumlah besar transisi dari satu sisi papan ke sisi lain, yang membantu menghilangkan panas.
Juga, panas dihilangkan dengan bantuan radiator kecil, yang ditekan ke elemen daya dari atas. Penempatan heatsink ini tampaknya sedikit meragukan bagi saya, karena panas dikeluarkan melalui plastik casing dan heatsink semacam itu tidak banyak membantu.
Tidak ada pasta antara elemen daya dan radiator, saya sarankan melepas radiator dan mengolesinya dengan pasta, setidaknya sedikit tetapi akan menjadi lebih baik.

Transistor digunakan di bagian daya, resistansi saluran adalah 3.3mOhm, arus maksimum 161 Ampere, tetapi tegangan maksimum hanya 30 Volt, jadi saya akan merekomendasikan membatasi input pada 25-27 Volt. Saat beroperasi pada arus mendekati maksimum, ada sedikit pemanasan.
Dioda juga terletak di dekatnya, yang meredam lonjakan arus dari induksi sendiri motor.
10 amp, 45 volt diterapkan di sini. Tidak ada pertanyaan tentang dioda.

Inklusi pertama. Kebetulan saya melakukan tes bahkan sebelum melepas film pelindung, karena di foto-foto ini masih ada.
Indikatornya kontras, cukup terang, terbaca dengan sempurna.

Awalnya saya memutuskan untuk mencoba beban kecil dan mendapat kekecewaan pertama.
Tidak, saya tidak memiliki keluhan tentang pabrikan dan toko, saya hanya berharap bahwa perangkat yang relatif mahal akan memiliki stabilisasi kecepatan mesin.
Sayangnya, ini hanya PWM yang dapat disesuaikan, indikator menampilkan% pengisian dari 0 hingga 100%.
Regulator bahkan tidak memperhatikan motor kecil, hari itu adalah arus beban yang benar-benar konyol :)

Pembaca yang cermat pasti telah memperhatikan penampang kabel yang saya gunakan untuk menghubungkan daya ke regulator.
Ya, lalu saya memutuskan untuk mendekati masalah ini secara lebih global dan menghubungkan mesin yang lebih bertenaga.
Tentu saja, ini jauh lebih kuat daripada regulator, tetapi saat idle arusnya sekitar 5 ampere, yang memungkinkan untuk memeriksa regulator pada mode yang lebih dekat ke maksimum.
Regulator berperilaku sempurna, omong-omong, saya lupa menunjukkan bahwa ketika dihidupkan, regulator dengan lancar meningkatkan pengisian PWM dari nol ke nilai yang ditetapkan, memastikan akselerasi yang mulus, sementara indikator segera menunjukkan nilai yang disetel, dan tidak seperti pada frekuensi drive, di mana arus sebenarnya ditampilkan.
Regulator tidak gagal, sedikit memanas, tetapi tidak kritis.

Karena regulator berdenyut, saya memutuskan, hanya demi kepentingan, untuk melihat-lihat dengan osiloskop dan melihat apa yang terjadi di gerbang transistor daya dalam mode yang berbeda.
Frekuensi PWM sekitar 15 kHz dan tidak berubah selama operasi. Mesin mulai pada pengisian sekitar 10%.

Awalnya, saya berencana untuk memasang regulator di catu daya lama saya (agak sudah kuno) untuk perkakas listrik kecil (lebih lanjut tentang itu di lain waktu). secara teori, itu seharusnya menjadi alih-alih panel depan, dan pengontrol kecepatan seharusnya terletak di belakang, saya tidak berencana untuk meletakkan tombol (untungnya, ketika dihidupkan, perangkat segera beralih ke mode hidup) .
Itu harus bagus dan rapi.

Tapi kekecewaan lebih lanjut menunggu saya.
1. Meskipun ukuran indikatornya sedikit lebih kecil daripada sisipan panel depan, lebih buruk lagi karena tidak pas secara mendalam, bersandar pada rak untuk menghubungkan separuh casing.
dan jika plastik rumah indikator dapat dipotong, maka itu tidak masalah, karena papan pengatur lebih lanjut mengganggu.
2. Tetapi bahkan jika saya akan memecahkan pertanyaan pertama, ada masalah kedua, saya benar-benar lupa bagaimana catu daya saya dibuat. Faktanya adalah bahwa regulator memutus suplai minus, dan saya memiliki relai untuk mundur, menyalakan dan memaksa mesin untuk berhenti, dan sirkuit kontrol untuk semua ini. Dan dengan perubahan mereka, semuanya menjadi jauh lebih sulit :(

Jika regulator dengan stabilisasi kecepatan, maka saya masih akan bingung dan mengulang kontrol dan rangkaian terbalik, atau mengulang regulator untuk switching + daya. Jadi itu mungkin dan saya akan mengulanginya, tetapi sudah tanpa antusiasme dan sekarang saya tidak tahu kapan.
Mungkin ada yang tertarik, foto bagian dalam PSU saya, itu sekitar 13-15 tahun yang lalu, hampir sepanjang waktu berfungsi tanpa masalah, setelah saya harus mengganti relai.

Ringkasan.
pro
Perangkat ini berfungsi penuh.
Penampilan rapi.
Bangunan berkualitas
Kit mencakup semua yang Anda butuhkan.

minus.
Pengoperasian yang salah dari mengganti catu daya.
Transistor daya tanpa margin tegangan
Dengan fungsionalitas yang begitu sederhana, harganya terlalu tinggi (tetapi semuanya relatif di sini).

Pendapat saya. Jika Anda menutup mata terhadap harga perangkat, maka itu sendiri cukup bagus, dan terlihat rapi dan berfungsi dengan baik. Ya, ada masalah kekebalan kebisingan yang tidak terlalu baik, saya pikir tidak sulit untuk menyelesaikannya, tetapi sedikit membuat frustrasi. Selain itu, saya sarankan untuk tidak melebihi tegangan input di atas 25-27 Volt.
Yang lebih membuat frustrasi adalah kenyataan bahwa saya melihat cukup banyak pilihan untuk semua jenis regulator yang sudah jadi, tetapi tidak ada yang menawarkan solusi dengan stabilisasi kecepatan. Mungkin seseorang akan bertanya mengapa saya melakukan ini. Saya akan menjelaskan bagaimana mesin penggiling dengan stabilisasi jatuh ke tangan, jauh lebih menyenangkan untuk bekerja daripada biasanya.

Itu saja, semoga menarik :)

Produk disediakan untuk menulis ulasan oleh toko. Ulasan diterbitkan sesuai dengan klausul 18 Aturan Situs.

Saya berencana untuk membeli +23 Tambahkan ke Favorit Suka ulasannya +38 +64

Dalam beberapa kasus, misalnya, dalam senter atau perlengkapan penerangan rumah, perlu untuk menyesuaikan kecerahan cahaya. Tampaknya lebih mudah: cukup ubah arus melalui LED dengan menambah atau mengurangi. Tetapi dalam kasus ini, sebagian besar energi akan dikonsumsi pada resistor pembatas, yang sama sekali tidak dapat diterima untuk catu daya otonom dari baterai atau akumulator.

Selain itu, warna pancaran LED akan berubah: misalnya, warna putih ketika arus turun di bawah nilai nominal (untuk sebagian besar LED 20mA) akan memiliki warna sedikit kehijauan. Perubahan warna seperti itu dalam beberapa kasus sama sekali tidak berguna. Bayangkan bahwa LED ini menerangi layar TV atau monitor komputer.

Dalam kasus ini, terapkan PWM - regulasi (lebar - pulsa). Artinya adalah bahwa secara berkala menyala dan padam. Dalam hal ini, arus tetap nominal sepanjang seluruh waktu flash, sehingga spektrum pendaran tidak terdistorsi. Jika LED berwarna putih, maka nuansa hijau tidak akan muncul.

Selain itu, dengan metode kontrol daya ini, kerugian energi minimal, efisiensi sirkuit dengan kontrol PWM sangat tinggi, mencapai lebih dari 90 persen.

Prinsip PWM - regulasi cukup sederhana, dan ditunjukkan pada Gambar 1. Rasio waktu yang berbeda dari keadaan menyala dan padam dirasakan oleh mata sebagai: seperti dalam film - bingkai yang ditampilkan secara terpisah pada gilirannya dianggap sebagai gambar bergerak. Itu semua tergantung pada frekuensi proyeksi, yang akan dibahas nanti.

Gambar 1. Prinsip PWM - regulasi

Gambar tersebut menunjukkan diagram sinyal pada output perangkat kontrol PWM (atau osilator master). Nol dan satu ditunjukkan: yang logis (tingkat tinggi) menyebabkan LED menyala, nol logis (tingkat rendah), masing-masing, padam.

Meskipun semuanya bisa sebaliknya, karena semuanya tergantung pada sirkuit kunci output, menyalakan LED dapat dilakukan pada level rendah dan mematikannya, hanya tinggi. Dalam hal ini, yang logis secara fisik akan memiliki level tegangan rendah, dan nol logis akan tinggi.

Dengan kata lain, yang logis menyebabkan beberapa peristiwa atau proses menyala (dalam kasus kami, LED menyala), dan nol logis harus mematikan proses ini. Artinya, tidak selalu level tinggi pada output sirkuit mikro digital adalah unit LOGIS, semuanya tergantung pada bagaimana sirkuit tertentu dibangun. Demikian untuk informasi. Tetapi untuk saat ini, kita akan berasumsi bahwa kuncinya dikendalikan oleh level tinggi, dan tidak mungkin sebaliknya.

Frekuensi dan lebar pulsa kontrol

Perhatikan bahwa periode pulsa (atau frekuensi) tetap tidak berubah. Tetapi, secara umum, frekuensi pulsa tidak mempengaruhi kecerahan pancaran, oleh karena itu, tidak ada persyaratan khusus untuk stabilitas frekuensi. Hanya durasi (WIDTH), dalam hal ini, dari perubahan pulsa positif, yang dengannya seluruh mekanisme modulasi lebar pulsa bekerja.

Durasi pulsa kontrol pada Gambar 1 dinyatakan dalam %%. Inilah yang disebut "siklus tugas" atau, dalam istilah bahasa Inggris, DUTY CYCLE. Ini dinyatakan sebagai rasio durasi pulsa kontrol dengan periode pengulangan pulsa.

Dalam terminologi Rusia, biasanya digunakan "siklus tugas" - rasio periode pengulangan dengan waktu impuls sebuah. Jadi, jika faktor pengisian adalah 50%, maka siklus kerja akan sama dengan 2. Tidak ada perbedaan mendasar di sini, oleh karena itu, Anda dapat menggunakan salah satu dari nilai-nilai ini, kepada siapa itu lebih nyaman dan dapat dimengerti.

Di sini, tentu saja, orang dapat memberikan rumus untuk menghitung siklus kerja dan siklus tugas, tetapi agar tidak memperumit presentasi, kami akan melakukannya tanpa rumus. Terakhir, hukum Ohm. Tidak ada yang dapat Anda lakukan tentang hal itu: "Anda tidak tahu hukum Ohm, tetap di rumah!" Jika ada yang tertarik dengan formula ini, mereka selalu dapat ditemukan di Internet.

Frekuensi PWM untuk dimmer

Seperti disebutkan sedikit lebih tinggi, tidak ada persyaratan khusus untuk stabilitas frekuensi pulsa PWM: yah, itu "mengambang" sedikit, dan tidak apa-apa. Omong-omong, pengontrol PWM memiliki ketidakstabilan frekuensi yang serupa, cukup besar, yang tidak mengganggu penggunaannya dalam banyak desain. Dalam hal ini, hanya penting bahwa frekuensi ini tidak jatuh di bawah nilai tertentu.

Dan berapa frekuensinya, dan seberapa tidak stabilnya? Jangan lupa bahwa kita berbicara tentang dimmer. Dalam teknologi film, ada istilah “frekuensi kedip kritis”. Ini adalah frekuensi di mana gambar individu yang ditampilkan satu demi satu dianggap sebagai gambar bergerak. Untuk mata manusia, frekuensi ini adalah 48 Hz.

Inilah alasan mengapa frame rate pada film adalah 24fps (standar televisi adalah 25fps). Untuk meningkatkan frekuensi ini ke frekuensi kritis, proyektor film menggunakan obturator (rana) dua bilah yang tumpang tindih setiap bingkai yang ditampilkan dua kali.

Pada proyektor amatir film sempit 8mm, frekuensi proyeksi adalah 16 frame / detik, sehingga obturator memiliki sebanyak tiga bilah. Tujuan yang sama di televisi disajikan oleh fakta bahwa gambar ditampilkan dalam setengah bingkai: pertama genap, dan kemudian garis ganjil dari gambar. Hasilnya adalah frekuensi kedipan 50 Hz.

Pengoperasian LED dalam mode PWM adalah kilatan terpisah dengan durasi yang dapat disesuaikan. Agar kilatan ini dapat dilihat oleh mata sebagai pancaran terus-menerus, frekuensinya tidak boleh kurang dari frekuensi kritis. Lebih tinggi, tapi tidak lebih rendah. Faktor ini harus diperhitungkan saat membuat PWM - pengontrol untuk lampu.

Omong-omong, sebagai fakta yang menarik: para ilmuwan entah bagaimana telah menentukan bahwa frekuensi kritis untuk mata seekor lebah adalah 800 Hz. Oleh karena itu, lebah akan melihat film di layar sebagai urutan gambar yang terpisah. Agar dia dapat melihat gambar bergerak, frekuensi proyeksi perlu ditingkatkan menjadi delapan ratus bidang per detik!

Untuk mengontrol LED yang sebenarnya digunakan. Baru-baru ini, yang paling banyak digunakan untuk tujuan ini adalah yang memungkinkan peralihan daya yang signifikan (penggunaan transistor bipolar konvensional untuk tujuan ini dianggap tidak senonoh).

Kebutuhan seperti itu, (MOSFET kuat - transistor) muncul dengan sejumlah besar LED, misalnya, dengan, yang akan dibahas nanti. Jika daya rendah - saat menggunakan satu atau dua LED, Anda dapat menggunakan sakelar daya rendah, dan jika memungkinkan, sambungkan LED langsung ke output sirkuit mikro.

Gambar 2 menunjukkan diagram fungsional dari kontroler PWM. Resistor R2 secara kondisional ditampilkan sebagai elemen kontrol dalam diagram. Dengan memutar pegangannya, Anda dapat mengubah siklus kerja pulsa kontrol, dan, akibatnya, kecerahan LED, dalam batas yang diperlukan.

Gambar 2. Diagram fungsional pengontrol PWM

Gambar menunjukkan tiga string LED yang dihubungkan secara seri dengan resistor pemutus. Kira-kira koneksi yang sama digunakan dalam strip LED. Semakin panjang pita, semakin banyak LED, semakin besar konsumsi arus.

Dalam kasus inilah yang kuat akan diperlukan, arus pembuangan yang diizinkan yang harus sedikit lebih banyak daripada arus yang dikonsumsi oleh pita. Persyaratan terakhir cukup mudah dipenuhi: misalnya transistor IRL2505 memiliki arus drain sekitar 100A, tegangan drain 55V, sedangkan ukuran dan harganya cukup menarik untuk digunakan dalam berbagai desain.

Osilator master PWM

Mikrokontroler dapat digunakan sebagai osilator PWM master (paling sering dalam kondisi industri), atau sirkuit yang dibuat pada sirkuit mikro dengan tingkat integrasi yang rendah. Jika direncanakan untuk membuat sejumlah kecil pengontrol PWM di rumah, dan tidak ada pengalaman dalam membuat perangkat mikrokontroler, maka lebih baik membuat pengontrol pada apa yang ada saat ini.

Ini dapat berupa sirkuit logika seri K561, pengatur waktu terintegrasi, serta sirkuit khusus yang dirancang untuknya. Dalam peran ini, Anda bahkan dapat membuatnya bekerja dengan memasang generator yang dapat disesuaikan di atasnya, tetapi ini, mungkin, "untuk cinta seni." Oleh karena itu, hanya dua skema yang akan dipertimbangkan di bawah ini: yang paling umum pada timer 555, dan pada pengontrol UPS UC3843.

Skema osilator master pada timer 555

Gambar 3. Skema osilator master

Rangkaian ini merupakan generator gelombang persegi konvensional yang frekuensinya diatur oleh kapasitor C1. Kapasitor diisi melalui sirkuit "Output - R2 - RP1-C1 - kabel biasa". Dalam hal ini, tegangan tingkat tinggi harus ada pada keluaran, yang setara dengan keluaran yang dihubungkan ke kutub positif sumber daya.

Kapasitor dilepaskan di sepanjang sirkuit "C1 - VD2 - R2 - Output - kabel biasa" pada saat tegangan tingkat rendah hadir pada output - output terhubung ke kabel biasa. Perbedaan jalur pengisian-pengosongan kapasitor pengaturan waktu inilah yang menyediakan pulsa dengan lebar yang dapat disesuaikan.

Perlu dicatat bahwa dioda, bahkan dari jenis yang sama, memiliki parameter yang berbeda. Dalam hal ini, kapasitansi listriknya berperan, yang berubah di bawah aksi tegangan melintasi dioda. Oleh karena itu, seiring dengan perubahan duty cycle dari sinyal keluaran, frekuensinya juga berubah.

Hal utama adalah bahwa itu tidak menjadi kurang dari frekuensi kritis, yang disebutkan sedikit lebih tinggi. Jika tidak, alih-alih cahaya seragam dengan kecerahan berbeda, kilatan individu akan terlihat.

Kira-kira (sekali lagi, dioda yang harus disalahkan), frekuensi generator dapat ditentukan dengan rumus yang ditunjukkan di bawah ini.

Frekuensi generator PWM pada timer 555.

Jika kita mengganti kapasitansi kapasitor dalam farad dan resistansi dalam ohm ke dalam rumus, maka hasilnya harus dalam hertz Hz: Anda tidak dapat keluar dari sistem SI! Ini mengasumsikan bahwa penggeser resistor variabel RP1 berada di posisi tengah (dalam rumus RP1 / 2), yang sesuai dengan sinyal keluaran dari bentuk berliku-liku. Pada Gambar 2, ini adalah bagian di mana durasi pulsa adalah 50%, yang setara dengan sinyal dengan siklus kerja 2.

Osilator master PWM pada chip UC3843

Skemanya ditunjukkan pada Gambar 4.

Gambar 4. Skema osilator master PWM pada chip UC3843

Chip UC3843 adalah pengontrol PWM kontrol untuk mengalihkan catu daya dan digunakan, misalnya, dalam sumber komputer format ATX. Dalam hal ini, skema tipikal untuk penyertaannya agak diubah ke arah penyederhanaan. Untuk mengontrol lebar pulsa output, tegangan kontrol polaritas positif diterapkan pada input rangkaian, kemudian sinyal pulsa PWM diperoleh pada output.

Dalam kasus paling sederhana, tegangan kontrol dapat diterapkan menggunakan resistor variabel dengan resistansi 22 ... 100 KΩ. Jika perlu, tegangan kontrol dapat diperoleh, misalnya, dari sensor cahaya analog yang dibuat pada fotoresistor: semakin gelap di luar jendela, semakin terang di dalam ruangan.

Tegangan kontrol mempengaruhi output PWM sedemikian rupa sehingga ketika dikurangi, lebar pulsa output meningkat, yang sama sekali tidak mengejutkan. Bagaimanapun, tujuan awal dari chip UC3843 adalah untuk menstabilkan tegangan catu daya: jika tegangan keluaran turun, dan dengan itu tegangan pengatur, maka tindakan harus diambil (menambah lebar pulsa keluaran) untuk sedikit meningkat tegangan keluaran.

Mengatur tegangan pada catu daya dihasilkan, sebagai suatu peraturan, menggunakan dioda zener. Lebih sering daripada tidak, ini atau yang serupa.

Dengan peringkat bagian-bagian yang ditunjukkan pada diagram, frekuensi generator sekitar 1 kHz, dan tidak seperti generator pada timer 555, ia tidak "mengambang" ketika siklus kerja sinyal keluaran berubah - menjaga frekuensi beralih catu daya.

Untuk mengatur daya yang signifikan, misalnya, strip LED, tahap kunci pada transistor MOSFET harus dihubungkan ke output, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.

Kita dapat berbicara lebih banyak tentang pengontrol PWM, tetapi untuk saat ini mari kita berhenti di situ, dan pada artikel berikutnya kita akan melihat berbagai cara untuk menghubungkan LED. Lagi pula, tidak semua metode sama baiknya, ada yang harus dihindari, dan ada banyak kesalahan saat menghubungkan LED.