Завалялась у меня платка DC/DC с ШИМ(ШиротноИмпульсныйМодулятор) на 555 таймере появилась идея использования этого же ШИМа для управления вентилятором системы охлаждения двигателя. Что это дает?
1.Плавное включение вентилятора без просадок бортового напряжения(достигается за счет плавного изменения напряжения на датчике) и как следствие продление жизни самого вентилятора.
2.Зависимость оборотов вентилятора от температуры двигателя.
3.Более стабильный температурный диаппазон двигателя(держится в районе 85 градусов)
Пы.Сы. Практика использования показала что работа устройства далека от совершенства и его эффективность сильно зависит от состояния радиатора (если теплоотдача радиатора "как у нового" то это устройство вполне способно "сбивать температуру" и штатная система включения вентилятора будет срабатывать крайне редко даже в 30 градусную жару, ну а если радиатор "подустал" то кроме плавного разгона вентилятора эта схема ничего более не даст), поэтому рекомендую использовать эту "поделку" только в параллель штатной системе включения вентилятора.
05.2015 Глюк
За время эксплуатации окислились контакты "минусового" провода подключения к бортовой сети — уши корпуса коммутатора, ключи замерли в открытом состоянии и конечно вентилятор закрутился на макс.оборотах "на постоянку". Чистка контактов и установление надежной "массы" вернуло устройство к нормальным режимам работы, но ненадолго. Причиной неисправности оказался один из мосфетов, виновника определил по цвету перегрева его сток-исток контактов.
…продолжаем развивать тему дальше:
01.2019 Доводим слабые места
Как оказалось слабых мест в схеме хватает, попытаемся их исправить:
#Управление МОСФЕТами
даже самая продвинутая версия 555 таймера чип LMC555 является "медленной" для управления транзисторами МОСФЕТ. Как это проявляется? — Транзисторы работают "не в полную силу" от чего склонны нагреваться и терять свой ресурс иногда доходя до пробоя. .
#Улучшение реакции устройства на изменение температуры
в первоначальном исполнении обороты вентилятора нарастают с меньшей интенсивностью чем хотелось бы.
Далее фото платы в разных стадиях готовности, чисто для наглядности монтажа компонентов
#Для "Рукастых": печатная плата в формате Sprint-Layout 4.0 onedrive.live.com/? >
Порядок первичной настройки:
1) замеряем характеристику датчика температуры (напряжение/температура)
2) к значению напряжения необходимой нам температуры добавляем 0.6В(насыщение транзистора А733) и получаем соответствующее этой температуре значение опорного напряжения.
3) подаем питание на схему и выставляем потенциометром необходимое опорное напряжение на эмитере транзистора А733,
настройка закончена, можно устанавливать блок в машину.
В основе данного устройства лежит контроллер PIC18F25K20, который позволяет регулировать обороты вентилятора при помощи ШИМ (широтно-импульсной модуляции). Это дает такие преимущества как: плавная регулировка оборотов двигателя, низкий уровень шума, высокая долговечность, большая надежность, меньшее энергопотребление и пусковой ток.
Микроконтроллер получает данные температуры с термодатчика D18B20 и после преобразования значений в градусы Цельсия, выдает ШИМ-сигнал на PORTC.2 с 6-ю разными уровнями:
| ШИМ | Температура |
| 15% |
ШИМ-сигнал с МК поступает на транзистор Q1. В схеме использовано два транзистора, для того, чтобы ток Iк на транзисторе Q2 был достаточен для запуска вентилятора. Поскольку МК может выдать максимум 3.6В, и 15% от 3.6В будет 0.5В, для открытия Q1 необходимо 0.7В.
Как расчитать Q1 и Q2:
Vcc-Vбэ-(rб*iб)=0
Возможно управление вентилятором между 5В и +/-12В. Максимальная токовая нагрузка для транзистора BC338 — 800 мА, поэтому возможно использование двух и более вентиляторов, но чтобы суммарный ток не превышал данного значения. Выход МК подключен к Q1 и Q2, которые работают как переключатель. D3 используется для защиты от магнитных полей вентилятора, без него, после выключения устройства обратный ток может пойти на Q2 и пробить его.
Ниже вы можете скачать прошивку, печатные платы в PDF и вариант ПП в формате LAY
ШИМ регулятор предназначен для регулирования скорости вращения полярного двигателя,яркости освещения лампочки или мощностью нагревательного элемента.
Преимущества:
1 Простота изготовления
2 Доступность компонентов(стоимость не превышает 2$)
3 Широкое применение
4 Для новичков лишний раз потренироваться и порадовать себя=)
Однажды понадобился мне "девайс" для регулировки скорости вращения кулера. Для чего именно уже не помню. С начала пробовал через обычный переменный резистор, он сильно грелся и это было не приемлемо для меня. В итоге покопавшись в интернете нашел схему на мне уже знакомой микросхеме NE555. Это была схема обычного ШИМ регулятора с скважностью (длительностью) импульсов равной или меньше 50% (позже приведу графики как это работает). Схема оказалось очень простой и не требовала настройки, главное было не накосячить с подключением диодов и транзистора. Первый раз его собрал на макетной плате и испытал, все заработало с пол оборота. Позже уже развел небольшую печатную плату и аккуратнее все выглядело=) Ну теперь взглянем на саму схему!
Схема ШИМ регулятора
Из нее мы видим что это обычный генератор с регулятором скважности импульсов собранный по схеме из даташита. Резистором R1 мы и меняем эту скважность, резистор R2 служит нам защитой от КЗ, так как 4 вывод микросхемы через внутренний ключ таймера подключен на землю и при крайнем положении R1 он просто замкнет. R3 это подтягивающий резистор. С2 это задающий частоту конденсатор. Транзистор IRFZ44N — это N канальный мосфет. D3 — это защитный диод который предотвращает выхода из строя полевик при обрыве нагрузки. Теперь немного о скважности импульсов. Скважность импульса — это отношение его периода следования (повторения) к длительности импульса, то есть через определенный промежуток времени будет происходить переход от (грубо говоря) плюса к минусу, а точнее от логической единицы к логическому нулю. Так вот этот промежуток времени между импульсами и есть та самая скважность.
Скважность при среднем положении R1
Скважность при крайнем левом положении R1
Скважность при крайнем правом положении R
Ниже приведу печатные платы с расположением деталей и без них
Теперь немного о деталях и их вид. Сама микросхема выполнена в DIP-8 корпусе, конденсаторы керамические малогабаритные, резисторы на 0,125-0,25 ватт. Диоды обычные выпрямительные на 1А (самое доступное это 1N4007 их везде навалом). Так же микросхему можно устанавливать на панельку, если в будущем вы хотите ее использовать в других проектах и лишний раз не выпаивать ее. Ниже приведу фотографии деталей.
P.S:Номинал конденсатора может варьироваться от 2.2 нанофарада до 4.7 нанофарад. Сопротивление резистора R4 от 47-180 ом.
P.P.S: Данный Шим регулятор я использовал и для регулирования:оборотов двигателя,яркости лампочки и температуру нагревательного элемента.
Всем творческих успехов.Спасибо за внимание!