MCHRTF04C0 ШИМ контроллер однофазных вентиляторов, до 4 A, 230 В переменного тока цена, купить в Москве

image

Схема регулировка скорости вентилятора с термистором и ШИМ генератором импульсов

Регулировка скорости вентилятора ШИМ генератором и включенным в цепь термистором. В этой статье предоставляется обзор, как самостоятельно изготовить электронную конструкцию для принудительного эффективного охлаждения узлов и компонентов выделяющих большое количество тепла, в таких устройствах как, усилители мощности, зарядные устройства, источники питания и так далее.

Поэтому, если не задействовать в схеме привычный метод регулировки скорости вращения вентилятора путем постепенного изменяющегося напряжения, а применить широтно-импульсную модуляцию (ШИМ), то можно корректно управлять скоростью вращения вентилятора и при необходимости добавлять обороты. Ниже представлены варианты принципиальных схем для повторения данного проекта:

image

Для определения исходной точки старта вентилятора применяется гистерезисный компаратор. Принцип его действия таков: исходя из значений температуры на термисторе, размещенного на теплоотводе он изменяет действующее сопротивление в цепи вентилятора от 10кОм, при штатной температуре, до приблизительно 5кОм, когда теплоотвод становится предельно горячим.

Особенность данной схемы регулировки скорости вентилятора кроется в том, что напряжение, получаемое от таймера LM555, также используется для управления широтно-импульсным модулятором. Интегральный таймер 555 выполняет функцию генератора импульсов, широта и частота, которых изменяется в следствии поступления напряжения на входную точку CV. Выходная цепь микросхемы LM555 подходит к FET-транзистору, который в свою очередь от поступившего импульса дает старт вентилятору.

Схема регулировка скорости вентилятора работает четко и корректно, но все-таки есть небольшой нюанс. Все дело в том, что при работе вентилятора незначительно прослушиваются низкие частоты во время прохождения импульсов. Что бы избавится от этих искажений, нужно включить в схему пару конденсаторов C4 и C5, они уберут это частотное искажение. Хотя, справедливости ради, нужно отметить, что у данной схемы имеются пара недостатков:

  1. Первое, нет возможности регулировки на полную ширину импульса. Предел регулировки это приблизительно 40%, вентилятор вращается достаточно медленно, но максимальное значение около 80%.
  2. Следующим больным местом является невозможность повысить частоту импульсного сигнала выше 20 кГц, при которой воздействие термистора на частотный диапазон ШИМ существенно снижается.

Читайте также:  Шаговый электродвигатель: формирователь профиля управления мотором

Есть специальные модули контроллеров для управления двигателями, вот с их помощью также можно решить это. По их принципу созданы две различные друг от друга схемы. Одна используется для вентилятора с напряжением питания 12v, а другая для вентилятора с 5-вольтовым постоянным напряжением. Микросхема управления вентиляторами TC648 работает достаточно надежно, поэтому такой ШИМ-вентилятор можно считать эффективным дополнением к мощному источнику питания.

После тестирования конструкции появилась необходимость внести некоторые изменения в схему управления. Во-первых, был задействован вывод VAS. В инструкции пишется, что для него нужно выбрать порог выключения в автоматическом режиме, хотя он также может устанавливать порог включения. Во-вторых, был удален резистор, который был установлен параллельно термо-резистору NTC.

Были проведены эксперименты с конденсатором C7, который служит для фильтрации частоты и уменьшает шумовые искажения на низких оборотах вентилятора. Оптимальный вариант получился с емкостью на 10 нФ, но при этом регулировка скорости вращения вентилятора получила ограничения. Поэтому все таки наилучшим вариантом будет установка конденсатора с емкостью 1 мкФ.

И наконец самый последний вариант схемы для управления скоростью вентилятора:

Схемотехника 

Блок управления электровентилятором системы охлаждения ‘Борей’ (БУ ЭВСО) или контроллер печки “Аргест”, как ШИМ-регулятор оборотов, состоит из:

  • (генерация ШИМ-сигнала, измерение тока и температуры, индикация режимов);
  • (коммутация тока, исполнительный элемент ШИМ-регулятора оборотов электровентилятора);
  • (устранение электромагнитных помех).

Изменение длительности импульсов при неизменном периоде их следования (постоянной частоте) и называется широтно-импульсной модуляцией (ШИМ, в англоязычных текстах: PWM-Pulse Width Modulation).

При регулировании скорости вращения двигателя с помощью широтно-импульсной модуляции на двигатель подается полное напряжение питание, но регулируется время, в течение которого оно подается. Условно говоря, ШИМ-регулятор оборотов вентилятора замыкает силовой ключ каждую секунду на десятую долю секунды, если нам нужно 10% мощности двигателя, если нам нужно 25% мощности, то ШИМ-регулятор оборотов замыкает силовой ключ на четверть секунды, если 50% мощности – то полсекунды и т. д. Когда же нам нужно раскрутить двигатель на полную мощность, ШИМ-регулятор оборотов замыкает силовой ключ на полную секунду, то есть фактически силовой ключ не размыкается совсем. Конечно же, реально микропроцессор управляет силовым ключом с частотой много выше, чем один раз в секунду, но принцип остается тем же. При достаточно высокой частоте происходит сглаживание пульсаций тока при индуктивной нагрузке, и фактически на двигатель подается некоторое эффективное напряжение. Скажем, при напряжении питания 12В и длительности импульса 50% от периода, получается точно такой же результат, как и при подаче на двигатель напряжения 6В. При эксплуатации автомобиля в городском цикле с повышенной температурой окружающего воздуха, когда вероятность перегрева двигателя максимальна (особенно в “пробках”), режим плавного изменения скорости вращения вентилятора в пределах 30-60% с помощью ШИМ-регулятора оборотов достаточен для ограничения температуры двигателя автомобиля. Применение блока управления ЭВСО в системе охлаждения автомобиля устраняет необходимость включения вентилятора на мощность выше 60% (тем более на полную мощность), тем самым обеспечивая практически полное отсутствие шума в салоне автомобиля в отличие от раздражающего рева работающего на “всю катушку” электровентилятора в обычной системе охлаждения двигателя автомобиля.

08 августа 2020, 18:00

Введение

Несколько лет назад, когда я начал делать свой умный дом, то как-то летом достал из кладовки старый напольный вентилятор, почесал в затылке, прикрутил к нему Sonoff и несколько лет был более, чем доволен.

Потом у вентилятора переклинило мотор, был куплен новый и Сонофф переполз на него. Опять-же – тупо в разрыв питания.

А потом попался ролик с демонстрацией того, как с соноффом и дополнительным релейным модулем можно регулировать его скорость!!!

В итоге был куплен такой модуль на два реле и… Немного переработалась схема!

Демо, с которого все началось

Часть с управлением кнопками я решил не делать: вентилятор стоит на балконе и включаю я его летом по жаре для прогона воздуха в квартиру, что вполне удобно дистанционно и ручное – просто не требуется.

Принцип работы трехскоростных вентиляторов

Всё до идиотизма просто: в моторе вместо одной обмотки, сделаны три разных, с разными параметрами. Подаем питание на первую – первая скорость, отключаем питание и подаем на вторую – вторая…

Механические кнопки на нем – тупо переключают подачу на разные обмотки, “выбивая” при нажатии ранее вжатую кнопку и размыкая ее контакты.

Всё, что нам надо сделать – электронно повторить этот принцип!

Отличия

Автор того видео поступил “тупо”: три реле, три обмотки. Фаза подается на входы каждого из реле, выходы – на соответствующие обмотки. Нужно первую скорость – замкнули первое реле, отключили второе и третье, нужно третью – включили третье, отключили 1 и 2…

Минус – если случайно включить несколько обмоток сразу, то можно призвать “волшебный дым”. Поэтому он сначала отключает ненужные, потом включает нужную обмотку, да еще и поставил на выходы “Интерлок” – это когда только один из группы может быть включен. В итоге вроде как защита от одновременного включения и есть, но… . Второй его “не то, чтобы косяк”, это “не люблю движковый регулятор” – в итоге он сделал три “разных” вентилятора для системы, под каждую скорость свой… Ну, хозяин-барин, но если в ЕспХоум и HASSio есть вентилятор с регулировкой скорости – зачем нам проблемы лишние?!

Так что в моём варианте:

  • Sonoff своим реле включает-выключает вентилятор, а модуль реле – переключает скорости.
  • В системе он виден как трехскоростной вентилятор и Яндекс Алиса это вполне понимает.

Схематика

“Базовое” подключение. Контакт рядом с кнопкой выключения – “вход”, на него от вилки заводится фаза, дальше – три выхода, уходящих к мотору. Тщательно отмечаем на проводах, где кто и отрезаем от выключателя.

Схема американца. Примерно как было, но вместо кнопок – реле.

Мой вариант. Сонофф выключает вентилятор, а дополнительные реле, т.к. они ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИЕ – меняют скорость.

Для скорости 1 – реле 1 выключено, питание идет сразу на первую обмотку.

Для второй – первое включено, второе – выключено: питание идет ТОЛЬКО на вторую обмотку: с первой оно снялось, когда первое реле включилось, а с третьей – разные состояния второго реле.

Для третьей – включены первое и второе реле.

Подключение

Силовая часть:

  • Провода от вилки – заводим в СонОфф.
  • Выход соноффа земля – на “общий” к вентилятору.
  • Первую скорость в “нормально замкнуто” первого реле.
  • Вторую – в нормально замкнуто второго.
  • Третью – в нормально разомкнуто второго.
  • Выход фазы от Соноффа – на среднюю клемму первого реле.
  • Выход нормально разомкнуто первого реле на центральную второго.

Логическая часть:

  • 3V3 -> VCC
  • RX -> IN2
  • TX -> IN1
  • GND -> GND

Тут все просто: я их шлейфом прокинул просто параллельно.

На реле хоть и написано, что от 5 вольт, но по факту – 3.3 ему за глаза хватает. Если нет – снимаем перемычку JD-VCC и на Соноффе снизу ищем выход пятивольтового стабилизатора… К нему припаиваемся и подаем с него на пин JD-VCC питание конкретно для реле.

Прошивка

Как залить прошивку – надеюсь объяснять не надо?

esphome:   name: vent_balkon   platform: ESP8266   board: esp01_1m   board_flash_mode: dout  wifi:   ssid: 'стандартно'   password: 'заполняете своими'    # Логгер переключаем на UART1, т.к. на стандартном у нас реле logger:   hardware_uart: UART1  # Параметры для API HASSio api:   password: "сами напишите"   reboot_timeout: 0s  ota:   password: 'аналогично'    output: # Реле Соноффа   - platform: gpio     pin: GPIO12     id: relay  # Два дополнительных   - platform: gpio     pin: GPIO1     inverted: true     id: speed1   - platform: gpio     pin: GPIO3     inverted: true     id: speed2      # "Виртуальный" выход для регулировки скорости   - platform: template     type: float     id: dummy_fan # Собственно логика при переключении скоростей.      write_action: # Стандартно идет off при 0       - if:           condition:             lambda: return (state < .2);           then:             - output.turn_off: relay             - output.turn_off: speed1             - output.turn_off: speed2 # low при 0.33       - if:           condition:             lambda: return ((state >= .2) && (state < .4));           then:             - output.turn_on: relay             - output.turn_off: speed1             - output.turn_off: speed2 # Medium при 0.66       - if:           condition:             lambda: return ((state >= .4) && (state < .7));           then:             - output.turn_on: relay             - output.turn_on: speed1             - output.turn_off: speed2 # И High при 1       - if:           condition:             lambda: return (state >= 0.7);           then:             - output.turn_on: relay             - output.turn_on: speed1             - output.turn_on: speed2      status_led:     id: light_module_status     pin:       number: GPIO13  # Ну и цепляем его как выход для вентилятора! fan:   - platform: speed     output: dummy_fan     id: fan_1     name: "Balkon Fan"

Заключение

Проверяем, добавляем в ХАССио, тестируем, собираем. Синхронизируем в Яндекс Алису.

Помимо стандартного “включи-выключи” в Алисе добавляется:

  • включи (поставь) предыдущую-следующую скорость;
  • включи низкую-среднюю-высокую скорость.

Вот как-то так…

В теории – можно добавить индикацию, подключить кнопки, вроде есть модели, где есть включение “осцилляции” не рычагом, а приводом… Может даже и займусь потом.

Сделал себе умное управление системой охлаждения компьютера (СВО + вентиляторы). Система получает данные о температуре железа с компьютера (при помощи программы OpenHardwareMonitor, подробнее здесь и здесь), получает температуру охлаждающей жидкости и управляет скоростью помпы СВО при помощи цифрового потенциометра, скоростью ШИМ вентиляторов при помощи ШИМ сигнала 20 кГц и “релейно” управляет вентиляторами радиатора СВО. Таким образом получилась очень тихая система, которую “в простое” не слышно даже на фоне тихого вентилятора блока питания.

Инструменты, полезное

Каталоги ссылок на Алиэкспресс на этом сайте:

ВНИМАНИЕ! Максимально подробный гайд по началу работы с платой и загрузке прошивки для проекта находится здесь. Изучи его внимательно, прежде чем писать на форум или в группу ВК!

Вы можете поддержать меня за создание доступных проектов с открытым исходным кодом, полный список реквизитов есть вот здесь.

Показать картинками Сортировка: По названиюДешевлеДороже

3F01-120, SNAP DISC FAN CONTROL, 120DEG F 5-6 недель, 6 шт. Пр-во: WHITE RODGERS Тип аксессуара: Snap Disc Fan Control Для Использования с: Fan, Blowers Линейка Продукции: 3F01 Series imageбыстрый просмотр 5-6 недель, 6 шт. 1 300 руб. × от 5 шт. — 1 240 руб.
3F01-130, SNAP DISC FAN CONTROL, 130DEG F 5-6 недель, 13 шт. Пр-во: WHITE RODGERS Тип аксессуара: Snap Disc Fan Control Для Использования с: Fan, Blowers Линейка Продукции: 3F01 Series imageбыстрый просмотр 5-6 недель, 13 шт. 1 610 руб. × от 5 шт. — 1 540 руб. от 10 шт. — 1 470 руб.
3F01-150, SNAP DISC FAN CONTROL, 150DEG F 5-6 недель, 1 шт. Пр-во: WHITE RODGERS Тип аксессуара: Snap Disc Fan Control Для Использования с: Fan, Blowers Линейка Продукции: 3F01 Series imageбыстрый просмотр 5-6 недель, 1 шт. 1 190 руб. ×
3F01-180, SNAP DISC FAN CONTROL, 180DEG F 5-6 недель, 5 шт. Пр-во: WHITE RODGERS Тип аксессуара: Snap Disc Fan Control Для Использования с: Fan, Blowers Линейка Продукции: 3F01 Series imageбыстрый просмотр 5-6 недель, 5 шт. 1 530 руб. × от 5 шт. — 1 460 руб.
3F05-2, ADJ SNAP DISC FAN CTRL, 140 TO 180DEG F 5-6 недель, 4 шт. Пр-во: WHITE RODGERS Тип аксессуара: Snap Disc Fan Control Для Использования с: Fans Линейка Продукции: 3F05 Series imageбыстрый просмотр 5-6 недель, 4 шт. 3 120 руб. ×
3L01-140, SNAP DISC LIMIT CONTROL, 140DEG F 5-6 недель, 6 шт. Пр-во: WHITE RODGERS Тип аксессуара: Snap Disc Limit Control Для Использования с: Fan, Blowers Линейка Продукции: 3L Series imageбыстрый просмотр 5-6 недель, 6 шт. 1 350 руб. × от 5 шт. — 1 330 руб.
3L01-170, SNAP DISC LIMIT CONTROL, 170DEG F 2-4 недели, 147 шт. Пр-во: WHITE RODGERS Тип аксессуара: Snap Disc Limit Control Для Использования с: Fan, Blowers Линейка Продукции: 3L Series imageбыстрый просмотр 2-4 недели, 147 шт. 1 380 руб. × от 5 шт. — 1 320 руб. от 10 шт. — 1 250 руб.
3L01-180, SNAP DISC LIMIT CONTROL, 180DEG F 5-6 недель, 15 шт. Пр-во: WHITE RODGERS Тип аксессуара: Snap Disc Limit Control Для Использования с: Fan, Blowers Линейка Продукции: 3L Series 5-6 недель, 15 шт. 1 220 руб. × от 5 шт. — 1 190 руб. от 10 шт. — 1 160 руб.
3L01-190, SNAP DISC LIMIT CONTROL, 190DEG F 5-6 недель, 5 шт. Пр-во: WHITE RODGERS Тип аксессуара: Snap Disc Limit Control Для Использования с: Fan, Blowers Линейка Продукции: 3L Series быстрый просмотр 5-6 недель, 5 шт. 1 370 руб. × от 5 шт. — 1 300 руб.
3L01-200, SNAP DISC LIMIT CONTROL, 200DEG F 5-6 недель, 10 шт. Пр-во: WHITE RODGERS Тип аксессуара: Snap Disc Limit Control Для Использования с: Fan, Blowers Линейка Продукции: 3L Series быстрый просмотр 5-6 недель, 10 шт. 1 300 руб. × от 5 шт. — 1 240 руб. от 10 шт. — 1 180 руб.
3L01-350, SNAP DISC LIMIT CONTROL, 350DEG F 5-6 недель, 48 шт. Пр-во: WHITE RODGERS Тип аксессуара: Snap Disc Limit Control Для Использования с: Fan, Blowers Линейка Продукции: 3L Series быстрый просмотр 5-6 недель, 48 шт. 1 530 руб. × от 5 шт. — 1 460 руб. от 10 шт. — 1 390 руб.
3L02-180, SNAP DISC LIMIT CTRL, 180DEG F, MANUAL 5-6 недель, 10 шт. Пр-во: WHITE RODGERS Тип аксессуара: Snap Disc Limit Control Для Использования с: Fan, Blowers Линейка Продукции: 3L Series быстрый просмотр 5-6 недель, 10 шт. 2 240 руб. × от 5 шт. — 2 060 руб. от 10 шт. — 2 010 руб.
3L02-190, SNP DISC LIMIT CTRL, 190DEG F, MANUAL 5-6 недель, 12 шт. Пр-во: WHITE RODGERS Тип аксессуара: Snap Disc Limit Control Для Использования с: Fan, Blowers Линейка Продукции: 3L Series быстрый просмотр 5-6 недель, 12 шт. 2 290 руб. × от 5 шт. — 2 270 руб.
3L05-1, ADJ SNAP DISC LIMIT CTRL, 135TO175DEG F 5-6 недель, 6 шт. Пр-во: WHITE RODGERS Тип аксессуара: Snap Disc Limit Control Для Использования с: Fans Линейка Продукции: 3L05 Series быстрый просмотр 5-6 недель, 6 шт. 3 290 руб. × от 5 шт. — 3 020 руб.
3L05-13, ADJ SNAP DISC LIMIT CTRL, 250TO290DEG F 5-6 недель, 10 шт. Пр-во: WHITE RODGERS Тип аксессуара: Snap Disc Limit Control Для Использования с: Fans Линейка Продукции: 3L05 Series быстрый просмотр 5-6 недель, 10 шт. 3 010 руб. × от 5 шт. — 2 860 руб. от 10 шт. — 2 750 руб.
3L05-3, SNAP DISC LIMIT CONTROL 5-6 недель, 4 шт. Пр-во: WHITE RODGERS Тип аксессуара: Snap Disc Limit Control Для Использования с: Fans Линейка Продукции: 3L05 Series 5-6 недель, 4 шт. 3 450 руб. ×
50003-1-0174, Модуль управления температурой, для вентиляторов EC и DC, 10 до 45°C, 18 до 60В DC 5-6 недель, 35 шт. Пр-во: Ebmpapst Тип аксессуара: Контроллер скорости вентилятора Для Использования с: ebm-papst EC / DC fans быстрый просмотр 5-6 недель, 35 шт. 5 510 руб. × от 5 шт. — 5 070 руб. от 10 шт. — 4 600 руб.
992.0640.004, SENSORLESS POWERMODULE, CENTRIFUGAL FAN 5-6 недель, 9 шт. Пр-во: Ebmpapst Тип аксессуара: Sensorless Powermodule Для Использования с: Ebm-Papst RV45-3 Centrifugal Fan быстрый просмотр 5-6 недель, 9 шт. 20 280 руб. × от 5 шт. — 18 840 руб.
9CT1-A, Fan Speed Controller, Accelerometer, Sanyo Denki San Ace Series Controllers, San Ace Series 5-6 недель, 2 шт. Пр-во: Sanyo Denki Тип аксессуара: Accelerometer Для Использования с: Sanyo Denki San Ace Series Controllers Линейка Продукции: San Ace Series быстрый просмотр 5-6 недель, 2 шт. 16 590 руб. ×
9CT1-P, Fan Speed Controller, Air Pressure Sensor, Sanyo Denki San Ace Series Controllers, San Ace Series 5-6 недель, 2 шт. Пр-во: Sanyo Denki Тип аксессуара: Air Pressure Sensor Для Использования с: Sanyo Denki San Ace Series Controllers Линейка Продукции: San Ace Series быстрый просмотр 5-6 недель, 2 шт. 16 590 руб. ×

Страницы Ctrl ← предыдущая Ctrl → следующая

  • 1
  • 2

Товаров на странице

  • 20
  • 40
  • 60

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий