Obwód zdalnie sterowanego regulatora wentylatora sufitowego

W artykule omówiono prosty regulator wentylatora lub obwód ściemniacza sterowany na podczerwień, wykorzystujący zwykłe części, takie jak układ 4017 i 555.

Działanie obwodu

Odnosząc się do pokazanego obwodu ściemniacza wentylatora ze zdalnym sterowaniem, można zobaczyć trzy główne etapy: stopień czujnika sygnału podczerwieni za pomocą układu scalonego TSOP1738 , licznik dekad Johnsona, sekwencer używający IC 4017 i stopień procesora PWM używający IC 555.

Różne operacje wykonywane na obwodzie można zrozumieć za pomocą następujących punktów:

Kiedy wiązka podczerwieni jest skupiona na czujniku, czujnik wytwarza w odpowiedzi na to niską logikę, co z kolei powoduje, że PNP BC557 przewodzi.

Korzystanie z czujnika TSOP1738

Zastosowany czujnik to TSOP1738, w tym można dowiedzieć się więcej na jego temat artykuł o prostym pilocie na podczerwień

Przewodzenie tranzystora BC557 w odpowiedzi na wiązkę podczerwieni łączy dodatnie zasilanie z pinem 14 układu IC 4017, który jest akceptowany jako impuls zegarowy przez układ scalony.

Ten impuls zegarowy jest tłumaczony na pojedynczy sekwencyjny przeskok wysokiej logiki z istniejącego wyprowadzenia do następnego kolejnego wyprowadzenia w sekwencji na pokazanych wyjściach układu scalonego IC 4017.

To sekwencyjne przesyłanie lub przesunięcie wysokiego impulsu logicznego z jednego wyprowadzenia do następnego w całym wyjściu ze styku nr 3 do styku nr 10 iz powrotem jest wykonywane w odpowiedzi na każdą chwilową wiązkę skupioną na czujniku podczerwieni przez pilota na podczerwień.

Używanie IC 4017 do kontrolowania dzielnika napięcia

Widzimy, że wyjścia IC 4017 mają zestaw precyzyjnie obliczonych rezystorów, których zewnętrzne wolne końce są zwarte i połączone z masą poprzez rezystor 1K.

Powyższa konfiguracja tworzy rezystancyjny dzielnik potencjału, który generuje sekwencyjny wzrost lub spadek poziomów potencjału w węźle „A” w odpowiedzi na przesunięcie górnej logiki na wyjściach, jak omówiono w powyższym wyjaśnieniu.

Ten zmienny potencjał jest zakończony u podstawy tranzystora NPN, którego emiter można zobaczyć jako podłączony do styku nr 5 układu IC 555, który jest skonfigurowany jako astabilny o wysokiej częstotliwości.

Używanie IC 555 jako generatora PWM

Stopień 555 działa w zasadzie jak generator PWM, który zmienia się proporcjonalnie, gdy zmienia się jego potencjał pin # 5. Różne PWM są tworzone na jego pinie # 3.

Domyślnie pin # 5 jest połączony z rezystorem 1K do masy, co zapewnia, że ​​gdy nie ma napięcia lub minimalnego napięcia na pinie # 5, skutkuje to wyjątkowo wąskimi PWM na jego pinie # 3 oraz jako potencjał lub napięcie na jego pinie # 5 jest zwiększona, PWM również zyskują szerokość proporcjonalnie. Szerokość jest maksymalna, gdy potencjał na pinie # 5 osiągnie 2/3 Vcc jego pinu # 4/8.

Teraz najwyraźniej, gdy sygnały wyjściowe z IC 4017 przesuwają się, tworząc zmienne napięcie u podstawy NPN, odpowiednia ilość zmieniającego się napięcia jest przenoszona na pin nr 5 IC 555, który z kolei jest przekształcany w odpowiednio zmieniające się PWM na pinie # 3 IC.

Ponieważ pin nr 3 układu scalonego jest podłączony do bramki triaka, na przewodnictwo triaka wpływa proporcjonalnie od wysokiego do niskiego i odwrotnie, w odpowiedzi na zmieniające się PWM na jego bramce.

Jest to skutecznie przekształcane w żądaną kontrolę prędkości lub odpowiednią regulację podłączonego wentylatora na MT1 triaka i na wejściu sieci AC.

W ten sposób prędkość wentylatora można regulować od dużej do małej i odwrotnie w odpowiedzi na wiązki podczerwieni IR przełączane na skojarzonym czujniku podczerwieni obwodu.

Jak skonfigurować obwód.

Można to zrobić za pomocą następujących kroków:

Początkowo należy pozostawić emiter tranzystora BC547 odłączony ze stykiem nr 5 układu IC555.

Teraz można założyć, że dwa stopnie (IC 4017 i IC 555) są od siebie odizolowane.

Najpierw sprawdź stopień IC 555 w następujący sposób:

Odłączenie rezystora 1K między pinem nr 5 i masą powinno zwiększyć prędkość wentylatora do maksimum, a podłączenie go z powrotem powinno ją zmniejszyć do minimum.

Powyższe potwierdzi poprawną pracę stopnia IC 555 PWM.

Ustawienie wstępne 50k nie ma decydującego znaczenia i może być ustawione mniej więcej na środku zakresu ustawień wstępnych.

Jednak kondensator 1nF można poeksperymentować, aby uzyskać najlepsze możliwe wyniki. Można było wypróbować wyższe wartości do 10 uF i monitorować wyniki w celu uzyskania najkorzystniejszej regulacji prędkości wentylatora.

Następnie musimy sprawdzić, czy węzeł wyjściowy IC 4017 w punkcie „A” wytwarza zmienne napięcie od 1 V do 10 V w odpowiedzi na każde naciśnięcie wiązki podczerwieni nad czujnikiem podczerwieni obwodu.

Jeśli powyższy warunek jest spełniony, możemy założyć, że scena działa poprawnie, a teraz emiter BC547 można zintegrować z pinem # 5 IC555 w celu ostatecznego przetestowania regulacji prędkości wentylatora za pomocą pilota na podczerwień.

Pilotem może być dowolny pilot do telewizora, którego normalnie używamy w naszych domach.

Jeśli powyższy projekt nie działa płynnie z podłączonym wentylatorem, może być konieczne wprowadzenie niewielkiej modyfikacji w celu poprawy wyników, jak pokazano poniżej:

Obwód wykorzystuje stopień sterownika triaka MOC3031 do wymuszania bezproblemowego i czystego sterowania wentylatorem za pomocą pilota zdalnego sterowania.

Analiza testów

Podczas testowania powyższego obwodu wyniki nie były całkiem zadowalające, ponieważ wentylator nie mógł być sterowany do najniższego limitu i wykazywał pewne wibracje.

Analiza projektu wykazała, że ​​zastosowanie PWM na triaku było przyczyną problemu, ponieważ triaki nie reagują dobrze na DC PWM, a raczej wykazują lepsze reakcje na przerywanie fazy AC, tak jak jest to stosowane w ściemniaczach

Korzystanie z kontroli fazy zamiast PWM

Obwód omawiany w tym artykule eliminuje koncepcję PWM do sterowania ściemnianiem wentylatora, zamiast tego wykorzystuje kilka triaków małej mocy do sekwencyjnego wdrażania efektu ściemniania lub przyspieszania na podłączonym silniku wentylatora.

Pełny projekt proponowanego obwodu ściemniacza wentylatora ze zdalnym sterowaniem można zobaczyć poniżej:

Schemat obwodu

Uwaga: 4 SCR są niepoprawnie reprezentowane jako SCR BT169, należy je wymienić na triaki, takie jak triaki BCR1AM-8P lub każdy inny podobny triak również się nada.

Jak to działa

Odnosząc się do powyższego schematu, widzimy dwa obwody skonfigurowane na kilku różnych etapach.

Prawa strona diagramu jest skonfigurowana jako standardowy obwód ściemniacza światła lub ściemniacza wentylatora , z wyjątkiem jednej zmiany, którą można zobaczyć w pobliżu jego zwykłej sekcji potencjometru, gdzie została zastąpiona czterema triakami z czterema oddzielnymi rezystorami na ich MT2, ustawionymi z wartościami rosnącymi.

Lewy stopień boczny zawierający IC 4017 jest podłączony jako 4-stopniowy sekwencyjny generator logiczny, wyzwalany przez jednostkę czujnika podczerwieni, która tworzy odbiornik podczerwieni do odbierania wyzwalaczy przełączania z ręcznego pilota zdalnego sterowania na podczerwień.

Zastępca zdalne wiązki podczerwieni z nadajnika IR powoduje, że IRS generuje impuls przełączający na pinie # 14 układu IC 4017, który z kolei przekształca impuls w sekwencyjnie przesuwający się wysoki impuls logiczny na swoim pinie # 3 do pinu # 10, po czym jest resetowany z powrotem do pinu # 3 za pomocą pinu Interakcja # 1/15.

Powyższe wyprowadzenia, które są odpowiedzialne za generowanie sekwencyjnie przesuwającego się wysokiego impulsu logicznego, są połączone szeregowo z bramkami A, B, C, D wskazanych triaków.

Ponieważ rezystory połączone z anodami triaków stają się elementami determinującymi ograniczenie prędkości wentylatora, oznacza to, że poprzez sekwencyjne przełączanie triaków tam iz powrotem, prędkość wentylatora można proporcjonalnie zwiększać lub zmniejszać, w 4 dyskretnych krokach, w zależności od wartości R4 ---- R8.

Dlatego, gdy przycisk pilota zdalnego sterowania jest wciśnięty, pinouty IC 4017 wyzwalają odpowiedni triak, który z kolei łączy swój rezystor anodowy z konfiguracją triak / diak ściemniacza, wykonując odpowiednią prędkość wentylatora.

W proponowanym zdalnie sterowanym obwodzie ściemniacza wentylatora pokazano 4 triaki do wytwarzania 4-stopniowej regulacji prędkości, jednak 10 takich triaków można by zaimplementować ze wszystkimi 10 pinoutami układu IC 4017, aby uzyskać dobrą 10-stopniową dyskretnie sterowaną regulację prędkości wentylatora.

Lista części

R1, R3 = 100 omów, R2 = 100 K, R4 = 4K7, R5 = 10 K,
C2 = 47uF / 25VC1, C4 = 22uF / 25V, C6 = 4,7uF / 25V,

C3 = 0,1, CERAMIKA
C5 = 100 uF / 50 V.
C10 = 0,22 uF / 400 V.
T1 = BC557
IRS = Czujnik podczerwieni TSOP
IC1 = 4017 IC
D1 = 1N4007
D2 = Zener 12 V 1 W.
R9 = 15 tys
R10 = 330 K.
R4 --- R8 = 50K, 100K. 150K, 220K
R11 = 33K
R12 = 100 omów
Diac = DB-3
TR1 = BT136
L1 = 500 zwojów 28SWG na dowolnej żelaznej śrubie.
C7 = 0,1 uF / 600 V.

OSTRZEŻENIE: CAŁY OBWÓD JEST BEZPOŚREDNIO PODŁĄCZONY DO SIECI SIECIOWEJ, NALEŻY ZACHOWAĆ NAJWYŻSZĄ OSTROŻNOŚĆ PODCZAS TESTOWANIA OBWODU W POZYCJI ZASILANIA