Шим регулятор на 555 схема: ШИМ регулятор на таймере NE555 — SJRacing — тюнинг комплектующие для вашего автомобиля

Содержание

Шим регулирование мощности. Регулирование яркости светодиодов. Смотирте видео работы ШИМ регулятора

Необходимость регулировки постоянного напряжения для питания мощных инерционных нагрузок чаще всего возникает у владельцев автомобилей и другой авто-мото техники. Например, появилось желание плавно менять яркость ламп освещения салона, габаритных огней, автомобильных фар или вышел из строя узел регулирования оборотов вентилятора автомобильного кондиционера, а замены нет.
Осуществить такое желание иногда нет возможности из-за большого тока потребления этими устройствами — если устанавливать транзисторный регулятор напряжения , компенсационный или параметрический, на регулирующем транзисторе будет выделяться очень большая мощность, что потребует установки больших радиаторов или введения принудительного охлаждения с помощью малогабаритного вентилятора от компьютерных устройств.

Выходом из положения является применение широтно — импульсных схем, управляющих мощными полевыми силовыми транзисторами MOSFET .

Эти транзисторы могут коммутировать очень большие токи (до 160А и более) при напряжении на затворе 12 — 15 В. Сопротивление открытого транзистора очень мало, что позволяет заметно снизить рассеиваемую мощность. Схемы управления должны обеспечивать разность напряжений между затвором и истоком не менее 12 … 15 В, в противном случае сопротивление канала сильно увеличивается и рассеиваемая мощность значительно возрастает, что может привести перегреву транзистора и выходу его из строя. Для широтно — импульсных автомобильных низковольтных регуляторов выпускаются специализированные микросхемы, например U 6 080B … U6084B , L9610, L9611, которые содержат узел повышения выходного напряжения до 25 -30 В при напряжении питания 7 -14 В, что позволяет включать выходной транзистор по схеме с общим стоком, чтобы можно было подключать нагрузку с общим минусом, но достать их практически невозможно. Для большинства нагрузок, которые потребляют ток не более 10А и не могут вызвать просадку бортового напряжения можно использовать простые схемы без дополнительного узла повышения напряжения.

Первый ШИМ регулятор собран на инверторах логической К МОП микросхемы. Схема представляет собой генератор прямоугольных импульсов на двух логических элементах, в котором за счёт диодов раздельно меняется постоянная времени заряда и разряда частотозадающего конденсатора, что позволяет изменять скважность выходных импульсов и значение эффективного напряжения на нагрузке.

В схеме можно использовать любые инвертирующие КМОП элементы, например К176ПУ2, К561ЛН1, а также любые элементы И, ИЛИ-НЕ, например К561ЛА7, К561ЛЕ5 и подобные, соответственно сгруппировав их входы. Полевой транзистор может быть любым из MOSFET , которые выдерживают максимальный ток нагрузки, но желательно использовать транзистор с как можно большим максимальным током, т.к. у него меньшее сопротивление открытого канала, что уменьшает рассеиваемую мощность и позволяет использовать радиатор меньшей площади.

Достоинство ШИМ-регулятора на микросхеме К561ЛН2 — простота и доступность элементов,
недостатки — диапазон изменения выходного напряжения чуть меньше 100% и невозможно доработать схему с целью введения дополнительных режимов, например плавного автоматического увеличения или понижения напряжения на нагрузке, т.

к. регулирование производится путём изменения сопротивления переменного резистора, а не изменением уровня управляющего напряжения.

Гораздо лучшими характеристиками обладает вторая схема, но количество элементов в ней чуть больше.

Регулировка эффективного значения напряжения на нагрузке от 0 до 12 В производится изменением напряжения на управляющем входе от 8 до 12 В. Диапазон регулировки напряжения практически 100%. Максимальный ток нагрузки полностью определяется типом силового полевого транзистора и может быть очень значительным. Так как выходное напряжение пропорционально входному управляющему напряжению, схема может использоваться как составная часть системы регулирования, например системы поддержания заданной температуры, если в качестве нагрузки использовать нагреватель, а датчик температуры подключить к простейшему пропорциональному регулятору, выход которого подключается к управляющему входу устройства. Описанные устройства имеют в основе несимметричный мультивибратор, но

ШИМ регулятор можно построить на микросхеме ждущего мультивибратора

Светодиоды используются практически во всех технике вокруг нас. Правда иногда возникает необходимость регулировать их яркость (например, в фонариках, или мониторах). Самым простым выходом в этой ситуации, кажется изменить количество тока, пропускаемого через светодиод. Но это не так. Светодиод – довольно чувствительный компонент. Постоянное изменение количества тока может существенно сократить срок его работы, или вообще сломать. Так же надо учитывать, что нельзя использовать ограничительный резистор, так как в нем будет накапливаться лишняя энергия. При использовании батареек это недопустимо. Еще одна проблема при таком подходе – цвет света будет меняться.

Есть два варианта:

Регулирование ШИМ
Аналоговое

Эти методы контролируют проходящий через светодиод ток, но между ними есть определенные различия.
Аналоговое регулирование изменяет уровень тока, который проходит через светодиоды. А ШИМ регулирует частоту подачи тока.

ШИМ-регулирование

Выходом из этой ситуации может быть использование широтно-импульсной модуляции (ШИМ). При такой системе светодиоды получают необходимый ток, а яркость регулируется с помощью подачи питания с высокой частотой. То есть, частота периода подачи изменяет яркость светодиодов.

Несомненный плюс ШИМ-системы – сохранение продуктивности светодиода. КПД составит около 90%.

Виды ШИМ-регулирования

Двухпроводная. Часто используется в системе освещения машин. Источник питания преобразователя должен иметь схему, которая формирует сигнал ШИМ на DC-выходе.
Шунтирующее устройство. Чтобы сделать период включении/выключения преобразователя используют шунтирующий компонент, который обеспечивает путь для выходного тока помимо светодиода.

Параметры импульсов при ШИМ

Частота следования импульсов не меняется, поэтому никаких требований в определении яркости света к ней нет. В данном случае, меняется только ширина, или время положительного импульса.

Частота импульсов

Даже с учетом того, что особых претензий к частоте нет, существуют граничные показатели.

Они определяются чувствительностью глаза человека к мельканиям. Например, если в кино мелькания кадров должны составлять 24 кадра в секунду, чтобы наш глаз воспринимал его как одно движущееся изображение.
Чтобы мелькания света воспринимались как равномерный свет, частота должна составлять не меньше 200Гц. По верхним показателям ограничений нет, но ниже никак нельзя.

Как работает регулятор ШИМ

Для непосредственного управления светодиодами применяется транзисторный ключевой каскад. Обычно для них используют транзисторы, способные накапливать большие объемы мощности.
Это необходимо при использовании светодиодных лент или мощных светодиодах.
Для небольшого количества или невысокой мощности вполне достаточно использования биполярных транзисторов. Так же можно подключать светодиоды прямо к микросхемам.

Генераторы ШИМ

В системе ШИМ в качестве задающего генератора могут использовать микроконтроллер, или схема, состоящая из схем малой степени интеграции.

Так же возможно создание регулятора из микросхем, которые предназначены для импульсных блоков питания, или логические микросхемы К561, или интегральный таймер NE565.
Умельцы используют в этих целях даже операционный усилитель. Для этого на нем собирается генератор, который можно регулировать.
Одна из наиболее используемых схем основана на таймере 555. По сути, это обычный генератор прямоугольных импульсов. Частота регулируется конденсатором С1. при выходе у конденсатора должно быть высокое напряжение (это равно с соединением с плюсовым источником питания). А заряжается он тогда, когда на выходе присутствует низкое напряжение. Этот момент и дает получение импульсов разной ширины.
Еще одной популярной схемой является ШИМ на основе микросхемы UC3843. в этом случае схема включения изменена в сторону упрощения. Для того, чтобы управлять шириной импульса, используется подача регулирующего напряжения положительной полярности. На выходе в таком случае получается нужный импульсный сигнал ШИМ.

Регулирующее напряжение действует на выход так: при снижении широта увеличивается.

Почему ШИМ?

Главное преимущество этой системы – легкость. Схемы использования очень просты и легки в реализации.
Система ШИМ – регулирования дает очень широкий диапазон регулировки яркости. Если говорить о мониторах, то возможно применение CCFL-подсветки, но в таком случае яркость можно уменьшить только в два раза, так как CCFL-подсветка очень требовательна к количеству тока и напряжению.
Используя ШИМ можно удерживать ток на постоянном уровне, а значит светодиоды не пострадают и цветовая температура меняться не будет.

Недостатки использования ШИМ

Со временем мерцание изображение может быть довольно заметно, особенно при низкой яркости или движении глаз.
При постоянном ярком освещении (например, свете солнца) изображение может расплываться.

С аналоговым интегральным таймером SE555/NE555 (КР1006), выпускаемым компанией Signetics Corporation с далекого 1971 года прекрасно знакомо большинство советских и зарубежных радиолюбителей. Трудно перечислить, для каких только целей не использовалась эта недорогая, но многофункциональная микросхема за почти полувековой период своего существования. Однако, даже несмотря на быстрое развитие электронной промышленности в последние годы, она по-прежнему продолжает пользоваться популярностью и выпускается в значительных объемах.
Предлагаемая Jericho Uno простенькая схемка автомобильного ШИМ-регулятора – не профессиональная, полностью отлаженная разработка, отличающаяся своей безопасностью и надежностью. Это всего лишь небольшой дешевый эксперимент, собранный на доступных бюджетных деталях и вполне удовлетворяющий минимальным требованиям. Поэтому его разработчик не берет на себя ответственности за все то, что может произойти с вашим оборудованием при эксплуатации смоделированной схемы.

Схема ШИМ регулятор на NE555

Для создания ШИМ-устройства вам понадобится:

электропаяльник;
микросхема NE555;
переменный резистор на 100 кОм;
резисторы на 47 Ом и 1 кОм по 0,5W;
конденсатор на 0,1 мкФ;
два диода 1N4148 (КД522Б).

Пошаговая сборка аналоговой схемы

Построение цепи начинаем с установки перемычек на микросхему. Используя паяльник, замыкаем между собой следующие контакты таймера: 2 и 6, 4 и 8.

Дальше, руководствуясь направлением движения электронов, распаиваем на переменном резисторе «плечи» диодного моста (проход тока в одну сторону). Номиналы диодов подобраны из имеющихся в наличие, недорогих. Можно заменить их любыми другими – это практически не повлияет на работу схемы.

Во избежание короткого замыкания и перегорания микросхемы при выкручивании переменного резистора в крайнее положение, ставим по питанию шунтирующее сопротивление в 1 кОм (контакты 7-8).

Поскольку NE555 выступает в роли генератора пилы, для получения схемы с заданной частотой, длительностью импульса и паузой, осталось подобрать резистор и конденсатор. Неслышных 18 кГц нам даст конденсатор 4,7 нФ, но такое малое значение емкости вызовет перекос плеч при работе микросхемы. Ставим оптимальную в 0,1 мкФ (контакты 1-2).

Избежать противного «пищания» схемы и подтянуть выход к высокому уровню можно чем-то низкоомным, например резистором 47-51 Ом.

Осталось подключить питание и нагрузку. Схема рассчитана на входное напряжение бортовой сети автомобиля 12V постоянного тока, но для наглядной демонстрации вполне запустится и от 9V батареи. Подключаем ее на вход микросхемы, соблюдая полярность (плюс на 8 ножку, минус на 1 ножку).

Осталось разобраться с нагрузкой. Как видно из графика, при понижении переменным резистором выходного напряжения до 6V пила на выходе (ножки 1-3) сохранилась, то есть NE555 в данной схеме и генератор пилы и компаратор одновременно. Ваш таймер работает в а-стабильном режиме и имеет коэффициент заполнения меньше 50%.

Модуль выдерживает 6-9 А проходного постоянного тока, так что при минимальных потерях можно подключить к нему как светодиодную полосу в автомобиле, так и маломощный двигатель, который и дым развеет и лицо в жару обдует. Примерно так:

Или так:

Принцип работы ШИМ регулятора

Работа ШИМ регулятора достаточно проста.

Таймер NE555 отслеживает напряжение на емкости С. При ее заряде до достижения максимума (полный заряд) происходит открывание внутреннего транзистора и появлению логического нуля на выходе. Далее емкость разряжается, что приводит к закрытию транзистора и приходу к выходу логической единицы. При полном разряде емкости происходит переключение системы и все повторяется. В момент заряда ток идет по одному плечу, а при разряде – по-другому. Переменным резистором мы меняем соотношение сопротивления плеч, автоматически понижая либо увеличивая напряжение на выходе. В схеме наблюдается частичное отклонение частоты, но в слышимый диапазон она не попадает.

Смотирте видео работы ШИМ регулятора

В данной статье приводится описание двух принципиальных схем регулятора основанных на постоянного тока, которые реализованы на базе операционного усилителя К140УД6.

ШИМ регулятор напряжения 12 вольт — описание

Особенностью данных схем является возможность применить фактически любые имеющиеся в наличии операционные усилители, с напряжение питания на уровне 12 вольт, например, или .

Изменяя величину напряжения на неинвертирующем входе операционного усилителя (вывод 3) можно изменять величину выходного напряжения. Таким образом, эти схемы можно использовать как регулятор тока и напряжения, в диммерах, а также в качестве регулятора оборотов двигателя постоянного тока.

Схемы достаточно просты, состоят из простых и доступных радиокомпонентов и при верном монтаже сразу начинают работать. В качестве управляющего ключа применен мощный полевой n- канальный транзистор. Мощность полевого транзистора, а так же площадь радиатора, необходимо подобрать согласно току потребления нагрузки.

Для предупреждения пробоя затвора полевого транзистора, в случае использовании ШИМ регулятора с напряжением питания 24 вольта, необходимо между затвором VT2 и коллектором транзистора VT1 подключить сопротивление величиной в 1 кОм, а параллельно сопротивлению R7 подключить стабилитрон на 15 вольт.

В случае если необходимо изменять напряжение на нагрузке, один из контактов которой подсоединен к «массе» (такое встречается в автомобиле), то применяется схема, в которой к плюсу источника питания подсоединяется сток n -канального полевого транзистора, а нагрузка подключается к его истоку.

Желательно для создания условий, при котором открытие полевого транзистора будет происходить в полной мере, цепь управления затвором должна содержать узел с повышенным напряжением порядка 27…30 вольт. В этом случае напряжение между истоком и затвором будет более 15 В.

Если ток потребления нагрузкой менее 10 ампер, то возможно применить в ШИМ регуляторе мощные полевые p- канальные транзисторы.

Во второй схеме ШИМ регулятор напряжения 12 вольт меняется и вид транзистора VT1, а также меняется направление вращения переменного резистора R1. Так у первого варианта схемы, уменьшение напряжения управления (ручка перемещается к «-» источника питания) вызывает увеличение напряжения на выходе. У второго варианта все на оборот.

В некоторых случаях, например, в фонариках или домашних осветительных приборах, возникает необходимость регулировать яркость свечения. Казалось бы, чего уж проще: достаточно изменить ток через светодиод, увеличив или уменьшив . Но в этом случае на ограничительном резисторе будет расходоваться значительная часть энергии, что совсем недопустимо при автономном питании от батарей или аккумуляторов.

Кроме того, цвет свечения светодиодов будет изменяться: например, белый цвет при понижении тока меньше номинального (для большинства светодиодов 20мА) будет иметь несколько зеленоватый оттенок. Такое изменение цвета в ряде случаев совершенно ни к чему. Представьте себе, что эти светодиоды подсвечивают экран телевизора или компьютерного монитора.

В этих случаях применяется ШИМ — регулирование (широтно — импульсное) . Смысл его в том, что периодически зажигается и гаснет. При этом ток на протяжении всего времени вспышки остается номинальным, поэтому спектр свечения не искажается. Уж если светодиод белый, то зеленые оттенки появляться не будут.

К тому же при таком способе регулирования мощности потери энергии минимальны, КПД схем с ШИМ регулированием очень высок, достигает 90 с лишним процентов.

Принцип ШИМ — регулирования достаточно простой, и показан на рисунке 1. Различное соотношение времени зажженного и погашенного состояния на глаз воспринимается как : как в кино — отдельно показываемые поочередно кадры воспринимаются как движущееся изображение. Здесь все зависит от частоты проекции, о чем разговор будет чуть позже.

Рисунок 1. Принцип ШИМ — регулирования

На рисунке изображены диаграммы сигналов на выходе устройства управления ШИМ (или задающий генератор). Нулем и единицей обозначены : логическая единица (высокий уровень) вызывает свечение светодиода, логический нуль (низкий уровень), соответственно, погасание.

Хотя все может быть и наоборот, поскольку все зависит от схемотехники выходного ключа, — включение светодиода может осуществляться низким уровнем а выключение, как раз высоким. В этом случае физически логическая единица будет иметь низкий уровень напряжения, а логический нуль высокий.

Другими словами, логическая единица вызывает включение какого-то события или процесса (в нашем случае засвечивание светодиода), а логический нуль должен этот процесс отключить. То есть не всегда высокий уровень на выходе цифровой микросхемы является ЛОГИЧЕСКОЙ единицей, все зависит от того, как построена конкретная схема. Это так, для сведения. Но пока будем считать, что ключ управляется высоким уровнем, и по-другому просто быть не может.

Частота и ширина управляющих импульсов

Следует обратить внимание на то, что период следования импульсов (или частота) остается неизменным. Но, в общем, частота импульсов на яркость свечения влияния не оказывает, поэтому, к стабильности частоты особых требований не предъявляется. Меняется лишь длительность (ШИРИНА), в данном случае, положительного импульса, за счет чего и работает весь механизм широтно-импульсной модуляции.

Длительность управляющих импульсов на рисунке 1 выражена в %%. Это так называемый «коэффициент заполнения» или, по англоязычной терминологии, DUTY CYCLE. Выражается отношением длительности управляющего импульса к периоду следования импульсов.

В русскоязычной терминологии обычно используется «скважность» — отношение периода следования к времени импульс а. Таким образом если коэффициент заполнения 50%, то скважность будет равна 2. Принципиальной разницы тут нет, поэтому, пользоваться можно любой из этих величин, кому как удобней и понятней.

Здесь, конечно, можно было бы привести формулы для расчета скважности и DUTY CYCLE, но, чтобы не усложнять изложение, обойдемся без формул. В крайнем случае, закон Ома. Уж тут ничего не поделаешь: «Не знаешь закон Ома, сиди дома!». Если уж кого эти формулы заинтересуют, то их всегда можно найти на просторах Интернета.

Частота ШИМ для светорегулятора

Как было сказано чуть выше, особых требований к стабильности частоты импульсов ШИМ не предъявляется: ну, немного «плавает», да и ладно. Подобной нестабильностью частоты, кстати, достаточно большой, обладают ШИМ — регуляторы , что не мешает их применению во многих конструкциях. В данном случае важно лишь, чтобы эта частота не стала ниже некоторого значения.

А какая должна быть частота, и насколько она может быть нестабильна? Не забывайте, что речь идет о светорегуляторах. В кинотехнике существует термин «критическая частота мельканий». Это частота, при которой отдельные картинки, показываемые друг за другом, воспринимаются как движущееся изображение. Для человеческого глаза эта частота составляет 48Гц.

Вот именно по этой причине частота съемки на кинопленке составляла 24кадр/сек (телевизионный стандарт 25кадр/сек). Для повышения этой частоты до критической в кинопроекторах применяется двухлопастной обтюратор (заслонка) дважды перекрывающий каждый показываемый кадр.

В любительских узкопленочных 8мм проекторах частота проекции составляла 16кадр/сек, поэтому обтюратор имел аж три лопасти. Тем же целям в телевидении служит тот факт, что изображение показывается полукадрами: сначала четные, а потом нечетные строки изображения. В результате получается частота мельканий 50Гц.

Работа светодиода в режиме ШИМ представляет собой отдельные вспышки регулируемой длительности. Чтобы эти вспышки воспринимались на глаз как непрерывное свечение, их частота должна быть никак не меньше критической. Выше сколько угодно, но ниже никак нельзя. Этот фактор следует учитывать при создании ШИМ — регуляторов для светильников .

Кстати, просто, как интересный факт: ученые каким-то образом определили, что критическая частота для глаза пчелы составляет 800Гц. Поэтому кинофильм на экране пчела увидит как последовательность отдельных изображений. Для того, чтобы она увидела движущееся изображение, частоту проекции потребуется увеличить до восьмисот полукадров в секунду!

Для управления собственно светодиодом используется . В последнее время наиболее широко для этой цели используются , позволяющие коммутировать значительную мощность (применение для этих целей обычных биполярных транзисторов считается просто неприличным).

Такая потребность, (мощный MOSFET — транзистор) возникает при большом количестве светодиодов, например, при , о которых будет рассказано чуть позже. Если же мощность невелика — при использовании одного — двух светодиодов, можно использовать ключи на маломощных , а при возможности подключать светодиоды непосредственно к выходам микросхем.

На рисунке 2 показана функциональная схема ШИМ — регулятора. В качестве элемента управления на схеме условно показан резистор R2. Вращением его ручки можно в необходимых пределах изменять скважность управляющих импульсов, а, следовательно, яркость светодиодов.

Рисунок 2. Функциональная схема ШИМ — регулятора

На рисунке показаны три цепочки последовательно соединенных светодиодов с ограничивающими резисторами. Примерно такое же соединение применяется в светодиодных лентах. Чем длиннее лента, тем больше светодиодов, тем больше потребляемый ток.

Именно в этих случаях потребуются мощные , допустимый ток стока которых должен быть чуть больше тока, потребляемого лентой. Последнее требование выполняется достаточно легко: например, у транзистора IRL2505 ток стока около 100А, напряжение стока 55В, при этом, его размеры и цена достаточно привлекательны для использования в различных конструкциях.

Задающие генераторы ШИМ

В качестве задающего ШИМ — генератора может использоваться микроконтроллер (в промышленных условиях чаще всего), или схема, выполненная на микросхемах малой степени интеграции. Если в домашних условиях предполагается изготовить незначительное количество ШИМ — регуляторов, а опыта создания микроконтроллерных устройств нет, то лучше сделать регулятор на том, что в настоящее время оказалось под рукой.

Это могут быть логические микросхемы серии К561, интегральный таймер , а также специализированные микросхемы, предназначенные для . В этой роли можно заставить работать даже , собрав на нем регулируемый генератор, но это уж, пожалуй, «из любви к искусству». Поэтому, далее будут рассмотрены только две схемы: самая распространенная на таймере 555, и на контроллере ИБП UC3843.

Схема задающего генератора на таймере 555

Рисунок 3. Схема задающего генератора

Эта схема представляет собой обычный генератор прямоугольных импульсов, частота которого задается конденсатором C1. Заряд конденсатора происходит по цепи «Выход — R2 — RP1- C1 — общий провод». При этом на выходе должно присутствовать напряжение высокого уровня, что равнозначно, что выход соединен с плюсовым полюсом источника питания.

Разряжается конденсатор по цепи «C1 — VD2 — R2 — Выход — общий провод» в то время, когда на выходе присутствует напряжение низкого уровня, — выход соединен с общим проводом. Вот эта разница в путях заряда — разряда времязадающего конденсатора и обеспечивает получение импульсов с регулируемой шириной.

Следует заметить, что диоды, даже одного типа, имеют разные параметры. В данном случае играет роль их электрическая емкость, которая изменяется под действием напряжения на диодах. Поэтому вместе с изменением скважности выходного сигнала меняется и его частота.

Главное, чтобы она не стала меньше критической частоты, о которой было упомянуто чуть выше. Иначе вместо равномерного свечения с различной яркостью будут видны отдельные вспышки.

Приблизительно (опять же виноваты диоды) частоту генератора можно определить по формуле, показанной ниже.

Частота генератора ШИМ на таймере 555.

Если в формулу емкость конденсатора подставить в фарадах, сопротивление в Омах, то результат должен получиться в герцах Гц: от системы СИ никуда не денешься! При этом подразумевается, что движок переменного резистора RP1 находится в среднем положении (в формуле RP1/2), что соответствует выходному сигналу формы меандр. На рисунке 2 это как раз та часть, где указана длительность импульса 50%, что равнозначно сигналу со скважностью 2.

Задающий генератор ШИМ на микросхеме UC3843

Его схема показана на рисунке 4.

Рисунок 4. Схема задающего генератора ШИМ на микросхеме UC3843

Микросхема UC3843 является управляющим ШИМ — контроллером для импульсных блоков питания и применяется, например, в компьютерных источниках формата ATX. В данном случае типовая схема ее включения несколько изменена в сторону упрощения. Для управления шириной выходного импульса на вход схемы подается регулирующее напряжение положительной полярности, то на выходе получается импульсный сигнал ШИМ.

В простейшем случае регулирующее напряжение можно подать с помощью переменного резистора сопротивлением 22…100КОм. При необходимости можно управляющее напряжение получать, например, с аналогового датчика освещенности, выполненного на фоторезисторе: чем темнее за окном, тем светлее в комнате.

Регулирующее напряжение воздействует на выход ШИМ, таким образом, что при его снижении ширина выходного импульса увеличивается, что вовсе не удивительно. Ведь исходное назначение микросхемы UC3843 — стабилизация напряжения блока питания: если выходное напряжение падает, а вместе с ним и регулирующее напряжение, то надо принимать меры (увеличивать ширину выходного импульса) для некоторого повышения выходного напряжения.

Регулирующее напряжение в блоках питания вырабатывается, как правило, с помощью стабилитронов. Чаще всего это или им подобные.

При указанных на схеме номиналах деталей частота генератора около 1КГц, и в отличие от генератора на таймере 555, она при изменении скважности выходного сигнала не «плавает» — забота о постоянстве частоты импульсных блоков питания.

Чтобы регулировать значительную мощность, например, светодиодная лента, к выходу следует подключить ключевой каскад на транзисторе MOSFET, как было показано на рисунке 2.

Можно было бы и побольше рассказать о ШИМ — регуляторах, но пока остановимся на этом, а в следующей статье рассмотрим различные способы подключения светодиодов. Ведь не все способы одинаково хороши, есть такие, которых следует избегать, да и просто ошибок при подключении светодиодов случается предостаточно.

ШИМ — регуляторы оборотов двигателей на таймере 555

Схема интегрального таймера NE555 (отечественный аналог КР1006ВИ1) нашла широкое применение в устройствах регулирования и в частности в вШИМ — регуляторах оборотов двигателей постоянного тока.

Существует несколько способов регулирования скорости двигателей постоянного тока (ДПТ):
1. Реостатное регулирование.
2. Импульсное регулирование.
Применение реостатного регулирования скорости ДПТ приводит к необходимости установки мощных реостатов, выделяющих большое количество тепла. Наиболее экономичным способом можно считать ШИМ-регулирование скорости ДПТ (рисунок 1).

Рисунок 1.

Основой схемы импульсного регулирования скорости двигателя служит мультивибратор на таймере NE555. Приведенная схема позволяет регулировать скважность импульсов, определяемую соотношением времени заряда и разряда конденсатора С1.

Заряд конденсатора С1 осуществляется по следующей цепи: +12V — R1 — D1 — левая часть резистора P1 — C1 – GND. Цепь разряда конденсатора: : верхняя обкладка C1 — правая часть резистора P1 — D2 — вывод 7 таймера — нижняя обкладка C1. Время заряда и разряда определяется величиной активного сопротивления Р1 в цепи (положения движка переменного резистора).

Еще один вариант реализации схемы регулирования скорости двигателя постоянного тока приведен на рисунке 2. Отличительной особенностью данной схемы является наличие диода D4, предотвращающий разряд времязадающего конденсатора через нагрузку (двигатель).

Рисунок 2.

Изменение скважности управляющего импульса приводит к изменению величины напряжения на якоре двигателя постоянного тока (рисунок 3).

Рисунок 3.

Внешний вид ШИМ-регулятора скорости двигателя постоянного тока на базе микросхемы интегрального таймера NE555 приведен на рисунке 4.

Рисунок 4.

Еще одним вариантом реализации рассмотренного ранее принципа управления ДПТ может служить следующая схема:

Рисунок 5.

В приведенной выше схеме транзисторный ключ подключается в разрыв «плюсового провода» источника питания. Открытие транзистора в выходном каскаде схемы потребует дополнительного источника питания. В приведенной схеме его функцию выполняет конденсатор С1. Открытие транзистора VT1 осуществляется только при открытом транзисторе VT2 через цепь конденсатора С2. Отключение выходного транзистора происходит при соединении его затвора с истоком (открыт транзистор VT3). Включение и отключение выходного транзистора приводит к шунтированию оптрона OP1 и отключению/включению нагрузки.

Всего комментариев: 0

ШИМ регулятор скорости вращения вентилятора на таймере 555

Автоматический регулятор скорости вращения 4х-проводного вентилятора для компьютера

Этот простой регулятор скорости вращения можно использовать для автоматического управления 4-х выводным «умным» компьютерным вентилятором в зависимости от температуры радиатора. Если в схему добавить ключ на полевом или биполярном транзисторе то можно управлять обычным 2-х или 3-х выводным компьютерным вентилятором. Варианты схемы будут рассмотрены далее в статье.

Я использовал такой регулятор в маленьком компьютерном системном блоке — «неттопе» Lenovo, в котором по какой-то причине не удалось задействовать встроенную в плату ШИМ регулировку скорости вентилятора охлаждения процессора. Возможно из-за аппаратной проблемы на плате, но скорее всего из — за отсутствия нужного драйвера скорость вентилятора всегда была на минимуме и процессор перегревался. То есть материнская плата не увеличивала скорость при увеличении нагрузки процессора и его нагреве, как это обычно происходит в ноутбуках и десктопах. Использование сторонних программ для управления вентиляторами не дало результатов. Все программы просто не видели чип управления вентилятором.

Однако, эту схему можно с успехом использовать в любом устройстве, где требуется охлаждение элементов схемы, например в блоке питания или в звуковом усилителе мощности. Принцип работы заключается в постоянном отслеживании температуры радиатора транзисторов или микросхемы и увеличении скорости вращения лопастей вентилятора пропорционально росту температуры.

По способу подключения и управления «Компьютерные» вентиляторы бывают нескольких типов:

Самый простой — это 2 провода. Плюс и минус напряжения питания 12 вольт. Часто такие вентиляторы применяются в недорогих компьютерных блоках питания. Управлять скоростью вращения такого вентилятора можно изменяя напряжения его питания. Никакого контроля скорости вращения нет.

Следующий тип — вентилятор с 3 проводами. Отличается от двухпроводного наличием третьего провода, по которому передается сигнал от датчика вращения. Таким образом материнская плата компа или другое устройство, к которому подключен вентилятор, может «знать» о скорости вращения вентилятора. Если например вентилятор сломается и перестанет крутиться, то пропадут сигналы от датчика вращения на третьем проводе. В этом случае материнская плата выключится чтобы предотвратить разрушение процессора из-за перегрева. Управлять скоростью такого вентилятора можно также как и в случае с 2-х проводным — изменением напряжения питания или с помощью ШИМ — регулирования.

Третий тип — вентилятор с четырьмя проводами. Это наиболее продвинутый тип управления. Обычно используется в более дорогих и качественных вентиляторах. Именно такой вентилятор использовался в моем неттопе. Его работу мы разберем подробнее дальше.

четвертый тип подключения — это разновидность первого двухпроводного, с использованием стандартного разъема MOLEX. Обычно вентиляторы с такими разъёмами используются для установки в компьютерные корпуса для улучшения охлаждения внутри компьютера. Провод +5V MOLEX-а в простых вентиляторах не используется, но иногда он может быть задействован для питания дополнительного контроллера если вентилятор продается в комплекте с регулятором оборотов. Но чаще всего задействованы только +12 и GND.

Работа 4-х проводного вентилятора

Для того, чтобы заставить работать 4-х пиновый вентилятор, нужно сделать следующее:

подключить черный провод к минусу источника питания (земле)
подключить желтый провод 3 +12 источника питания. При этом, в зависимости от типа вентилятора, он крутиться не буде вообще, либо будет вращаться на самой минимальной скорости
На синий провод подать управляющие импульсы от генератора или ШИМ контроллера. Это должны быть прямоугольные импульсы амплитудой от 4 до 12 вольт и с частотой от нескольких сот герц до нескольких килогерц.

Вентилятор может работать при частоте управляющих импульсов в довольно широком диапазоне. Определяющим фактором является не частота импульсов, а их скважность. Чем больше процент заполнения импульсов тем выше скорость вращения. Собственно, как и у любого вентилятора, подключенного к шим контроллеру через транзисторный ключ. Вся разница в том, что этот ключ на полевом транзисторе встроен в вентилятор и внешний уже не требуется. Подавая импульсы на синий провод мы как раз и управляем этим встроенным в вентилятор ключом.

Скорость вращения также несколько зависит от частоты импульсов. При большей частоте и при одинаковой скважности скорость вентилятора будет несколько выше. При питании от материнской платы компьютера частот следования импульсов обычно в районе 10 кГц, но вентилятор будет прекрасно работать и при частоте импульсов например в 400..500 Гц. В моем контроллере на NE555 частота импульсов в районе 1..4 кГц в зависимости от настроек схемы.

Схема регулятора скорости вращения четырех-проводного вентилятора

Четырехпроводной вентилятор подключается так:

черный провод — минус питания 12 вольт (земля)
желтый провод — к источнику плюс 12 вольт
если нужно измерять частоту вращения вентилятора то третий, зеленый провод подключается к соответствующей цепи. Либо оставляем неподключенным
Синий провод подключаем к выходу нашего устройства (к правому выводу резистора R2 сопротивлением 27 Ом

С случае с моим компьютером я просто перерезал синий провод, который шел от вентилятора к материнской плате и подал на на него сигнал от этого регулятора. Остальные 3 провода остались подключенными к разъему на материнской плате неттопа.

Основа регулятора — мультивибратор на микросхеме NE555. В качестве термо-датчика используется китайский терморезистор номинального сопротивления 100 к. Такие терморезисторы используются для контроля температуры в столиках 3D принтеров. Они очень дешевы, на алиэкспресс можно заказать партию из 10 или 20 штук. Терморезистор имеет очень малые размеры и соответственно, небольшой инерционностью. Он очень удобен для наших целей. Проволочные выводы терморезистора не имеют изоляции поэтому необходимо надеть на них кусочки термоусадочной трубки

Терморезистор приклеиваем к радиатору эпоксидным клеем.

При комнатной температуре сопротивление терморезистора — в районе 100 килоом. При этом, при указанном на схеме сопротивлении резистора R1 скважность выходного сигнала близка к 2. То есть коэффициент заполнения = 0,5. Это является исходным состоянием, при котором обороты вентилятора минимально — необходимые.

Форма сигнала на выходе таймера 555 при комнатной температуре

По мере увеличения температуры в контролируемой точке, сопротивление терморезистора уменьшается и увеличивается коэффициент заполнения прямоугольного сигнала на выходе:

Форма сигнала на выходе при увеличении температуры

Соответственно увеличивается число оборотов вентилятора. В каждом случае необходимый диапазон регулировки скважности зависит от ваших потребностей и от параметров конкретного вентилятора. Поэтому настраивать схему нужно отдельно для каждого вентилятора и диапазона рабочих температур.

Настройку можно осуществить в следующей последовательности:

Вместо резистора R1 временно впаиваем подстроечный (или переменный) резистор сопротивлением 300 — 500 кОм
Крутим до получения необходимого минимального числа оборотов вентилятора
теперь нужно добиться максимальной температуры в контролируемой точке. Если это радиатор процессора компьютера, то запускаем на компьютере какой-нибудь бенчмарк чтобы на 100 % загрузить процессор. Если это, например, радиатор охлаждения какого либо блока питания, то нагружаем блок питания по максимуму. И т.д.
В течение примерно 10…15 минут наблюдаем за работой этого всего, подстраивая резистором необходимую максимальную скорость вращения вентилятора так, чтобы температура не превышала максимально допустимую.
Измеряем сопротивление переменного резистора и впаиваем вместо него в схему постоянный резистор близкого номинала.
Может также потребоваться подобрать (или даже совсем исключить из схемы) резистор R3. Его сопротивление зависит от характеристики терморезистора. Чем меньше сопротивление R3 тем больше зависимость скорости вращения от изменения температуры.

Теперь о том как подключить к данной схеме двух — или трех — проводной вентилятор. В таком случае вентилятор нужно подключать по цепи его питания

Схема использования обычного двух или трех проводного вентилятора

Кроме указанного на схеме, в качестве ключа можно использовать практически любой подходящий по мощности MOSFET транзистор.

Что делать, если у вас есть только терморезистор на 10 кОм? Не проблема. Можно адаптировать схему для работы с таким терморезистором (термисторы на 10 кОм очень распространены). Для того, чтобы использовать такой термистор нужно изменить некоторые элементы схемы. Вот новые номиналы:

R1 должен быть сопротивлением от 20 до 22 кОм

С1 должен быть емкостью 10 нф (0.01 мкФ)

R3 можно поставить на 1 — 3 килоом или просто заменить перемычкой (зависит от нужной характеристики регулировки и от вашего конкретного вентилятора).

Visits: 4301 Total: 291619

ШИМ-регулятор 220 В ( IGBT )

Вот уже сделан и проверен первый ШИМ-регулятор на 220 вольт и 10 ампер на микросхеме NE555. Далее по плану надо сделать такой-же простой ШИМ, только с гальванической развязкой между силовой и управляющей частями схемы. А также в качестве силового транзистора попробую использовать транзистор IGBT , а именно широко известный FGA25N120ANTD . Этот ШИМ тоже сделан на микросхеме NE555, а гальваническая развязка сделана на самом известном оптроне PC817 . Питание задающего генератора сделано от отдельного трансформатора, стоит диодный мост VD7 и стабилизатор DA4 LM7809.

Транзисторы FGA25N120ANTD можно купить здесь

В качестве силового транзистора решил попробовать IGBT-транзистор. Есть такие хитрые транзисторы , которые сочетают в себе преимущества биполярных и полевых транзисторов. Выбрал известный транзистор FGA25N120ANTD. Для нормальной работы этому транзистору нужен соответствующий драйвер, который я сделал из транзисторов разной проводимости S8050 и S8550. Максимально допустимые параметры транзистора FGA25N120ANTD — напряжение коллектор-эмиттер 1200 вольт и ток до 25 ампер, что совсем неплохо.
Силовой диодный мость поставил на 25 ампер GBJ2510, диод в обратном включении параллельно нагрузке — это быстродействующий диод с максимальным током до 30 ампер и напряжением 600 вольт RHRP3060 . Питание драйвера силового транзистора сделано по бестрансформаторной схеме — это элементы VD6, VD8, R11, R12, C7, C8 и C9.
Потом провёл небольшие испытания этого ШИМ-регулятора. Сначала подключил активную нагрузку — то есть простую лампочку накаливания, затем подключил коллекторный двигатель от стиральной машины Индезит.

В общем первые испытания прошли успешно. Буду дальше развивать этот проект.

Все нужные радиодетали можно приобрести здесь

Снял видео и разместил его в YouTube —

Нарисовал и проверил предварительную схему с обратной связью от таходатчика.

В общем с обратной связью работает лучше , чем без неё, но хуже чем с Ардуино — нормально работает от 1000 оборотов в минуту.
Сделал ещё один пробный вариант — переделал силовую часть на драйвере TLP250 и добавил защиту по току на компараторе — вот что получилось:

В общем регулятор работает по-лучше чем прошлые варианты. Защита помогает первоначальный бросок тока убрать. Драйвер TLP250 заработал нормально только при напряжении питания 15 вольт.
Снял видео —

Регулятор напряжения на шим контроллере. Широтно-импульсный регулятор для автомобиля

С микросхемой NE555 (аналог КР1006) знаком каждый радиолюбитель. Её универсальность позволяет конструировать самые разнообразные самоделки: от простого одновибратора импульсов с двумя элементами в обвязке до многокомпонентного модулятора. В данной статье будет рассмотрена схема включения таймера в режиме генератора прямоугольных импульсов с широтно-импульсной регулировкой.

Схема и принцип её работы

С развитием мощных светодиодов NE555 снова вышла на арену в роли регулятора яркости (диммера), напомнив о своих неоспоримых преимуществах. Устройства на её основе не требуют глубоких знаний электроники, собираются быстро и работают надёжно.

Известно, что управлять яркостью светодиода можно двумя способами: аналоговым и импульсным. Первый способ предполагает изменение амплитудного значения постоянного тока через светодиод. Такой способ имеет один существенный недостаток — низкий КПД. Второй способ подразумевает изменение ширины импульсов (скважности) тока с частотой от 200 Гц до нескольких килогерц. На таких частотах мерцание светодиодов незаметно для человеческого глаза. Схема ШИМ-регулятора с мощным выходным транзистором показана на рисунке. Она способна работать от 4,5 до 18 В, что свидетельствует о возможности управления яркостью как одного мощного светодиода, так и целой светодиодной лентой. Диапазон регулировки яркости колеблется от 5 до 95%. Устройство представляет собой доработанную версию генератора прямоугольных импульсов. Частота этих импульсов зависит от ёмкости C1 и сопротивлений R1, R2 и определяется по формуле: f=1/(ln2*(R1+2*R2)*C1), Гц

Принцип действия электронного регулятора яркости заключается в следующем. В момент подачи напряжения питания начинает заряжаться конденсатор по цепи: +Uпит – R2 – VD1 –R1 –C1 – -U пит. Как только напряжение на нём достигнет уровня 2/3U пит откроется внутренний транзистор таймера и начнется процесс разрядки. Разряд начинается с верхней обкладки C1 и далее по цепи: R1 – VD2 –7 вывод ИМС – -U пит. Достигнув отметки 1/3U пит транзистор таймера закроется и C1 вновь начнет набирать ёмкость. В дальнейшем процесс повторяется циклически, формируя на выводе 3 прямоугольные импульсы.

Изменение сопротивления подстроечного резистора приводит к уменьшению (увеличению) времени импульса на выходе таймера (вывод 3), и как следствие, уменьшается (увеличивается) среднее значение выходного сигнала. Сформированная последовательность импульсов через токоограничивающий резистор R3 поступает на затвор VT1, который включен по схеме с общим истоком. Нагрузка в виде светодиодной ленты или последовательно включенных мощных светодиодов включается в разрыв цепи стока VT1.

В данном случае установлен мощный MOSFET транзистор с максимальным током стока 13А. Это позволяет управлять свечением светодиодной ленты длиной в несколько метров. Но при этом транзистору может потребоваться теплоотвод.

Блокирующий конденсатор C2 исключает влияние помех, которые могут возникать по цепи питания в моменты переключения таймера. Величина его ёмкости может быть любой в пределах 0,01-0,1 мкФ.

Плата и детали сборки регулятора яркости

Односторонняя печатная плата имеет размер 22х24 мм. Как видно из рисунка на ней нет ничего лишнего, что могло бы вызвать вопросы.

После сборки схема ШИМ-регулятора яркости не требует наладки, а печатная плата легка в изготовке своими руками. В плате, кроме подстроечного резистора, используются SMD элементы.

DA1 – ИМС NE555;
VT1 – полевой транзистор IRF7413;
VD1,VD2 – 1N4007;
R1 – 50 кОм, подстроечный;
R2, R3 – 1 кОм;
C1 – 0,1 мкФ;
C2 – 0,01 мкФ.

Транзистор VT1 должен подбираться в зависимости от мощности нагрузки. Например, для изменения яркости одноваттного светодиода достаточно будет биполярного транзистора с максимально допустимым током коллектора 500 мА.

Управление яркостью светодиодной ленты должно осуществляться от источника напряжения +12 В и совпадать с её напряжением питания. В идеале регулятор должен питаться от стабилизированного блока питания, специально предназначенного для ленты.

Нагрузка в виде отдельных мощных светодиодов запитывается иначе. В этом случае источником питания диммера служит стабилизатор тока (его еще называют драйвер для светодиода). Его номинальный выходной ток должен соответствовать току последовательно включенных светодиодов.

Читайте так же

Широтно — импульсные регуляторы постоянного тока

Необходимость регулировки постоянного напряжения для питания мощных инерционных нагрузок чаще всего возникает у владельцев автомобилей и другой авто-мото техники. Например, появилось желание плавно менять яркость ламп освещения салона, габаритных огней, автомобильных фар или вышел из строя узел регулирования оборотов вентилятора автомобильного кондиционера, а замены нет. Осуществить такое желание иногда нет возможности из-за большого тока потребления этими устройствами — если устанавливать транзисторный регулятор напряжения, компенсационный или параметрический, на регулирующем транзисторе будет выделяться очень большая мощность, что потребует установки больших радиаторов или введения принудительного охлаждения с помощью малогабаритного вентилятора от компьютерных устройств. Выходом из положения является применение широтно — импульсных схем, управляющих мощными полевыми силовыми транзисторами MOSFET . Эти транзисторы могут коммутировать очень большие токи (до 160А и более) при напряжении на затворе 12 — 15 В. Сопротивление открытого транзистора очень мало, что позволяет заметно снизить рассеиваемую мощность. Схемы управления должны обеспечивать разность напряжений между затвором и истоком не менее 12 … 15 В, в противном случае сопротивление канала сильно увеличивается и рассеиваемая мощность значительно возрастает, что может привести перегреву транзистора и выходу его из строя. Для широтно — импульсных автомобильных низковольтных регуляторов выпускаются специализированные микросхемы, например U 6080B … U6084B , L9610, L9611, которые содержат узел повышения выходного напряжения до 25 -30 В при напряжении питания 7 -14 В, что позволяет включать выходной транзистор по схеме с общим стоком, чтобы можно было подключать нагрузку с общим минусом, но достать их практически невозможно. Для большинства нагрузок, которые потребляют ток не более 10А и не могут вызвать просадку бортового напряжения можно использовать простые схемы без дополнительного узла повышения напряжения. Такие схемы рассмотрены в этом разделе.

Первый ШИМ регулятор собран на инверторах логической КМОП микросхемы. Схема представляет собой генератор прямоугольных импульсов на двух логических элементах, в котором за счёт диодов раздельно меняется постоянная времени заряда и разряда частотозадающего конденсатора, что позволяет изменять скважность выходных импульсов и значение эффективного напряжения на нагрузке. В схеме можно использовать любые инвертирующие КМОП элементы, например К176ПУ2, К561ЛН1, а также любые элементы И, ИЛИ-НЕ, например К561ЛА7, К561ЛЕ5 и подобные, соответственно сгруппировав их входы. Полевой транзистор может быть любым из MOSFET , которые выдерживают максимальный ток нагрузки, но желательно использовать транзистор с как можно большим максимальным током, т.к. у него меньшее сопротивление открытого канала, что уменьшает рассеиваемую мощность и позволяет использовать радиатор меньшей площади. Достоинство схемы — простота и доступность элементов, недостатки — диапазон изменения выходного напряжения чуть меньше 100% и невозможно доработать схему с целью введения дополнительных режимов, например плавного автоматического увеличения или понижения напряжения на нагрузке, т.к. регулирование производится путём изменения сопротивления переменного резистора, а не изменением уровня управляющего напряжения.
Гораздо лучшими характеристиками обладает вторая схема, но количество элементов в ней чуть больше. Регулировка эффективного значения напряжения на нагрузке от 0 до 12 В производится изменением напряжения на управляющем входе от 8 до 12 В. Диапазон регулировки напряжения практически 100%. Максимальный ток нагрузки полностью определяется типом силового полевого транзистора и может быть очень значительным. Так как выходное напряжение пропорционально входному управляющему напряжению, схема может использоваться как составная часть системы регулирования, например системы поддержания заданной температуры, если в качестве нагрузки использовать нагреватель, а датчик температуры подключить к простейшему пропорциональному регулятору, выход которого подключается к управляющему входу устройства. Описанные устройства имеют в основе несимметричный мультивибратор, но ШИМ регулятор можно построить на микросхеме ждущего мультивибратора, как показано на следующей странице.

Плавная работа двигателя, без рывков и скачков мощности – это залог его долговечности. Для контроля этих показателей используется регулятор оборотов электродвигателя на 220В, 12 В и 24 В, все эти частотники можно изготовить своими руками или купить уже готовый агрегат.

Зачем нужен регулятор оборотов

Регулятор оборотов двигателя, частотный преобразователь – это прибор на мощном транзисторе, который необходим для того, чтобы инвертировать напряжение, а также обеспечить плавную остановку и пуск асинхронного двигателя при помощи ШИМ. ШИМ – широко-импульсное управление электрическими приспособлениями. Его применяют для создания определенной синусоиды переменного и постоянного тока.

Фото – мощный регулятор для асинхронного двигателя

Самый простой пример преобразователя – это обычный стабилизатор напряжения. Но у обсуждаемого прибора гораздо больший спектр работы и мощность.

Частотные преобразователи используются в любом устройстве, которое питается от электрической энергии. Регуляторы обеспечивают чрезвычайно точный электрический моторный контроль, так что скорость двигателя можно изменять в меньшую или большую сторону, поддерживать обороты на нужном уровне и защищать приборы от резких оборотов. При этом электродвигателем используется только энергия, необходимая для работы, вместо того, чтобы запускать его на полной мощности.

Фото – регулятор оборотов двигателя постоянного тока

Зачем нужен регулятор оборотов асинхронного электродвигателя:

Для экономии электроэнергии. Контролируя скорость мотора, плавность его пуска и остановки, силы и частоты оборотов, можно добиться значительной экономии личных средств. В качестве примера, снижение скорости на 20% может дать экономию энергии в размере 50%.
Преобразователь частоты может использоваться для контроля температуры процесса, давления или без использования отдельного контроллера;
Не требуется дополнительного контроллера для плавного пуска;
Значительно снижаются расходы на техническое обслуживание.

Устройство часто используется для сварочного аппарата (в основном для полуавтоматов), электрической печки, ряда бытовых приборов (пылесоса, швейной машинки, радио, стиральной машины), домашнего отопителя, различных судомоделей и т.д.

Фото – шим контроллер оборотов

Принцип работы регулятора оборотов

Регулятор оборотов представляет собой устройство, состоящее из следующих трех основных подсистем:

Двигателя переменного тока;
Главного контроллера привода;
Привода и дополнительных деталей.

Когда двигатель переменного тока запускается на полную мощность, происходит передача тока с полной мощностью нагрузки, такое повторяется 7-8 раз. Этот ток сгибает обмотки двигателя и вырабатывает тепло, которое будет выделяться продолжительное время. Это может значительно снизить долговечность двигателя. Иными словами, преобразователь – это своеобразный ступенчатый инвертор, который обеспечивает двойное преобразование энергии.

Фото – схема регулятора для коллекторного двигателя

В зависимости от входящего напряжения, частотный регулятор числа оборотов трехфазного или однофазного электродвигателя, происходит выпрямление тока 220 или 380 вольт. Это действие осуществляется при помощи выпрямляющего диода, который расположен на входе энергии. Далее ток проходит фильтрацию при помощи конденсаторов. Далее формируется ШИМ, за это отвечает электросхема. Теперь обмотки асинхронного электродвигателя готовы к передаче импульсного сигнала и их интеграции к нужной синусоиде. Даже у микроэлектродвигателя эти сигналы выдаются, в прямом смысле слова, пачками.

Фото – синусоида нормальной работы электродвигателя

Как выбрать регулятор

Существует несколько характеристик, по которым нужно выбирать регулятор оборотов для автомобиля, станочного электродвигателя, бытовых нужд:

Тип управления. Для коллекторного электродвигателя бывают регуляторы с векторной или скалярной системой управления. Первые чаще применяются, но вторые считаются более надежными;
Мощность. Это один из самых важных факторов для выбора электрического преобразователя частот. Нужно подбирать частотник с мощностью, которая соответствует максимально допустимой на предохраняемом приборе. Но для низковольтного двигатель лучше подобрать регулятор мощнее, чем допустимая величина Ватт;
Напряжение. Естественно, здесь все индивидуально, но по возможности нужно купить регулятор оборотов для электродвигателя, у которого принципиальная схема имеет широкий диапазон допустимых напряжений;
Диапазон частот. Преобразование частоты – это основная задача данного прибора, поэтому старайтесь выбрать модель, которая будет максимально соответствовать Вашим потребностям. Скажем, для ручного фрезера будет достаточно 1000 Герц;
По прочим характеристикам. Это срок гарантии, количество входов, размер (для настольных станков и ручных инструментов есть специальная приставка).

При этом также нужно понимать, что есть так называемый универсальный регулятор вращения. Это частотный преобразователь для бесколлекторных двигателей.

Фото – схема регулятора для бесколлекторных двигателей

В данной схеме есть две части – одна логическая, где на микросхеме расположен микроконтроллер, а вторая – силовая. В основном такая электрическая схема используется для мощного электрического двигателя.

Видео: регулятор оборотов электродвигателя с ШИро V2

Как сделать самодельный регулятор оборотов двигателя

Можно сделать простой симисторный регулятор оборотов электродвигателя, его схема представлена ниже, а цена состоит только из деталей, продающихся в любом магазине электротехники.

Для работы нам понадобится мощный симистор типа BT138-600, её советует журнал радиотехники.

Фото – схема регулятора оборотов своими руками

В описанной схеме, обороты будут регулироваться при помощи потенциометра P1. Параметром P1 определяется фаза входящего импульсного сигнала, который в свою очередь открывает симистор. Такая схема может применяться как в полевом хозяйстве, так и в домашнем. Можно использовать данный регулятор для швейных машинок, вентиляторов, настольных сверлильных станков.

Принцип работы прост: в момент, когда двигатель немного затормаживается, его индуктивность падает, и это увеличивает напряжение в R2-P1 и C3, то в свою очередь влечет более продолжительное открытие симистора.

Тиристорный регулятор с обратной связью работает немного по-другому. Он обеспечивает обратный ход энергии в энергетическую систему, что является очень экономным и выгодным. Данный электронный прибор подразумевает включение в электрическую схемы мощного тиристора. Его схема выглядит вот так:

Здесь для подачи постоянного тока и выпрямления требуется генератор управляющего сигнала, усилитель, тиристор, цепь стабилизации оборотов.

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.

Цифровой ШИМ регулятор оборотов коллекторного двигателя. kirich56 пишет в 9 июня, 2015

CCM5D Digital DC Motor Speed Controller/PWM Stepless Speed Control Switch Black Цена $14.47
Товар получен бесплатно для обзора

Еще один обзор на тему всяких вещей для самоделок. На этот раз я расскажу о цифровом регуляторе оборотов. Вещица по своему интересная, но хотелось большего.
Кому интересно, читайте дальше:)

Имея в хозяйстве некоторые низковольтные устройства типа небольшой шлифовальной машинки и т.п. я захотел немного увеличить их функциональный и эстетический вид. Правда это не получилось, хотя я надеюсь все таки добиться своего, возможно в другой раз, на за саму вещицу расскажу сегодня.
Производитель данного регулятора фирма Maitech, вернее именно это название часто встречается на всяких платках и блочках для самоделок, хотя сайт этой фирмы почему то мне не попался.

Из-за того, что я не сделал в итоге то, что хотел, обзор будет короче обычного, но начну как всегда с того, как это продается и присылается.
В конверте лежал обычный пакетик с защелкой.

В комплекте только регулятор с переменным резистором и кнопкой, жесткой упаковки и инструкции нет, но доехало все целым и без повреждений.

Сзади присутствует наклейка, заменяющая инструкцию. В принципе большего для такого устройства и не требуется.
Указан рабочий диапазон напряжения 6-30 Вольт и максимальный ток в 8 Ампер.

Внешний вид весьма неплох, темное «стекло», темно-серый пластик корпуса, в выключенном состоянии кажется вообще черным. По внешнему виду зачет, придраться не к чему. Спереди была приклеена транспортировочная пленка.
Установочные размеры устройства:
Длина 72мм (минимальное отверстие в корпусе 75мм), ширина 40мм, глубина без учета передней панели 23мм (с передней панелью 24мм).
Размеры передней панели:
Длина 42.5,мм ширина 80мм

Переменный резистор идет в комплекте с ручкой, ручка конечно грубовата, но для применения вполне сойдет.
Сопротивление резистора 100КОм, зависимость регулировки — линейная.
Как потом выяснилось, 100КОм сопротивление дает глюк. При питании от импульсного БП невозможно выставить стабильные показания, сказывается наводка на провода к переменному резистору, из-за чего показания скачут +\- 2 знака, но ладно бы скакали, вместе с этим скачут обороты двигателя.
Сопротивление резистора высокое, ток маленький и провода собирают все помехи вокруг.
При питании от линейного БП такая проблема отсутствует полностью.
Длина проводов к резистору и кнопке около 180мм.

Кнопка, ну тут ничего особенного. Контакты нормально открытые, установочный диаметр 16мм, длина 24мм, подсветки нет.
Кнопка выключает двигатель.
Т.е. при подаче питания индикатор включается, двигатель запускается, нажатие на кнопку его выключает, второе нажатие включает опять.
Когда двигатель выключен то индикатор так же не светится.

Под крышкой находится плата устройства.
На клеммы выведены контакты питания и подключения двигателя.
Плюсовые контакты разъема соединены вместе, силовой ключ коммутирует минусовой провод двигателя.
Подключение переменного резистора и кнопки разъемное.
На вид все аккуратно. Выводы конденсатора немного кривоваты, но я думаю что это можно простить:)

Индикатор довольно большой, высота цифры 14мм.
Размеры платы 69х37мм.

Плата собрана аккуратно, около контактов индикатора присутствуют следы флюса, но в целом плата чистая.
На плате присутствуют: диод для защиты от переполюсовки, стабилизатор 5 Вольт, микроконтроллер, конденсатор 470мкФ 35 Вольт, силовые элементы под небольшим радиатором.
Так же видны места под установку дополнительных разъемов, назначение их непонятно.

Набросал небольшую блок-схему, просто для примерного понимания что и как коммутируется и как подключается. Переменный резистор так и включен одной ногой к 5 Вольт, второй на землю. потому его можно спокойно заменить на более низкий номинал. На схеме нет подключений к нераспаянному разъему.

В устройстве использован микроконтроллер 8s003f3p6 производства STMicroelectronics. Насколько мне известно, этот микроконтроллер используется в довольно большом количестве разных устройств, например ампервольтметрах.

Стабилизатор питания 78M05 , при работе на максимальном входном напряжении нагревается, но не очень сильно.

Часть тепла от силовых элементов отводится на медные полигоны платы, слева видно большое количество переходов с одной стороны платы на другую, что помогает отводить тепло.
Так же тепло отводится при помощи небольшого радиатора, который прижат к силовым элементам сверху. Такое размещение радиатора кажется мне несколько сомнительным, так как тепло отводится через пластмассу корпуса и такой радиатор помогает несильно.
Паста между силовыми элементами и радиатором отсутствует, рекомендую снять радиатор и промазать пастой, хоть немного но станет лучше.

В силовой части применен транзистор IRLR7843 , сопротивление канала 3.3мОм, максимальный ток 161 Ампер, но максимальное напряжение всего 30 Вольт, потому я бы рекомендовал ограничивать входное на уровне 25-27 Вольт. При работе на околомаксимальных токах присутствует небольшой нагрев.
Так же рядом расположен диод, который гасит выбросы тока от самоиндукции двигателя.
Здесь применен STPS1045 10 Ампер, 45 Вольт. К диоду вопросов нет.

Первое включение. Так получилось, что испытания я проводил еще до снятия защитной пленки, потому на этих фото она еще есть.
Индикатор контрастный, в меру яркий, читается отлично.

Сначала я решил попробовать на мелких нагрузках и получил первое разочарование.
Нет, претензий к производителю и магазину у меня нет, просто я надеялся, что в таком относительно недешевом устройстве будет присутствовать стабилизация оборотов двигателя.
Увы, это просто регулируемый ШИМ, на индикаторе отображается % заполнения от 0 до 100%.
Мелкого двигателя регулятор даже не заметил, дня него это совсем смешной ток нагрузки:)

Внимательные читатели наверняка обратили внимание на сечение проводов, которыми я подключил питание к регулятору.
Да, дальше я решил подойти к вопросу более глобально и подключил более мощный двигатель.
Он конечно заметно мощнее регулятора, но на холостом ходу его ток около 5 Ампер, что позволило проверить регулятор на режимах более приближенных к максимальным.
Регулятор вел себя отлично, кстати я забыл указать что при включении регулятор плавно увеличивает заполнение ШИМ от нуля до установленного значения обеспечивая плавный разгон, на индикаторе при этом сразу показывается установленное значение, а не как на частотных приводах, где отображается реальное текущее.
Регулятор не вышел из строя, немного нагрелся, но не критично.

Так как регулятор импульсный, то я решил просто ради интереса потыкаться осциллографом и посмотреть что происходит на затворе силового транзистора в разных режимах.
Частота работы ШИМа около 15 КГц и не меняется в процессе работы. Двигатель заводится примерно при 10% заполнения.

Изначально я планировал поставить регулятор в свой старый (скорее уже древний) блок питания для мелкого электроинструмента (о нем как нибудь в другой раз). по идее он должен был стать вместо передней панели, а на задней должен был расположиться регулятор оборотов, кнопку ставить не планировал (благо при включении устройство сразу переходит в режим — включено).
Должно было получиться красиво и аккуратно.

Но дальше меня ждало некоторое разочарование.
1. Индикатор хоть и был немного меньше по габаритам чем вставка передней панели, но хуже было то, что он не влазил по глубине упираясь в стойки для соединения половинок корпуса.
и если пластмассу корпуса индикатора можно было срезать, то не стал бы все равно, так как дальше мешала плата регулятора.
2. Но даже если бы первый вопрос я бы решил, то была вторая проблема, я совсем забыл как у меня сделан блок питания. Дело в том, что регулятор рвет минус питания, а у меня дальше по схеме стоит реле реверса, включения и принудительной остановки двигателя, схема управления всем этим. И с их переделкой оказалось все куда сложнее:(

Если бы регулятор был со стабилизацией оборотов, то я бы все таки заморочился и переделал схему управления и реверса, либо переделал регулятор под коммутацию + питания. А так можно и переделаю, но уже без энтузиазма и теперь не знаю когда.
Может кому интересно, фото внутренностей моего БП, собирался он лет так около 13-15 назад, почти все время работал без проблем, один раз пришлось заменить реле.

Резюме.
Плюсы
Устройство полностью работоспособно.
Аккуратный внешний вид.
Качественная сборка
В комплект входит все необходимое.

Минусы
Некорректная работа от импульсных блоков питания.
Силовой транзистор без запаса по напряжению
При таком скромном функционале завышена цена (но здесь все относительно).

Мое мнение. Если закрыть глаза на цену устройства, то само по себе оно вполне неплохое, и выглядит аккуратно и работает нормально. Да, присутствует проблема не очень хорошей помехозащищенности, думаю что решить ее несложно, но немного расстраивает. Кроме того рекомендую не превышать входное напряжение выше 25-27 Вольт.
Больше расстраивает то, что я довольно много смотрел варианты всяких готовых регуляторов, но нигде не предлагают решение со стабилизацией оборотов. Возможно кто то спросит, зачем мне это. Объясню, как то попала в руки шлифовальная машинка со стабилизацией, работать гораздо приятнее чем обычной.

На этом все, надеюсь что было интересно:)

Мощный шим регулятор. Мощный шим регулятор Схема шим регулятора двигателя с питанием 24

ШИМ регулятор напряжения 12 вольт — описание

Желательно для создания условий, при котором открытие полевого транзистора будет происходить в полной мере, цепь управления затвором должна содержать узел с повышенным напряжением порядка 27…30 вольт. В этом случае напряжение между истоком и затвором будет более 15 В.

Очередное электронное устройство широкого применения.
Представляет собой мощный ШИМ (PWM) регулятор с плавным ручным управлением. Работает на постоянном напряжении 10-50V (лучше не выходить за диапазон 12-40V) и подходит для регулирования мощности различных потребителей (лампы, светодиоды, двигатели, нагреватели) с максимальным током потребления 40А.

Прислали в стандартном мягком конверте

Корпус скрепляется на защёлках, которые легко ломаются, поэтому вскрывать аккуратно.

Внутри плата и снятая ручка регулятора

Печатная плата — двусторонний стеклотекстолит, пайка и монтаж аккуратные. Подключение через мощный клеммник.

Вентиляционные прорези в корпусе малоэффективны, т.к. почти полностью перекрываются печатной платой.

В собранном виде выглядит примерно так

Реальные размеры чуть больше заявленных: 123x55x40мм

Принципиальная электрическая схема устройства

Заявленная частота ШИМ 12kHz. Реальная частота изменяется в диапазоне 12-13kHz при регулировании выходной мощности.
При необходимости, частоту работы ШИМ можно уменьшить, подпаяв нужный конденсатор параллельно С5 (исходная ёмкость 1nF). Увеличивать частоту нежелательно, т.к. увеличатся коммутационные потери.
Переменный резистор имеет встроенный выключатель в крайнем левом положении, позволяющий отключать устройство. Также на плате расположен красный светодиод, горящий в рабочем состоянии регулятора.
С микросхемы ШИМ контроллера маркировка зачем-то старательно затёрта, хотя нетрудно догадаться, что стоит аналог NE555:)
Диапазон регулирования близок к заявленным 5-100%
Элемент CW1 похож на стабилизатор тока в корпусе диода, но точно не уверен…
Как и на большинстве регуляторов мощности, регулирование осуществляется по минусовому проводнику. Защита от КЗ отсутствует.
На мосфетах и диодной сборке маркировка изначально отсутствует, они стоят на индивидуальных радиаторах с термопастой.
Регулятор может работать на индуктивную нагрузку, т.к. на выходе стоит сборка защитных диодов Шоттки, подавляющая ЭДС самоиндукции.
Проверка током 20А показала, что радиаторы греются незначительно и могут вытянуть больше, предположительно до 30А. Измеренное суммарное сопротивление открытых каналов полевиков всего 0,002 Ом (падает 0,04В на токе 20А).
Если снизить частоту ШИМ, вытянут все заявленные 40А. Жаль проверить не смогу…

Выводы можете сделать сами, мне устройство понравилось:)

Планирую купить +56 Добавить в избранное Обзор понравился +38 +85

Простое решение для вашей задачи!

Есть в наличии

Купить оптом

Модуль построен на базе мощного силового ключа IRF2204 с рабочим током до 210А, и предназначен для регулировки яркости ламп накаливания, светодиодных лент и частоты вращения электродвигателей напряжением 6-30В.

Будет полезен для регулировки яркости дневных ходовых огней и будет незаменим для регулировки оборотов печки, а так же в качестве регулятора скорости надувной лодки с электромотором.

Регулировка частоты ШИМ управления позволит полностью убрать гул обмоток двигателя, а встроенная защита ограничит превышение рабочего тока.

Технические характеристики

Особенности

Компактный размер
Широкий диапазон плавной регулировки частоты ШИМ — 300-10000Гц.
Широкий диапазон рабочего напряжения 6-30В
Возможность ограничения рабочего тока.
Защита от неправильного подключения полярности.
Построен на базе мощного полевого ключа IRF2204
Предусмотрена возможность усиления силового ключа.

Дополнительная информация

При токе боле 5А необходима установка радиатора. При максимальном токе 80А площадь радиатора должна составлять не менее 600 см2.

Статьи

Комплект поставки

Модуль — 1 шт.
Инструкция — 1 шт.

Что потребуется для сборки

Для подключения понадобится: провод, отвертка, бокорезы.

Подготовка к эксплуатации

Подключите лампу накаливания, напряжением 12В, к клемме OUT.
Подайте питание 12В на клемму IN
Вращайте переменный резистор. При вращении должна меняться яркость свечения лампы.
Проверка завершена. Приятной эксплуатации.

Условия эксплуатации

Температура -30С до +50С. Относительная влажность 20-80% без образования конденсата.

Меры предосторожности

Не превышайте максимально допустимое напряжение питания модуля.
Не превышайте максимально допустимую мощность нагрузки.
Не соблюдение данных требований может привести к выходу устройства из строя.

Вопросы и ответы

Добрый день. Вопрос по MP4511 ШИМ регулятор мощности 6-35В 80А Задача собрать электросамокат и электромобиль ребенку. Для этого есть двигатель на 90 Вт 24 В 7 А для самоката и двигатель на 110 ВТ от печки Газ на 15А 12 В и аккумулятор. Прошу подтвердить правильно ли я понял. данного устройства будет достаточно для регулирования оборотов?! т.к. на сайтах самодельщиков все заказывают китайские контроллеры, а с применением данного устройства что то никто не собирает. Или нужно будет что то еще включить в цепь. Так же прошу сообщить стоимость доставки до Оренбурга, получение на почте?! или транспортная компания до по адресата?! Спасибо.
- Здравствуйте, Виктор! MP4511 — хороший выбор, этот модуль будет работать с Вашим мотором без каких-либо дополнительных устройств. По поводу доставки: мы работаем со службой СПСР, стоимость доставки до Вашего города рассчитывается после оформления заказа.
возможно ли заказать 12(24)-60В 80А???
- Владимир, к сожалению, модуля с такими параметрами у нас в продаже нет.
Здравствуйте. Для плавной регулировки скорости детского электромобиля хочу использовать данный прибор, скажите, можно ли использовать с ним электронную педаль от приоры (вместо подстроечного резистора). Есть ли альтернатива этой педали меньшего размера?
- Здравствуйте! Я не знаю, на каком принципе работает электронная педаль Приоры. Если там переменный резистор сопротивлением 100…500 кОм — то подойдёт.
Добрый день. купил модуль мр4511 80а. пролежал полгода без дела, а сегодня понадобился. Необходимо напряжение с аккумулятора шуроповерта понизить с 22 до 18 вольт. Подключаю аккумулятор и на входе регулятора вижу напряжение 6,7 вольт. нагрузка отключена. Подключаю для пробы нагрузку лампу 12 вольт 5 ватт напряжение на выходе не более 2,3 вольта. Схемы нет. Куда копать. Можете ли выслать схему. С уважением Алексей.
- Проверьте наличие установленных перемычек. И качество пайки всех компонентов.
Здравствуйте. Хочу использовать данный модуль в авто. Чтобы после замены лампочек на светодиоды использовать данный ШИМ регулятор (подключить к старому резисторному 6…12В). Нужно ли мне менять дополнительно базовую схему или оставить всё как есть?
- Модуль не подойдет для вашей задачи. Поптому-что регулировка производится по цепи -12В
Можно ли подключить электр. лодочный мотор ECO MOTOR PRO NISSAMARAN 36, если да, то как это сделать. Нужен ли шунт, где его достать и как устранить свист мотора если будет. Нужно ли ставить паралельно мотора силовой диод и какой лучше. Обороты регулируются с 0?
- Можно. В установки ШУНТА необходимости нет. Установите в место него перемычку. Частоту ШИМ генератора установите в положении Hi. Если остаточный свист обмоток будет мешать, попробуйте поднять частоту ШИМ генератора до 20 КГц. Для этого поменяйте номинал резистора R1 на 510 Ом, R5 на 10 кОм, R8 на 4,7 кОм. Для облегчения работы силового ключа рекомендуем установить параллельно дополнительный, на плате предусмотрено место и обозначено как VT2. Силовые ключи должны быт установлены на радиатор площадью не менее 1000 см2..jpg
Получил регулятор мощности, подскажите пожалуйста, как мастерить радиатор если элементов, через которые должно отводиться тепло на плате два, а не один, как на картинке, и между ними НАПРЯЖЕНИЕ! Т,е я не смогу подсоединить их к одному радиатору, потому что коротнет, а два радиатора на каждый не получится, потому что расстояние между ними 1 мм!!!
- Элементы необходимо устанавливать на радиатор через термопродящую пластину. В некоторых случаях элемент VD2, имеющий два вывода, не требует установку на радиатор. Проверьте если он не греется просто отогните его от радиатора.
Какой радиатор необходим? Максимальный ток 5А.
- Sl-01H будет оптимален https://сайт/shop/1920368
Есть ли для него коробочка?
- Специального корпуса для устройства нет. Универсальный корпус можно подобрать тут https://сайт/shop/cases
Здравствуйте! Хотел приобрести ШИМ 4511 цена 1030 доставка 850р. почему так дорого? Город Нальчик, Кабардино-Балкарская республика. Почтой нет возможности отправить?
- Добрый день. Для отправки Почтой России Заполните все поля в корзине, и выберете онлайн оплату.Почтой России доставляются только оплаченные заказы. Доставка наложенным платежом не осуществляется!
Доброе время суток. Скажите данный регулятор можно использовать для регулировки накала нихрома подключив его к выходам блока питания ПК. Случайно купил регулятор частоты, он не снижает напряжение)
Здравствуйте, вопрос по мр4511. Использую для регулировки накалатнихромовой проволоки. Питание от БП компьютера. Подключаю на шим минус, +12в с выходного минуса к нихрому и второй конец проволоки к 5 в Блока питания. Все работает но пищат обмотки трансформатора БП. Как можно убрать это? Просто от 5 в шим не работает. Приходиться так. Может как то перемычки переставить
- Это не всегда возможно, так как напрямую зависит от особенностей катушек трансформатора и электродвигателя. Тем не менее шум обмоток можно убрать или уменьшить с помощью регулятора частоты ШИМ генератора на модуле.
Здравствуйте! Как сделать что бы вентилятор не свистел при снижении оборотов?
- Это не всегда возможно, так как напрямую зависит от особенностей обмоток трансформатора и электродвигателя. Тем не менее можно попробовать изменить номинал резистора R1 на 510 Ом, R5 на 10 кОм, R8 на 4,7 кОм.
Выдержит ли этот регулятор 500 вт и 37 вольт
- 500Вт выдержит, а вот напряжение 37В будет на возможном пределе микросхемы линейного стабилизатора. Какая попадется микросхема. Если параметр будет занижен может сгореть.
Добрый день! Скажите, можно ли этим устройством управлять через «Ардуино нано» по аналоговому выходу 0 — +5В, через транзистор, для смены полюсовки и подключив вместо потенциометра?
- В теории возможно, нужно пробовать.

Регулировка оборотов электродвигателей в современной электронной технике достигается не изменением питающего напряжения, как это делалось раньше, а подачей на электромотор импульсов тока, разной длительности. Для этих целей и служат, ставшие в последнее время очень популярными — ШИМ (широтно-импульсно модулируемые ) регуляторы. Схема универсальная — она же и регулятор оборотов мотора, и яркости ламп, и силы тока в зарядном устройстве.

Схема ШИМ регулятора

Указанная схема отлично работает, прилагается.

Без переделки схемы напряжение можно поднимать до 16 вольт. Транзистор ставить в зависимости от мощности нагрузки.

Можно собрать ШИМ регулятор и по такой электрической схеме, с обычным биполярным транзистором:

А при необходимости, вместо составного транзистора КТ827 поставить полевой IRFZ44N, с резистором R1 — 47к. Полевик без радиатора, при нагрузке до 7 ампер, не греется.

Работа ШИМ регулятора

Таймер на микросхеме NE555 следит за напряжением на конденсаторе С1, которое снимает с вывода THR. Как только оно достигнет максимума — открывается внутренний транзистор. Который замыкает вывод DIS на землю. При этом на выходе OUT появляется логический ноль. Конденсатор начинает разряжаться через DIS и когда напряжение на нем станет равно нулю — система перекинется в противоположное состояние — на выходе 1, транзистор закрыт. Конденсатор начинает снова заряжаться и все повторяется вновь.

Заряд конденсатора С1 идет по пути: «R2->верхнее плечо R1 ->D2«, а разряд по пути: D1 -> нижнее плечо R1 -> DIS. Когда вращаем переменный резистор R1, у нас меняются соотношения сопротивлений верхнего и нижнего плеча. Что, соответственно, меняет отношение длины импульса к паузе. Частота задается в основном конденсатором С1 и еще немного зависит от величины сопротивления R1. Меняя отношение сопротивлений заряда/разряда — меняем скважность. Резистор R3 обеспечивает подтяжку выхода к высокому уровню — так так там выход с открытым коллектором. Который не способен самостоятельно выставить высокий уровень.

Диоды можно ставить любые, конденсаторы примерно такого номинала, как на схеме. Отклонения в пределах одного порядка не влияют существенно на работу устройства. На 4.7 нанофарадах, поставленных в С1, например, частота снижается до 18кГц, но ее почти не слышно.

Если после сборки схемы греется ключевой управляющий транзистор, то скорее всего он полностью не открывается. То есть на транзисторе большое падение напряжения (он частично открыт) и через него течет ток. В результате рассеивается большая мощность, на нагрев. Желательно схему параллелить по выходу конденсаторами большой емкости, иначе будет петь и плохо регулировать. Чтобы не свистел — подбирайте С1, свист часто идет от него. В общем область применения очень широкая, особенно перспективным будет её использование в качестве регулятора яркости мощных светодиодных ламп, LED лент и прожекторов, но про это в следующий раз. Статья написана при поддержке ear, ur5rnp, stalker68.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Bluetooth
ШИМ регулятор двигателя постоянного тока | Radio-любитель
Вид платы в сборе
Вид платы в сборе
Всем здравствуйте. Импульсные регуляторы скорости обычно используются для управления двигателями постоянного тока. Преимущество импульсного управления перед линейным управлением заключается в снижении потерь мощности на собственное регулирование и, кроме того, в сохранении крутящего момента двигателя.
При линейном управлении ток или напряжение, при которых подается питание на двигатель, ограничены, в то время как «теряется» на силовом элементе контроллера. Это рассеивание мощности, которое может достигать нескольких ватт даже с небольшими двигателями. И это одна из самых больших проблем линейного управления, потому что даже 10Вт представляют собой значительное выделяющее тепло на управляющем элементе.
Принципиальная схема регулятора
Принципиальная схема регулятора
Импульсные контроллеры в основном можно разделить на простые и с обратной связью. Обратная связь используется для стабилизации скорости. Это выгодно, когда необходимо обеспечить постоянную скорость двигателя независимо от его нагрузки или необходимо установить определенную скорость. В рассматриваемой схеме будет достаточно простого регулятора для небольших двигателей.
Первым каскадом схемы управления скоростью является нестабильный мультивибратор, построенный наг половине таймера 556. Это не что иное, как два известных независимых, много раз описанных таймеров 555. Время зарядки задается R1 + R2 и емкостью C1, только R2 применяется вне конденсатора во время разряда. С компонентами в соответствии на схеме генератор генерирует частоту 30,1 Гц.
По приходу фронта управляющего импульса на вход T начинается заряд конденсатора C3 через резистор R3. Во время зарядки выход находится в состоянии высокого логического уровня и тем самым открывает транзистор T1. Таким образом, двигатель постоянного тока, запускается импульсами длительностью около 0,8 мс и частотой 30,1 Гц. Однако это применимо только в том случае, если не используются другие цепи. Хотя сейчас много готовой продукции продается регуляторов ознакомится можно ниже.
Управление скоростью происходит таким образом, что импульсы меняют скважность. Следовательно, это широтно-импульсная модуляция управления двигателем с ограничением минимальной длины импульса, так что двигатель не получает импульсов меньше, чем достаточно для его работы.
Как известно, заряд и разряд синхронизирующего конденсатора происходит при штатном включении нестабильного мультивибратора (одновибратор) в диапазоне от 1/3 до 2/3 напряжения питания, в нашем случае от состояния полного разряда до 2/3 напряжения питания. Эти уровни контролируются двумя компараторами, которые получают свои опорные напряжения от трех резисторов, последовательно включенных между источником питания и землей. Схема стабилизатора питания регулятора на рисунке.
Принципиальная схема стабилизатора
Принципиальная схема стабилизатора
Резисторы имеют номинал 3 × 5 кОм в нормальном биполярном исполнении. Для версии C-MOS это значение установлено на 3 × 100 кОм, чтобы снизить потребление. Верхнее опорное напряжение, то есть 2/3 от напряжения питания, выводятся как IN и обычно используются для фильтрации. В нашем случае это напряжение подается на делитель, образованный подстроечным резистором P1, потенциометром P2 и резистором R5. Это создает два делителя, соединенных параллельно, и в результате верхний уровень смещается в зависимости от положения потенциометра.
Чем ниже это значение, тем раньше заканчивается заряд синхронизирующего конденсатора и, следовательно, тем короче выходные положительные импульсы, и наоборот. При использовании таймеров C-MOS схема также будет работать, только характер регулирования немного изменится, потому что сопротивления потенциометра и подстроечного резистора больше не будут применяться параллельно, а будут «принудительно» передавать свое напряжение непосредственно на вход IN.
Неинвертирующий вход компаратора IO2 подключен к потенциометру, инвертирующий вход имеет включен в делитель R6 / R7. Открытый коллектор выходного транзистора компаратора подключен к входу сброса одновибратор IO1B. Если бегунок потенциометра находится в таком положении, что его напряжение выше, чем напряжение, поступающее с делителя R6 / R7, выходной транзистор компаратора закрыт, и на нулевом входе IO1B имеется положительное напряжение с резистора R9.
Если напряжение с коллектора падает ниже уровня инвертирующего входа, компаратор переворачивается, его выходной транзистор открывается, и напряжение на нулевом входе IO1B близко к нулю. Это приводит к блокировке мультивибратора. Напряжение на инвертирующем входе компаратора также зависит от резистора обратной связи (R8), который вводит определенный гистерезис, поэтому на бегунке потенциометра требуется немного более высокое напряжение, чем было достаточно для блокировки.
Частью схемы также является уже упомянутый подстроечный резистор P1, который определяет диапазон регулирования потенциометра P2. Источник постоянного тока контроллера может находиться в диапазоне от 12В до примерно 24В. Компаратор и таймеры не зависят от напряжения, они будут хорошо работать при любом напряжении, но в этом случае, когда речь идет об импульсах для двигателя, вводится стабилизация, которая работает на более высоких напряжений. Монтаж контроллера выполнен на односторонней печатной плате.
Расположение компонентов на печатной палате
Расположение компонентов на печатной палате
Разводка дорожек на печатной плате регулятора
Разводка дорожек на печатной плате регулятора
Транзистор Т1 оставляем установленным немного выше на плате, чтобы можно было при необходимости прикрепить к нему небольшой радиатор. Хотя это полевой МОП-транзистор импульсного режима и теоретическое падение напряжения на нем почти равно нулю (определяемое произведением протекающего тока и внутреннего сопротивления в замкнутом состоянии, составляет порядка 0,1 Ом), большие потери мощности вызваны «медленным» переключением и открытие перехода транзистора, при котором кажущееся сопротивление перехода изменяется линейно.
Настройка очень простая и с ними справится даже начинающий радиолюбитель. Сначала подключите напряжение питания к клеммам X2 и проверьте общее потребление, ток которого не должен превышать 10 мА. Далее подключаем управляемый двигатель к клеммам X1 и проверяем работу регулятора плавным вращением потенциометра сопротивления P2. Затем мы можем установить минимально допустимую скорость с помощью подстроечного сопротивления P1. Если у нас есть осциллограф, мы можем увидеть форму управляющего сигнала на выходе OUT IO1B. Вот на этом и все всем спасибо за уделенное время.
Управление скоростью двигателя постоянного тока с помощью ШИМ с микросхемой 555 — Share Project
Пару месяцев назад я купил «Raspberry Pi Pico», чтобы получить некоторый практический опыт и создать с его помощью несколько потрясающих проектов. Но с тех пор он просто лежит у меня на столе и пылится. Сегодня, после очень долгого ожидания, я, наконец, решил создать короткий видеоурок, чтобы показать вам, ребята, как начать работу с Raspberry Pi Pico.Рассматриваемые темы В этом уроке я собираюсь обсудить: 1. Что такое Raspberry Pi Pico? 2. Технические характеристики платы3. Как запрограммировать Pico с помощью C/C++ и MicroPython a. Программирование Raspberry Pi Pico с помощью «Arduino IDE» i. Подготовка Arduino IDE ii. Загрузка примера Blink iii. Демо б. Программирование Raspberry Pi Pico с использованием «Tonny Python IDE» i. Установка MicroPython на Pico ii. Установка Tonny Python IDE iii. Загрузка примера Blink iv. Демо4. Разница между Raspberry Pi Pico и Arduino5.Преимущества и недостатки этой платы Что такое Raspberry Pi Pico? Raspberry Pi Pico — недорогой микроконтроллер. Его можно использовать для управления другими электронными модулями и датчиками так же, как и любым другим микроконтроллером. Pico — это не одноплатный компьютер с Linux, а скорее микроконтроллер, такой как Arduino. Поскольку это микроконтроллер, он не несет всех накладных расходов, которые приносит компьютер, и, следовательно, потребляет гораздо меньше тока. на самом деле он больше похож на Arduino, чем на Raspberry Pi. Pico не является конкурентом Raspberry Pi Zero, на самом деле он может работать вместе с обычным Pi.Pico поддерживает макет и имеет 40 контактов GPIO, работающих при напряжении 3,3 В (по 20 с каждой стороны). Он оснащен двухъядерным процессором ARM Cortex M0+. Мозг Пико — микросхема микроконтроллера RP2040 разработана Raspberry Pi в Великобритании. Он может питаться либо через порт micro USB, либо через контакт VSYS GPIO, обеспечивая напряжение в диапазоне от 1,8 В до 5,5 В. Технические характеристики PicoRaspberry Pi Pico абсолютно отличается от всех других моделей Raspberry Pi. Pico — один из первых микроконтроллеров, использующих процессор RP2040 «Pi Silicon».Это специальная «система на чипе» (SoC), разработанная командой Raspberry Pi в Великобритании, которая оснащена двухъядерным процессором Arm Cortex M0+ с тактовой частотой 133 МГц, 264 КБ SRAM и 2 МБ флэш-памяти для хранения файлов на нем. Технические характеристики:- Микроконтроллер: RP2040, разработанный Raspberry Pi в Великобритании- Процессор: двухъядерный процессор Arm Cortex-M0+, гибкая тактовая частота до 133 МГц- Входная мощность: 1,8–5,5 В постоянного тока- Рабочая температура: от -20°C до +85 °C- Размеры: 51,0 x 21,0 мм — Встроенные датчики: датчик температуры — Память: 264 КБ встроенной внутренней SRAM и может поддерживать до 16 МБ внешней флэш-памяти 2 МБ встроенной флэш-памяти QSPI (Adafruit’s Feather RP2040, функции 16 МБ памяти) — GPIO: он имеет 40 сквозных контактов GPIO, также с зубчатым краем — 26 × многофункциональный 3.Контакты GPIO 3 В, которые включают в себя 3 аналоговых входа (аналоговые входы — это то, чего не хватает Raspberry Pi. Они используют переменное напряжение для подключения к таким устройствам, как потенциометры, джойстик или LDR) — 2 × SPI, 2 × I2C, 2 × UART, 3 × 12-разрядных АЦП, 16 × управляемых каналов ШИМ — 8 × программируемых конечных автоматов ввода-вывода (PIO) для пользовательской поддержки периферийных устройств, которые могут разгрузить многие виды критичных по времени процессов от ЦП — Другие особенности: — 1 × содержит 1 × Контроллер USB 1. 1 и PHY с поддержкой хоста и устройства. Точные часы и таймер на кристалле. Режимы ожидания и ожидания с низким энергопотреблением. Pi Computers — обеспечивает программирование методом перетаскивания с использованием запоминающего устройства через USB. Самый большой недостаток Raspberry Pi Pico заключается в том, что на нем нет Wi-Fi или Bluetooth.ESP32 и ESP8266, которые вы можете купить по сходной цене, поставляются с Wi-Fi и Bluetooth (ESP32). Конечно, мы можем добавить беспроводную связь через внешние компоненты, однако для ее работы потребуются немного больше знаний и опыта. прошить код на микроконтроллер через USB. Схема распиновки: Вот вид сверху на распиновку на Raspberry Pi Pico. Метки контактов находятся на нижней стороне платы.Как запрограммировать Pico с использованием C/C++ и MicroPythonPi Foundation официально поддерживает MicroPython и C/C++, однако язык программирования высокого уровня, такой как CircuitPython (разветвление MicroPython, созданное Adafruit), и редактор Drag and Drop Python, такой как Pico Piper, который добавляет дополнительные улучшения и может использоваться для программирования плат Pico. Программирование Raspberry Pi Pico с использованием Arduino IDEPython и C/C++ отлично подходит для программирования Picos. Однако возможность программировать Pico точно так же, как Arduino, поможет нам интегрировать Pico в экосистему Arduino.Одна из лучших причин для этого — наличие библиотек для интеграции модулей, датчиков и других сложных вещей без необходимости писать весь код с нуля. Подготовка Arduino IDEДля запуска откройте Tools > Доски > Диспетчер плат и найдите «Pico», выберите «Arduino Mbed OS RP2040 Boards» и нажмите кнопку «Установить». Подключите кабель micro USB к Pico, а затем нажмите и удерживайте кнопку «BOOTSEL», прежде чем подключать USB-кабель к компьютеру.Отпустите BOOTSEL, как только диск RPI-RP2 появится на вашем компьютере. Теперь перейдите в Инструменты > Port, и теперь вы сможете увидеть номер COM-порта.ii. Загрузка примера BlinkПерейдите в раздел «Файлы» > Примеры > Основы > Моргните и нажмите «Загрузить», это загрузит код на плату Pico.iii. ДемонстрацияПосле того, как IDE завершит загрузку кода, вы увидите, как мигает встроенный светодиод Pico. Теперь вы можете использовать Pico как Arduino и программировать его с помощью Arduino IDE. Программирование Raspberry Pi Pico с помощью Tonny Python IDE. Вы можете программировать Pico с помощью MicroPython, подключив его на компьютер через USB, а затем перетаскивая на него файлы.я. Установка MicroPython на PicoДля установки MicroPython на Pico требуется скопировать на него файл «UF2». Файл UF2 представляет собой «файл двоичных данных», который содержит программу, которую можно перенести с ПК на микроконтроллер, такой как печатная плата Arduino или Pico. Чтобы загрузить MicroPython на Pico:1. Загрузите «Файл MicroPython UF2» по ссылке, указанной в описании ниже.2. Подключите кабель micro USB к Pico, а затем нажмите и удерживайте кнопку «BOOTSEL», прежде чем подключать кабель USB к компьютеру.Отпустите BOOTSEL, как только на вашем компьютере появится диск RPI-RP2.3. Перетащите файл UF2 на том RPI-RP2. 4. Ваш Pico перезагрузится. Вот и все, теперь вы используете MicroPython на своем Pico.ii. Установка Tonny Python IDE Для написания кода и сохранения файлов в Pico мы будем использовать «Thonny Python IDE». Thonny поставляется со встроенным Python 3.7, поэтому для изучения программирования вам понадобится всего одна простая программа установки. Для начала: 1. Загрузите и установите «Thonny» бесплатно с веб-сайта Thonny для вашей версии ОС.Ссылка на сайт в описании ниже. Примечание. Если вы используете «Raspberry Pi OS», на ней уже установлен Thonny, но, возможно, потребуется обновить его до последней версии sudo apt update && sudo подходящее обновление -y2. Подключите Raspberry Pi Pico к компьютеру. Затем в Thonny выберите Инструменты > Параметры и перейдите на вкладку «Интерпретатор». В раскрывающемся списке интерпретатора выберите «MicroPython (Raspberry Pi Pico)». Выпадающее меню порта можно оставить для «автоматического обнаружения Pico».Нажмите «ОК», чтобы закрыть. 3. Появится всплывающая оболочка Python под названием «REPL» (чтение, оценка, печать, цикл), показывающая, что Pico подключен и работает. iii. Загрузка Blink Пример1. Щелкните на панели главного редактора Thonny и введите следующий код, чтобы переключить встроенный светодиод. Из импорта машины Pin, Timerled = Pin(25, Pin.OUT)timer = Timer()def blink(timer):led.toggle() timer.init (частота = 2,5, режим = Timer.PERIODIC, обратный вызов = мигание) 2. Нажмите кнопку «Выполнить», чтобы выполнить код. 3. Тонни спросит, хотите ли вы сохранить файл на «Этот компьютер» или «Устройство MicroPython».Выберите «Устройство MicroPython». Введите «blink.py» в качестве имени файла. Убедитесь, что вы ввели «.py» в качестве расширения файла, чтобы Тонни распознал его как файл Python. IV. Демонстрация Теперь вы должны увидеть, как встроенный светодиод включается и выключается, пока вы не нажмете кнопку «Стоп». Разница между Raspberry Pi Pico и Arduino* До Raspberry Pi Pico компания Raspberry Pi всегда была известна своими одноплатными компьютерами. Однако в 2021 году Raspberry Pi Foundation сделала несколько шагов вперед и выпустила Raspberry Pi Pico, бросив прямой вызов Arduino и всем другим микроконтроллерам на основе плат. * Arduino впервые был представлен в 2005 году, и с тех пор на рынке были проданы миллионы модулей Arduino. По сравнению с этим отклик, полученный Pico после первого запуска в 2021 году, просто ошеломляет*. Оба устройства предназначены для автоматизации приложений, не требующих вмешательства человека. * Pico можно использовать отдельно или в сочетании с Arduino для целей автоматизации и искусственного интеллекта. * Оба модуля различаются по энергопотреблению, стоимости, функциональности и цене. * Платы Pico поставляются не распаянными, а Arduino поставляется предварительно припаянными или не распаянными.* Модуль Pico поддерживает MicroPython и C/C++, в то время как коды Arduino написаны на C/C++ с использованием Arduino.IDE. Итак, какой из них выбрать… Pico или Arduino? Преимущества и недостатки Теперь давайте посмотрим на плюсы и минусы этого микроконтроллера. board.Преимущества: * Raspberry Pi Pico — дешевый, очень маленький и простой в использовании микроконтроллер * Pico — это двухъядерное устройство, соединенное с высокопроизводительной шинной матрицей, что означает, что оба его ядра могут дать вам полную производительность одновременно * Pico потребляет очень низкое энергопотребление * Pico подходит для макетной платы * Pico можно запрограммировать с помощью C/C++ и MicroPython * Pico можно запрограммировать с помощью Arduino IDE * Pico имеет 26-кратную многофункциональность 3. Контакты GPIO 3 В (23 цифровых + 3 аналоговых) * Pico поставляется с 8 программируемыми входами/выходами (PIO) и 2 аналоговыми входами * Pico загружается быстро и не требует безопасного выключения Недостатки: * Pico полностью отсутствует WiFi и Bluetooth без каких-либо дополнений * У него нет маркировки GPIO на верхней стороне платы. * Плата поставляется не распаянной, поэтому вам придется припаять штырьки разъема или установить ее на поверхность, чтобы использовать ее в своем проекте. недостаток, однако устройства, рассчитанные на 5 В, все еще могут использоваться с 3 В через делитель напряжения или преобразователь логического уровня.* Pico по-прежнему использует порт micro-USB. В то время как многие другие микроконтроллеры перешли на USB-C, Pico по-прежнему поставляется с портом micro-USB. и великолепный Raspberry Pi Pico в вашем следующем проекте. Бьюсь об заклад, в вашей голове должно быть много проектных идей, так что берите все необходимое и начинайте программировать. И чего же вы ждете??? Спасибо Еще раз спасибо за проверку моего поста. Я надеюсь, что это поможет вам.Если вы хотите поддержать меня, подпишитесь на мой канал YouTube: https://www.youtube.com/user/tarantula3Сообщения в блоге: https://diyfactory007.blogspot.com/2022/01/getting-started-with-raspberry-pi -pico.htmlVideo: https://youtu.be/vO_2XWJDF70Другие ресурсы:Техническое описание RP2040: https://datasheets.raspberrypi.com/rp2040/rp2040-datasheet.pdfПроектирование оборудования с RP2040: https://datasheets.raspberrypi.com/ rp2040/hardware-design-with-rp2040.pdfТехническое описание Raspberry Pi Pico: https://datasheets.raspberrypi.com/pico/pico-datasheet.pdfНачало работы с Raspberry Pi Pico: https://datasheets.raspberrypi.com/pico/getting-started-with-pico.pdfMicroPython UF2: https://micropython.org/download/rp2-pico/rp2-pico-latest. Сайт uf2Thonny: https://thonny.org/Piper Make: https://make.playpiper.com/CircuitPython 7.1.0: https://circuitpython.org/board/raspberry_pi_pico/Support My Work: BTC: 1M1PdxVxSTPLoMK91XnvEPksVuAa4J4dDpLTC: MQFkVkWimYngMwp5SMjSbMP4 : DDe7Fws24zf7acZevoT8uERnmisiHwR5stETH: 0x939aa4e13ecb4b46663c8017986abc0d204cde60BAT: 0x939aa4e13ecb4b46663c8017986abc0d204cde60LBC: bZ8ANEJFsd2MNFfpoxBhtFNPboh7PmD7M2Thanks, ча снова в моей следующей статье.
Схема светодиодного диммера
555 PWM | Power Battery Saving
Вот схема 555 PWM LED диммера для диммера лампы или управления скоростью двигателя постоянного тока. Я предлагаю эти схемы, используя принцип ШИМ (широтно-импульсной модуляции).
То же, что и TL494 ШИМ-контроллер скорости двигателя. Но иногда это может быть трудно найти и недорого. Может лучше? Если мы используем NE555, это очень дешево и популярно.
Эти схемы диммера постоянного тока имеют много полезного. Например, лампы, лампочки, светодиоды, контроллер двигателя постоянного тока, катушки и т. д. И мы можем использовать до 20 Вт.
Базовый диммер постоянного тока с реостатом
Простая схема диммера постоянного тока, которую мы часто видим, всегда использует переменный резистор для регулировки напряжения, чтобы нагрузить высокий-низкий, как нам нужно.
Мы должны использовать только переменные резисторы большой мощности, которые всегда назывались «резисторы реостата»

форма. Таким образом, этот способ имеет низкую производительность.
Затем мы нашли лучший способ, который дешевле и производительнее. Это ШИМ-контроллер, как указано выше. Кратковременно обеспечить выходное напряжение с очень высокими частотами.
Этот диммер с диапазоном времени включения/выключения формы сигнала для нагрузки, больше не вызывает потери энергии в виде тепла.
Более того, смотрите экономию батареи.
Схема энергосбережения
Это схема энергосбережения, использующая таймер IC-555. Лампа управляется в режиме ШИМ регулировкой потенциометра VR1.И силовой транзистор PNP управляет лампой.
Иногда лампочки или лампы слишком яркие. Это более короткий срок службы и тратит слишком много электроэнергии. Вам нужно только достаточно света только. Во-первых, вы можете использовать переменный резистор в производителях. Для регулировки яркости. Но это не работает. Потому что он использует большую мощность.
Есть много способов решить проблему. Это по-другому вам может понравиться. Это может сэкономить заряд батареи. Яркость лампочки равна количеству энергии, подаваемой на аккумулятор.
Принцип энергосбережения
Принципиальная схема энергосбережения с использованием ШИМ 555
Обычно на лампу подается нормальное напряжение. Но большая потеря мощности слишком много. Нам нужно решить проблему, добавив управление схемой ШИМ.
Он изменит постоянное напряжение, 9В. Стать импульсом постоянного тока. Затем отрегулируйте ширину импульса постоянного тока. Для управления питанием лампы. Посмотрите на рисунок ниже, вам станет лучше.
Использование принципа ШИМ с импульсом постоянного тока
Внутрисхемное использование микросхемы таймера 555 для подключения в качестве схемы нестабильного мультивибратора.
Который будет генерировать частоту, импульс постоянного тока для вывода. Вы можете отрегулировать рабочий цикл или ширину импульса с помощью VR1.
Диод с D1 по D3 используется для защиты от неправильного подключения источника питания.
Узнайте больше: Отличные электронные магазины Магазины для вас
Части вам понадобится
IC1: NE555 Таймер IC
D1, D2, D4: 1N4148, 75V 150ma Диоды
D3: 1N4007, 1000V 1A Diode
1 / 4Вт Допустимое отклонение резисторов: 5%
R1: 3.3K
R2: 15K
R3: 220 Ом
C1: 33 мкФ 16В, электролитический конденсатор
C2: 0.01 мкФ 50 В, Керамика
Q1: BD140, 80 В 1,5 А PNP-транзистор
VR1: 1M потенциометр
L1: 7,2 В 550 мА Лампа
B1: 9 В батарея
S1: выключатель
В любом случае, мы вернемся, чтобы увидеть лучшую схему ниже.
Как работает схема ШИМ 555
Для схемы реального применения, как показано на рис. 2. Мы увидим, что IC1-NE555 является генератором частоты для питания транзисторного выхода. Которое служит напряжением включения-выключения лампы на этой частоте.

555 Схема ШИМ-диммера постоянного тока с использованием транзисторов NE555 и Дарлингтона
Выходная частота схемы будет зависеть от номиналов резисторов R3, R2, VR2 и конденсатора C1. И период включения/выключения будет зависеть от настройки VR2.
Из настройки значения. Мы можем настроить временной диапазон:
On: Off rate До 100: 1.
Что мы обеспечим нагрузочному напряжению почти 100%. То есть лампочка будет полностью гореть. Или, если двигатель постоянного тока также будет работать быстрее.
В случае необходимости приглушить свет. Также мы можем настроить:
On: off диапазон до 1:20
Выход с вывода 3 IC1 будет подаваться через R4 на базу Q1.Это заставляет Q1 включать и выключать напряжение на лампу в качестве входного сигнала.
Затем см.:
Работа транзисторов, как указано выше, вызовет падение напряжения между эмиттером и коллектором от 0,7 В до 1 В.
А это потеря некоторой мощности. Но это по крайней мере по сравнению со старой схемой, в которой используются резисторы реостата.
Что еще? Вот функция других частей в цепи.
Диод-Д1 действует как усилитель временного диапазона вкл-выкл вверх.
Потенциометр-VR1 действует как регулятор минимального выходного напряжения.
Конденсаторы С3, С4 и L1 уменьшают шумовой сигнал от цепи, не мешают другим электрическим цепям.
Для L1 мы можем восполнить это, используя медный провод № 20 SWG, намотанный на ферритовые сердечники около 50 раз.
Вам также могут понравиться эти:
Как собрать
Мы можем собрать детали на печатной плате, как показано на Рисунке 3. См. Схемы на основе устройства позиционирования правильно Как на Рисунке 4.
Держите выходной транзистор, он высокий и горячий. Так что придется держаться за радиатор большего размера.

Реальный размер, односторонняя компоновка печатной платы

Компоновка компонентов
При сборке компонентов в готовую схему, затем отрегулируйте VR2 до тех пор, пока несколько ламп не загорятся мягко, затем отрегулируйте до выключите самое слабое освещение, а затем снова настройте VR1 на очень слабое освещение. 025 Вт, 5% резисторов
R1: 1 м
R2: 10K
R3: 47K
R4: 2.2k
VR1: 4,7 м (предустановка) Trympot
VR2: 470k__trimpot
C1, C2: 0,01UF 50V_CERAMIC
C3, C4: 2.2 мкФ 50В_NP
L1: 150 мкГн _индуктор.
Что еще? Давайте посмотрим на диммер точечного освещения постоянного тока с использованием 555.
Схема диммера постоянного тока точечной лампы с использованием 555
Это простая схема диммера постоянного тока низкого напряжения. Он может регулировать яркость максимальной точечной лампы мощностью 12 В 100 Вт от 5% до 95%.
В схеме используется IC-555 в качестве автономного мультивибратора для управления обоими мощными PNP-транзисторами, для управления лампой в режиме ШИМ.И, используя несколько других компонентов. Которые легко купить на большинстве местных рынков.
Работа схемы

Схема диммера точечной лампы постоянного тока с использованием LM555-TIP2955
В схеме мы используем IC-LM555, работающий в автономном режиме нестабильного мультивибратора. Какие компоненты R2, R3, VR1, D1, D2 и C1 определяют выходную частоту на контакте 3.
Затем схема может изменить рабочий цикл, регулируя потенциометр VR1 и R3. Они также регулируют уровень яркости по вашему желанию.
Далее выходной генератор будет ограничивать ток нагрузки, лампа будет включаться и выключаться со скоростью рабочего цикла мультивибратора.
После этого ток поступает на базу Q1-TIP2955 и Q2-MJ2955 для управления нагрузкой.
Мы должны установить Q1, Q2 с подходящим радиатором. Когда схема работает на полную мощность. Q2 перегревается. Это может повредить.
Кремниевый диод D3-general защищает обратную связь генератора. Что может повредить эту цепь.
Для нагрузки этой схемы можно использовать 10А 12В, питание всех ламп, или светодиодную ленту, или светодиоды высокой мощности.
Индикатор LED1 показывает, что питание включено. Резистор серии R1 для ограничения тока при сохранении значения для LED1.
«Продолжайте читать: 555 схем генератора импульсов» »
Детали, которые вам понадобятся
IC1: Стандартный таймер IC-555, одиночный
Q1: TIP2955 15 А, 60 В PNP Биполярный силовой транзистор A5, M5J55 Q2: 60 В PNP Биполярный силовой транзистор
D1, D2: 1N4148 75 В 150 мА Диоды
D3: 1N4002 100 В 1 А Диоды
Светодиод 1: Красный светодиод
R1: 560 Ом 0,25 Вт Резисторы
R2: 1K 0. Резисторы 25Вт
R3: 1K-100K 0,25Вт Резисторы
R4, R5: 680 Ом 0,25Вт Резисторы
VR1: 100К Потенциометр
C1: 0,027мкФ 50В Керамический конденсатор
Кроме того, вы можете увидеть другие схемы. Это также используется для всей мощности LAMP.
Продолжайте читать:
ПОЛУЧИТЕ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ
Я всегда стараюсь, чтобы электроника Обучение было легким .
PWMctrl — ШИМ-контроллер вентилятора на базе 12 В 555
PWMctrl — это простой ШИМ-генератор на основе 555 для управления вентилятором с поддержкой ШИМ 12 В.Это простая и хорошо известная схема, и ее применение шире, чем простое управление вентилятором, но есть несколько предостережений, которые, я считаю, стоит задокументировать.
Отказ от ответственности
Информация и методы, описанные здесь, предоставляются «КАК ЕСТЬ» БЕЗ КАКИХ-ЛИБО ГАРАНТИЙ, ЯВНЫХ ИЛИ ПОДРАЗУМЕВАЕМЫХ. Используйте концепции, примеры и информацию на свой страх и риск. Возможны ошибки и неточности, которые могут повредить ваши устройства. Действовать с осторожностью, и хотя крайне маловероятно, что несчастные случаи произойдут из-за следования советам или процедурам, описанным в этом документе, автор не несет никакой ответственности за любой ущерб, который, как утверждается, был вызван этим.
Цели дизайна
Моя основная цель в этой конструкции заключалась в том, чтобы включить ШИМ-управление вентилятором корпуса с фиксированным коэффициентом для системы, которая не имела выходной мощности ШИМ (ИБП с пассивным охлаждением, который я модифицировал для использования большей батареи, что привело к увеличению времени работы, которое не обязательно было частью оригинальной спецификации дизайна и, таким образом, побуждая к дополнительному активному охлаждению).
Таким образом, мои цели проектирования были довольно простыми:
ПОЦЕЛУЙ дизайн
Недорогой
Должен работать от нерегулируемого источника постоянного тока 12 В
Компактный размер (печатная плата 20×25 мм)
Можно собрать «вручную»
Схема
Вот схема конструкции:
Пояснение схемы
Это почти типичная нестабильная проводка для таймера 555 , с той оговоркой, что синхронизирующий конденсатор заряжается и разряжается через выходной контакт 555. Такое расположение стало возможным благодаря тому факту, что на выходной контакт не оказывается значительной нагрузки, что позволяет убрать обычный подтягивающий резистор, не требуя при этом использования разрядного вывода.
Основная логика, реализованная двумя диодами D1 и D2 (1N4148 идеально подходят) и потенциометром VR1 , заключается в изменении сопротивления в зависимости от того, заряжается или разряжается конденсатор. Это создает две отдельные постоянные времени RC ( C фиксированная, но R изменяется в каждом полупериоде) и, таким образом, обеспечивает две разные длительности для низкого и высокого состояния импульса.Только внешние компоненты 4 обеспечивают непрерывную ШИМ, которая может растягиваться от 1 до 99% ширины импульса.
Остальная часть конструкции (выбор значений для VR1 и C2 , а также секция вывода, образованная Q1 и R1 ) легко объяснима, если взглянуть на раздел спецификации 4-проводного вентилятора PWM. 2.3.1 : целевая частота 25 кГц , а сигнал ШИМ должен быть с открытым коллектором и максимальным низким логическим напряжением 0.8 В и типичный потребляемый ток около 10 мА.
В этой конфигурации нестабильной работы выходная частота 555 составляет f = 1,44 / RC (более подробную информацию о нестабильной работе см. по этой ссылке). Мы хотим, чтобы конденсатор был небольшого размера (дешевле и меньше), что, в свою очередь, повысит R, что хорошо, потому что мы также хотим, чтобы протекал слабый ток. 10 кОм и 5,6 нФ почти точно дадут целевую частоту 25 кГц. Однако, чтобы использовать общие значения E6 4.Вместо этого выбирается 7 нФ . Благодаря аппроксимации и допуску компонентов он дает удивительно хорошие практические результаты (испытательный прототип достиг 25,7 кГц при 50% рабочем цикле, температуре окружающей среды 25°C).
Next, Q1 — вездесущий BC547 — обеспечивает выход с открытым коллектором с пропускной способностью по току 100 мА и падением напряжения на насыщенном CE-переходе около 100 мВ (обычно), что значительно ниже максимального указанного значения 800 мВ. R1 ограничивает ток базы Q1, обеспечивая при этом насыщение (при минимальном h _FE 110 и целевом токе коллектора 10 мА требуемый базовый ток составляет около 90 мкА.Резистор 10 кОм превысит это значение примерно на порядок при 12 В, оставляя достаточно места для изменений напряжения и тока.
Примечание: Предупреждение о выборе IC1 , самого таймера 555. Обычные биполярные варианты (NE/LM555), хотя и способны выдавать высокие выходные токи, имеют главный недостаток, заключающийся в том, что при каждом изменении состояния на шину напряжения ложатся ломовые нагрузки. Им также обычно требуется конденсатор на их входе CV, чтобы избежать ложного срабатывания.Поскольку эта конструкция не требует больших выходных токов (благодаря относительно высоким значениям R1 и VR1 ), предпочтение было отдано КМОП-версиям (в данном конкретном случае я использовал Intersil ICM7555 ). Это дает много преимуществ, в первую очередь меньший ток питания, отсутствие необходимости в развязке CV и отсутствие токов лома. Этот последний пункт имеет одно важное значение: он фактически сводит на нет необходимость в развязке источника питания ИС.
Кроме того, в контексте этого проекта источник питания подключается к шине 12 В ИБП.Когда ИБП работает от батареи, любой всплеск тока преобразуется в падение напряжения, которое может (и будет) вызывать ложное отключение устройства (в двух словах: потому что внутреннее сопротивление батареи делает ее неидеальным источником напряжения). Таким образом, крайне необходимо уменьшить, насколько это возможно, эти всплески тока. Это также объясняет, почему общий ток, потребляемый схемой, должен быть как можно меньше (и на самом деле преобладать в зависимости от требований к питанию вентилятора), чтобы не расходовать без необходимости емкость батареи.На самом деле основная причина такой конструкции заключается в том, чтобы обеспечить возможность настройки скорости вращения вентилятора на подходящую рабочую точку, при которой потребляемый ток ограничен, а воздушный поток достаточен. Потенциометр делает эту регулировку довольно простой на месте .
Развязывающий конденсатор C1 , тем не менее, предназначен для дальнейшего сглаживания возможных всплесков питания (которые в основном исходят от вентилятора). Его значение будет компромиссом между заданной частотой (25 кГц, что предполагает относительно низкое значение емкости конденсатора — 100–1000 нФ) и фактическим уровнем шума питания, создаваемого вентилятором (и тем, сколько остаточного шума вы готовы уменьшить). терпеть).Таким образом, ваш пробег может варьироваться, и этот конкретный компонент следует выбирать в зависимости от ваших аппаратных условий.
Примечание: Реализация грубой ШИМ на основе температуры с, например, термистор оставлен в качестве упражнения для проницательного читателя 😉
Макет
Вот компактный двухсторонний макет со сквозными отверстиями, который подходит для печатной платы 20 x 25 мм:
На планировку (очень простую), очевидно, повлияла цель дизайна пространства: она крошечная. Расположение сглаживающего конденсатора отражает ожидаемое преобладание шума питания вентилятора. Когда потенциометр (классическая 6-миллиметровая модель с горизонтальным креплением, удобно расположенная в углу печатной платы) поворачивается по часовой стрелке, скорость вращения вентилятора увеличивается.
Входы и выходы расположены прямо слева направо для упрощения подключения, с той же ориентацией (контакт 1 ближе всего к краю платы). Разъем FAN напрямую совместим с 4-контактными вентиляторами с ШИМ.
Цепь управления скоростью двигателя постоянного тока с использованием IC 555
Метод управления скоростью двигателя с помощью сигналов ШИМ очень распространен.Эта схема использует аналогичный метод ШИМ для управления скоростью двигателя и использует IC 555 для генерации сигналов ШИМ. Для тех, кто не знает, ШИМ или широтно-импульсная модуляция — это метод модуляции, при котором ширина выходного импульса изменяется во времени. Следовательно, это изменяет рабочий цикл волны, которая, в свою очередь, изменяет время включения и выключения этого ШИМ-сигнала. Давайте посмотрим, как работает эта схема управления скоростью двигателя постоянного тока.
РАБОТА ЦЕПИ УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА:
Сердцем этой схемы является нестабильный мультивибратор, построенный на микросхеме IC 555.Этот мультивибратор производит серию прямоугольных импульсов на выходе фиксированной частоты. Обычно выходная частота нестабильного мультивибратора зависит от подключенных к нему резисторов и конденсаторов.
Нестабильный выходной цикл мультивибратора 555 никогда не может опуститься ниже 50%. Чтобы получить сигнал ШИМ на выходе, мы должны иметь возможность изменять рабочий цикл по своему желанию. Здесь на сцену выходят компоненты D2, D1, RV2.
Работа этого нестабильного мультивибратора зависит от резисторов и конденсатора, используемых с контактами 7, 6 и 2.Когда схема включена, конденсатор C1 заряжается через резисторы R1 и RV2. Но если вы обратите внимание на схему, ток от R1 может проходить только через один вывод нашего переменного резистора, так как D2 смещен в обратном направлении.
Следовательно, D1 позволяет току течь через него, а RV2 оказывает некоторое сопротивление току, которое зависит от положения потенциометра. Когда конденсатор заряжается, выход IC 555 находится в состоянии высокого уровня.
Как только конденсатор заряжается до 2/3 В пост. тока, внутренний разрядный транзистор, подключенный к контакту 7, становится высоким.Теперь выход IC 555 будет низким. Это заставляет конденсатор разряжаться через RV2. Но на этот раз ток разряда проходит через диод D2, так как D1 смещен в обратном направлении.
Сопротивление RV2 току разрядки будет отличаться от сопротивления току зарядки конденсатора. Поэтому время разрядки конденсатора будет отличаться от времени зарядки.
Это различное время зарядки и разрядки изменит ширину выходного импульса. Это приводит к выходному сигналу ШИМ на выходе.Когда RV2 настроен таким образом, что он демонстрирует очень высокое сопротивление зарядному току, поступающему от D1, выходной импульс будет иметь более длительное время включения.
С другой стороны, это оставит путь с низким сопротивлением для разрядного тока, идущего через D2, поэтому конденсатор быстро разряжается, сокращая время выключения. Таким образом, мы получим импульс ШИМ с высокой скважностью. Если мы развернём сопротивление, время минимума будет длиннее, а время максимума будет намного короче. Это позволит нам получить сигнал ШИМ намного ниже 50%.
РАСЧЕТ:
Мы можем выполнить простой расчет, чтобы лучше понять это.
Время зарядки или время включения = 0,693 (R1 + RV1) C2
Время разряда или время выключения = 0,693 x RV2 x C2
Если переменный резистор был настроен на сопротивление 10 кОм между выводами 1 и 2. Тогда это будет сопротивление пути зарядки от RV1. В этот момент клеммы 2 и 3 в RV2 будут демонстрировать сопротивление 90 кОм на пути разряда. Подставляя значения в приведенную выше формулу
Время включения = 0.693 (2,2 кОм + 10 кОм) 1 мкФ
= 8,5 мс
Время выключения = 0,693 x 90k x 1 мкФ
= 62,37 мс
T = время включения + время выключения = 8,5 мс + 62,37 мс = 70,87 мс
Рабочий цикл = 8,5 мс / 70,87 мс = 12 %
Теперь, если мы изменим RV1, чтобы сопротивление на клеммах 1 и 2 было равно 90 кОм, а на клеммах 2 и 3 — 10 кОм. Наш рабочий цикл сильно меняется
Время включения = 0.693 (2,2 кОм + 90 кОм) 1 мкФ
= 63,9 мс
Время выключения = 0,693 x 10k x 1 мкФ
= 6,93 мс
T = 63,9 мс + 6,93 мс = 70,83 мс
Рабочий цикл = 90%
Из приведенного выше расчета видно, что использование разных путей зарядки и разрядки с разным сопротивлением позволит нам генерировать ШИМ-импульсы от IC 555.Изменение значения сопротивления RV1 между его клеммами изменит рабочий цикл.
Схема регулятора скорости двигателя постоянного тока — Базовые проекты
Часто возникает необходимость уменьшить яркость светодиода, светодиодной ленты или управлять скоростью двигателя постоянного тока. Мы можем сделать простой диммер постоянного тока, используя микросхему NE555 и еще несколько компонентов. Используя эту схему, вы можете эффективно управлять яркостью светодиодных лент или скоростью двигателя постоянного тока. Вы можете подумать, что мы можем использовать потенциометр для этой цели.Это нормально для маломощных приложений. Но в приложениях, где требуется большая мощность, таких как светодиодная лента или двигатель постоянного тока. Будет потрачено много энергии в виде тепла, потому что потенциометр — это не что иное, как резистор. Вот почему мы создадим схему регулятора скорости двигателя постоянного тока или схему диммера постоянного тока, используя микросхему таймера 555 для эффективного снижения напряжения любого источника напряжения.
Мы можем использовать функцию ШИМ микросхемы 555 для уменьшения напряжения постоянного тока. Но сначала давайте посмотрим, что такое ШИМ?
ШИМ: Введение
В цифровой электронике мы используем ШИМ для достижения различных уровней напряжения.Потому что цифровая электроника использует 0 и фиксированное напряжение для обозначения 0 и 1. Она может переключаться только между 0 и 1, но не может оставаться где-то посередине. Поэтому мы используем технику ШИМ для достижения различных уровней напряжения в цифровой электронике.
PWM расшифровывается как «широтно-импульсная модуляция». В ШИМ мы быстро переключаем любую цепь между 0 вольт и высоким напряжением (пусть 5 вольт). Изменяя периоды времени «ВКЛ» и «ВЫКЛ», мы можем получить разные напряжения, а время «ВКЛ» и «ВЫКЛ» называется рабочим циклом.Например, если мы переключаемся между 0 вольт и 5 вольт, а время включения равно времени выключения, тогда рабочий цикл будет 50%, а напряжение будет 2,5 вольта. Давайте поймем это графически.
где:
VCC = на напряжение состояния
T _на = Время
T _Выкл. = Выкл. Time
T _Всего
T _Всего = Общий период времени
Если цикл Duty составляет 50%, а VCC 5 вольт, то среднее напряжение будет
В _AVG = 5 вольт × 50% = 2. 5 вольт
Если рабочий цикл равен 25 %, а напряжение VCC равно 12 вольт, то среднее напряжение будет
В _AVG = 12 вольт × 25 % = 3 вольта
Схема, показанная ниже, способна генерировать сигнал ШИМ в диапазоне от 0 до 100 %.
Компоненты, используемые в этой схеме:
Микросхема 555 находится в нестабильном режиме в этой схеме. Он переключается между 0 вольт и 12 вольт. Мы можем изменить его рабочий цикл с помощью потенциометра.Транзистор BD131 используется для управления мощной нагрузкой в качестве ключа, поскольку транзистор 555 не способен выдавать большой ток.
Потенциометр: введение
Потенциометру не хватает делителя напряжения с тремя клеммами. Один из них мы используем для подачи питания, второй — клемма заземления, а с третьей клеммы мы получаем переменное напряжение.
Перемещая ручку, мы можем изменить сопротивление и, следовательно, выходное напряжение.
Структура потенциометра
Вот структура потенциометра. Его VCC и земля подключены к слою графита, а VOUT (средний вывод) подключен к движку, положение которого можно изменить с помощью ручки. Как известно, сопротивление каждого проводника прямо пропорционально его длине. Таким образом, графит также будет иметь сопротивление на единицу длины. Поэтому, если мы подключим к нему источник напряжения, на разных длинах будут разные напряжения. Перемещая ручку, мы подключаем стеклоочиститель к различным позициям графитового слоя и таким образом получаем разные напряжения от V _OUT.
Работа схемы регулятора скорости двигателя постоянного тока
Чтобы понять работу ШИМ-генератора 555, давайте заменим потенциометр двумя резисторами в конфигурации делителя напряжения.
Какой будет вывод микросхемы 555, это зависит от напряжения на контактах 2 и 6. Оба контакта в этой цепи короткие, поэтому напряжение на обоих будет таким же, как и напряжение на конденсаторе.
На приведенном выше рисунке видно, что источник питания микросхемы 555 внутренне разделен на 2 части с помощью 3 резисторов по 5 кОм. Вот почему мы называем эту микросхему таймера IC 555. Предположим, что мы запитали микросхему от 5-вольтового источника. Затем он будет разделен на две части. В точке «а» напряжение будет составлять две трети напряжения питания, которое составляет 3,333 вольта в случае питания 5 вольт. А в точке «b» напряжение будет составлять одну треть от напряжения питания, которое в нашем случае составляет 1,667 вольт.
Точки «a» и «b» подключены к компаратору comp1 и comp2 соответственно. Неинвертирующий вывод comp1 подключен к пороговому выводу микросхемы 555, а инвертирующий вывод подключен к узлу «a».Это означает, что если напряжение на пороговом выводе выше 3,33 вольта, то выход comp1 будет высоким, в противном случае он будет низким.
Инвертирующий вывод comp2 подключен к триггерному выводу 555 IC, а неинвертирующий вывод подключен к узлу «b». Это означает, что если напряжение на выводе триггера ниже 1,67 вольт, то выходной сигнал comp2 будет высоким, в противном случае он будет низким.
В цепи диммера контакты порога и триггера закорочены и подключены к конденсатору С1, поэтому если напряжение на конденсаторе выше двух третей напряжения питания, то выход отключится, а если ниже одной трети напряжения питания, то выход включится.
Теперь, если время зарядки и время разрядки конденсатора различаются, мы можем генерировать сигнал ШИМ. Для этого в этой схеме используются два диода. Теперь, если мы посмотрим на схему, мы сможем понять, что конденсатор заряжается через R1 и R3 и разряжается через R4 (вывод 7 является разрядным). Изменяя номиналы резисторов R3 и R4, можно изменить время заряда и разряда конденсатора). Вот почему был использован потенциометр.
Внимание:- Не закорачивайте резистор R1 для идеального 0 или 100% рабочего цикла.Потому что контакт 7 подключается напрямую к земле через транзистор Q1 в период выключения. Таким образом, вы можете закоротить источник питания. Вы можете увидеть внутреннюю структуру микросхемы таймера NE555.

Схема светодиодного диммера PWM | Управление яркостью с помощью таймера 555
Как изменить яркость светодиода ? Можно ли диммировать светодиодные фонари? Можно ли регулировать яркость светодиодов? – Давайте убьем всех этих зайцев одним выстрелом.
Светодиод
по сути является диодом. Когда прямое напряжение (Forwardbias) превышает 0,7 вольта, он начинает светиться. А если прямое напряжение меньше 0,7 вольта, то он будет в выключенном состоянии. А что произойдет, если мы подадим на светодиод высокое напряжение, чтобы увеличить яркость? Будет ли это практическим решением? Нет, это приведет к горению светодиода.
Итак, что мы можем сделать, чтобы отрегулировать яркость светодиодов? Здесь Circuits Gallery поставляется с простой схемой управления яркостью светодиода с использованием (широтно-импульсной модуляции ) метода ШИМ . Это называется схемой диммера PWM LED. Основная идея заключается в том, что, изменяя ширину импульса прямоугольной волны, можно управлять яркостью светодиода. У нас есть отдельная дискуссия о генерации ШИМ-сигнала. Здесь микросхема таймера NE555 используется для создания ШИМ-сигнала.
Схема светодиодного диммера
Компоненты, необходимые для контроллера светодиодного диммера
Резисторы (4,7 кОм)
Потенциометр (10 кОм)
Конденсатор (100 нФ или 0.1 мкФ)
555 ИС таймера
Работа цепи ШИМ-диммера
Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) сама по себе является дискурсом. Операционные усилители и микросхемы 555 широко используются для генерации ШИМ-сигналов.
Эта схема основана на микросхеме таймера 555. Вы можете использовать эту схему в качестве диммера для светодиодных ламп. Эта концепция ШИМ также применима и для диммерных выключателей ламп. Но здесь мы применяем это непосредственно к светодиоду.
В момент включения схемы на выходе будет 5В.Это потому, что напряжение на 2-м контакте (триггерный контакт) меньше 1/3 В постоянного тока. [Прочитайте Atale Multivibrator для ознакомления с таймером 555].
В следующий момент выходное напряжение достигнет конденсатора через потенциометр 10 кОм и диод D2. Итак, конденсатор начинает заряжаться с постоянной времени R _d R ₁ C (где Rd — прямое сопротивление диода D2).
Когда напряжение на конденсаторе превышает 2/3 В пост. тока, таймер 555 сбрасывается.Тогда на выходе будет 0В.
В этот момент конденсатор разряжается через диод D1 и потенциометр R1 на выходной контакт, так как он находится под потенциалом земли.
Когда напряжение на конденсаторе падает ниже 1/3 В пост. тока, выходное напряжение микросхемы 555 снова возрастает до 5 В. Этот процесс продолжается.
Здесь пути зарядки и разрядки совершенно разные, поскольку они изолированы диодами D1 и D2 (см. изображения выше). Если средняя точка потенциометра находится на 50% (середина), мы сможем получить 50%-й рабочий цикл (прямоугольные волны одинаковой ширины импульса).
Импульс можно изменить, изменив время зарядки и разрядки, это возможно с помощью потенциометра. Таким образом, мы получаем ШИМ-сигнал…!
Этот сигнал подается на светодиод через резистор 4,7 кОм. Яркость светодиода пропорциональна среднему значению прямоугольной волны.
При большой ширине импульса можно получить огромную яркость светодиода. Также если это низкий импульс с, яркость также уменьшается.
Пожалуйста, посмотрите видео с моделированием конструкции и практической реализацией схемы, представленной ниже, для лучшего понимания.
A Видео Описание светодиодного диммера с ШИМ
Это видео практической реализации схемы ШИМ светодиодного диммера.
<noscript><img src='/800/600/https/r.mt.ru/r26/photo1033/20760323509-0/jpg/bp.jpeg' /></noscript> youtube.com/embed/VnZgrBWXtA4?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»/>
(Выражаем благодарность г-ну Гиоргосу Лазаридису за предоставление этого видео http://www.pcbheaven.com/circuitpages/LED_PWM_Dimmer)
Распиновка микросхемы таймера 555
распиновка таймера 555
Заключение
Уменьшение напряжения источника — самый простой, но не лучший способ управления яркостью светодиода.ШИМ позволяет изменять рабочий цикл и достигать требуемой регулировки без изменения напряжения или потери мощности. Просто позаботьтесь о MOSFET с радиатором.
Как сделать схему регулятора скорости двигателя постоянного тока (50 В, 15 А)
Всем привет! сегодня мы собираемся построить схему регулятора скорости двигателя постоянного тока, способную управлять двигателем постоянного тока 50 В, 15 А. Принципиальная схема, работа и компоненты, используемые при создании этого проекта, подробно объясняются. Это самый полный регулятор скорости двигателя постоянного тока, который вы найдете в Интернете.
Вы можете посмотреть это видео по рабочей части проекта
Технические характеристики этого регулятора скорости двигателя постоянного тока:
Этот регулятор скорости принимает входное напряжение от 6В до 50В .
МАКС. выходной ток составляет 15 А при использовании надлежащего радиатора,
Имеют защиту от перенапряжения затвора и
Защиту от обратного хода или скачков напряжения.
После подключения требуемого входа напряжения и двигателя к выходной клемме скорость двигателя можно увеличить или уменьшить с помощью потенциометра.
Схема контроллера скорости двигателя постоянного тока Схема контроллера скорости двигателя постоянного тока
Требуемые компоненты:
LM317 регулятор напряжения
555 таймер
IRF3205S N-канал MOSFET
330 UF конденсатор (63 В)
220 UF конденсатор (63 В)
47 UF конденсатор (63 В)
10NF керамические конденсаторы x 3
1k резисторы X 2
330-омный резистор
6. 2 KOHM резистор
100-омный резистор
1N4007 Diodes x 3
16 A Shottky Diode
100K-потенциометр
33-ля резистор
33 ohmm резистор
10V Zener Diode
Упрощение регулятора скорости двигателя постоянного тока
Сначала эта схема может показаться очень сложной, поэтому упростим ее. Эта схема разделена на три основные части:
Регулятор напряжения или понижающий преобразователь
Генератор ШИМ.
Схема переключения.
Теперь давайте разберем каждую часть по отдельности. Я использую настольный блок питания для питания схемы. И установите напряжение около 12 В в качестве входного напряжения для регулятора скорости. Я использую осциллограф для анализа сигналов.
Для лучшего понимания я сначала прохожу схему коммутации:
КОММУТАЦИОННАЯ ЦЕПЬ Схема переключения регулятора скорости двигателя постоянного тока
Схема переключения используется для включения и выключения выхода на очень высокой частоте. Здесь Mosfet используется для выполнения этой работы.
МОП-транзистор может переключать высокое выходное напряжение между стоком и истоком, если на его затвор подается пороговое напряжение. Это пороговое напряжение, как правило, очень меньше, чем напряжение, которое Mosfet способен переключать, или напряжение между его стоком и истоком.
Кроме того, по мере того, как напряжение на затворе МОП-транзистора превышает пороговое напряжение затвора, все больше и больше тока протекает через сток к истоку.
Предостережение здесь : Пороговое напряжение — это напряжение, при котором МОП-транзистор начинает немного проводить.Чтобы полевой МОП-транзистор работал достаточно, чтобы управлять значительной нагрузкой, ему также требуется некоторое дополнительное напряжение.
Таким образом, если двигатель постоянного тока подключен между затвором и истоком MOSFET, напряжение на нем и, следовательно, скорость можно контролировать, контролируя напряжение затвора. А для этого нам нужно переменное напряжение на воротах. Теперь на помощь приходит ШИМ-генератор .
ЦЕПЬ ГЕНЕРАТОРА ШИМ Цепь ШИМ-генератора регулятора скорости двигателя постоянного тока
Требуемое переменное напряжение на затворе может быть легко обеспечено с помощью напряжения ШИМ.ШИМ или широтно-импульсная модуляция — это метод, используемый для получения любого напряжения от 0 до максимума входного напряжения. Это достигается коммутацией входного напряжения с определенной частотой и определенной скважностью.
Предположим, у нас есть входное напряжение 5v. Это может быть либо 5 В, либо 0. Теперь, если его включать и выключать с очень высокой частотой, мы получаем прямоугольную форму волны.
Допустим, время включения составляет 50 % от общего времени. Эти 50% называются рабочим циклом волны ШИМ, что дает нам конечное напряжение 2.5 вольт. По мере увеличения этого времени включения или рабочего цикла общее напряжение увеличивается.
И когда рабочий цикл достигает 100% мы получаем 5 вольт на выходе. Точно так же, когда он равен 0%, мы получаем 0 вольт на выходе. Это называется ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ, поскольку мы модулируем ширину импульса для получения переменного напряжения.
Узнайте больше о ШИМ здесь: ШИМ в деталях
Форма сигнала ШИМ
Схема регулятора скорости здесь генерирует волну ШИМ с помощью таймера 555 IC .Эта ИС обеспечивает требуемое переменное напряжение на затворе MOSFET, работая в нестабильном режиме.
Теперь существует определенный предел входного напряжения ИС, который наверняка меньше предела напряжения этого регулятора скорости.
Следовательно, чтобы обеспечить подходящее рабочее напряжение для ИС таймера 555, используется схема регулятора напряжения, которая обеспечивает фиксированное напряжение для ИС. Для этой цели в этой схеме используется регулятор напряжения LM317 .
ЦЕПЬ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ Цепь регулятора напряжения регулятора скорости двигателя постоянного тока
Здесь используется стабилизатор напряжения LM317. Он обеспечивает переменное напряжение от 1,25 до 37 вольт. Он используется здесь из-за его нескольких преимуществ по сравнению с другими регуляторами напряжения, такими как Программируемое выходное напряжение , Высокий выходной ток , лучшая линия и регулирование нагрузки .
Узнайте больше о регуляторах напряжения здесь: Регуляторы напряжения в деталях
Как работает эта схема регулятора скорости?
Конденсатор емкостью 330 мкФ подключен к клеммам входного питания для сглаживания постоянного тока.За ним следует последовательно резистор 330 Ом с конденсатором 47 мкФ , образующим фильтр нижних частот, который затем питает регулятор напряжения LM317.
Этот регулятор напряжения запрограммирован с помощью двух резисторов (R3 и R2) для получения постоянного напряжения 9 вольт.
Стоит отметить, что для получения этого выхода 9 В падение напряжения должно быть больше 2,5 В или входное напряжение должно быть не менее 11,5 В. Чтобы получить выходное напряжение, отличное от этого, вы должны изменить значения этих резисторов в соответствии с частотной формулой, указанной в техническом описании.
VO = VREF (1 + R2 / R1) + (IADJ × R2)
Загрузите техническое описание LM317 отсюда: техническое описание LM317
Здесь R2 равен 6,2k, а R1 равен 1k. С года я прил. находится в диапазоне мкА, просто игнорируйте его здесь. Это дает нам выходное напряжение 9 вольт. Затем эти 9 вольт питают таймер 555 . Здесь мы используем таймер 555 в нестабильном режиме или в качестве ШИМ-генератора.
PWM Напряжение, генерируемое таймером 555
Номер контакта.1 микросхемы заземлен. 2 и 6 соединены вместе, аналогично 4 и 8. Конденсатор 220 мкФ сглаживает поступающие 9 вольт.
Теперь резистор 1K , 2 диода 1N4007 , потенциометр 100k и конденсатор 10 нФ образуют RC-цепь зарядки-разрядки, вызывая ШИМ-выход на третьем выводе таймера 555.
Этот выход ШИМ управляет затвором MOSFET. Если вы хотите узнать больше о таймере 555 и о том, как он генерирует волну ШИМ, я предлагаю вам просмотреть множество отличных статей, доступных в Интернете.
Подробнее о таймерах 555 читайте здесь: Таймер 555 подробно
Около 555 проектов таймера с подробным объяснением: 555 проектов таймера
Цепь зарядки-разрядки RC
Наиболее важным аспектом волны ШИМ является ее частота, и вот формула частоты таймера 555 для нее. Вы также можете рассчитать частоту выхода ШИМ с помощью онлайн-калькуляторов.
Частота = 1,44 / (R1+2×R2) × C1 Гц
Загрузите техническое описание таймера 555 отсюда: техническое описание таймера 555
Калькулятор частоты ШИМ с таймером 555: Калькулятор частоты с таймером 555
Размещение значения R1 (1 кОм), емкости (около 7 нФ из-за допуска и других факторов) и значения потенциометра, которое в моем случае составляет примерно 91 кОм, в формулу дает нам частоту 1100 Гц.
Теперь, конечно, это не точно из-за нескольких других факторов, влияющих на схему. Фактическая частота составляет 1,3 кГц, что почти постоянно для 0-100% рабочего цикла выхода ШИМ.
Этот выход ШИМ управляет затвором MOSFET , подключенным через резистор 33 Ом. IRF3205S может выдерживать ток до 110 ампер при правильной системе охлаждения и достаточном напряжении затвора. Ограничение напряжения между стоком и истоком составляет максимум 55 В. тогда как напряжение от затвора до источника составляет максимум 20 В.
Исток полевого МОП-транзистора заземлен, а сток подключен к одной клемме выхода, а другая клемма к 12 В. Таким образом, двигатель подключается между + ve источника питания 12 В и стоком MOSFET .
Теперь для защиты МОП-транзистора от скачков напряжения, вызванных двигателем, диод Шоттки подключается параллельно двигателю или между стоком и +ve источника питания 12 В.
Узнайте больше об обратноходовых диодах здесь: Основы обратноходовых диодов
Диоды Шоттки
, как правило, предпочтительнее в устройствах с обратноходовыми диодами, потому что они имеют самый низкий прямой перепад (~ 0,000).2 В, а не > 0,7 В для малых токов) и способны быстро реагировать на обратное смещение (когда катушка индуктивности повторно запитывается) или, другими словами, диоды Шоттки имеют мгновенное обратное время восстановления, поэтому подходят для высокочастотных Приложения.
Контроллер скорости двигателя постоянного тока в действии Регулятор скорости двигателя постоянного тока в действии
Потенциометр управляет скоростью двигателя. А форма сигнала ШИМ, сгенерированная таймером 555, рисуется на осциллографе.Также могут быть измерены такие измерения, как рабочий цикл и Vpk-pk .
Важные моменты
Для защиты от перенапряжения используйте стабилитрон между затвором и истоком МОП-транзистора, как указано на схеме.