Kontrol ng liwanag ng LED. Pulse Width Modulation (PWM) Digital PWM Closed Loop Power Controller


Ang PWM controller ay idinisenyo upang ayusin ang bilis ng pag-ikot ng polar motor, ang liwanag ng bumbilya o ang kapangyarihan ng elemento ng pag-init.

Mga kalamangan:
1 Dali ng paggawa
2 Availability ng mga bahagi (ang gastos ay hindi lalampas sa $ 2)
3 Malawak na aplikasyon
4 Para sa mga nagsisimula, magsanay muli at pasayahin ang iyong sarili =)

Sa sandaling kailangan ko ng "aparato" upang ayusin ang bilis ng pag-ikot ng palamigan. Para sa kung ano ang eksaktong hindi ko matandaan. Mula sa simula sinubukan ko sa pamamagitan ng isang regular na variable na risistor, naging mainit ito at hindi ito katanggap-tanggap para sa akin. Bilang isang resulta, pagkatapos maghukay sa paligid sa Internet, nakakita ako ng isang circuit sa pamilyar na NE555 chip. Ito ay isang circuit ng isang maginoo na PWM controller na may duty cycle (tagal) ng mga pulso na katumbas o mas mababa sa 50% (mamaya ay magbibigay ako ng mga graph kung paano ito gumagana). Ang circuit ay naging napaka-simple at hindi nangangailangan ng pag-tune, ang pangunahing bagay ay hindi sirain ang koneksyon ng mga diode at isang transistor. Sa unang pagkakataon na binuo ko ito sa isang breadboard at sinubukan ito, lahat ay gumana nang kalahating pagliko. Nang maglaon, nagkalat na ako ng isang maliit na naka-print na circuit board at ang lahat ay mukhang mas malinis =) Well, ngayon tingnan natin ang mismong circuit!

PWM controller circuit

Mula dito nakita namin na ito ay isang ordinaryong generator na may isang duty cycle regulator na binuo ayon sa scheme mula sa datasheet. Binago namin ang duty cycle na ito gamit ang risistor R1, ang risistor R2 ay nagsisilbing short-circuit na proteksyon para sa amin, dahil ang ika-4 na output ng microcircuit ay konektado sa ground sa pamamagitan ng panloob na key ng timer at sa matinding posisyon ng R1 ito ay magsasara lamang. Ang R3 ay isang pull-up na risistor. Ang C2 ay ang frequency setting capacitor. Ang IRFZ44N transistor ay isang N channel mosfet. Ang D3 ay isang protective diode na pumipigil sa field device na mabigo kapag naputol ang pagkarga. Ngayon ng kaunti tungkol sa duty cycle ng mga pulso. Ang pulse duty cycle ay ang ratio ng panahon ng pag-uulit nito (pag-uulit) sa tagal ng pulso, iyon ay, pagkatapos ng isang tiyak na tagal ng panahon magkakaroon ng paglipat mula sa (halos pagsasalita) plus hanggang minus, o sa halip mula sa isang lohikal na yunit sa isang lohikal na zero. Kaya ang agwat ng oras na ito sa pagitan ng mga pulso ay parehong duty cycle.


Duty cycle sa gitnang posisyon R1

Duty cycle sa pinaka-kaliwang posisyon R1


Duty cycle sa pinakakanang posisyon R

Sa ibaba ay magbibigay ako ng mga naka-print na circuit board na may at walang lokasyon ng mga bahagi


Ngayon ng kaunti tungkol sa mga detalye at ang kanilang hitsura. Ang microcircuit mismo ay ginawa sa isang DIP-8 na pakete, maliit na laki ng ceramic capacitors, 0.125-0.25 watt resistors. Ang mga diode ay mga maginoo na rectifier para sa 1A (ang pinaka-abot-kayang ay 1N4007, sila ay nasa lahat ng dako nang maramihan). Gayundin, ang microcircuit ay maaaring mai-install sa isang socket, kung sa hinaharap nais mong gamitin ito sa iba pang mga proyekto at hindi ito i-unsolder muli. Nasa ibaba ang mga larawan ng mga detalye.



Ang klasikong circuit ng isang pulse-width control module para sa isang 12-volt load, ang circuit ay binuo sa batayan ng isang 555 timer at isang field-effect transistor.

Para sa isang maliit na desktop machine na may 12 V power na binili ko kamakailan sa Ali, kailangan ko ng motor speed controller module. Sa pangkalahatan, nagpasya akong gumawa ng sarili kong scheme, dahil hindi ko nais na mag-order muli ng bloke na ito, handa na itong kunin bago at ito ay magastos.

PWM controller circuit 12V


Sa pagmuni-muni, dumating ako sa konklusyon na kailangan namin ng isang circuit para sa controller ng bilis ng motor direktang kasalukuyang bilang isang PWM controller. Higit pa ang magagawa nito kaysa baguhin lamang ang bilis ng makina. Ang circuit na ito ay may output na 12 volts na may iba't ibang mga duty cycle at maaaring magamit para sa maraming iba pang mga layunin:
  • Controller ng bilis ng motor;
  • LED backlight dimmer;
  • Heat regulator para sa heated wire;
  • Voltage regulator para sa electrolytic pickling, atbp.

Ang lahat ng mga ekstrang bahagi ay maaaring mabili para sa isang sentimos, o soldered mula sa mga lumang board na may mga bahagi. Ang sumusunod ay isang listahan ng mga bahagi ng radyo para sa pag-assemble ng circuit:

Mga Bahagi ng Regulator

  • 1 x 0.01uF ceramic capacitor
  • 1 x 0.1uF ceramic capacitor
  • 2 x 1N4001 rectifier diodes
  • 1 x 1N4004 rectifier diode
  • 1 x IRF530 100V 14A FET
  • 1 x 100 ohm risistor
  • 1 x 1 kΩ risistor
  • 1 x NE555 timer
  • 1 x 8-pin M/S connector
  • 1 x 100 kΩ potentiometer
  • 1 x 70 x 100 single sided PP


Ang larawang ito ay nagpapakita ng isang naka-print na circuit board para sa pag-assemble ng isang PWM regulator, ngunit huwag mag-atubiling magdisenyo ng iyong sarili. Kapag naghihinang, bigyang-pansin ang lokasyon ng timer ng 555. Ang lahat ng iba pang mga detalye ay medyo malinaw.


Mayroong 3 jumper sa board: mula GND hanggang C1, mula sa pin 7555 hanggang D1 at GND hanggang IRF530.


Gayundin sa board mayroong isang butas sa pamamagitan ng IRF530 transistor - ito ay para sa heat sink.


Kapag ikinonekta ang motor, dapat suriin ang direksyon ng pag-ikot ng motor bago magpatuloy sa panghuling pagpupulong, kahit na ang de-koryenteng motor ay gagana nang maayos sa anumang direksyon. Well, iyan ang buong disenyo, nasubok at 100% gumagana - good luck sa pag-assemble nito sa iyong sarili!

Maginhawang i-regulate ang supply boltahe ng mga makapangyarihang consumer gamit ang pulse-width modulation regulators. Ang bentahe ng naturang mga regulator ay ang output transistor ay nagpapatakbo sa isang key mode, na nangangahulugang mayroon itong dalawang estado - bukas o sarado. Ito ay kilala na ang pinakamalaking pag-init ng transistor ay nangyayari sa kalahating bukas na estado, na humahantong sa pangangailangan na i-install ito sa isang malaking lugar na radiator at i-save ito mula sa overheating.

nagmumungkahi ako isang simpleng circuit PWM controller. Ang aparato ay pinapagana ng isang 12V DC na pinagmumulan ng boltahe. Gamit ang tinukoy na halimbawa ng transistor, maaari itong makatiis sa kasalukuyang hanggang sa 10A.

Isaalang-alang ang pagpapatakbo ng device: Sa transistors VT1 at VT2, isang multivibrator na may adjustable pulse duty cycle ay binuo. Ang rate ng pag-uulit ng pulso ay tungkol sa 7 kHz. Mula sa kolektor ng transistor VT2, ang mga pulso ay pinapakain sa key transistor VT3, na kumokontrol sa pagkarga. Ang duty cycle ay kinokontrol ng isang variable na risistor R4. Sa matinding kaliwang posisyon ng slider ng risistor na ito, tingnan ang itaas na diagram, ang mga pulso sa output ng aparato ay makitid, na nagpapahiwatig ng pinakamababang kapangyarihan ng output ng regulator. Sa matinding kanang posisyon, tingnan ang ibabang diagram, ang mga pulso ay malawak, ang regulator ay gumagana nang buong lakas.


PWM operation diagram sa CT1

Sa regulator na ito, makokontrol mo ang mga 12 V na incandescent lamp ng sambahayan, isang DC motor na may insulated na pabahay. Sa kaso ng paggamit ng regulator sa isang kotse, kung saan ang minus ay konektado sa kaso, ang koneksyon ay dapat gawin sa pamamagitan ng isang p-n-p transistor, tulad ng ipinapakita sa figure.
Mga Detalye: Halos anumang low-frequency transistors ay maaaring gumana sa generator, halimbawa, KT315, KT3102. Key transistor IRF3205, IRF9530. PNP transistor Ang P210 ay papalitan ng KT825, habang ang load ay maaaring ikonekta sa isang kasalukuyang hanggang 20A!

At sa konklusyon, dapat sabihin na ang regulator na ito ay nagtatrabaho sa aking kotse na may interior heating engine nang higit sa dalawang taon.

Listahan ng mga elemento ng radyo

Pagtatalaga Uri ng Denominasyon Dami TandaanPuntosNotepad ko
VT1, VT2 bipolar transistor

KTC3198

2 Sa notepad
VT3 Field-effect transistorN302AP1 Sa notepad
C1 electrolytic kapasitor220uF 16V1 Sa notepad
C2, C3 Kapasitor4700 pF2 Sa notepad
R1, R6 Resistor

4.7 kOhm

2 Sa notepad
R2 Resistor

2.2 kOhm

1 Sa notepad
R3 Resistor

27 kOhm

1 Sa notepad
R4 Variable risistor150 kOhm1 Sa notepad
R5 Resistor

Isa pang pagsusuri sa paksa ng lahat ng uri ng mga bagay para sa mga produktong gawang bahay. Sa pagkakataong ito ay magsasalita ako tungkol sa digital speed controller. Ang bagay ay kawili-wili sa sarili nitong paraan, ngunit gusto ko ng higit pa.
Para sa mga interesado, basahin mo :)

Ang pagkakaroon sa sambahayan ng ilang mga aparatong mababa ang boltahe tulad ng isang maliit na gilingan, atbp. Nais kong bahagyang dagdagan ang kanilang functional at aesthetic na hitsura. Totoo, hindi ito nagtagumpay, kahit na umaasa pa rin akong makamit ang aking layunin, marahil sa ibang pagkakataon, sasabihin ko sa iyo ang tungkol sa bagay mismo ngayon.
Ang tagagawa ng regulator na ito ay Maitech, o sa halip, ang pangalang ito ay madalas na matatagpuan sa lahat ng uri ng mga panyo at mga bloke para sa mga produktong gawa sa bahay, kahit na sa ilang kadahilanan ay hindi ako nakatagpo sa site ng kumpanyang ito.

Dahil sa hindi ko natapos na gawin ang gusto ko, ang pagsusuri ay magiging mas maikli kaysa karaniwan, ngunit sisimulan ko, gaya ng dati, kung paano ito ibinebenta at ipinadala.
Ang sobre ay naglalaman ng isang ordinaryong ziplock bag.

Kasama lamang sa kit ang isang regulator na may variable na risistor at isang pindutan, walang matigas na packaging at mga tagubilin, ngunit ang lahat ay dumating nang buo at walang pinsala.

May sticker sa likod na pumapalit sa mga tagubilin. Sa prinsipyo, higit pa ang hindi kinakailangan para sa naturang device.
Ang operating voltage range ay 6-30 Volts at ang maximum na kasalukuyang ay 8 Amps.

Ang hitsura ay medyo maganda, madilim na "salamin", madilim na kulay-abo na plastik ng kaso, sa off state ay tila sa pangkalahatan ay itim. Sa pamamagitan ng hitsura off, walang dapat ireklamo. Ang isang transport film ay nakadikit sa harap.
Mga sukat ng pag-install ng device:
Haba 72mm (minimum case opening 75mm), lapad 40mm, depth hindi kasama ang front panel 23mm (na may front panel 24mm).
Mga sukat ng front panel:
Haba 42.5, lapad 80mm

Ang isang variable na risistor ay may isang hawakan, ang hawakan ay siyempre magaspang, ngunit ito ay gagawin para sa paggamit.
Ang paglaban ng risistor ay 100KΩ, ang pag-asa sa pagsasaayos ay linear.
Tulad ng nangyari sa ibang pagkakataon, ang 100KΩ resistance ay nagbibigay ng glitch. Kapag pinalakas mula sa isang pulsed power supply unit, imposibleng magtakda ng mga matatag na pagbabasa, ang pagkagambala sa mga wire sa variable na risistor ay nakakaapekto, dahil kung saan ang mga pagbabasa ay tumalon +\- 2 mga character, ngunit ito ay mainam na tumalon, kasama ang ito, tumalon ang bilis ng makina.
Ang paglaban ng risistor ay mataas, ang kasalukuyang ay maliit at ang mga wire ay kinokolekta ang lahat ng ingay sa paligid.
Kapag pinalakas ng isang linear PSU, ang problemang ito ay ganap na wala.
Ang haba ng mga wire sa risistor at ang pindutan ay tungkol sa 180mm.

Button, well, walang espesyal. Karaniwang bukas ang mga contact, mounting diameter 16mm, haba 24mm, walang pag-iilaw.
Pinapatay ng buton ang makina.
Yung. kapag ang kapangyarihan ay inilapat, ang tagapagpahiwatig ay naka-on, ang makina ay nagsisimula, ang pagpindot sa pindutan ay pinapatay ito, ang pangalawang pagpindot ay i-on ito muli.
Kapag naka-off ang makina, hindi rin umiilaw ang indicator.

Sa ilalim ng takip ay ang device board.
Ang power supply at mga contact sa koneksyon ng motor ay inilalabas sa mga terminal.
Ang mga positibong contact ng connector ay konektado nang magkasama, ang power switch ay lumipat sa negatibong wire ng engine.
Ang koneksyon ng variable na risistor at ang pindutan ay nababakas.
Mukhang maayos ang lahat. Ang mga lead ng kapasitor ay medyo baluktot, ngunit sa palagay ko ito ay mapapatawad :)

Itatago ko ang karagdagang disassembly sa ilalim ng spoiler.

Higit pa

Ang indicator ay medyo malaki, ang taas ng digit ay 14mm.
Ang mga sukat ng board ay 69x37mm.

Ang board ay binuo nang maayos, may mga bakas ng pagkilos ng bagay malapit sa mga contact ng tagapagpahiwatig, ngunit sa pangkalahatan ang board ay malinis.
Ang board ay naglalaman ng: isang reverse polarity protection diode, isang 5 Volt stabilizer, isang microcontroller, isang 470 microfarad 35 Volt capacitor, mga elemento ng kapangyarihan sa ilalim ng isang maliit na radiator.
Ang mga lugar para sa pag-install ng mga karagdagang konektor ay makikita rin, ang kanilang layunin ay hindi malinaw.

Nag-sketch ako ng isang maliit na block diagram, para lamang sa isang magaspang na pag-unawa sa kung ano at paano ito inililipat at kung paano ito konektado. Ang variable na risistor ay naka-on na may isang paa hanggang 5 volts, ang pangalawa sa lupa. Samakatuwid, maaari itong ligtas na mapalitan ng mas mababang denominasyon. Walang mga koneksyon sa unsoldered connector sa diagram.

Gumagamit ang device ng microcontroller na ginawa ng STMicroelectronics.
Sa pagkakaalam ko, ang microcontroller na ito ay ginagamit sa isang malaking bilang iba't ibang mga aparato tulad ng ammeters.

Ang power stabilizer, kapag nagpapatakbo sa pinakamataas na boltahe ng input, ay umiinit, ngunit hindi gaanong.

Ang bahagi ng init mula sa mga elemento ng kapangyarihan ay inalis sa mga tansong polygon ng board, sa kaliwa maaari mong makita ang isang malaking bilang ng mga paglipat mula sa isang gilid ng board patungo sa isa, na tumutulong upang alisin ang init.
Gayundin, ang init ay inalis sa tulong ng isang maliit na radiator, na pinindot laban sa mga elemento ng kapangyarihan mula sa itaas. Ang paglalagay na ito ng heatsink ay tila medyo nagdududa sa akin, dahil ang init ay tinanggal sa pamamagitan ng plastic ng kaso at ang gayong heatsink ay hindi nakakatulong nang malaki.
Walang paste sa pagitan ng mga elemento ng kapangyarihan at radiator, inirerekumenda kong tanggalin ang radiator at pahiran ito ng paste, kahit kaunti ngunit ito ay magiging mas mahusay.

Ang isang transistor ay ginagamit sa seksyon ng kapangyarihan, ang channel resistance ay 3.3mOhm, ang maximum na kasalukuyang ay 161 Amperes, ngunit ang maximum na boltahe ay 30 Volts lamang, kaya inirerekumenda kong limitahan ang input sa 25-27 Volts. Kapag tumatakbo sa malapit sa pinakamataas na alon, mayroong bahagyang pag-init.
Matatagpuan din sa malapit ang isang diode, na nagpapahina sa mga kasalukuyang surge mula sa self-induction ng motor.
10 amps, 45 volts ang inilapat dito. Walang mga katanungan tungkol sa diode.


Unang pagsasama. Nagkataon na nagsagawa ako ng mga pagsubok bago pa man mag-alis proteksiyon na pelikula, dahil sa mga larawang ito ay naroon pa rin.
Ang indicator ay contrasting, moderately bright, read perfectly.

Sa una ay nagpasya akong subukan ang maliliit na load at nakuha ang unang pagkabigo.
Hindi, wala akong reklamo tungkol sa tagagawa at sa tindahan, inaasahan ko lang na ang isang medyo mahal na aparato ay magkakaroon ng pagpapapanatag ng bilis ng engine.
Naku, ito ay isang adjustable PWM lamang, ang indicator ay nagpapakita ng% na pagpuno mula 0 hanggang 100%.
Hindi man lang napansin ng regulator ang maliit na motor, ang araw na ito ay isang ganap na katawa-tawa na kasalukuyang pagkarga :)

Ang mga matulungin na mambabasa ay dapat na nagbigay-pansin sa cross-section ng mga wire kung saan ikinonekta ko ang kapangyarihan sa regulator.
Oo, pagkatapos ay nagpasya akong lapitan ang isyu nang mas buong mundo at ikonekta ang isang mas malakas na makina.
Siyempre, ito ay kapansin-pansing mas malakas kaysa sa regulator, ngunit sa idle ang kasalukuyang nito ay halos 5 amperes, na naging posible upang suriin ang regulator sa mga mode na mas malapit sa maximum.
Ang regulator ay kumikilos nang perpekto, sa pamamagitan ng paraan, nakalimutan kong ipahiwatig na kapag naka-on, ang regulator ay maayos na pinatataas ang pagpuno ng PWM mula sa zero hanggang sa itinakdang halaga, na tinitiyak ang maayos na acceleration, habang ang tagapagpahiwatig ay agad na nagpapakita ng itinakdang halaga, at hindi tulad ng dalas. drive, kung saan ipinapakita ang totoong kasalukuyang.
Ang regulator ay hindi nabigo, nagpainit ng kaunti, ngunit hindi kritikal.

Dahil ang regulator ay pulsed, nagpasya ako, para lamang sa kasiyahan, na sundutin sa paligid gamit ang isang oscilloscope at tingnan kung ano ang mangyayari sa gate ng power transistor sa iba't ibang mga mode.
Ang dalas ng PWM ay humigit-kumulang 15 kHz at hindi nagbabago sa panahon ng operasyon. Nagsisimula ang makina sa humigit-kumulang 10% na pagpuno.



Sa una, pinlano kong ilagay ang regulator sa aking luma (sa halip ay sinaunang) power supply para sa maliliit na power tool (higit pa doon sa ibang pagkakataon). in theory, dapat ay sa halip na front panel, at ang speed controller ay dapat nasa likod, hindi ko binalak na maglagay ng isang pindutan (sa kabutihang palad, kapag naka-on, ang aparato ay agad na lumipat sa mode na naka-on) .
Dapat itong maging maganda at maayos.

Ngunit higit pang pagkabigo ang naghihintay sa akin.
1. Kahit na ang tagapagpahiwatig ay medyo mas maliit sa laki kaysa sa insert sa harap na panel, mas masahol pa na hindi ito magkasya nang malalim, na nakapatong sa mga rack para sa pagkonekta sa mga kalahati ng kaso.
at kung ang plastik ng pabahay ng tagapagpahiwatig ay maaaring putulin, kung gayon ay hindi mahalaga, dahil ang regulator board ay higit na nakagambala.
2. Ngunit kahit na malutas ko ang unang tanong, may pangalawang problema, nakalimutan ko na kung paano ginawa ang aking power supply. Ang katotohanan ay sinira ng regulator ang minus na supply, at mayroon akong isang relay para sa reverse, pag-on at pagpilit sa makina na huminto, at isang control circuit para sa lahat ng ito. At sa kanilang pagbabago, naging mas mahirap ang lahat :(

Kung ang regulator ay may speed stabilization, malito pa rin ako at gagawing muli ang control at reverse circuit, o gawing muli ang regulator para sa switching + power. At kaya posible at gagawin ko ito muli, ngunit wala nang sigasig at ngayon ay hindi ko alam kung kailan.
Baka may interesado, picture ng insides ng PSU ko, it was going to be about 13-15 years ago, almost all the time it works without problems, once I had to replace the relay.

Buod.
pros
Ang aparato ay ganap na gumagana.
Maayos na hitsura.
Kalidad ng build
Kasama sa kit ang lahat ng kailangan mo.

Mga minus.
Maling operasyon mula sa pagpapalit ng mga power supply.
Power transistor na walang boltahe margin
Sa gayong katamtamang pag-andar, ang presyo ay masyadong mataas (ngunit ang lahat ay kamag-anak dito).

Aking opinyon. Kung ipipikit mo ang iyong mga mata sa presyo ng aparato, kung gayon sa sarili nito ay medyo maganda ito, at mukhang maayos at gumagana nang maayos. Oo, mayroong isang problema ng hindi napakahusay na kaligtasan sa ingay, sa palagay ko ay hindi mahirap lutasin ito, ngunit medyo nakakadismaya. Bilang karagdagan, inirerekumenda ko na huwag lumampas sa boltahe ng input sa itaas 25-27 Volts.
Ang higit na nakakabigo ay ang katotohanan na tumingin ako ng maraming mga pagpipilian para sa lahat ng mga uri ng mga yari na regulator, ngunit wala kahit saan sila nag-aalok ng isang solusyon na may pag-stabilize ng bilis. Baka may magtatanong kung bakit ko ito ginagawa. Ipapaliwanag ko kung paano nahulog sa mga kamay ang isang nakakagiling na makina na may stabilization, ito ay mas kaaya-aya na magtrabaho kaysa karaniwan.

Yun lang, sana naging interesting :)

Ang produkto ay ibinigay para sa pagsulat ng isang pagsusuri ng tindahan. Ang pagsusuri ay nai-publish alinsunod sa sugnay 18 ng Mga Panuntunan ng Site.

Balak kong bumili ng +23 Idagdag sa mga Paborito Nagustuhan ang pagsusuri +38 +64