Invertor cu ventilator silențios: 4 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

Acesta este un proiect de actualizare a invertorului DC-AC.

Îmi place să folosesc energia solară în gospodăria mea pentru iluminat, să alimentez încărcătoarele USB și multe altele. Conduc cu siguranță unelte de 230V cu energie solară printr-un invertor, folosind și unelte din jurul mașinii mele alimentându-le din bateria mașinii. Toate aceste scenarii necesită un invertor de 12V-230V.

Cu toate acestea, un dezavantaj al utilizării invertoarelor este zgomotul constant produs de ventilatorul de răcire integrat.

Invertorul meu este destul de mic, cu o putere de ieșire maximă de 300W. Funcționez cu sarcini moderate (de exemplu, lipitorul meu, unealta rotativă, farurile etc.), iar invertorul de obicei nu are nevoie de un flux de aer forțat constant prin carcasa sa.

Așadar, să ne scutim de zgomotul teribil al unui ventilator care împarte furios aerul cu puterea sa maximă și să controlăm ventilatorul printr-un senzor de temperatură!

Pasul 1: caracteristici

Am visat la un circuit de control al ventilatorului cu 3 stări:

1. Invertorul este rece, iar ventilatorul funcționează în tăcere la RPM reduse (runde pe minut). Indicatorul LED personalizat luminează verde.
2. Invertorul se încălzește. Ventilatorul este comutat la viteza maximă, iar LED-ul devine galben.
3. Invertorul își ridică temperatura și mai mult. Un buzzer care produce zgomot strigă, indicând faptul că nivelul de căldură ar afecta invertorul, iar ventilatorul nu poate compensa cantitatea de disipare a căldurii.

De îndată ce activitatea crescută a ventilatorului este capabilă să răcească invertorul, circuitul revine automat la starea 2 și mai târziu la starea de calmare 1.

Nu este necesară nicio intervenție manuală. Fără comutatoare, fără butoane, fără întreținere.

Pasul 2: Componente necesare

Aveți nevoie de cel puțin următoarele componente pentru a conduce inteligent ventilatorul invertorului:

• un cip amplificator de operare (am folosit un amplificator dual LM258)
• un termistor (6,8 KΩ) cu un rezistor cu valoare fixă (4,7 KΩ)
• un rezistor variabil (500 KΩ)
• un tranzistor PNP pentru acționarea ventilatorului și un rezistor de 1 KΩ pentru conservarea tranzistorului
• opțional o diodă semiconductoare (1N4148)

Cu aceste componente puteți construi un controler de ventilator cu temperatură. Cu toate acestea, dacă doriți să adăugați indicatori LED, aveți nevoie de mai multe:

• două LED-uri cu două rezistențe sau un LED bicolor cu un rezistor
• aveți nevoie și de un tranzistor NPN pentru a conduce LED-ul

Dacă doriți și funcția de avertizare la supraîncălzire, veți avea nevoie de:

• un buzzer și încă un rezistor variabil (500 KΩ)
• opțional un alt tranzistor PNP
• opțional două rezistențe cu valoare fixă (470 Ω pentru buzzer și 1 KΩ pentru tranzistor)

Principalul motiv pentru care am implementat acest circuit este de a dezactiva ventilatorul. Ventilatorul original a fost surprinzător de puternic, așa că l-am înlocuit cu o versiune cu putere redusă și mult mai silențioasă. Acest ventilator mănâncă doar 0,78 wați, astfel încât un tranzistor PNP mic îl poate gestiona fără supraîncălzire, alimentând în același timp LED-ul. Tranzistorul PNP 2N4403 este evaluat la 600 mA curent maxim pe colectorul său. Ventilatorul consumă 60 mA în timpul funcționării (0,78 W / 14 V = 0, 06 A), iar LED-ul consumă încă 10 mA. Deci tranzistorul le poate manipula în siguranță fără releu sau comutator MOSFET.

Buzzerul poate funcționa direct fără un rezistor, dar am găsit zgomotul său prea puternic și enervant, așa că am aplicat un rezistor de 470 Ω pentru a obține un sunet mai prietenos. Al doilea tranzistor PNP poate fi omis, deoarece amplificatorul operațional poate conduce direct buzzerul mic. Tranzistorul este acolo pentru a porni / opri buzzerul mai ușor, eliminând un sunet de estompare.

Pasul 3: Proiectare și schemă

Am plasat LED-ul pe partea superioară a carcasei invertorului. În acest fel poate fi văzut cu ușurință din orice unghi de vizualizare.

În interiorul invertorului am plasat circuitul suplimentar astfel încât să nu blocheze traseul fluxului de aer. De asemenea, termistorul nu trebuie să fie în fluxul de aer, ci într-un colț nu atât de bine ventilat. În acest fel, măsoară în principal temperatura componentelor interne și nu temperatura fluxului de aer. Sursa principală de căldură într-un invertor nu este MOSTFET-urile (a căror temperatură este măsurată de termistorul meu), ci transformatorul. Dacă doriți ca ventilatorul dvs. să răspundă rapid la schimbările de încărcare pe invertor, ar trebui să așezați capul termistorului la transformator.

Pentru a fi simplu, am fixat circuitul pe carcasă cu bandă adezivă pe două fețe.

Circuitul este alimentat de la conectorul ventilatorului de răcire al invertorului. De fapt, singura modificare pe care am făcut-o asupra componentelor interne ale invertorului este tăierea firelor ventilatorului și introducerea circuitului meu între conectorul ventilatorului și ventilatorul în sine. (Cealaltă modificare este o gaură forată în partea superioară a carcasei pentru LED.)

Potențiometrele variabile pot fi de orice tip, cu toate acestea sunt preferabile tăietoarele elicoidale, deoarece pot fi reglate fin și mult mai mici decât potențiometrele cu buton. Am reglat inițial tunderea elicoidală care pornește ventilatorul la 220 KΩ, măsurată pe partea pozitivă. Celălalt aparat de tuns a fost presetat la 280 KΩ.

Dioda semiconductoare este acolo pentru a evita curentul inductiv să curgă înapoi atunci când electromotorul ventilatorului este doar oprit, dar rotorul este încă rotit de impulsul său. Cu toate acestea, aplicarea diodei aici este opțională, deoarece cu un motor cu ventilator atât de mic inducția este atât de mică încât nu poate provoca daune circuitului.

LM258 este un cip dual op-amp format din două amplificatoare de funcționare independente. Putem împărți rezistența de ieșire a termistorului între cei doi pini de intrare op-amperi. În acest fel suntem capabili să pornim ventilatorul la o temperatură mai scăzută și soneria la o temperatură mai ridicată cu ajutorul unui singur termistor.

Aș folosi o tensiune stabilizată pentru a-mi conduce circuitul și pentru a obține puncte de temperatură pornire / oprire constante, care sunt independente de nivelul de tensiune al bateriei pe care rulează invertorul, dar vreau, de asemenea, să păstrez proiectarea circuitului cât de simplu poate fi, deci Am renunțat la ideea de a folosi un regulator de tensiune și un comutator opto-cuplator pentru a conduce ventilatorul cu tensiunea nereglementată pentru RPM maxim.

Notă: Circuitul prezentat pe această schemă acoperă toate caracteristicile menționate anterior. Dacă doriți mai puține sau alte caracteristici decât circuitul trebuie modificate în consecință. De exemplu, lăsând LED-ul în afara și fără a modifica nimic altceva va duce la disfuncționalitate. De asemenea, rețineți că valorile rezistențelor și ale termistorului pot fi diferite, cu toate acestea, dacă utilizați un ventilator cu parametri diferiți de ai mei, trebuie să modificați și valorile rezistenței. În cele din urmă, dacă ventilatorul dvs. este mai mare și necesită mai multă putere, va trebui să includeți un releu sau un comutator MOSFET în circuit - un tranzistor mic se va arde de curentul pe care ventilatorul îl scurge. Întotdeauna testați pe un prototip!

AVERTIZARE! Periclitând viața!

Invertoare cu tensiune ridicată în interiorul lor. Dacă nu sunteți familiarizați cu principiile de siguranță pentru manipularea componentelor de înaltă tensiune, NU TREBUIE SĂ DESCHIDEȚI UN INVERSOR!

Pasul 4: Setarea nivelurilor de temperatură

Cu cele două rezistențe variabile (potențiometre sau tăietoare elicoidale în cazul meu) nivelurile de temperatură în care se aprinde ventilatorul și buzzerul pot fi personalizate. Aceasta este o procedură de încercare și eroare: trebuie să găsiți setările corespunzătoare prin mai multe cicluri de încercare.

Mai întâi lăsați termistorul să se răcească. Apoi setați primul potențiometru în punctul în care comută LED-ul de la verde la galben și ventilatorul de la RPM scăzut la mare. Acum atingeți termistorul și lăsați-l să se încălzească de vârfurile degetelor, în timp ce acordați potențiometrul până când acesta oprește din nou ventilatorul. În acest fel, setați nivelul de temperatură la aproximativ 30 Celsius. Probabil că doriți o temperatură puțin mai ridicată (poate peste 40 Celsius) pentru a porni ventilatorul, așa că porniți aparatul de tuns și testați noul nivel de pornire / oprire oferind o anumită căldură termistorului.

Al doilea potențiometru care controlează soneria poate fi setat (pentru un nivel de temperatură mai ridicat, desigur) cu aceeași metodă.

Folosesc invertorul controlat de ventilator cu mare satisfacție - și în tăcere.;-)