اینورتر با فن خاموش: 4 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

این پروژه ارتقاء اینورتر DC به AC است.

من دوست دارم از انرژی خورشیدی در خانه برای روشنایی ، تغذیه شارژرهای USB و موارد دیگر استفاده کنم. من مرتباً ابزارهای 230 ولت با انرژی خورشیدی را از طریق اینورتر هدایت می کنم ، همچنین از ابزارهایی در اطراف ماشینم استفاده می کنم که آنها را از باتری ماشین تغذیه می کند. همه این سناریوها به اینورتر 12V-230V نیاز دارند.

با این حال ، یکی از اشکالات استفاده از اینورتر ، سر و صدای ثابت ایجاد شده توسط فن خنک کننده یکپارچه است.

اینورتر من نسبتاً کوچک است و حداکثر توان خروجی آن 300 وات است. من بارهای متوسطی از آن وارد می کنم (به عنوان مثال آهن لحیم کاری من ، ابزار دوار ، چراغهای نقطه ای و غیره) ، و اینورتر معمولاً نیازی به جریان مداوم هوا از طریق محفظه خود ندارد.

بنابراین بیایید خودمان را از آن سر و صدای وحشتناک فن که با عصبانیت هوا را با تمام قدرتش تقسیم می کند نجات دهیم و فن را با یک سنسور دما کنترل کنیم!

مرحله 1: ویژگی ها

من خواب دیدم که یک مدار کنترل فن با 3 حالت وجود دارد:

1. اینورتر خنک است و فن بی سر و صدا روی دور کم (دور در دقیقه) کار می کند. نشانگر LED سفارشی به رنگ سبز می درخشد.
2. اینورتر گرمتر می شود. فن به تمام سرعت خود تغییر می کند و LED زرد می شود.
3. اینورتر دمای خود را حتی بیشتر افزایش می دهد. یک زنگ صدا ایجاد می کند و نشان می دهد که سطح گرما به اینورتر آسیب می رساند و فن نمی تواند میزان اتلاف گرما را جبران کند.

به محض افزایش فعالیت فن می تواند اینورتر را خنک کند ، مدار به طور خودکار به حالت 2 و بعداً به حالت آرامش 1 باز می گردد.

هیچ وقت نیاز به مداخله دستی نیست. بدون سوئیچ ، بدون دکمه ، بدون نگهداری.

مرحله 2: اجزای مورد نیاز

برای راه اندازی هوشمند فن اینورتر به حداقل اجزای زیر نیاز دارید:

• یک تراشه تقویت کننده عملیات (من از یک LM258 dual op-amp استفاده کردم)
• ترمیستور (6.8 KΩ) با مقاومت مقدار ثابت (4.7 KΩ)
• مقاومت متغیر (500 کیلو وات)
• یک ترانزیستور PNP برای هدایت فن و یک مقاومت 1 کیلو اهم برای حفظ ترانزیستور
• اختیاری یک دیود نیمه هادی (1N4148)

با استفاده از این اجزا می توانید یک کنترل کننده فن بر اساس درجه حرارت ایجاد کنید. اما اگر می خواهید نشانگرهای LED را اضافه کنید ، به موارد بیشتری نیاز دارید:

• دو LED با دو مقاومت ، یا یک LED دو رنگ با یک مقاومت
• همچنین برای رانندگی LED به ترانزیستور NPN احتیاج دارید

اگر ویژگی هشدار گرمای بیش از حد را نیز می خواهید به موارد زیر نیاز دارید:

• زنگ و یک مقاومت متغیر دیگر (500 کیلووات)
• به صورت اختیاری یک ترانزیستور PNP دیگر
• اختیاری دو مقاومت با مقدار ثابت (470 Ω برای زنگ و 1 کیلو Ω برای ترانزیستور)

دلیل اصلی اجرای این مدار قطع کردن فن است. فن اصلی به طرز شگفت انگیزی بلند بود ، بنابراین من آن را با یک نسخه کم قدرت و بسیار بی صدا جایگزین کردم. این فن فقط 0.78 وات مصرف می کند ، بنابراین یک ترانزیستور PNP کوچک می تواند بدون گرم شدن بیش از حد آن را کنترل کند ، در حالی که LED را نیز تغذیه می کند. ترانزیستور 2N4403 PNP تا 600 میلی آمپر حداکثر جریان بر روی کلکتور خود دارد. فن هنگام کار 60 میلی آمپر (0.78 وات / 14 ولت = 0 ، 06 آمپر) مصرف می کند و LED 10 میلی آمپر اضافی مصرف می کند. بنابراین ترانزیستور می تواند با خیال راحت آنها را بدون رله یا سوئیچ MOSFET اداره کند.

صدای زنگ می تواند مستقیماً بدون مقاومت کار کند ، اما من صدای آن را بسیار بلند و آزاردهنده دیدم ، بنابراین از یک مقاومت 470 Ω استفاده کردم تا صدا دوستانه تر شود. دومین ترانزیستور PNP را می توان حذف کرد زیرا op-amp می تواند بوزر کوچک را مستقیماً هدایت کند. ترانزیستور برای روشن/خاموش کردن بی صدا صدا و از بین رفتن صدای محو کننده وجود دارد.

مرحله 3: طراحی و شماتیک

LED را در بالای محفظه اینورتر قرار دادم. به این ترتیب می توان آن را به راحتی از هر زاویه دید مشاهده کرد.

داخل اینورتر مدار اضافی را طوری قرار دادم که مسیر جریان هوا را مسدود نکند. همچنین ، ترمیستور نباید در جریان هوا باشد ، اما در گوشه ای نه چندان خوب تهویه باشد. به این ترتیب عمدتا دمای اجزای داخلی را اندازه گیری می کند و نه دمای جریان هوا. منبع اصلی حرارت در اینورتر MOSTFET (که دما توسط ترمیستور من اندازه گیری می شود) نیست بلکه ترانسفورماتور است. اگر می خواهید فن شما به سرعت پاسخ دهد تا تغییرات روی اینورتر بارگذاری شود ، باید سر ترمیستور را روی ترانسفورماتور قرار دهید.

برای ساده تر بودن ، مدار را با نوار چسب دو طرفه به محفظه ثابت کردم.

مدار از کانکتور فن خنک کننده اینورتر تغذیه می شود. در واقع تنها تغییری که روی اجزای داخلی اینورتر انجام دادم این است که سیم فن را قطع کرده و مدار خود را بین کانکتور فن و خود فن وارد کرده ام. (اصلاح دیگر ، سوراخی است که در قسمت بالای بدنه برای LED ایجاد شده است.)

پتانسیومترهای متغیر می توانند هر نوع باشند ، با این حال تریمرهای مارپیچی ترجیح داده می شوند زیرا می توانند به خوبی تنظیم شده و بسیار کوچکتر از پتانسیومترهای دکمه دار باشند. من در ابتدا برش مارپیچ را تنظیم کردم که فن را به 220 کیلو وات روشن می کند ، که در قسمت مثبت اندازه گیری می شود. تنظیم کننده دیگر بر روی 280 کیلووات از پیش تنظیم شده است.

هنگامی که الکتروموتور فن خاموش است اما روتور همچنان با حرکت خود چرخانده می شود ، دیود نیمه هادی برای جلوگیری از جریان القایی به عقب وجود دارد. با این حال استفاده از دیود در اینجا اختیاری است زیرا با چنین موتور کوچک فن ، القاء آنقدر کوچک است که هیچ آسیبی به مدار نمی رساند.

LM258 یک تراشه op-amp دوگانه است که از دو تقویت کننده عملکرد مستقل تشکیل شده است. ما می توانیم مقاومت خروجی ترمیستور را بین دو پین ورودی op-amps به اشتراک بگذاریم. به این ترتیب تنها با استفاده از یک ترمیستور می توانیم فن را در دمای پایین و زنگ را در دمای بالاتر روشن کنیم.

من از یک ولتاژ تثبیت شده برای هدایت مدار خود استفاده می کنم و نقاط دمای روشن/خاموش ثابت را که مستقل از سطح ولتاژ باتری اینورتر است استفاده می کنم ، اما همچنین می خواهم طراحی مدار را تا آنجا که می تواند ساده نگه دارم. من ایده استفاده از تنظیم کننده ولتاژ و سوئیچ opto-coupler را برای راندن فن با ولتاژ نامنظم برای حداکثر RPM کنار گذاشتم.

توجه: مدار ارائه شده در این طرح کلی تمام ویژگی های پیش گفته را پوشش می دهد. اگر می خواهید کمتر یا سایر ویژگی های مدار باید متناسب با آن اصلاح شود. به عنوان مثال کنار گذاشتن LED و عدم اصلاح هیچ چیز دیگری منجر به اختلال می شود. همچنین توجه داشته باشید که مقادیر مقاومتها و ترمیستور ممکن است متفاوت باشد ، اما اگر از فن با پارامترهای متفاوت از من استفاده می کنید ، باید مقادیر مقاومت را نیز تغییر دهید. سرانجام ، اگر فن شما بزرگتر است و به قدرت بیشتری نیاز دارد ، بیش از آنچه نیاز دارید یک رله یا یک سوئیچ MOSFET را در مدار قرار دهید - یک ترانزیستور کوچک با جریان تخلیه فن شما می سوزد. همیشه روی نمونه اولیه آزمایش کنید!

هشدار! زندگی را به خطر می اندازد!

اینورترها دارای ولتاژ بالا در داخل خود هستند. اگر با اصول ایمنی کار با اجزای فشار قوی آشنا نیستید ، نباید اینورتر را باز کنید!

مرحله 4: تنظیم سطح دما

با استفاده از دو مقاومت متغیر (پتانسیومتر یا در مورد من دستگاه برش مارپیچ) می توان سطوح دمایی را که در آن فن و زنگ صدا روشن می شود تنظیم کرد. این یک روش آزمایشی و خطایی است: شما باید چندین چرخه امتحانی تنظیمات مناسب را پیدا کنید.

ابتدا بگذارید ترمیستور خنک شود. سپس اولین پتانسیومتر را روی نقطه ای قرار دهید که LED را از سبز به زرد و فن را از RPM کم به زیاد تغییر دهد. حالا ترمیستور را لمس کرده و اجازه دهید با نوک انگشتان گرم شود ، در حالی که پتانسیومتر را تنظیم می کنید تا دوباره فن را خاموش کند. به این ترتیب سطح دما را در حدود 30 درجه سانتیگراد تنظیم می کنید. احتمالاً برای روشن شدن فن می خواهید دمای کمی بالاتر (شاید بالای 40 درجه سانتیگراد) باشد ، بنابراین تریمر را روشن کرده و با روشن کردن مقداری حرارت به ترمیستور ، سطح روشن/خاموش جدید را آزمایش کنید.

دومین پتانسیومتر که زنگ را کنترل می کند می تواند (البته برای سطح دمای بالاتر) با همان روش تنظیم شود.

من با رضایت بسیار - و در سکوت از اینورتر کنترل شده توسط فن خود استفاده می کنم. ؛-)