Prosty regulator obrotów wentylatora/wentylatorów.

Prosty regulator prędkości obrotowej wentylatora, który może małym kosztem zostać rozbudowany do niezależnej obsługi kilku wentylatorów jednocześnie. Zalety to prostota konstrukcji, niewygórowany koszt i praca z PWM, dzięki czemu można stosować małe tranzystory wykonawcze. Górna część schematu to klasyczny generator przebiegu a'la piłokształtnego. Częstotliwość przebiegu z podanymi wartościami elementów R4, C1 to około 220Hz - można je dobierać w szerokim zakresie. Rezystory R1, R2 i R3 obliczone na około 50% obrotów przy 20°C, 100% przy 55°C i przy stabilizowanym zasilaniu 12V (oryginalny układ pracuje u mnie w komputerze). Sygnał generatora jest porównywany przez drugi wzmacniacz (pracujący jako komparator) z napięciem wyjściowym LM35, który oczywiście musi być sprzężony termicznie z chłodzonym elementem. Kiedy napięcie piły jest niższe od napięcia z LM35, tranzystor wykonawczy przewodzi. Gdy piła przekroczy wartość napięcia z LM35, tranzystor zostaje wyłączony. W ten prosty sposób uzyskiwany jest przebieg PWM do sterowania wentylatorem proporcjonalny do aktualnej temperatury chłodzonego elementu - im wyższe napięcie z LM35 (czyli im wyższa jest kontrolowana temperatura), tym większy współczynnik wypełnienia napięcia zasilania wentylatora i obraca się on szybciej. Poprzez dodawanie kolejnych bloków regulatora (dolna część schematu) można sterować kolejnymi wentylatorami. W ten sposób dla jednego układu LM358 można sterować jednym wentylatorem, dla dwóch LM358 lub jednego LM324 trzema wentylatorami i tak dalej (wzmacniacze inne niż LM324 lub LM358 mogą nie pracować w tym układzie prawidłowo). Układ w wykonaniu na jednym LM358 zbudowałem przestrzennie wewnątrz końcówek układu scalonego, otrzymując w ten sposób zwartą kostkę do wpięcia w przewody wentylatora. Dla większej liczby kanałów być może warto zrobić to na druku. Wtedy może też być konieczne dodanie kondensatora odsprzęgającego zasilanie. Tranzystory BC327 powinny radzić sobie do prądów obciążenia rzędu 500mA, ale może być konieczna wymiana R5 i R6 na mniejsze zależnie od wzmocnienia tranzystora. Do sterowania większych wentylatorów obwód wyjściowy musi zostać przebudowany, np. poprzez zastosowanie tranzystora mocy MOSFET z kanałem typu P - dla takiego tranzystora rezystor R6 jest zbędny, a R5 może być zastąpiony zworą. Trzeba wtedy też zwiększyć wartość C2. Zbyt duża jego pojemność spowoduje pracę z pełną prędkością obrotową wentylatora bez względu na temperaturę. Warto też pamiętać, że jeżeli układ ma spełniać swoją rolę, to wentylator i radiator muszą mieć zapas zdolności odprowadzania ciepła w stosunku do rozpraszanej mocy. Zbyt mały wentylator i radiator będą powodować pracę układu z wypełnieniem 100%. Układ zainspirowany jednym z zadań "Jak to działa" z EdW.

Fajne! Ranking DIY

No nie taki prosty Rekordowy na tym forum składał się chyba z 3-4 elementów w tym tranzystora za 40 groszy
Co do tego schematu to trochę dziwny, a no i nie widzę na nim termistora?!

Witam, fajny projekt, kris6661991- widaje mi się że lm35 to scalont termometr, ale mogę sie mylić.

1. Brak diody zabezpieczajacej na silniku!!
2. Po co kondensator C2?

BF

LM35 to takie cudo w obudowie TO92 (np. BC547) który jest właśnie przetwornikiem temperatura/napięcie. Zmieniając napięcie na odwracającym wejściu dolnego ampa zmienia się wypełnienie, bo pracuje w układzie komparatora napięć. Dioda nie jest potrzebna - wentylatory od komputera już je posiadają. Ale trzeba pamiętać, że takie wentylatorki to nie są zwykłe silniczki DC, tylko trochę bardziej skomplikowany układ z dwoma cewkami sterowanymi z 2 tranów. Chyba właśnie po to ten kond, żeby układ mógł normalnie pracować (choć to przeczy PWM). Układ genialny w swej prostocie, ale bardziej sprawdzi się w przypadku dużych normalnych silników, niż wiatraczków komputerowych przystosowanych do zasilania napięciem stałym, podczas gdy tu mamy zmienne.

inkognito09 napisał:

.....sterowanymi z 2 tranów....

Co to takiego te "trany"

inkognito09 napisał:

.....bardziej sprawdzi się w przypadku dużych normalnych silników, niż wiatraczków komputerowych przystosowanych do zasilania napięciem stałym, podczas gdy tu mamy zmienne....

A w którym miejscu na wyjściu tego układu występuje napięcie zmienne

Tomasz.W napisał:

inkognito09 napisał:

.....sterowanymi z 2 tranów....

Co to takiego te "trany"

Tranzystory

Tomasz.W napisał:

inkognito09 napisał:

.....bardziej sprawdzi się w przypadku dużych normalnych silników, niż wiatraczków komputerowych przystosowanych do zasilania napięciem stałym, podczas gdy tu mamy zmienne....

A w którym miejscu na wyjściu tego układu występuje napięcie zmienne

Zmienne - Przemienne

Znajdź różnice między słowami

Na wyjściu masz prostokąt i mimo że napięcie nie zmienia polaryzacji jest napięciem zmiennym. Chwile gdy napięcia brak, mogą zakłócić pracę sterownika wewnątrz wiatraka i dlatego do wiatraczków lepszy byłby liniowy sterownik.

szkoda ze wiatraki komputerowe sterowane sa PWMem, a nie regulatorami liniowymi... stabilizatory liniowe psuja pomiar obrotow, natomiast regulatory PWM - nie.

4\/3!!

No, układ niezły. Z tym, że na dwóch wzmacniaczach operacyjnych można już zbudować regulator dwukanałowy (1. Ale niestety nie PWM; 2. Rzecz jasna Ameryki nie odkrywam). Sam wykonałem regulator nieimpulsowy, i tranzystorek na wyjściu (BC548) się w ogóle nie grzeje. A działa. Silnik pobiera 400mA.

Acha:
Napięcie stałe jest stałe - z czasem nie ulega zmianie.
Napięcie zmienne się zmienia - raz zero, raz jakieś tam napięcie.
Napięcie przemienne się przemienia, raz jest + a raz -

Nazwa mówi sama za siebie. No i jest teraz taka sytuacja z bateryjką. W czasie czterech lat napięcie można uznać za zmienne (no bo się zmienia, no nie?). Ale w czasie bardzo krótkim jest stałe. A tu mówimy o bardzo krótkich czasach.

Dziękuję wszystkim za wypowiedzi. Wyjaśnienia:
Układ był zaprojektowany z myślą o wentylatorach bezszczotkowych, czyli większości używanych w popularnym sprzęcie. Na początku dioda w miejsce C2 była, ale okazało się że tak zasilany wentylator traci kilka procent obrotów dla maksymalnego wysterowania, zaś jak zauważył inkognito09 w przypadku wentylatorów tego typu nie występuje problem przepięć. Za to, co ciekawe, z diodą pomiar prędkości obrotowej na płycie głównej działał. Z C2 umiarkowanej wartości (dobranej do prądu wentylatora) można osiągnąć większą maksymalną prędkość obrotową (kondensator uśrednia wartość napięcia zasilającego wnetylator), ale pomiar prędkości obrotowej zgłupiał i pokazuje stałą wartość. Prawdopodobnie dobór C2 innej wartości rozwiąże problem (nie sprawdzałem jak aktualnie wygląda napięcie na C2 - to pewnie piła i dlatego głupieje pomiar obrotów, obstawiam że jest to związane z poziomami H i L na wejściu mierzącym f z wentylatora). Rozwiązania z kondensatorem dla takich wentylatorów są też stosowane w sprzęcie fabrycznym. Oczywiście też, co nadmienili msichal i inkognito09, LM35 mierzy temperaturę, dając 10mV na każdy dodatni stopień Celsjusza - czyli dla 20 stopni daje 200mV (ale w zmienionej aplikacji może również mierzyć temperatury ujemne). Gdyby chcieć stosować regulator do "normalnych" silników szczotkowych, C2 należy zastąpić odpowiednią (prąd przewodzenia i napięcie wsteczne) diodą włączoną rewersyjnie. Co do ogólnej koncepcji to sterowanie PWM pozwala zmniejszyć/wyeliminować problem doboru i chłodzenia elementu wykonawczego, co w moim przypadku nie jest głównym zagadnieniem, ale przy większych prądach obciążenia może zacząć odgrywać rolę.

Witam
Mam zamiar zbudować coś takiego, nawet zaprojektowałem płytkę(41x35mm) . Nie wiem czy jest dobrze wykonana, więc proszę kogoś o jej sprawdzenie.
Z góry dzięki



PS. Dodałem diodę sygnalizującą pracę wentylatora.

A rezystor ograniczający prąd diody LED?

Witam, niestety jest kilka rzeczy do poprawy. LM35 i R1 nie są połączone z +12V. LM35DZ jest w obudowie TO-92, a wtedy powinien być zamontowany napisami do krawędzi płytki - zarys obudowy na płytce sugeruje odwrotnie. R3 i R4 są zamienione miejscami. Brak ograniczenia prądu diody LED (spalisz ją lub tranzystor). BC327 ma zamienione wyprowadzenia emitera i kolektora.

kazkowicz napisał:

w przypadku wentylatorów tego typu nie występuje problem przepięć

A to ciekawostka Moze wytlumaczysz swoja interesujaca teorie, ja nie moge sie doczekac!

BF

Dzięki za sprawdzenie płytki. Niedługo w stawię poprawioną

Dodano po 12 [minuty]:

Czy teraz dobrze?? Niestety LM35 i R1 będą połączone z +12 przez zworę

Zwory mozna w latwy sposob uniknac - obracasz o 180st LM35 i + 12V ciagniesz z lewej pionowej galezi zasilania.

Caly czas czekam na uzasadnienie kolegi kazkowicza o braku koniecznosci stosowania diody chroniacej tranzystor przed przepieciami generowanymi przez cewke. I polecam tez wszystkim projektujacym plytki (docelowe) dziesiec razy sprawdzic poprawnosc schematu zanim PCB stworza...

BF

Ale po co ta dioda? przecież to logiczne że "każdy" wentylator ma takową w środku z tym że jest wpięta szeregowo a nie równolegle i zaporowo. Ja rozumiem i popieram - dioda jest potrzebna przy układach elektromagnetycznych prądu stałego gdzie wykorzystywana jest delikatna elektronika, nie zapominajmy iż wentylator komputerowy posiada coś na styl silnika trójfazowego i posiada sterownik (przeważnie na 2 tranzystorach) więc nie podajemy napięcia czysto na cewkę lecz na elektronikę wentylatora która jest już odpowiednio zabezpieczona, w tym układzie wiec nie widzę konieczności stosowania takowej diody.

Bigfoot napisał:

kazkowicz napisał:

w przypadku wentylatorów tego typu nie występuje problem przepięć

A to ciekawostka Moze wytlumaczysz swoja interesujaca teorie, ja nie moge sie doczekac!

BF

no i myślę że wytłumaczyłem problem...

Pozdrawiam...

Dodano po 5 [minuty]:

Co do tworzenia PCB to po prostu z czystej przyjemności siedzę sobie i markerem robię płytki, wychodzą bardzo ładnie (nie ukrywam że nie raz zaprojektowanie "pięknej" płytki zajęło mi 6 godzin ale czego się nie robi dla elektroniki )

kris6661991: To wytlumaczenie jak najbardziej mnie przekonuje! Jezeli mowimy o sterowaniu nie samym silnikiem a zintegrowanym z nim sterowniczkiem (nawet jesli ten sterowniczek to dwa tranzystory + dioda) to ok, nie ma zadnej dyskusji. ALE to nigdzie nie zostalo wczesniej powiedziane, a drugie ALE to to, ze istnieja dwuzylowe wiatraczki komputerowe (i jest ich multum), ktore zadnej elektroniki nie posiadaja i do ktorych niezbedna jest dioda zabezpieczajaca.

BF

No ja się jeszcze z takim czymś nie spotkałem, rozbierałem już setki wiatraków, rekordowy składał się z maleńkiej płytki i tylko jednego układu scalonego i diody na wejściu, układ miał 4 nogi, do tej pory nie wiem co to za układ, pewno jakiś LM. Ale wiem że w wentylatorach są nawinięte zwoje jak do sinika trójfazowego.

Dodano po 1 [godziny] 26 [minuty]:

Dodam jeszcze
Bigfoot napisał
"[...]ze istnieja dwuzylowe wiatraczki komputerowe"
Zgadzam się, co nie wyklucza że nie posiadają elektroniki, posiadają jak każdy inny, jak już wspomniałem jest to układ dostarczający napięcia trójfazowego. Nie tylko wiatraczki 3-4 żyłowe zawierają elektronikę Po za tym pamiętajmy że komputer też jest czułym urządzeniem które nie jest oporne na wszelkiego rodzaju przepięcia, więc czy tak czy tak wentylator musi posiadać zabezpieczenie. Nawet jeśli by istniał wiatrak posiadający te 2 kable i zwykły silniczek stałoprądowy to przecież i tak wentylator nie zatrzymuje się nagle, po odłączeniu napięcia stopniowo zwalnia więc nie wystepuje wielki udar napięcia.

Może to pytanie wyda się banalne, ale podobno regulatory na PWM powodują "piszczenie" wentylatorków?

Eee wg mnie fizycznie niemożliwe -.-

A co do poprzedniego tematu to proponuje rozejm, dioda tak czy siak może sie przydać to z tego to z owego powodu. 1 Amperowa w elektroniku kosztuje 14 groszy więc nie ma się o co kłócić (chyba że o teorię)

Pozdrówka!

karolluczak napisał:

Może to pytanie wyda się banalne, ale podobno regulatory na PWM powodują "piszczenie" wentylatorków?

Jezeli pracuja z czestotliwoscia akustyczna lub na granicy, to tak. Juz od 25kHz wiekszosc ludzi nie powinna nic slyszec.

Ja z kolegami swojego czasu zrobiłem eksperyment na pracowni...
generator akustyczny + piezo i nikt praktycznie nikt nic nie usłyszał powyżej 18 kHz.
ale pewnie dla wielu szum wiatraczka to piszczenie
pozdr

kris6661991: Sprawdzilem i... musze przyznac Ci racje. Bylem swiecie przekonany, ze starsze typy wiatraczkow dwuzylowych to nic innego jak czysta "cewkowa filozofia", stad tez moje niedowierzanie co do braku koniecznsci stosowania diody przeciwprzepieciowej. Dla upewnienia sie rozebralem jakis naprawe archaiczny wiatraczek z bardzo starego kompa i rzeczywiscie, tez siedzi tam elektronika. Wynika z tego, ze kazdy wiatraczek komputerowy ja ma o czym nie wiedzialem wczesniej. No ale wlasciwie elektroda.pl chyba wlasnie temu sluzy by rozwijac swoja wiedze i umiejetnosci. Pozdrawiam i dziekuje za nauke

BF

Ciesze się ja mam wiatrak komputerowy (strasznie głośny) oczywiście 12V który posiada silnik krokowy i cewki są ustawione coś na pozór napędu "talerzyka" w dyskietce 3,5' stąd wniosek że w wentylatorach wykorzystywane sa rożne silniczki o zasilaniu ż tak powiem "impulsowym" i posiadają elektronikę

Pozdrawiam.

Dla elementów z oryginalnego schematu nie występują żadne efekty akustyczne związane z kluczowaniem. Za to w miarę wzrostu prędkości obrotowej wentylatora można odkryć nowe częstotliwości rezonansowe obudowy, chociaż u mnie nie jest to uciążliwe.

PS popaprany ten układ jest (elektrycznie) ja bym to zrobił na twoim miejscu na 4 tranzystorach + 4pwmach z procka:> I już. A nie różnicówki... na tranzystorach bleeeh

Za to można zrobić go bez programatora, z garści beznadziejnie tanich elementów, dysponując jedynie cyną, lutownicą i kawałkiem płytki uniwersalnej lub nawet na pająka w czasie 15 minut:D

Przynam się bez bicia;P Pomyliłem wątki:D
;]
Chodziło mi o układ kogoś kto miał po parze różnicowej na każdy wiatrak

A ja mam parę pytań do układu. Czy te wzmacniacze LM385N działają jako wzmacniacze różnicowe? I na jakiej zasadzie ma miejsce generowanie tego przebiegu piłokształtnego. Mógłby minie ktoś oświecić? Nie jestem zbyt biegły jeżeli chodzi o elektronike a układ jest wart przyjrzenia się