Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Relpol przekaźniki
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich

arch_x 12 Sie 2012 13:39 14412 22
  • Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich

    Witam, przedstawiam zbudowane na prośbę zaprzyjaźnionego modelarza urządzenie do uruchamiania spalinowych silniczków modelarskich. W założeniu urządzenie miało być przenośne, aby przy zatankowaniu i ponownym uruchomieniu modelu nie nosić całej skrzynki modelarskiej. Miała być możliwość jednoczesnego podłączenia i działania rozrusznika jak i układu do podgrzewania świecy żarowej.
    Początkowo trafiłem na schemat STĄD, ale po lekturze tego wątku wybrałem genialny i jednocześnie prosty pomysł wykorzystania do tego przetwornicy inverted step-down w z linku podanym pod koniec powyższego wątku. Dla ułatwienia podaję jeszcze raz : https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2158519.html
    Obudowa metalowa T-65, akumulator 12V/7,5Ah. Na płycie czołowej włącznik 12V podświetlany, zaciski laboratoryjne zakręcane, amperomierz o zakresie 5A, potencjometr 1k liniowy. Na płycie górnej zaciski do rozrusznika. Płyta czołowa i górna zaprojektowana w Designerze, kolorowy arkusz samoprzylepny na to klej do repozycjonowania i folia z nadrukiem w lustrze.

    Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich

    Schemat i układ druku i elementów :

    Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich

    Tranzystor IRFZ46; dioda prostownicza Schottkiego MBR750. Po podstawieniu danych na stronie podanej zgodnie z powyższym linkiem: f=52KHz, Uwe=12,6V, Uwy=1,6V, I=5A program wyliczył indukcyjność dławika na 20uH. Dławik został wykonany z wydłubanego z starego zasilacza ATX, żółto-białego rdzenia. Ilość zwojów 23, nawinięta jednocześnie 3 drutami DNE0,5. Przy częstotliwości 50kHz głębokość wnikania prądu to 0,3mm, stąd maksymalna grubość drutu to 0,6mm. Był dostępny, akurat drut DNE0,5, stąd przy 3 przewodach gęstość prądu wynosi 8,5A/mm2, co jest do przyjęcia. Rezystor pomiarowy wykonany został z dwóch rezystorów metalizowanych 0,1oma/2W, połączonych równolegle. Moc wydzielana na tych rezystorach wynosi około 1,5W przy maksymalnej wydajności. Układ uruchomił się bez żadnych problemów, liniowość ustawienia prądu potencjometrem jest bardzo dobra. Pobór prądu z akumulatorka wynosi około 1,5A przy wydajności wyjściowej zasilacza 5A. Tranzystor przetwornicy nie nagrzewa się zupełnie, ale dla spokojnego sumienia został dodany niewielki radiatorek. Dioda MBR750 z radiatorem nagrzała się do 60-80 st. C po 2 minutach pracy przy max wydajności, dławik był lekko ciepły, ale w praktyce nie grzeje się tak długo świecy żarowej.



    Jak widać na załączonym filmiku, pomimo nienajlepszej ostrości, prąd żarzenia poniżej 3A nie powoduje żarzenia się świecy, natomiast powyżej 4A jest za wysoki. Świece żarowe są dość drogie i stąd zasilanie ich wynalazkami typu halogen w szereg jest niezbyt dobrym pomysłem, ponieważ w momencie podłączenia do świecy, świeca dostaje bardzo duże uderzenie prądem z uwagi na zimne włókno halogenu. Potem dopiero prąd świecy spada do bezpiecznego poziomu. Zasilanie PWM też nie jest szczęśliwym rozwiązaniem. W każdym bądź razie wczoraj urządzenie zostało już wypróbowane i działa świetnie. Dzisiaj je przekazuję, stąd zdążyłem zrobić kilka fotek, może komuś się coś z tego przyda.
    Fotki przebiegów: pierwszy z zacisków wyjściowych, drugi z nóżki 3 (current sense) układu UC 3843.

    Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich

    Płytkę trzeba trochę poprawić, stąd jej nie zamieszczam.
    Pozdrawiam.

    PS. Poprawiłem tytuł i dodałem płytkę.

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    Specjalizuje się w: automatyka
    arch_x napisał 403 postów o ocenie 119, pomógł 17 razy. Jest z nami od 2007 roku.
  • Relpol przekaźniki
  • #2
    arch_x
    Poziom 20  
    Zlinkowane wcześniej wątki zawierają całą niezbędną wiedzę konieczną w tym projekcie, a i też mam nadzieję, że komuś powyższy opis może się przydać. Jeszcze parę słów o kosztach : najdroższa była obudowa – 32 zł. Akumulator już był, części do samej przetwornicy razem z płytką to około 8 zł, włącznik podświetlany 6 zł, zaciski 4 szt po 3,50 za sztukę. Amperomierz 9 zł, reszta drobnicy przewody to kilka złotych. Robocizna – jeden weekend urlopowy, a w zasadzie sobota.
    Dławik jest nawinięty nie trzema jak w opisie, a czterema DNE0,5 co daje jeszcze mniejszą gęstość prądu na poziomie 6,3A/mm2. Pomyłka w opisie wynikła z obliczenia pierwotnego założenia nawijaniem siedmioma przewodami co dałoby łączną powierzchnię przekroju 1,3mm2. Do tego zastosowania spokojnie wystarczy nawinięcie trzema DNE0,5 co da łącznie 0,6mm2 przekroju.
  • Relpol przekaźniki
  • #3
    Kisiel
    Poziom 13  
    A ja mam pytanie odnośnie stabilności prądu wyjściowego w zależności od SILNYCH zakłóceń na zasilaniu układu.

    Ostatnio sam przeszedłem na całkowicie oddzielne zasilanie świecy silnika i rozrusznika. Powodem były problemy występujące podczas rozruchu silnika. Zmienne obciążenie silnika rozrusznika powodowało duże w pikach pobory prądu z akumulatora. Ponieważ jego rezystancja wewnętrzna idealna nie jest to występowały piki zasilania na układzie żarzenia świecy, skoki prądu powodowały palenie się świec. Świeca to koszt kilkunastu do kilkudziesięciu zł więc przyjemne to nie jest. Od razu uprzedzę, że akumulator jest jeszcze całkiem "żeśki".

    Czy sprawdziłeś układ pod tym kątem jak to wygląda u Ciebie?

    O ergonomii wykonania wypowiadał się nie będę bo każdemu odpowiada co innego. Twoje rozwiązanie ze step-down może być alternatywą dla bardzo popularnego układu PWM na 555 który notabene jest niezawodny.

    Pozdrawiam!
  • #4
    -RoMan-
    Poziom 42  
    Już to tłumaczyłem w innym miejscu - zwykły PWM bez dławika dla uzyskania tak niskiego napięcia _skutecznego_ wymaga bardzo małego wypełnienia i bardzo dużego prądu szczytowego.
    Układ step down zawiera niewiele więcej elementów, jest równie tani (wymaga diody ale za to można użyć tańszego MOSFETa) i jest znacznie odporniejszy na zakłócenia.
  • #5
    arch_x
    Poziom 20  
    Całkowicie RoMan ma rację, dlatego właśnie wybrałem to rozwiązanie układowe. Akumulator który dostałem do wykorzystania w tym urządzeniu to prawdopodobnie kwasowo-ołowiowy (napis pod typem akumulatora lead-acid). Mam jego fotki i wieczorem mogę je dołączyć, w każdym bądź razie, właśnie na okoliczność spadków napięcia zasilającego, zasilanie przetwornicy zostało doprowadzone bezpośrednio z zacisków akumulatora. Widać to na fotkach.
    Przy próbach rozruchu rozrusznikiem i zatrzymywaniu wirnika na krótką chwilę, podświetlenie włącznika odrobinę przygasało, natomiast przebieg na obciążeniu był stabilny. Żadnych pików ani przepięć, zresztą zgodnie z notą UC3843, układ pracuje stabilnie do nawet 7V napięcia zasilającego.
    Układy PWM (np na 555) być może są niezawodne, ale dla samych siebie jako układu i jak zastosuje się bardziej pancerne wykonanie, natomiast dla świecy już niekoniecznie...
    Zaciski zostały umieszczone w różnych miejscach, aby zapobiec pomyłce przy podłączeniu rozrusznika i swiecy żarowej, zresztą podobne rozwiązanie widziałem w innych skrzynkach modelarskich.
    Pozdrawiam.

    PS. Kisiel napisał :
    Cytat:
    Ostatnio sam przeszedłem na całkowicie oddzielne zasilanie świecy silnika i rozrusznika. Powodem były problemy występujące podczas rozruchu silnika. Zmienne obciążenie silnika rozrusznika powodowało duże w pikach pobory prądu z akumulatora. Ponieważ jego rezystancja wewnętrzna idealna nie jest to występowały piki zasilania na układzie żarzenia świecy, skoki prądu powodowały palenie się świec. Świeca to koszt kilkunastu do kilkudziesięciu zł więc przyjemne to nie jest

    Identyczną sytuację miał znajomy i też właśnie korzystał z rozdzielonego zasilania na dwa akumulatory, ponieważ przedtem używał przetwornicy PWM na chyba NE555 zasilanej z jednego dużego pakietu i co jakis czas miał niemiły efekt w postaci kłopotów z uruchomieniem, potem zalanie silnika i co jakiś czas przepalonej świecy.
    Podczas ostatniej weekendowej soboty i niedzieli zbudowane powyżej urządzenie pracowało bez zarzutu.
  • #6
    szymon_zawiercie
    Poziom 12  
    Czy polskie potencjometry z literką B nie są czasem logarytmiczne? Na filmiku widać, że regulacja nie jest zbyt liniowa.
  • #7
    -RoMan-
    Poziom 42  
    Powinien być użyty potencjometr liniowy (A).
  • #8
    arch_x
    Poziom 20  
    Faktycznie powinien być potencjometr z oznaczeniem "A". Powiem szczerze nie sprawdzałem, a w zestawieniu zakupu było 1k liniowy. Różni producenci różnie oznaczają, zresztą na stronie cyfroniki jest także ostrzeżenie :
    " UWAGA: Niektórzy producenci, zwłaszcza ze strefy Wschodniej (np ALPS, firmy chińskie, koreańskie i japońskie) mają oznaczenia dokładnie odwrotne niż producenci europejscy. U nich litera "A" oznacza potencjometr logarytmiczny, a litera "B" potencjometr liniowy!!!"
    W weekend będę miał możliwość sprawdzenia to zmierzę prąd w funkcji kąta obrotu.
  • #9
    -RoMan-
    Poziom 42  
    Ale to polski potencjometr - bez jakichkolwiek wątpliwości.
  • #10
    arch_x
    Poziom 20  
    Prąd wyjściowy w funkcji kąta obrotu potencjometru TELPOD 1K (B) logarytmiczny :
    Fotki ustawień potencjometru w zależności od prądu wyjściowego :
    Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich

    Następnie potencjometr wymieniłem na chiński 1k (B)..... liniowy.
    Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich
    Zakres regulacji znacząco się poprawił :
    Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich
    Zdjąłem też charakterystyki obu potencjometrów. Łuk osi obrotu potencjometrów został podzielony na 12 części, Dane na wykresie :
    Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich
    Jak widać, najbardziej interesujący zakres 3A-4A-5A jest bardziej rozciągnięty w przypadku potencjometru liniowego. Można jeszcze ten zakres rozszerzyć przez dobór dzielnika i dla wygody oznaczyć poszczególne zakresy kolorami : żółty, zielony i czerwony, ale nie jest to projekt komercyjny, stad tak już pozostanie.
    Pozdrawiam
  • #11
    -RoMan-
    Poziom 42  
    Możesz zwiększyć R6 - jeszcze bardziej rozciągnie się charakterystyka.
  • #12
    arch_x
    Poziom 20  
    Jeżeli zmiana R6 nie wystarczy do większego rozciągnięcia charakterystyki, spróbuję dodać szeregowo z bazą rezystor ok 750Ω. Jak widać na powyższych charakterystykach, wszystko co interesujące dzieje się pomiędzy rezystancją 100Ω a 600Ω, czyli 10%-60% rezystancji potencjometru. Przy zwiększeniu rezystancji sumarycznej do 1750Ω, regulacja potencjometrem 1K obejmie właśnie 10-60% ogólnej rezystancji.
  • #13
    -RoMan-
    Poziom 42  
    Rezystor szeregowy nic tu nie da - to sterowanie napięciowe a nie prądowe - prąd bazy jest mikroskopijny a tranzystor pracuje jako wtórnik.
    Zwiększ R6 do 6k8 lub nawet do 7k5 - to jest właściwa droga. Początek możesz podciągnąć zwiększając prąd płynący przez D1 i Q2 - rezystor 2k2 pomiędzy nóżki 1 a 8 - zwiększy się spadek napięcia bardzie zbliżając próg działania komparatora. Ale nie warto przesadzać - możliwość zejścia do zera jest bardzo przydatna.
  • #14
    arch_x
    Poziom 20  
    Myślałem dokładnie o tym rozwiązaniu :
    Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich
    które tożsame jest z tym :
    Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich
    i sprowadza się w sumie do zwiększenia wartości R6. Pisałem nie patrząc w schemat, stąd zamieszanie. Po poprawieniu liniowości wskazań zamieszczę finalną wersję płytki drukowanej.
  • #15
    -RoMan-
    Poziom 42  
    Ale to nie jest "szeregowo z bazą" tylko szeregowo z potencjometrem. 4k7 to za mało.
  • #16
    arch_x
    Poziom 20  
    Zwiększenie rezystora R6 wystarczyło i teraz jest idealnie. Wartość rezystora R6, rozciągająca charakterystykę na cały zakres regulacji potencjometru 1k to 6,06kΩ ±200Ω. Najbliższa wartość w typoszeregu E24 to 6,2kΩ i taki został wmontowany. Prąd można ustawić od zera do wartości 5A, a regulacja jest teraz liniowa.
    Dziękuję za pomoc, pozostało jeszcze tylko dołączenie do wątku poprawionego schematu, płytki i układu elementów.
    Pozdrawiam.

    To jest poprawiony schemat :
    Zasilacz do uruchamiania silników modelarskich

    Załączam płytkę i układ elementów przygotowany w lustrze.Wiertło φ0,8 i φ1,0 do tulejek dystansowych φ3.
    Powodzenia.

    PS A poniżej filmik bardzo słabej jakości, ponieważ nakręcony niestety komórką, a ilustrujący do czego powyższe urządzenie służy.
    Jest to końcowy etap regulacji po wykonanym docieraniu silniczka modelarskiego ASP25.
    Załączniki:
  • #17
    pimark
    Poziom 11  
    Witam,
    bardzo fajnie to wyszło, natomiast mam pytanie z trochę innej beczki: jak jest ze zmianami prądu wyjściowego w funkcji rezystancji obciążenia ?
  • #18
    arch_x
    Poziom 20  
    Rezystancja obciążenia nie ma znaczenia. Z uwagi na typ rozwiązania układowego, ustawiony prąd ma tą samą wartość, zarówno w przypadku, gdy przewody mają np. 3m z obciążeniem w postaci świecy żarowej, czy też gdy zaciski wyjściowe zasilacza zwarte są krótką zworą.
  • #19
    -RoMan-
    Poziom 42  
    arch_x napisał:
    Rezystancja obciążenia nie ma znaczenia.


    Inaczej - rezystancja obciążenia ma znaczenie - układ nie jest idealnym źródłem prądowym i przy znaczniejszym wzroście rezystancji prąd zmaleje. Choćby z tego powodu, że regulowany jest prąd szczytowy dławika a nie średni.
    Jednak w zakresie _tego_ zastosowania zmiany prądu zależne np. od długości przewodów, są nieistotne. Tym bardziej, że prąd reguluje się przy każdym użyciu.
  • #20
    pimark
    Poziom 11  
    -RoMan- napisał:
    arch_x napisał:
    Rezystancja obciążenia nie ma znaczenia.


    Inaczej - rezystancja obciążenia ma znaczenie - układ nie jest idealnym źródłem prądowym i przy znaczniejszym wzroście rezystancji prąd zmaleje. Choćby z tego powodu, że regulowany jest prąd szczytowy dławika a nie średni.
    Jednak w zakresie _tego_ zastosowania zmiany prądu zależne np. od długości przewodów, są nieistotne. Tym bardziej, że prąd reguluje się przy każdym użyciu.


    Tak właśnie mi się wydawało, szkoda. Nie mniej jednak i tak pozwolę sobie zbudować ten układ, zobaczę co jeszcze poza grzaniem świec da się z nim zrobić.
  • #21
    -RoMan-
    Poziom 42  
    pimark napisał:
    co jeszcze poza grzaniem świec da się z nim zrobić.


    Przede wszystkim da się go używać do zasilania diod LED czy do ładowania akumulatorów stałym prądem ale to off-topic.
  • #22
    oksana
    Poziom 10  
    Bardzo ładna konstrukcja - przydałoby się jeszcze zintegrować z nią ładowarkę do akumulatora.
  • #23
    arch_x
    Poziom 20  
    Z założenia miał to być zasilacz przenośny, natomiast transformator ładowarki byłby dodatkowym bagażem do noszenia. Wskazówki w sprawie rozwiązania układowego ładowarki do akumulatorów żelowych, między innymi takiego jaki został zastosowany do tego zasilacza, są w tym wątku.