Susturuculu Fanlı İnverter: 4 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

Bu, DC'den AC'ye invertör yükseltme projesidir.

Evimde aydınlatma, USB şarj cihazlarını besleme ve daha fazlası için güneş enerjisini kullanmayı seviyorum. 230V'luk aletleri güneş enerjisiyle bir inverter üzerinden düzenli olarak sürüyorum, ayrıca arabamın etrafındaki aletleri arabanın aküsünden çalıştırıyorum. Tüm bu senaryolar bir 12V-230V invertör gerektirir.

Ancak invertör kullanmanın bir dezavantajı, entegre soğutma fanından kaynaklanan sürekli gürültüdür.

İnvertörüm 300W maksimum çıkış gücüyle oldukça küçük. Ondan orta dereceli yükler çalıştırıyorum (örneğin havyam, döner aletim, spot lambalarım vb.) ve invertör genellikle kasasından sürekli olarak zorlanmış bir hava akışına ihtiyaç duymaz.

O halde tüm gücüyle havayı öfkeyle bölen bir fanın o korkunç sesinden kendimizi kurtaralım ve fanı bir sıcaklık sensörü ile kontrol edelim!

Adım 1: Özellikler

3 durumlu bir fan kontrol devresi hayal ettim:

1. İnverter soğuk ve fan sessizce düşük RPM'de (dakikadaki devir sayısı) çalışıyor. Özel LED göstergesi yeşil renkte yanar.
2. İnverter ısınıyor. Fan tam hızına geçer ve LED sarıya döner.
3. İnverter sıcaklığını daha da yükseltir. Isı seviyesinin invertöre zarar vereceğini ve fanın ısı dağılımı miktarını telafi edemediğini belirten bir ses çıkarıcı sesli uyarı duyulur.

Artan fan aktivitesi invertörü soğutabildiği anda devre otomatik olarak durum 2'ye ve daha sonra sakinleştirme durumu 1'e geri döner.

Hiçbir zaman manuel müdahale gerekmez. Anahtar yok, düğme yok, bakım yok.

2. Adım: Gerekli Bileşenler

Eviricinin fanını akıllı çalıştırmak için en azından aşağıdaki bileşenlere ihtiyacınız var:

• bir işlem yükseltici çipi (bir LM258 çift op-amp kullandım)
• sabit değerli dirençli (4,7 KΩ) bir termistör (6,8 KΩ)
• değişken direnç (500 KΩ)
• fanı çalıştırmak için bir PNP transistörü ve transistörü korumak için 1 KΩ direnç
• isteğe bağlı olarak bir yarı iletken diyot (1N4148)

Bu bileşenlerle, sıcaklıkla çalışan bir fan denetleyicisi oluşturabilirsiniz. Ancak LED göstergeler eklemek istiyorsanız daha fazlasına ihtiyacınız var:

• iki dirençli iki LED veya bir dirençli iki renkli LED
• LED'i sürmek için ayrıca bir NPN transistörüne ihtiyacınız var

Aşırı ısınma uyarı özelliğini de istiyorsanız, ihtiyacınız olacak:

• bir zil ve bir tane daha değişken direnç (500 KΩ)
• isteğe bağlı olarak başka bir PNP transistörü
• isteğe bağlı olarak iki sabit değerli direnç (buzzer için 470 Ω ve transistör için 1 KΩ)

Bu devreyi kurmamın asıl sebebi fanı susturmak. Orijinal fan şaşırtıcı derecede gürültülüydü, bu yüzden onu düşük güçlü ve çok daha sessiz bir versiyonla değiştirdim. Bu fan sadece 0,78 Watt tüketir, bu nedenle küçük bir PNP transistörü aşırı ısınmadan işleyebilir ve aynı zamanda LED'i besleyebilir. 2N4403 PNP transistörü, kollektöründe 600 mA maksimum akıma derecelendirilmiştir. Fan çalışırken 60 mA tüketir (0,78 W / 14 V = 0, 06 A) ve LED ek 10 mA tüketir. Böylece transistör, bunları bir röle veya MOSFET anahtarı olmadan güvenle idare edebilir.

Zil doğrudan direnç olmadan çalışabilir, ancak sesini çok yüksek ve rahatsız edici buldum, bu yüzden sesi daha kolay hale getirmek için 470 Ω direnç uyguladım. Op-amp doğrudan küçük zili çalıştırabileceğinden, ikinci PNP transistörü atlanabilir. Transistör, sesli uyarıyı daha sorunsuz bir şekilde açıp/kapatmak için oradadır ve azalan bir sesi ortadan kaldırır.

Adım 3: Tasarım ve Şematik

LED'i inverter muhafazasının üstüne yerleştirdim. Bu sayede her açıdan kolayca görülebilir.

İnverterin içine fazladan devreyi hava akışını engellemeyecek şekilde yerleştirdim. Ayrıca, termistör hava akışında olmamalı, ancak çok iyi havalandırılmayan bir köşede olmalıdır. Bu şekilde, hava akışının sıcaklığını değil, esas olarak dahili bileşenlerin sıcaklığını ölçer. Bir invertördeki ana ısı kaynağı MOSTFET'ler (ki bu sıcaklık termistörüm tarafından ölçülür) değil, transformatördür. Fanın inverter üzerindeki yük değişikliklerine hızlı tepki vermesini istiyorsanız, termistörün başını transformatöre oturtmalısınız.

Basit olması için devreyi çift taraflı yapışkan bantla muhafazaya sabitledim.

Devre, inverterin soğutma fanı konnektöründen güç alır. Aslında inverterin dahili bileşenlerinde yaptığım tek değişiklik fanın kablolarını kesmek ve devremi fan konektörü ile fanın kendisi arasına yerleştirmek oldu. (Diğer değişiklik, LED için kasanın tepesinde açılan bir deliktir.)

Değişken potansiyometreler herhangi bir tip olabilir, ancak ince ayarlanabildikleri ve düğmeli potansiyometrelerden çok daha küçük oldukları için sarmal düzelticiler tercih edilir. Başlangıçta, pozitif tarafta ölçülen, fanı 220 KΩ'a çeviren sarmal düzelticiyi ayarladım. Diğer düzeltici önceden 280 KΩ'a ayarlanmıştır.

Yarı iletken diyot, fanın elektromotoru kapatıldığında ancak rotor momentumu tarafından hala döndürüldüğünde endüktif akımın geriye doğru akmasını önlemek için vardır. Bununla birlikte, diyotun burada uygulanması isteğe bağlıdır, çünkü böyle küçük bir fan motorunda endüksiyon, devreye zarar vermeyecek kadar küçüktür.

LM258, iki bağımsız işlem amplifikatöründen oluşan bir çift op-amp çipidir. Termistörün çıkış direncini iki op-amp giriş pini arasında paylaşabiliriz. Bu sayede tek bir termistör kullanarak fanı daha düşük sıcaklıkta, buzzer'ı daha yüksek sıcaklıkta açabiliyoruz.

Devremi sürmek ve invertörün çalıştığı pilin voltaj seviyesinden bağımsız sabit açma/kapama sıcaklık noktaları elde etmek için stabilize bir voltaj kullanırdım, ancak devre tasarımını olabildiğince basit tutmak istiyorum, bu yüzden Fanı maksimum RPM için regüle edilmemiş voltajla çalıştırmak için bir voltaj regülatörü ve bir opto-kuplör anahtarı kullanma fikrinden vazgeçtim.

Not: Bu şemada sunulan devre, yukarıda belirtilen tüm özellikleri kapsar. Daha az veya daha az özellik istiyorsanız devre buna göre değiştirilmelidir. Örneğin, LED'i dışarıda bırakmak ve başka hiçbir şeyi değiştirmemek, işlev bozukluğuna yol açacaktır. Ayrıca dirençlerin ve termistörün değerlerinin farklı olabileceğini unutmayın, ancak benimkinden farklı parametrelere sahip bir fan kullanıyorsanız, direnç değerlerini de değiştirmeniz gerekir. Son olarak, fanınız daha büyükse ve daha fazla güç gerektiriyorsa, devreye bir röle veya bir MOSFET anahtarı eklemeniz gerekecek - fanınızın boşalttığı akım tarafından küçük bir transistör yanacaktır. Daima bir prototip üzerinde test edin!

UYARI! Hayati tehlike!

İçlerinde yüksek voltaj bulunan inverterler. Yüksek gerilim bileşenlerini kullanmanın güvenlik ilkelerine aşina değilseniz, BİR İNVERTÖR AÇMAMALISINIZ!

Adım 4: Sıcaklık Düzeylerinin Ayarlanması

İki değişken dirençle (benim durumumda potansiyometreler veya sarmal düzelticiler) fanın ve sesli uyarının devam ettiği sıcaklık seviyeleri özelleştirilebilir. Bu bir deneme yanılma prosedürüdür: birkaç deneme döngüsü ile uygun ayarları bulmanız gerekir.

İlk önce termistörün soğumasına izin verin. Ardından, ilk potansiyometreyi, LED'i yeşilden sarıya ve fanı düşük devirden yüksek devire çevirdiği noktaya ayarlayın. Şimdi termistöre dokunun ve fanı tekrar kapatana kadar potansiyometreyi ayarlarken parmak uçlarınızla ısınmasına izin verin. Bu şekilde sıcaklık seviyesini yaklaşık 30 Santigrat'a ayarlarsınız. Fanı açmak için muhtemelen biraz daha yüksek bir sıcaklık (belki 40 santigrat derecenin üzerinde) istersiniz, bu nedenle düzelticiyi açın ve termistöre biraz ısı vererek yeni açma/kapama seviyesini test edin.

Zil sesini kontrol eden ikinci potansiyometre (elbette daha yüksek bir sıcaklık seviyesi için) aynı yöntemle ayarlanabilir.

Fan kontrollü inverterimi büyük bir memnuniyetle ve sessizce kullanıyorum.;-)