. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
Teplotní regulace ventilátoru 3x jinak
6. listopadu 2008 | Pandatron | Teplotní regulace ventilátoru 3x jinak | Komentářů: 85  

Teplotní regulace ventilátoru 3x jinak

Často vyhledávaná teplotní regulace otáček ventilátoru tentokráte s OZ a třikrát jinak.

Ať již v elektronických konstrukcích jako jsou zdroje, zesilovače a podobně, nebo v počítačové oblasti jsou často vyhledávanou konstrukcí jednoduché regulátory otáček ventilátoru v závislosti na teplotě. Následující tři zapojení jsou téměř shodná. Všechny tři jsou postavena na libovolném operačním zesilovači a liší se pouze způsobem zavedení zpětné vazby. Tím je možné snadno zhotovit regulátor teploty skokový, lineární, nebo s hysterezí.

1) Skokový regulátor
Je tvořen operačním zesilovačem bez zpětné vazby. Jeho funkce je taková, že stoupne-li teplota například nad 50°C, dojde k sepnutí výstupního tranzistoru a tím i zapnutí zátěže (například ventilátoru). Jakmile teplota opět klesne pod 50°C, regulátor výstup opět vypne. Jde tedy o skokovou regulaci bez hystereze.


Obr. 1: Schéma zapojení

Jako teplotní čidlo je zde zapojen termistor typu NTC (R2), kterému při zvyšování teploty odpor klesá. Spínací teplota je nastavována trimrem R3. Operační zesilovač IO1 poté porovnává na svých vstupech č.2 a 3 napětí na teplotním čidle a nastavovacím trimru. Dojde-li k nárůstu teploty, odpor teplotního čidla se zmenší a tím dojde k poklesu napětí na invertujícím vstupu OZ (pin č.2) pod úroveň nastavenou trimrem R3 na neinvertujícím vstupu (pin č.3). V tu chvíli se výstupní pin č.6 překlopí z 0V na kladnou hodnotu a sepne tranzistor T1.
Při následném poklesu teploty napětí na vstupu č.2 opět stoupne nad úroveň napětí druhého vstupu a výstup se vypne (0V na pinu č.6).

Rozsah nastavení teploty trimrem R3 je v celém provozním pásmu obvodu a použitých součástek. Minimálně tedy 0°C až 70°C.

Zapojení je možné sestavit například na následující jednostranné desce s plošnými spoji.


Obr. 2: Rozmístění součástek
 
Obr. 3: Plošný spoj (pro originál 600dpi klikněte)

Pro otestování bylo zapojení sestaveno na kontaktním poli i s ventilátorem.


Obr. 4: Zkušební sestavení na kontaktním poli

Samotná skoková funkce obvodu je vidět na následujícím videu.

Stáhněte si prosím Flash Player pro přehrávání videí.
ventilator3x_1_vid.flv 30s & 2MB
Seznam součástek
R1             10k
R2             K164NK010 (NTC 10k)
R3             PK50HK010 (10k)
R4             10k
IO1            TL071CN
T1             BC337

2) Lineární regulátor
Zavedením záporné zpětné vazby je možné operačnímu zesilovači libovolně snížit zesílení. Tím docílíme funkce, kdy při vzrůstající teplotě začně při nastavené hodnotě pomalu stoupat výstupní napětí a tím například plynule zvyšovat otáčky ventilátoru.


Obr. 5: Schéma zapojení

Princip zapojení je totožný se skokovým regulátorem v předchozím zapojení. Pouze zde přibyl zpětnovazební rezistor R6 a pomocný rezistor R5. Tím je docíleno snížení zesílení obvodu IO1 a při nárůstu teploty je klesající napětí na rezistoru R2 částečně vyrovnáváno přivedeným napětím z výstupu. Tím dojde k efektu, že při vzrůstající teplotě není výstup sepnut skokově jako v předchozm případě, ale plynule.

Úpravou hodnoty rezistoru R6 je možné upravit lineární pásmo. Tedy teplotu při které začne být regulátor roztáčen až do teploty při které je sepnut maximálně.

Zapojení je možné sestavit například na následující jednostranné desce s plošnými spoji.


Obr. 6: Rozmístění součástek
 
Obr. 7: Plošný spoj (pro originál 600dpi klikněte)

Pro otestování bylo zapojení sestaveno na kontaktním poli i s ventilátorem.


Obr. 8: Zkušební sestavení na kontaktním poli

Samotná lineární funkce obvodu je vidět na následujícím videu.

Stáhněte si prosím Flash Player pro přehrávání videí.
ventilator3x_2_vid.flv 30s & 2MB
Seznam součástek
R1             10k
R2             K164NK010 (NTC 10k)
R3             PK50HK010 (10k)
R4             10k
R5             10k
R6             10k
IO1            TL071CN
T1             BC337

3) Hysterezní regulátor
Zavedením kladné zpětné vazby je možné na operačním zesilovači docílit libovolné hystereze. Tím docílíme funkce, že při vzrůstající teplotě dojde například při 50°C k sepnutí výstupu, ovšem při následném poklesu teploty zůstane výstup sepnut například až do 40°C. Tomuto rozdílu teplot pro zapnutí a vypnutí říkáme hystereze a její velikost je možné libovolně nastavit.


Obr. 9: Schéma zapojení

Princip zapojení je totožný se skokovým regulátorem v prvním zapojení. Pouze zde přibyl zpětnovazební rezistor R6 a pomocný rezistor R5. Tím je zavedena kladná zpětná vazba a je tak v regulaci docílena hystereze. Funkce je nyní taková, že při nárůstu teploty nad nastavenou mez dojde k překlopení a sepnutí výstupu. Tím je však automaticky přes rezistor R6 posunuta nastavená teplota a k opětovného vypnutí při poklesu teploty dojde až při mnohem nižší teplotě. Tím je možné zajistit například dostatečné ochlazení ventilátorem a ten není spínán samovolným nárůstem teploty ihned po jeho vypnutí.

Úpravou hodnoty rezistoru R6 je možné nastavit požadovanou velikost hystereze.

Zapojení je možné sestavit například na následující jednostranné desce s plošnými spoji.


Obr. 10: Rozmístění součástek
 
Obr. 11: Plošný spoj (pro originál 600dpi klikněte)

Pro otestování bylo zapojení sestaveno na kontaktním poli i s ventilátorem.


Obr. 12: Zkušební sestavení na kontaktním poli

Samotná hysterezní funkce obvodu je vidět na následujícím videu.

Stáhněte si prosím Flash Player pro přehrávání videí.
ventilator3x_3_vid.flv 30s & 2MB
Seznam součástek
R1             10k
R2             K164NK010 (NTC 10k)
R3             PK50HK010 (10k)
R4             10k
R5             10k
R6             10k
IO1            TL071CN
T1             BC337

Závěr
Tím samozřejmě použitelnost těchto tří zapojení nekončí. Zapojení je možné libovolně modifikovat. Například prohozením rezistoru R1 a termistoru R2 (platí pro všechny tři zapojení) dojde k opačné funkci. Tedy výstup bude spínán při poklesu teploty. Takové zapojení je možné použít například pro spínání topného tělesa a podobně.

Další možností úprav je nahrazení termistoru R2 libovolným jiným čidlem. Je tak možné použít například světlocitlivé prvky jako jsou fototranzistory, fotodiody, fotoodpory, různá vlhkostní čidla a vlastně vše co mění svůj odpor.







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře (85):

Zobrazit starší 30 dnů (85)...

host
85. Dne 20. 06. 2016 v 12:38 zaslal host
regulacia do liahne
Zdravím. dá sa to použiť aj ako regulácia do liahne? Mám napájanie zo siete. 230v. Mám vacsiu liahen,. Ake je max zatazenie pre linearny regulatok. misohirko@gmail.com
ďakujem.


Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
Aktivní GPS anténa 2JM011
Aktivní anténa GPS zajišťuje kvalitní a čistý signál i za zhoršených podmínek.
od 172 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007