Ferngesteuerter Reglerkreis für Deckenventilatoren

Der Artikel beschreibt einen einfachen infrarotgesteuerten Lüfterregler oder eine Dimmerschaltung unter Verwendung gewöhnlicher Teile wie eines 4017-IC und eines 555-IC.

Schaltungsbetrieb

In Bezug auf die gezeigte ferngesteuerte Lüfterdimmerschaltung sind drei Hauptstufen zu sehen: die Infrarotsignalsensorstufe unter Verwendung des IC TSOP1738 , der Dekadenzähler von Johnson, Sequenzer unter Verwendung des IC 4017 und eine PWM-Prozessorstufe unter Verwendung des IC 555.

Die verschiedenen Operationen innerhalb der Schaltung können mit Hilfe der folgenden Punkte verstanden werden:

Wenn ein Infrarotstrahl auf den Sensor fokussiert wird, erzeugt der Sensor als Reaktion darauf eine niedrige Logik, die wiederum die Leitung des PNP BC557 bewirkt.

Sensor TSOP1738 verwenden

Der hier verwendete Sensor ist ein TSOP1738, mehr dazu erfahren Sie hier einfacher Artikel zur IR-Fernbedienung

Die Leitung des BC557-Transistors als Reaktion auf den IR-Strahl verbindet die positive Versorgung mit Pin 14 des IC 4017, der vom IC als Taktimpuls akzeptiert wird.

Dieser Taktimpuls wird in einen einzelnen sequentiellen Sprung einer hohen Logik von der vorhandenen Pinbelegung zur nächsten nachfolgenden Pinbelegung in der Sequenz über die gezeigten Ausgänge des IC 4017 übersetzt.

Diese sequentielle Übertragung oder Verschiebung eines hohen Logikimpulses von einer Pinbelegung zur nächsten über die gesamten Ausgänge von Pin 3 zu Pin 10 und zurück wird als Reaktion auf jeden momentanen Strahl ausgeführt, der vom IR-Fernbedienungsgerät auf den IR-Sensor fokussiert wird.

Verwendung des IC 4017 zur Steuerung des Spannungsteilers

Wir können sehen, dass die IC 4017-Ausgänge einen Satz genau berechneter Widerstände haben, deren äußere freie Enden kurzgeschlossen und über einen 1K-Widerstand mit Masse verbunden sind.

Die obige Konfiguration bildet einen Widerstandspotentialteiler, der als Reaktion auf die Verschiebung der hohen Logik über die Ausgänge, wie in der obigen Erläuterung erläutert, einen sequentiellen inkrementierenden oder fallenden Potentialpegel am Knoten 'A' erzeugt.

Dieses variierende Potential wird an der Basis eines NPN-Transistors abgeschlossen, dessen Emitter an Pin Nr. 5 des IC 555 angeschlossen ist, der als Hochfrequenz-Astable konfiguriert ist.

Verwendung des IC 555 als PWM-Generator

Die 555-Stufe funktioniert im Wesentlichen wie ein PWM-Generator, der sich proportional ändert, wenn sein Pin # 5-Potential variiert wird. Die variierenden PWMs werden an Pin 3 erstellt.

Standardmäßig ist Pin 5 mit einem 1K-Widerstand gegen Masse verbunden, wodurch sichergestellt wird, dass an Pin 5 keine extrem engen PWMs an Pin 3 und als Potential oder Spannung an Pin 5 auftreten, wenn keine Spannung oder minimale Spannung anliegt erhöht wird, gewinnen die PWMs auch proportional an Breite. Die Breite ist maximal, wenn das Potential an Pin 5 2/3 des Vcc seines Pins 4/8 erreicht.

Wenn sich nun die Ausgänge des IC 4017 verschieben und eine variierende Spannung an der Basis des NPN erzeugen, wird anscheinend eine entsprechende Menge variierender Spannung über Pin Nr. 5 des IC 555 übertragen, die wiederum in eine sich entsprechend ändernde PWM über Pin umgewandelt wird # 3 des IC.

Da der Pin Nr. 3 des IC mit dem Gate eines Triacs verbunden ist, wird die Leitung des Triacs proportional von hoch nach niedrig und umgekehrt als Reaktion auf die sich ändernden PWMs über seinem Gate beeinflusst.

Dies wird effektiv in eine gewünschte Drehzahlregelung oder eine geeignete Regelung des angeschlossenen Lüfters über den MT1 des Triac und den Wechselstromeingang umgewandelt.

Somit wird die Drehzahl des Lüfters als Reaktion auf die auf dem zugehörigen IR-Sensor der Schaltung umgeschalteten Infrarot-IR-Strahlen von schnell auf langsam und umgekehrt einstellbar.

So richten Sie die Schaltung ein.

Dies kann mit Hilfe der folgenden Schritte erfolgen:

Lassen Sie den Emitter des BC547-Transistors zunächst nicht mit Pin 5 des IC555 verbunden.

Nun kann angenommen werden, dass die beiden Stufen (IC 4017 und IC 555) voneinander isoliert sind.

Überprüfen Sie zuerst die IC 555-Stufe auf folgende Weise:

Durch Trennen des 1K-Widerstands zwischen Pin 5 und Masse sollte die Drehzahl des Lüfters auf Maximum erhöht und durch erneutes Anschließen auf Minimum reduziert werden.

Das Obige bestätigt die korrekte Funktion der PWM-Stufe des IC 555.

Die voreingestellte 50k-Einstellung ist nicht entscheidend und kann auf ungefähr die Mitte des voreingestellten Bereichs eingestellt werden.

Der Kondensator 1nF könnte jedoch experimentiert werden, um die bestmöglichen Ergebnisse zu erzielen. Es könnten höhere Werte bis zu 10 uF versucht und die Ergebnisse überwacht werden, um die günstigste Regelung der Lüftergeschwindigkeit zu erreichen.

Als nächstes müssen wir prüfen, ob der IC 4017-Ausgangsknoten bei 'A' als Reaktion auf jedes Drücken des IR-Fernstrahls über den IR-Sensor der Schaltung eine variierende Spannung von 1 V bis 10 V erzeugt.

Wenn die oben genannte Bedingung erfüllt ist, können wir davon ausgehen, dass die Bühne ordnungsgemäß funktioniert, und jetzt kann der Emitter des BC547 in Pin 5 des IC555 integriert werden, um die Lüfterdrehzahlregelung mit einem IR-Fernbedienungsgerät endgültig zu testen.

Die Fernbedienung kann eine beliebige TV-Fernbedienung sein, die wir normalerweise in unseren Häusern verwenden.

Wenn das obige Design mit einem angeschlossenen Lüfter nicht reibungslos funktioniert, muss möglicherweise eine geringfügige Änderung vorgenommen werden, um die Ergebnisse wie unten gezeigt zu verbessern:

Die Schaltung nutzt die Hilfe einer MOC3031-Triac-Treiberstufe, um eine problemlose und saubere Lüftersteuerung über die Fernbedienung zu gewährleisten.

Testanalyse

Beim Testen der obigen Schaltung waren die Ergebnisse nicht ganz zufriedenstellend, da der Lüfter nicht bis zur untersten Grenze gesteuert werden konnte und einige Vibrationen zeigte.

Die Analyse des Designs ergab, dass die Anwendung von PWM auf Triac das Problem verursachte, da Triacs nicht gut auf DC-PWMs reagieren, sondern verbesserte Reaktionen auf AC-Phasen-Chopping zeigen, wie sie in Dimmerschaltern verwendet werden

Verwenden der Phasensteuerung anstelle von PWM

Die in diesem Artikel beschriebene Schaltung beseitigt die PWM-Idee für die Lüfterdimmsteuerung und verwendet stattdessen wenige Triacs mit geringer Leistung, um den Dimm- oder Geschwindigkeitseffekt auf den angeschlossenen Lüftermotor nacheinander zu implementieren.

Das vollständige Design der vorgeschlagenen ferngesteuerten Lüfterdimmerschaltung ist nachstehend aufgeführt:

Schaltplan

Hinweis: Die 4 SCRs werden fälschlicherweise als SCR BT169 dargestellt. Diese müssen durch Triacs wie BCR1AM-8P-Triacs ersetzt werden, oder andere ähnliche Triacs reichen ebenfalls aus.

Wie es funktioniert

Unter Bezugnahme auf das obige Diagramm können wir zwei der Schaltungen sehen, die über ein paar verschiedene Stufen konfiguriert sind.

Die rechte Seite des Diagramms ist als konfiguriert Standard-Lichtdimmer- oder Lüfterdimmerschaltung , mit Ausnahme einer Änderung, die in der Nähe des üblichen Topfabschnitts zu sehen ist, wo sie durch vier Triacs mit vier separaten Widerständen an ihrem MT2 ersetzt wurde, die mit inkrementierenden Werten angeordnet sind.

Die linke Stufe, die den IC 4017 umfasst, ist als sequentieller 4-Stufen-Logikgenerator verdrahtet, der von einer Infrarotsensoreinheit ausgelöst wird, die den IR-Empfänger zum Empfangen der Schaltauslöser von einer tragbaren IR-Fernbedienung bildet.

Die Alternative entfernte IR-Strahlen vom IR-Sender bewirkt, dass der IRS einen Umschaltimpuls an Pin Nr. 14 des IC 4017 erzeugt, der seinerseits den Impuls in einen sich sequentiell verschiebenden logisch hohen Impuls über Pin 3 zu Pin 10 umwandelt, wonach er über Pin auf Pin 3 zurückgesetzt wird # 1/15 Interaktion.

Die obigen Pinbelegungen, die für die Erzeugung eines sequentiell laufenden logischen Hochimpulses verantwortlich sind, sind seriell mit den Gattern A, B, C, D der angegebenen Triacs verbunden.

Da die mit den Anoden der Triacs verbundenen Widerstände die bestimmenden Komponenten für die Lüfterdrehzahlbegrenzung werden, bedeutet dies, dass durch sequentielles Umschalten der Triacs die Drehzahl des Lüfters in 4 diskreten Schritten proportional erhöht oder verringert werden kann die Werte von R4 ---- R8.

Wenn die Taste des Remote-Mobilteils gedrückt wird, lösen die Pinbelegungen des IC 4017 den entsprechenden Triac aus, der wiederum seinen Anodenwiderstand mit der Trimmer / Diac-Konfiguration des Dimmers verbindet und die entsprechende Lüftergeschwindigkeit ausführt.

In der vorgeschlagenen ferngesteuerten Lüfterdimmerschaltung sind 4 Triacs zur Erzeugung einer 4-Stufen-Geschwindigkeitsregelung gezeigt, jedoch könnten 10 solcher Triacs mit allen 10 Pinbelegungen des IC 4017 implementiert werden, um eine gute diskret gesteuerte 10-Stufen-Lüftergeschwindigkeitsregelung zu erhalten.

Liste der Einzelteile

R1, R3 = 100 Ohm, R2 = 100K, R4 = 4K7, R5 = 10K,
C2 = 47 uF / 25 VCl, C4 = 22 uF / 25 V, C6 = 4,7 uF / 25 V,

C3 = 0,1, KERAMIK
C5 = 100 uF / 50 V.
C10 = 0,22 uF / 400 V.
T1 = BC557
IRS = TSOP IR-Sensor
IC1 = 4017 IC
D1 = 1N4007
D2 = 12 V 1 Watt Zener
R9 = 15K
R10 = 330K
R4 - R8 = 50 K, 100 K. 150K, 220K
R11 = 33K
R12 = 100 Ohm
Diac = DB-3
TR1 = BT136
L1 = 500 Umdrehungen 28SWG über einem Eisenbolzen.
C7 = 0,1 uF / 600 V.

WARNUNG: DER GESAMTE SCHALTKREIS IST DIREKT MIT DEM NETZ-AC VERBUNDEN. BEACHTEN SIE EXTREME VORSICHT, WÄHREND SIE DEN SCHALTKREIS IN STROMPOSITION PRÜFEN