Zasilacz beztr i sterownik silnika na tiny.pdf

(454 KB) Pobierz
Generator PWM – regulator mocy silnika
DC
Generatory z modulacją szerokości impulsu – PWM, stanowią
odmianę przetworników cyfrowo-analogowych o specyficznych
właściwościach. Poniższy układ jest właśnie takim generatorem PWM
i choć jest w pełni cyfrowy, to sterowanie odbywa się w sposób
analogowy, za pomocą potencjometru.
Przedstawiane urządzenie jest regu-
latorem mocy i kierunku obrotów
silnika prądu stałego, ale doskona-
le sprawdza się też jako regulator
mocy np. żarówki. Schemat układu
przedstawiono na
rys. 1.
Elementy
C1...C4 i L1 filtrują napięcie zasila-
jące. Jest to niezmiernie ważne dla
układów z impulsowym stopniem
mocy. Stabilizator IC3 wraz z C5
i C6 dostarcza napięcie 5 V dla
mikrokontrolera IC2. Elementy C5
i C9 zapewniają zerowanie układu
po załączeniu zasilania. Tranzystory
T5 i T6 wraz z elementami R2, R7...
R9 dopasowują poziomy napięć dla
bramek układu IC1, a te stanowią
sterownik tranzystorów wyjścio-
wych. Pracą urządzenia steruje bo-
gato wyposażony mikrokontroler
ATtiny45 w niepozornej obudowie
ośmionóżkowej. Głównym zada-
niem programu jest konfiguracja
wewnętrznego timera mikrokon-
trolera jako generatora PWM,
w którym wypełnienie impulsu jest
proporcjonalne do napięcia na wej-
ściu przetwornika analogowo-
cyfrowego wbudowanego w IC2.
Częstotliwość pracy generatora
PWM wynosi około 500 Hz dla try-
bu pierwszego oraz około 250 Hz
dla trybów 2 i 3.
Obsługa
Obsługa urządzenia odbywa się
za pomocą potencjometru POT1
i przycisku S1. Krótkie wciśnięcie
przycisku powoduje natychmiasto-
we odłączenie napięcia wyjściowego
i przejście w stan oczekiwania co
sygnalizuje migająca dioda LED. Po-
nowne krótkie wciśnięcie powoduje
wznowienie pracy w trybie, w jakim
została ona przerwana. Będzie to
sygnalizowane ciągłym świeceniem
diody. Dłuższe przytrzymanie przy-
cisku powoduje zmianę trybu pracy,
w zależności od położenia potencjo-
metru, co jest zasygnalizowane kil-
kakrotnym mignięciem diody. Każda
zmiana trybu pracy powoduje przej-
ście w tryb oczekiwania, musimy
więc potwierdzić zmianę trybu po-
nownym, krótkim wciśnięciem przy-
cisku lub dla trybu 2 i 3 obróceniem
suwaka potencjometru do zera. Jeśli
potencjometr będzie w środkowym
położeniu, zostanie włączony tryb
pierwszy, w którym środkowe poło-
żenie to stan zerowy – brak napięcia
na wyjściach. Obrót w prawą stronę
powoduje podanie na wyjście syg-
nału PWM o polaryzacji podstawo-
wej, czyli na OUT_A plus zasilania,
a na OUT_B minus i wypełnieniu
proporcjonalnym do kąta obrotu.
Obrót w lewo powoduje identycz-
ny efekt, ale z polaryzacją odwrot-
ną, czyli na OUT_A minus zasilania,
a na OUT_B plus. Przy podłączonym
silniku powoduje to regulację obro-
tów najpierw w jednym, a potem
w przeciwnym kierunku, z punktem
neutralnym na środku skali. Przytrzy-
manie przycisku, gdy potencjometr
będzie w położeniu prawym lub
lewym, jak i lekko odchylonym od
środkowego położenia, powoduje
przejście do trybów 2 lub 3 w za-
leżności od położenia suwaka. Praca
w tych trybach umożliwia regulację
stopnia wypełnienia sygnału PWM
tylko dla jednej polaryzacji wyjścia,
Rys. 1. Schemat układu generatora PWM
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2008
W ofercie AVT jest dostępna:
– [AVT–1469A] – płytka drukowana
– [AVT–1469B] – komplet elementów
49
Rys. 3. Schemat montażowy
ustawić, przez przytrzymanie przyci-
sku i włączenie zasilania urządzenia.
Zostanie to zasygnalizowane kilka-
krotnym mignięciem diody. Czas ten
będzie proporcjonalny do położenia
potencjometru, przy maksymalnym
wychyleniu wyniesie około 5 sekund.
Urządzenie zapamiętuje tryb pracy
i czas soft-startu po wyłączeniu za-
silania, więc wystarczy jednorazowa
konfiguracja.
powolny ściemniacz lub rozjaśniacz
żarówki, albo wręcz efekt ściemnia-
nia jednej, a potem rozjaśniania
drugiej żarówki (rys.
2).
Układ pracuje poprawnie z napię-
ciem do 20 V, nie należy jednak
przekraczać tej wartości, ponieważ
spowoduje to uszkodzenie IC1.
Dzięki pracy impulsowej, na tran-
zystorach wyjściowych wydziela
się niewielka ilość ciepła. Sterowa-
nie żarówką samochodową 12 V/
45 W nie wymagało dodatkowego
radiatora. Prąd obciążenia równy
4 A to wartość, dla której urządze-
nie było testowane, ale maksymal-
ny prąd tranzystorów stopnia mocy
jest o wiele większy i po zastoso-
waniu odpowiedniego radiatora
i zwiększeniu średnicy kilku ście-
żek, np. przez ocynowanie, można
przeprowadzić próby z większymi
prądami.
Rys. 2. Zastosowanie generatora PWM do sterowania dwiema żarów-
kami
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
R3, R4, R11, R12: 10
V
R13: 560
V
R2, R7, R8, R9: 4,7 kV
R5: 10 kV
Kondensatory
C1: 470
mF
/35 V
C2, C5, C7: 100 nF MKT
C3, C6: 100
mF/25
V
C4: 100 nF ceramiczny
C8: 10 nF MKT
C9: 10
mF/25
V
C10, C11: 10 nF ceramiczny
za to w pełnym zakresie obroto-
wym potencjometru. Umożliwia to
dokładną regulację mocy silnika bez
zmiany kierunku obrotów. Urządze-
nie posiada także funkcję soft-start
– przy wyjściu ze stanu oczekiwa-
Półprzewodniki
T1, T2: BUZ11
T3, T4: IRF9530
T5,T6: BC547
IC1: CD4069
IC2: ATtiny45
IC3: 78L05
LED1: żółta dioda LED 5 mm
Inne
POT1: potencjometr 10 kV A
L1: dławik 1 mH
S1: mikroswitch (wysoki)
ZAS, MOTOR: ARK2
Podstawka DIL8, DIL14
nia wypełnienie sygnału PWM nie
uzyskuje od razu zadanej wartości,
ale narasta do niej stopniowo. Po-
woduje to łagodny rozruch silnika
i redukuje prąd rozruchowy. Czas
trwania funkcji soft-start możemy
Możliwości
modyfikacji
Warto zauważyć, że parametrem
regulującym jest wartość napięcia
z potencjometru, ale równie dobrze
może to być napięcie z innego źród-
ła (układu). Możemy zatem uzyskać
efekt modulacji PWM wywoływanej
innym przebiegiem zmiennym. Do-
łączając prosty układ RC w miejsce
środkowego wyprowadzenia po-
tencjometru, możemy zbudować
Damian Sosnowski
Zasilacz beztransformatorowy
Często do zasilania urządzeń elektronicznych potrzebujemy zaledwie
kilku miliamperów prądu. Zastosowanie do takiego celu zasilacza
z transformatorem to znaczący wzrost gabarytów i kosztów przy
dużym zapasie niewykorzystanej energii. Dużo lepszym rozwiąza-
niem może okazać się zasilacz beztransformatorowy.
Układ zasilacza beztransformato-
rowego, zasilanego z sieci energe-
tycznej jest od dawna znany. Był
opisywany, np. w EP5/2008, więc
nie będzie ponownie przedstawia-
na zasada jego działania. Schemat
układu pokazano na
rys. 1.
Ele-
mentem dodatkowym jest rezystor
R1 o wartości 1
V
i małej mocy
0,1...0,2 W, który pełni rolę bez-
piecznika. W razie uszkodzenia
zasilacza nastąpi jego przepalenie.
Elementem ustalającym górną gra-
nicę napięcia jest dioda Zenera D5
o napięciu 15 V. Poprzez dobranie
stabilizatora IC1 możemy uzyskać
Rys. 1. Schemat zasilacza beztransformatorowego
dowolne napięcie do 12 V. Jeśli
takie napięcie okaże się za niskie,
możemy je zwięk-
szyć wymieniając D5
i rezygnując ze sta-
bilizatora IC1 (wte-
dy łączymy zworką
skrajne wyprowa-
dzenia IC1), ale tylko
do wartości 25 V,
ponieważ takie jest
napięcie kondensa-
torów elektrolitycz-
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2008
50

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin