عاكس مع مروحة كاتمة للصوت: 4 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

هذا هو مشروع ترقية محول التيار المتردد إلى التيار المتردد.

أحب استخدام الطاقة الشمسية في منزلي للإضاءة وتغذية شواحن USB والمزيد. أقود عادة أدوات 230 فولت بالطاقة الشمسية من خلال عاكس ، وأيضًا باستخدام أدوات حول سيارتي تعمل على تشغيلها من بطارية السيارة. كل هذه السيناريوهات تتطلب عاكسًا بجهد 12 فولت -230 فولت.

ومع ذلك ، فإن أحد عيوب استخدام العواكس هو الضوضاء المستمرة الصادرة عن مروحة التبريد المدمجة.

العاكس الخاص بي صغير نوعًا ما مع قدرة إنتاج قصوى تبلغ 300 واط. أقوم بتشغيل أحمال معتدلة منه (على سبيل المثال ، مكواة اللحام الخاصة بي ، والأداة الدوارة ، والأضواء الموضعية ، إلخ) ، ولا يحتاج العاكس عادةً إلى تدفق هواء قسري باستمرار عبر غلافه.

فلننقذ أنفسنا من تلك الضوضاء الرهيبة لمروحة تقسم الهواء بغضب بكامل قوتها ، ونتحكم في المروحة بواسطة مستشعر درجة الحرارة!

الخطوة 1: الميزات

حلمت بدائرة تحكم في المروحة بثلاث حالات:

1. العاكس بارد والمروحة تعمل بصمت على عدد دورات منخفضة في الدقيقة (دورات في الدقيقة). يضيء مؤشر LED المخصص باللون الأخضر.
2. العاكس يزداد دفئا. يتم تشغيل المروحة بأقصى سرعة ، ويتحول لون مؤشر LED إلى اللون الأصفر.
3. يرفع العاكس درجة حرارته أعلى. يصرخ جرس صانع الضوضاء ، مشيرًا إلى أن مستوى الحرارة سيضر بالعاكس ، ولا يمكن للمروحة تعويض مقدار تبديد الحرارة.

بمجرد أن يصبح نشاط المروحة المتزايد قادرًا على تبريد العاكس ، تعود الدائرة تلقائيًا إلى الحالة 2 ولاحقًا إلى الحالة المهدئة 1.

لا يتطلب أي تدخل يدوي من أي وقت مضى. لا مفاتيح ، لا أزرار ، لا صيانة.

الخطوة 2: المكونات المطلوبة

أنت بحاجة إلى المكونات التالية على الأقل لتشغيل مروحة العاكس بذكاء:

• شريحة مضخم للعملية (استخدمت LM258 dual op-amp)
• ثرمستور (6.8 KΩ) بمقاوم ثابت القيمة (4.7 KΩ)
• مقاوم متغير (500 KΩ)
• ترانزستور PNP لتشغيل المروحة ، ومقاوم 1 KΩ للحفاظ على الترانزستور
• اختياريا الصمام الثنائي أشباه الموصلات (1N4148)

باستخدام هذه المكونات ، يمكنك بناء وحدة تحكم في المروحة مدفوعة بدرجة الحرارة. ومع ذلك ، إذا كنت تريد إضافة مؤشرات LED ، فأنت بحاجة إلى المزيد:

• مصباحان LED بمقاومين ، أو مصباح LED ثنائي اللون بمقاوم واحد
• تحتاج أيضًا إلى ترانزستور NPN لقيادة الصمام

إذا كنت تريد أيضًا ميزة التحذير من ارتفاع درجة الحرارة ، فستحتاج إلى:

• جرس ومقاوم متغير آخر (500 كيلو أوم)
• اختياريا ترانزستور PNP آخر
• مقاومتان اختياريتان للقيمة الثابتة (470 Ω للجرس و 1 KΩ للترانزستور)

السبب الرئيسي لتطبيق هذه الدائرة هو كتم صوت المروحة. كانت المروحة الأصلية عالية بشكل مدهش ، لذا استبدلت بها بطاقة منخفضة ونسخة أكثر صامتة. تستهلك هذه المروحة 0.78 وات فقط ، لذلك يمكن لترانزستور PNP صغير التعامل معها دون ارتفاع درجة الحرارة ، مع تغذية LED أيضًا. تم تصنيف الترانزستور 2N4403 PNP إلى تيار 600 مللي أمبير كحد أقصى على المجمع الخاص به. تستهلك المروحة 60 مللي أمبير أثناء التشغيل (0.78 واط / 14 فولت = 0 ، 06 أمبير) ، ويستهلك LED 10 مللي أمبير إضافية. لذلك يمكن للترانزستور التعامل معها بأمان بدون مرحل أو مفتاح MOSFET.

يمكن أن يعمل الجرس مباشرة بدون مقاومة ، لكنني وجدت ضوضاءه عالية جدًا ومزعجة ، لذلك قمت بتطبيق مقاومة 470 للحصول على صوت أكثر ملاءمة. يمكن حذف ترانزستور PNP الثاني لأن المرجع أمبير يمكنه مباشرة تشغيل الجرس الصغير. يوجد الترانزستور لتشغيل / إيقاف تشغيل الجرس بسلاسة أكبر ، مما يلغي الصوت الباهت.

الخطوة 3: التصميم والتخطيط

لقد وضعت مؤشر LED في الجزء العلوي من غلاف العاكس. بهذه الطريقة يمكن رؤيته بسهولة من أي زاوية مشاهدة.

داخل العاكس ، وضعت الدائرة الإضافية بطريقة لا تمنع مسار تدفق الهواء. أيضا ، لا ينبغي أن يكون الثرمستور في تدفق الهواء ، ولكن في زاوية ليست جيدة التهوية. وبهذه الطريقة يقيس بشكل أساسي درجة حرارة المكونات الداخلية وليس درجة حرارة تدفق الهواء. مصدر الحرارة الرئيسي في العاكس ليس MOSTFETs (التي تقاس درجة الحرارة بواسطة الثرمستور الخاص بي) ولكن المحول. إذا كنت تريد أن تستجيب مروحتك بسرعة لتحميل التغييرات على العاكس ، يجب أن تجلس رأس الثرمستور على المحول.

للحفاظ على البساطة ، قمت بتثبيت الدائرة في السكن بشريط لاصق مزدوج الوجه.

يتم تشغيل الدائرة من موصل مروحة تبريد العاكس. في الواقع ، التعديل الوحيد الذي أجريته على المكونات الداخلية للعاكس هو قطع أسلاك المروحة ، وإدخال دائري بين موصل المروحة والمروحة نفسها. (التعديل الآخر عبارة عن ثقب تم حفره في الجزء العلوي من الغلاف لمصباح LED.)

يمكن أن تكون مقاييس الجهد المتغيرة من أي نوع ، ولكن يفضل استخدام أدوات التشذيب الحلزونية لأنها يمكن ضبطها بدقة وأصغر بكثير من مقاييس فرق الجهد. في البداية ، قمت بضبط أداة التشذيب الحلزونية التي تشغل المروحة إلى 220 كيلو أوم ، مقاسة على الجانب الإيجابي. تم ضبط أداة التشذيب الأخرى مسبقًا على 280 كيلو أوم.

يوجد الصمام الثنائي أشباه الموصلات لتجنب تدفق التيار الاستقرائي للخلف عندما يكون المحرك الكهربائي للمروحة مغلقًا للتو ولكن الجزء المتحرك لا يزال يدور بزخمه. ومع ذلك ، فإن تطبيق الصمام الثنائي هنا اختياري كما هو الحال مع محرك المروحة الصغير ، يكون الحث صغيرًا جدًا بحيث لا يمكن أن يسبب أي ضرر للدائرة.

LM258 عبارة عن شريحة op-amp ثنائية تتكون من مضخمين تشغيل مستقلين. يمكننا مشاركة مقاومة خرج الثرمستور بين دبابيس إدخال أمبير. بهذه الطريقة يمكننا تشغيل المروحة على درجة حرارة منخفضة والجرس عند درجة حرارة أعلى باستخدام ثرمستور واحد فقط.

سأستخدم جهدًا مستقرًا لقيادة دائري والحصول على نقاط حرارة تشغيل / إيقاف ثابتة مستقلة عن مستوى الجهد للبطارية التي يعمل العاكس عليها ، لكنني أريد أيضًا الحفاظ على تصميم الدائرة بسيطًا قدر الإمكان ، لذلك لقد تخلت عن فكرة استخدام منظم الجهد ومفتاح التوصيل البصري لتشغيل المروحة بجهد غير منظم لتحقيق أقصى قدر من الدورات في الدقيقة.

ملاحظة: الدائرة المعروضة في هذا التخطيطي تغطي جميع الميزات المذكورة مسبقًا. إذا كنت ترغب في تعديل ميزات أقل أو أخرى من الدائرة وفقًا لذلك. على سبيل المثال ، سيؤدي ترك مؤشر LED وعدم تعديل أي شيء آخر إلى حدوث خلل. لاحظ أيضًا أن قيم المقاومات والثرمستور قد تكون مختلفة ، ولكن إذا كنت تستخدم مروحة ذات معلمات مختلفة عن قيمتي ، فيجب عليك أيضًا تعديل قيم المقاوم. أخيرًا ، إذا كانت مروحتك أكبر وتتطلب طاقة أكبر ، فستحتاج إلى تضمين مرحل أو مفتاح MOSFET في الدائرة - سيحترق ترانزستور صغير بواسطة تيار استنزاف المروحة. اختبر دائمًا نموذجًا أوليًا!

تحذير! تهدد الحياة!

العاكسات ذات الجهد العالي بداخلها. إذا لم تكن معتادًا على مبادئ السلامة الخاصة بمعالجة مكونات الجهد العالي ، فيجب ألا تفتح محوّلًا!

الخطوة 4: ضبط مستويات الحرارة

مع اثنين من المقاومات المتغيرة (مقاومات الجهد ، أو أدوات التشذيب الحلزونية في حالتي) يمكن تخصيص مستويات درجة الحرارة حيث تعمل المروحة والجرس. هذا إجراء للتجربة والخطأ: عليك أن تجد الإعدادات المناسبة من خلال عدة دورات محاولة.

أولا دع الثرمستور ليبرد. ثم اضبط مقياس الجهد الأول على النقطة التي يقوم فيها بتبديل مؤشر LED من الأخضر إلى الأصفر والمروحة من منخفض إلى مرتفع في الدقيقة. المس الآن الثرمستور واتركه يسخن بأطراف أصابعك ، بينما تقوم بضبط مقياس الجهد حتى يقوم بإيقاف تشغيل المروحة مرة أخرى. بهذه الطريقة يمكنك ضبط مستوى درجة الحرارة على حوالي 30 درجة مئوية. ربما تريد درجة حرارة أعلى قليلاً (ربما أعلى من 40 درجة مئوية) لتشغيل المروحة ، لذا قم بتشغيل أداة التشذيب واختبر مستوى التشغيل / الإيقاف الجديد عن طريق إعطاء بعض الحرارة إلى الثرمستور.

يمكن ضبط مقياس الجهد الثاني الذي يتحكم في الجرس (لمستوى درجة حرارة أعلى بالطبع) بنفس الطريقة.

أستخدم العاكس الذي يتم التحكم فيه عن طريق المروحة بارتياح كبير - وفي صمت. ؛-)