دائرة التحكم في منفاخ الهواء PWM لمواقد طهي الكتلة الحيوية

توضح المقالة بالتفصيل دائرة تحكم سرعة PWM لنظام مروحة هواء منفاخ لاستخدامها في مواقد طهي الكتلة الحيوية. تشتمل الدائرة أيضًا على مصدر احتياطي تلقائي للبطارية غير منقطع مع دائرة شاحن بطارية أوتوماتيكية متكاملة لتطبيق معين. تم طلب الفكرة من قبل السيد توشار وسيفارانجاني.

المواصفات الفنية

شكرا لاهتمامك واستجابتك الحماسية. لإعطائك فكرة ، نحن نعمل على مواقد طهي الكتلة الحيوية والتي تعد بديلاً لأسطوانات غاز البترول المسال وطهي الحطب التقليدي. يعمل التطبيق بشكل أساسي عن طريق دفع المزيد من الهواء في نظام احتراق موقد الطهي لضمان احتراق أنظف وتقليل تلوث الهواء الداخلي.

من أجل تسهيل دخول المزيد من الهواء إلى النظام ، تحتوي مواقد الطهي هذه
1) محرك PMDC (فرشاة) - 12VDC مع RPM 7000 ، 40 W ، 0.53 A
2) دفاعة مثبتة على عمود المحرك لإرسال الهواء عبر النظام
3) هناك بطارية حمض الرصاص 7.2 AH مختومة لتوفير الطاقة الاحتياطية لتشغيل النظام.

كما ذكرنا سابقًا ، سنحتاج إلى دائرة من شأنها

1) جهاز التحكم في السرعة PWM لمحرك بقدرة 12 فولت تيار مستمر والذي بدوره سينظم كمية الهواء الداخل للنظام
2) شاحن بطارية حمض الرصاص 12 فولت
3) امدادات الطاقة المحولات

نود أن نشارك الخبرات التي واجهناها حتى الآن على الدوائر وكنا جاهلين حقًا بكيفية حلها.

1) يتم إساءة استخدامها من قبل الطهاة في المطبخ. ومن ثم يجب أن يكون هناك نظام بسيط ولكنه متين
2) جانب امدادات الطاقة

أ) نظرًا لأن منطقتنا الرئيسية المستهدفة تقع في ولاية تاميل نادو ولدينا أزمة طاقة رهيبة ، يجب أن يكون التبديل بين مصدر الطاقة المتدرج وطاقة البطارية تلقائيًا وليس تقلبًا في الجهد التشغيلي
ب) إذا لم يتم استخدام البطارية لأكثر من شهر ، تتوقف الدائرة بأكملها عن العمل

3) جانب PWM

أ) تنظيم دقيق لسرعة المحرك ، لإعطاء إحساس بالاستخدام مشابه لموقد غاز البترول المسال ما لاحظناه هو أنه بعد 16 ساعة من العمليات المستمرة لا يوجد تغير في سرعة المحرك. لم أتمكن من تحديد السبب بعد.

4) الشروط العامة

أ) نظرًا لأن هذه الدائرة ستعمل بالقرب من الفرن وعلى الرغم من حقيقة أنها جيدة التهوية ومعزولة عن الحرارة ، يتم تسخين الدائرة نفسها إلى حد كبير ويزعم الكثيرون أن الدائرة تفشل بسبب هذا السبب.

نود أن نتوصل إلى حل بخبرتك لمعالجة هذه المشاكل ومساعدتنا في مشروع سبل العيش المستدامة.

لا تخبرنا إذا كان لديك أي استفسارات وكيف يمكننا المضي قدمًا في هذا الأمر.

يعتبر،
سيفارانجاني

التصميم

وفقًا للطلب ، يتطلب تطبيق موقد طهي الكتلة الحيوية مروحة بقوة 12 فولت لإجبار الهواء على الدخول إلى غرفة الاحتراق للحصول على النتائج المحسّنة المرغوبة ، يجب أن يكون هذا الحث للهواء متغيرًا ، مما يعني أن سرعة المروحة يجب أن يكون لها ميزة يمكن التحكم فيها عبر مقبض تحكم PWM ، والتي يمكن استخدامها من قبل المستخدم لضبط / اختيار تحريض الهواء ومعدل الاحتراق المطلوب.

يتم عرض دائرة جديدة للتحكم في سرعة المروحة بجهد 12 فولت PWM ، باستخدام زوج من IC 555.

استخدام اثنين من IC 555 للتحكم في مروحة PWM

يستخدم IC1 لتوليد تردد موجة مربعة 80 هرتز يتم تطبيقه في pin2 من IC2 مرتبة كمولد PWM. يولد IC2 PWM متغيرًا في pin3 الخاص به عن طريق تحويل مدخل موجة pin2 المربعة أولاً إلى موجات مثلث عبر C3 ثم مقارنته بمستوى الجهد المطبق في طرفه 5.

يحدد الجهد pin5 الذي يمكن اختياره يدويًا أو تعديله عبر وعاء دورة العمل لـ PWMs والتي بدورها تحدد سرعة المروحة المتصلة وفقًا لذلك.

يتم تشكيل الجهد المتغير أو وعاء PWM القابل للتعديل بواسطة P1 ، جنبًا إلى جنب مع T2 المجهزة في وضع المجمع المشترك.

يجب أن يتم تشغيل وحدة التحكم في سرعة المروحة الموضحة أعلاه من خلال نظام إمداد طاقة غير متقطع من مرحلة احتياطية للبطارية المعاد شحنها جيدًا.

تتطلب البطارية بدورها دائرة شاحن بطارية أوتوماتيكية بحيث تظل جاهزة لتوفير طاقة فورية غير منقطعة للمروحة ، مما يضمن إمدادًا سلسًا ومستمرًا للمحرك وتغذية الهواء إلى موقد طهي الكتلة الحيوية.

باستخدام دائرة شاحن البطارية الأوتوماتيكية القائمة على Opmap

يتم استيفاء جميع هذه الشروط في مخطط الدائرة التالي وهو عبارة عن دائرة شاحن بطارية أوتوماتيكية تعتمد على opamp.

دائرة الشاحن كما هو مبين أدناه توظف زوج من opamps للكشف المطلوب والقطع خلال عتبات مستوى البطارية الكامل والبطارية المنخفضة.

يتم ضبط الإعداد المسبق 10k المتصل في pin3 من 741 IC الأيسر بحيث أنه عندما تصل البطارية إلى مستوى الشحن الكامل ، فإن خرج IC يذهب إلى إلغاء تنشيط TIP127 ذي الصلة ، مما يقطع جهد الشحن عن البطارية.

يشير مؤشر LED المتوهج إلى حالة شحن البطارية والعكس صحيح.

يتم وضع الجانب الأيمن IC 741 المرحلة لمراقبة حالة الجهد المنخفض للبطارية. عندما يصل إلى الحد الأدنى ، يصبح pin2 الخاص بـ IC أقل من الدبوس المرجعي 3 ، مما يؤدي بدوره إلى ارتفاع خرج IC إلى إلغاء تنشيط TIP127 المرفق.

تم منع الحمل الآن من الحصول على أي طاقة من البطارية ، ويتم تعيين هذا الحد الأقصى للقطع عن طريق ضبط الإعداد المسبق 10 كيلو في pin2 من IC

هنا أيضًا يشير مؤشر LED الأساسي إلى المواقف ذات الصلة ، ويشير التوهج إلى انخفاض طاقة البطارية ، بينما يشير الإغلاق إلى أن البطارية أعلى من الحد الأدنى.

لماذا يتم استخدام الثنائيات

يتم توصيل الثنائيين لغرض محدد ، في حين أن التيار الكهربائي موجود بإمداد 14 فولت من SMPS أعلى قليلاً من جهد البطارية ، مما يحافظ على انحياز الصمام الثنائي الأفقي العكسي ويسمح فقط بجهد SMPS بالوصول إلى الحمل أو منفاخ المروحة عبر العمودي 1N5402 ديود.

في حالة فشل جهد التيار الكهربائي ، فإن الصمام الثنائي الأفقي المتصل بمجمع الجانب الأيمن TIP127 يتجه بسرعة إلى الأمام ليحل محل مزود SMPS الميت بمصدر البطارية ، مما يضمن التدفق المستمر للإمداد إلى المروحة.

يمكن شراء SMPS غير المحول 14V جاهزًا من السوق أو صنعه شخصيًا. يمكن رؤية بعض الدوائر المناسبة في الروابط التالية:

12 فولت 1 أمبير موسفيت SMPS

12 V SMPS باستخدام VIPer22A IC

12 فولت SMPS باستخدام مفتاح TNY الصغير IC

ستحتاج جميع النماذج المذكورة أعلاه إلى التعديل في مراحل الإخراج للحصول على 14 فولت المطلوبة.