O artigo detalha um circuito controlador de velocidade PWM para um sistema de ventilador de ar a ser usado em fogões de biomassa. O circuito também inclui um suprimento de bateria de reserva automático ininterrupto com um circuito carregador de bateria automático integrado para a aplicação particular. A ideia foi solicitada pelo Sr. Tushar e Sivaranjani.
Especificações técnicas
Obrigado pelo seu interesse e resposta entusiástica. Para se ter uma ideia, estamos trabalhando em fogões de biomassa que substituem os botijões de GLP e o cozimento convencional de lenha. Basicamente, o aplicativo funciona empurrando mais ar no sistema de combustão do fogão, garantindo uma combustão mais limpa e reduzindo a poluição do ar interno.
Para facilitar a entrada de mais ar no sistema, esses fogões têm
1) um motor PMDC (escova) - 12VDC com um RPM de 7000, 40 W, 0,53 A
2) Um impulsor montado no eixo do motor para enviar ar através do sistema
3) Há uma bateria de chumbo-ácido selada de 7,2 AH para fornecer energia de reserva para o funcionamento do sistema.
Como mencionado anteriormente, precisaríamos de um circuito que teria
1) Controlador de velocidade PWM para um motor de 12 VCC que, por sua vez, regularia a quantidade de ar que entra no sistema
2) Um carregador de bateria de ácido de chumbo de 12 V
3) fonte de alimentação sem transformador
Gostaríamos de compartilhar experiências que vivemos até agora nos circuitos e não temos a menor ideia de como resolvê-las.
1) São maltratados ao máximo pelos cozinheiros na cozinha. Portanto, um sistema simples, mas robusto, precisa estar em vigor
2) Lado da fonte de alimentação
a) Como nossa região de destino principal é Tamil Nadu e temos uma terrível crise de energia, a troca entre a redução da fonte de alimentação e a energia da bateria deve ser automática e não flutuar na tensão operacional
b) Se a bateria não estiver em uso por mais de um mês, todo o circuito para de funcionar
3) Lado PWM
a) Regulação precisa da velocidade do motor, para dar uma sensação de uso semelhante à de um fogão a GPL. O que observamos é que após 16 horas de operação contínua não há variação de velocidade do motor. Ainda não fui capaz de identificar o motivo.
4) Condições Gerais
a) como este circuito estará operando próximo a uma fornalha e apesar de ser bem ventilado e isolado do calor, o próprio circuito aquece consideravelmente e muitos afirmam que o circuito falha por esse motivo.
Gostaríamos de encontrar uma solução com a sua experiência para resolver esses problemas e nos ajudar em nosso empreendimento de meios de vida sustentáveis.
Informe-nos se tiver alguma dúvida e como podemos levar isso adiante.
Cumprimentos,
Sivaranjani
O design
De acordo com o pedido, a aplicação do fogão de biomassa requer um ventilador de 12 V para forçar o ar para a câmara de combustão para os resultados desejados. Essa indução de ar precisa ser variável, o que significa que a velocidade do ventilador deve ter um recurso controlável por meio de um botão de controle PWM , que pode ser usado pelo usuário para definir / selecionar a indução de ar desejada e a taxa de combustão.
Um novo circuito de controle de velocidade do ventilador PWM de 12 V é mostrado abaixo, usando um par de IC 555.
Usando dois IC 555 para o controle do ventilador PWM
IC1 é usado para gerar uma frequência de onda quadrada de 80 Hz que é aplicada no pino 2 de IC2 arranjado como um gerador PWM. IC2 gera um PWM variável em seu pino 3 primeiro convertendo a entrada de onda quadrada do pino 2 em ondas triangulares em C3 e, em seguida, comparando-o com o nível de tensão aplicado em seu pino 5.
A tensão do pino 5, que é selecionável manualmente ou ajustável via potenciômetro, determina o ciclo de trabalho dos PWMs que, por sua vez, determina a velocidade do ventilador conectado de acordo.
A tensão variável ou o potenciômetro PWM ajustável é formado por P1, juntamente com T2 equipado no modo de coletor comum.
O controlador de velocidade do ventilador explicado acima precisa ser alimentado por um sistema de fonte de alimentação ininterrupta a partir de um estágio de reserva de bateria bem recarregada em espera.
A bateria, por sua vez, requer um circuito carregador automático de bateria para que fique pronta para fornecer energia instantânea e ininterrupta ao ventilador, garantindo um fornecimento suave e contínuo para o motor e alimentação de ar para o fogão de biomassa.
Usando o circuito carregador de bateria automático baseado em Opmap
Todas essas condições são atendidas no diagrama de circuito a seguir, que é um circuito carregador de bateria automático baseado em OP.
O circuito do carregador, conforme mostrado abaixo, emprega alguns opamps para a detecção e corte necessários durante os limites de bateria cheia e bateria fraca.
O pré-ajuste de 10k conectado no pino 3 do IC 741 esquerdo é definido de forma que sempre que a bateria atinge o nível de carga total, a saída do IC apenas aumenta desativando o TIP127 relevante, cortando a tensão de carregamento da bateria.
O LED aceso indica a situação de carregamento da bateria e vice-versa.
O estágio IC 741 do lado direito está posicionado para monitorar a condição de baixa tensão da bateria. Quando atinge o limite inferior, o pino 2 do IC torna-se menor do que o pino 3 de referência, o que, por sua vez, faz com que a saída do IC aumente, desativando o TIP127 conectado.
A carga agora é inibida de obter qualquer energia da bateria. Este limite de corte é definido ajustando a predefinição de 10k no pino 2 do IC
Aqui também o LED básico indica as situações relevantes, o brilho indica bateria fraca, enquanto o desligamento indica bateria acima do limite inferior.
Por que os dois diodos são usados
Os dois diodos são conectados com uma finalidade específica, enquanto a rede elétrica está presente, a alimentação de 14 V do SMPS sendo ligeiramente superior à tensão da bateria mantém o diodo horizontal polarizado reversamente e permite que apenas a tensão do SMPS alcance a carga ou o ventilador através da vertical Diodo 1N5402.
No caso de falha de tensão da rede, o diodo horizontal conectado no coletor do lado direito TIP127 rapidamente obtém polarização direta substituindo a alimentação SMPS morta pela alimentação da bateria, garantindo um fluxo ininterrupto da alimentação para o ventilador.
O SMPS sem transformador de 14V pode ser comprado pronto, feito no mercado ou construído pessoalmente. Alguns circuitos adequados podem ser vistos nos seguintes links:
12 V 1 Amp MOSFET SMPS
12 V SMPS usando VIPer22A IC
12 V SMPS usando TNY minúsculo switch IC
Todos os modelos acima precisarão ser ajustados em seus estágios de saída para adquirir os 14 V. necessários
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