Circuito regulador de ventilador de teto com controle remoto

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O artigo discute um regulador de ventilador controlado por infravermelho simples ou circuito dimmer usando peças comuns, como um 4017 IC e um 555 IC.

Operação de Circuito

Referindo-se ao circuito dimmer de ventoinha controlada remotamente mostrado, três estágios principais podem ser vistos incorporados: o estágio do sensor de sinal infravermelho usando o IC TSOP1738 , o contador de décadas de Johnson, sequenciador usando o IC 4017 e um estágio de processador PWM usando o IC 555.



As várias operações envolvidas dentro do circuito podem ser entendidas com a ajuda dos seguintes pontos:

Quando um feixe infravermelho é focalizado no sensor, o sensor produz uma lógica baixa em resposta a isso que, por sua vez, faz com que o PNP BC557 conduza.



Usando Sensor TSOP1738

O sensor usado aqui é um TSOP1738, você pode aprender mais sobre ele neste artigo de controle remoto IR simples

A condução do transistor BC557 em resposta ao feixe IR liga a alimentação positiva ao pino 14 do IC 4017 que é aceito como pulso de clock pelo IC.

Este pulso de clock é traduzido em um único salto sequencial de uma lógica alta da pinagem existente para a próxima pinagem subsequente na sequência através das saídas mostradas do IC 4017.

Esta transferência sequencial ou deslocamento de um pulso lógico alto de uma pinagem para a próxima em todas as saídas do pino # 3 ao pino # 10 e vice-versa é realizada em resposta a cada feixe momentâneo focado no sensor IR pelo controle remoto IR.

Usando IC 4017 para controlar o divisor de tensão

Podemos ver que as saídas do IC 4017 têm um conjunto de resistores calculados com precisão, cujas extremidades livres externas estão em curto e conectadas ao aterramento por meio de um resistor de 1K.

A configuração acima forma um divisor de potencial resistivo que gera níveis de potencial de incremento ou queda sequencial no nó 'A' em resposta ao deslocamento das lógicas altas nas saídas, conforme discutido na explicação acima.

Este potencial variável é terminado na base de um transistor NPN cujo emissor pode ser visto conectado ao pino # 5 do IC 555 que é configurado como uma alta frequência astável.

Usando IC 555 como Gerador PWM

O estágio 555 basicamente funciona como um gerador PWM, que varia proporcionalmente com a variação do potencial do pino 5. Os diversos PWMs são criados em seu pino # 3.

Por padrão, o pino 5 é conectado com um resistor de 1K ao aterramento, o que garante que quando não há tensão ou tensão mínima no pino 5 resulta em PWMs extremamente estreitos em seu pino 3 e como potencial ou tensão em seu pino 5 é aumentado, os PWMs também ganham largura proporcionalmente. A largura é máxima quando o potencial no pino nº 5 atinge 2/3 do Vcc de seu pino nº 4/8.

Agora, aparentemente, conforme as saídas do IC 4017 mudam criando uma voltagem variável na base do NPN, uma quantidade correspondente de voltagem variável é transferida sobre o pino # 5 do IC 555, que por sua vez é convertido em um PWMs em mudança correspondente através do pino # 3 do IC.

Uma vez que o pino nº 3 do IC está conectado à porta de um triac, a condução do triac é proporcionalmente influenciada de alto para baixo e vice-versa em resposta à mudança dos PWMs em sua porta.

Isso é efetivamente convertido em um controle de velocidade desejado ou em uma regulação apropriada do ventilador conectado no MT1 do triac e na entrada de alimentação CA.

Assim, a velocidade do ventilador torna-se ajustável de rápida para lenta e vice-versa em resposta aos feixes infravermelhos IR alternados no sensor IR associado do circuito.

Como configurar o circuito.

Isso pode ser feito com a ajuda das seguintes etapas:

Inicialmente, mantenha o emissor do transistor BC547 desconectado com o pino 5 do IC555.

Agora, os dois estágios (IC 4017 e IC 555) podem ser considerados isolados um do outro.

Primeiro verifique o estágio IC 555 da seguinte maneira:

Desconectar o resistor de 1K através do pino 5 e do aterramento deve aumentar a velocidade do ventilador ao máximo e conectá-lo de volta deve diminuí-la ao mínimo.

O acima irá confirmar o funcionamento correto do estágio IC 555 PWM.

A configuração predefinida de 50k não é crucial e pode ser definida para aproximadamente o centro da faixa predefinida.

No entanto, o capacitor 1nF pode ser experimentado para obter os melhores resultados possíveis. Valores mais altos de até 10uF podem ser tentados e os resultados monitorados para atingir a regulação de velocidade do ventilador mais favorável.

Em seguida, precisamos verificar se o nó de saída IC 4017 em 'A' cria uma tensão variável de 1 V a 10 V em resposta a cada pressão do feixe remoto IR sobre o sensor IR do circuito.

Se a condição acima for atendida, podemos assumir que o estágio está funcionando corretamente, e agora o emissor do BC547 pode ser integrado ao pino 5 do IC555 para o teste final da regulação da velocidade do ventilador usando um controle remoto IR.

O aparelho remoto pode ser qualquer controle remoto de TV que normalmente usamos em nossas casas.

Se o design acima não funcionar perfeitamente com uma ventoinha conectada, pode ser necessário passar por uma pequena modificação para melhorar os resultados, conforme mostrado abaixo:

O circuito tem a ajuda de um estágio de driver MOC3031 triac para impor um controle de ventilador descomplicado e limpo por meio do aparelho remoto.

Análise de Teste

Ao testar o circuito acima, os resultados não foram muito satisfatórios, pois o ventilador não pôde ser controlado até o limite mais baixo e apresentava alguma vibração.

A análise do projeto revelou que a aplicação de PWM no triac estava causando o problema, uma vez que os triacs não respondem bem aos PWMs DC, ao invés disso, mostram reações aprimoradas ao corte de fase AC como usado em interruptores dimmer

Usando o controle de fase em vez de PWM

O circuito discutido neste artigo elimina a ideia de PWM para o controle de escurecimento do ventilador, em vez disso, emprega alguns triacs de baixa potência para implementar sequencialmente o efeito de escurecimento ou aceleração no motor do ventilador conectado.

O projeto completo para o circuito regulador de ventilador de controle remoto proposto pode ser testemunhado abaixo:

Diagrama de circuito

Nota: os 4 SCRs são incorretamente representados como SCR BT169, eles devem ser substituídos por triacs, como BCR1AM-8P triacs, ou qualquer outro triac semelhante também servirá.

Como funciona

Referindo-nos ao diagrama acima, podemos ver dois circuitos configurados em alguns estágios distintos.

O lado direito do diagrama é configurado como um circuito de dimmer de luz ou ventilador padrão , exceto uma mudança, que pode ser vista perto de sua seção usual do potenciômetro, onde foi substituído por quatro triacs tendo quatro resistores separados em seu MT2, arranjados com valores incrementais.

O estágio do lado esquerdo que compreende o IC 4017 é conectado como um gerador lógico sequencial de 4 etapas, acionado por uma unidade de sensor infravermelho que forma o receptor IR para receber os gatilhos de comutação de uma unidade de controle remoto IR portátil.

O suplente feixes IR remotos do transmissor IR faz com que o IRS gere um pulso de alternância no pino # 14 do IC 4017, que por sua vez converte o pulso em um pulso alto lógico de deslocamento sequencial em seu pino # 3 para o pino # 10, após o qual é redefinido de volta para o pino # 3 através do pino # 1/15 interação.

As pinagens acima, que são responsáveis ​​por gerar um pulso alto lógico que viaja sequencialmente, são conectadas em série com as portas A, B, C, D dos triacs indicados.

Uma vez que os resistores conectados com os ânodos dos triacs se tornam os componentes determinantes para o limite de velocidade do ventilador, implica que ao alternar sequencialmente os triacs para frente e para trás, a velocidade do ventilador pode ser aumentada ou diminuída proporcionalmente, em 4 etapas discretas, dependendo os valores de R4 ---- R8.

Portanto, quando o botão do monofone remoto é pressionado, as pinagens do IC 4017 acionam o triac correspondente que, por sua vez, conecta seu resistor anódico com a configuração do dimmer triac / diac, executando a quantidade relevante de velocidade do ventilador.

No circuito de dimmer de ventilador controlado remotamente proposto, 4 triacs são mostrados para produzir um controle de velocidade de 4 etapas, no entanto, 10 desses triacs poderiam ser implementados com todas as 10 pinagens do IC 4017 para adquirir uma boa regulação de velocidade de ventilador controlada discretamente em 10 etapas.

Lista de Peças

R1, R3 = 100 ohms, R2 = 100K, R4 = 4K7, R5 = 10K,
C2 = 47uF / 25VC1, C4 = 22uF / 25V, C6 = 4,7uF / 25V,

C3 = 0,1, CERÂMICA
C5 = 100uF / 50V
C10 = 0,22uF / 400V
T1 = BC557
IRS = Sensor TSOP IR
IC1 = 4017 IC
D1 = 1N4007
D2 = 12V 1watt zener
R9 = 15K
R10 = 330K
R4 --- R8 = 50K, 100K. 150K, 220K
R11 = 33K
R12 = 100 ohms
Diac = DB-3
TR1 = BT136
L1 = 500 voltas de 28SWG sobre qualquer parafuso de ferro.
C7 = 0,1uF / 600V

AVISO: TODO O CIRCUITO ESTÁ DIRETAMENTE LIGADO COM A CA DA REDE, OBSERVE CUIDADO EXTREMO AO TESTAR O CIRCUITO NA POSIÇÃO ALIMENTADA




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