Circuito PWM de controle de ventilador de ar para fogões de cozinha de biomassa

O artigo detalha um circuito controlador de velocidade PWM para um sistema de ventilador de ar a ser usado em faixas de cozimento de biomassa. O circuito também inclui um suprimento automático ininterrupto de bateria, com um circuito integrado de carregador automático de bateria para a aplicação específica. A idéia foi solicitada pelo Sr. Tushar e Sivaranjani.

As especificações técnicas

Obrigado pelo seu interesse e resposta entusiástica. Para se ter uma idéia, estamos trabalhando em fogões de biomassa que substituem os cilindros de GLP e a queima de madeira convencional. Basicamente, o aplicativo funciona empurrando mais ar para o sistema de combustão do fogão para garantir uma combustão mais limpa e reduzir a poluição do ar em ambientes fechados.

Para facilitar mais ar no sistema, essas cozinhas têm
1) um motor PMDC (Brush) – 12VDC com 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 com 7,2 AH para fornecer energia de backup para executar o sistema.

Como mencionado anteriormente, precisaríamos de um circuito que teria

1) Controlador de velocidade PWM para um motor de 12VDC que, por sua vez, regularia a quantidade de ar que entra no sistema
2) Um carregador de bateria de chumbo-ácido de 12V
3) fonte de alimentação sem transformador


Gostaríamos de compartilhar experiências que enfrentamos até agora nos circuitos e não tivemos nenhuma idéia de como resolvê-los.

1) Os chefs de cozinha os usam ao máximo. Portanto, é necessário um sistema simples mas robusto.
2) lado da fonte de alimentação

a) Como nossa principal região-alvo é Tamil Nadu e temos uma terrível crise de energia, a troca entre fonte de alimentação reduzida e energia da bateria deve ser automática e não flutuar a tensão operacional
b) Se a bateria não estiver em uso há mais de um mês, todo o circuito deixará de funcionar

3) lado PWM

a) Regulagem fina 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 operações contínuas, não há variação de velocidade no motor. Ainda não consegui determinar o motivo.

4) Condições gerais

a) Como esse circuito opera perto de um forno e, apesar de bem ventilado e isolado do calor, o próprio circuito fica muito quente 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 nossa aventura de meios de subsistência sustentáveis.


Informe-nos se você tiver alguma dúvida e como podemos levá-la mais longe.

Felicidades,
Sivaranjani

O desenho

De acordo com a aplicação, a aplicação do fogão de biomassa requer um ventilador de 12V para forçar o ar em direção à câmara de combustão para obter os melhores resultados desejados; essa indução de ar deve ser variável, o que significa que a velocidade do O ventilador deve ter uma função controlável através de um botão de controle PWM, que pode ser usado pelo usuário para configurar / selecionar a taxa de combustão e indução de ar desejada.

Abaixo, é mostrado um novo circuito de controle de velocidade do ventilador de 12V PWM, usando um par de IC 555.

Uso de dois IC 555s para controle de ventilador PWM

O IC1 é usado para gerar uma frequência de onda quadrada de 80Hz aplicada ao pino2 do IC2 disposto como um gerador PWM. O IC2 gera um PWM variável no seu pino3, primeiro convertendo a entrada de onda quadrada do pino2 para as ondas triangulares através do C3 e comparando-a com o nível de tensão aplicado no seu pino5.

A tensão do pino 5 que pode ser selecionada ou ajustada manualmente através do pote determina o ciclo de trabalho do PWM, que por sua vez determina a velocidade do ventilador conectado de acordo.

A tensão variável ou potenciômetro PWM ajustável consiste em P1, juntamente com o T2 montado no modo coletor comum.

O controlador de velocidade do ventilador explicado acima precisa ser alimentado através de um sistema de fonte de alimentação ininterrupta a partir de um estágio de reserva de bateria em espera bem recarregada.

A bateria, por sua vez, requer um circuito automático de carregador de bateria para que esteja pronta para fornecer energia instantânea e ininterrupta ao ventilador, garantindo um suprimento suave e contínuo ao motor e um suprimento de ar ao fogão de biomassa.

Usando o circuito do carregador de bateria automático baseado em Opmap

Todas essas condições são atendidas no diagrama de circuito a seguir, que é um circuito automático de carregador de bateria baseado em opamp.

O circuito do carregador, como mostrado abaixo, emprega um par de opamps para a detecção e o desligamento necessários durante a bateria cheia e com limites baixos de bateria.


A predefinição de 10k conectada ao pino3 do 741 IC esquerdo é configurada de modo que, toda vez que a bateria atinge o nível de carga total, a saída do IC simplesmente aumenta, desativando o TIP127 relevante, cortando a tensão de carga para o bateria.

O LED brilhante indica o estado de carga da bateria e vice-versa.

O estágio do IC 741 no lado direito está posicionado para monitorar a condição de baixa tensão da bateria. Quando atinge o limite mais baixo, o pino2 do IC fica mais baixo que o pino de referência3, o que, por sua vez, faz com que a saída do IC suba muito alto, desativando o TIP127 conectado.

A carga agora está impedida de receber energia da bateria. Esse limite é definido ajustando o valor padrão de 10k no pino2 do IC

Aqui também o LED base indica as situações relevantes, o brilho indica que a bateria está fraca, enquanto o apagado indica que a bateria está acima do limite mais baixo.

Por que os dois diodos são usados?

Os dois diodos são conectados para uma finalidade específica, enquanto a rede elétrica está presente, a fonte de 14 V do SMPS é um pouco maior que a tensão da bateria mantém o diodo horizontal com polarização reversa e permite apenas a tensão do SMPS alcance a carga ou o ventilador através do diodo vertical 1N5402.

No caso de uma falha de tensão da rede elétrica, o diodo horizontal conectado no coletor TIP127 do lado direito é rapidamente polarizado, substituindo a fonte SMPS morta pela fonte de bateria, garantindo um fluxo ininterrupto de fornecimento ao ventilador.

O SMPS de 14V sem transformador pode ser comprado comercialmente pronto para uso ou construído pessoalmente. Alguns circuitos adequados podem ser vistos nos seguintes links:

12V 1 Amp MOSFET SMPS

12V SMPS com VIPer22A IC

12V SMPS usando um pequeno interruptor TNY IC

Todos os modelos anteriores terão que se ajustar em seus estágios de saída para adquirir os 14 V.



FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

Pode conter erros de tradução

Olá, se tiver algum erro de tradução (AUTO), falta de link para download etc…

Veja na FONTE até ser revisado o post.

Status (Não Revisado)

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