O artigo discute um regulador de ventilador controlado por infravermelho simples ou circuito dimmer usando peças comuns, como um IC 4017 e um IC 555.
Operação do Circuito
Referindo-se ao circuito dimmer do ventilador controlado remotamente mostrado, três estágios principais podem ser vistos incorporados: o estágio do sensor de sinal infravermelho usando o IC TSOP1738o contador de décadas de Johnson, sequenciador usando o IC 4017 e um estágio de processador PWM usando o IC 555.
As várias operações envolvidas no circuito podem ser compreendidas com a ajuda dos seguintes pontos:
Quando um feixe infravermelho é focado no sensor, o sensor produz uma lógica baixa em resposta a isso, o que, por sua vez, faz com que o PNP BC557 conduza.
AVISO: TODO O CIRCUITO ESTÁ LIGADO DIRETAMENTE À REDE AC, OBSERVE EXTREMO CUIDADO AO TESTE O CIRCUITO NA POSIÇÃO ENERGIZADA
Usando o Sensor TSOP1738
O sensor usado aqui é um TSOP1738, você pode aprender mais sobre isso neste artigo simples de controle remoto IR
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.
Essa 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 monofone remoto IR.
Usando IC 4017 para Controlar o Divisor de Tensão
Podemos ver que as saídas do IC 4017 possuem um conjunto de resistores precisamente calculados cujas extremidades livres externas estão em curto e conectadas ao terra através de um resistor de 1K.
A configuração acima forma um divisor de potencial resistivo que gera níveis de potencial de aumento ou queda sequencial no nó “A” em resposta ao deslocamento das lógicas altas nas saídas, conforme discutido na explicação acima.
Este potencial variável termina na base de um transistor NPN cujo emissor pode ser visto conectado ao pino 5 do IC 555 que é configurado como um astável de alta frequência.
Usando IC 555 como Gerador PWM
O estágio 555 funciona basicamente como um gerador PWM que varia proporcionalmente à variação do potencial do pino 5. Os PWMs variados são criados em seu pino 3.
Por padrão, o pino 5 é conectado com um resistor de 1 K ao terra, o que garante que, quando não houver tensão ou tensão mínima no pino 5, resulte em PWMs extremamente estreitos no pino 3 e como potencial ou tensão no pino 5 é aumentado os PWMs também ganham largura proporcionalmente. A largura é máxima quando o potencial no pino 5 atinge 2/3 do Vcc do pino 4/8.
Agora, aparentemente, à medida que as saídas do IC 4017 mudam, criando uma tensão variável na base do NPN, uma quantidade correspondente de tensão variável é transferida para o pino 5 do IC 555, que por sua vez é convertido em PWMs que mudam de acordo com o pino #3 do CI.
Como o pino 3 do CI 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 de PWMs em seu portão.
Isso é efetivamente convertido em um controle de velocidade desejado ou uma regulação apropriada do ventilador conectado através do MT1 do triac e da entrada de rede CA.
Assim, a velocidade do ventilador torna-se ajustável de rápido para lento 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 dos seguintes passos:
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 entre o pino 5 e o terra deve aumentar a velocidade do ventilador ao máximo, e conectá-lo de volta deve reduzi-lo 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 aproximadamente no 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 alcançar a regulação de velocidade do ventilador mais favorável.
Em seguida, precisamos verificar se o nó de saída do IC 4017 em “A” cria uma tensão variável de 1V a 10V 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 monofone remoto IR.
O controle remoto pode ser qualquer controle remoto de TV que normalmente usamos em nossas casas.
Se o design acima não funcionar sem problemas com um ventilador conectado, 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 triac MOC3031 para impor um controle de ventilador limpo e sem complicações através do monofone 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 apresentou alguma vibração.
A análise do projeto revelou que a aplicação de PWM no triac estava causando o problema, já que os triacs não respondem bem a DC PWMs, em vez disso, mostram reações aprimoradas ao corte de fase AC, conforme usado em interruptores dimmer
Usando 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 dimmer de ventilador controlado remotamente proposto pode ser visto abaixo:
Diagrama de circuito
Nota: os 4 SCRs estão representados incorretamente como SCR BT169, estes devem ser substituídos por triacs, como os triacs BCR1AM-8P, ou qualquer outro triac similar também servirá.
Como funciona
Referindo-se ao diagrama acima, podemos ver dois circuitos configurados em alguns estágios distintos.
O lado direito do diagrama está configurado como um dimmer de luz padrão ou circuito de dimmer de ventilador, exceto uma mudança, que pode ser vista perto de sua seção de potenciômetro usual, onde foi substituído por quatro triacs com quatro resistores separados em seu MT2, dispostos 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 acionadores de comutação de uma unidade de controle remoto IR portátil.
Os feixes IR remotos alternativos do transmissor IR fazem 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 através do pino 3 para o pino 10 após o qual é redefina de volta ao pino 3 através da interação do pino 1/15.
As pinagens acima que são responsáveis por gerar um pulso alto lógico de deslocamento sequencial são conectadas em série com as portas A, B, C, D dos triacs indicados.
Uma vez que as resistências ligadas aos ânodos dos triacs tornam-se os componentes determinantes para o limite de velocidade do ventilador, implica que ao alternar sequencialmente os triacs para a frente e para trás, a velocidade do ventilador pode ser aumentada ou diminuída proporcionalmente, em 4 passos discretos, dependendo da os valores de R4—-R8.
Portanto, quando o botão do controle remoto é pressionado, as pinagens do IC 4017 acionam o triac correspondente que, por sua vez, conecta seu resistor de anodo com a configuração do dimmer triac/diac, executando a quantidade relevante de velocidade do ventilador.
No circuito dimmer de ventilador controlado remotamente proposto, 4 triacs são mostrados para produzir um controle de velocidade de 4 etapas, no entanto, 10 desses triacs podem ser implementados com todas as 10 pinagens do IC 4017 para adquirir uma boa regulação de velocidade do 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 IR TSOP
IC1 = 4017 IC
D1 = 1N4007
D2 = 12V 1 watt 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 LIGADO DIRETAMENTE À REDE AC, OBSERVE EXTREMO CUIDADO AO TESTE O CIRCUITO NA POSIÇÃO ENERGIZADA
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FONTE
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