Circuit de contrôleur de ventilateur PWM pour cuisinières à biomasse

L'article détaille un circuit de contrôleur de vitesse PWM pour un système de soufflante à air à utiliser dans les cuisinières à biomasse. Le circuit comprend également une alimentation de secours automatique de batterie ininterrompue avec un circuit de chargeur de batterie automatique intégré pour l'application particulière. L'idée a été demandée par M. Tushar et Sivaranjani.

Spécifications techniques

Merci pour votre intérêt et votre réponse enthousiaste. Pour vous donner une idée, nous travaillons sur des cuisinières à biomasse qui remplacent les bouteilles GPL et la cuisson au bois de chauffage conventionnelle. Fondamentalement, l'application fonctionne en poussant plus d'air dans le système de combustion de la cuisinière, assurant une combustion plus propre et réduisant la pollution de l'air intérieur.

Afin de faciliter plus d'air dans le système, ces cuisinières ont
1) un moteur PMDC (Brush) - 12VDC avec un régime de 7000, 40 W, 0,53 A
2) Une turbine montée sur l'arbre du moteur pour envoyer de l'air à travers le système
3) Il y a une batterie au plomb scellée de 7,2 AH pour fournir une alimentation de secours pour faire fonctionner le système.

Comme mentionné précédemment, nous aurions besoin d'un circuit qui aurait

1) Contrôleur de vitesse PWM pour un moteur 12VDC qui régulerait à son tour la quantité d'air entrant dans le système
2) Un chargeur de batterie au plomb 12 V
3) alimentation sans transformateur

Nous aimerions partager les expériences auxquelles nous avons fait face jusqu'à ce jour sur les circuits et que nous n'avions vraiment aucune idée de la façon de les résoudre.

1) Ils sont mis au maximum à mauvais escient par les cuisiniers de la cuisine. Par conséquent, un système simple mais robuste doit être en place
2) Côté alimentation

a) Étant donné que notre principale région cible est le Tamil Nadu et que nous traversons une terrible crise électrique, le basculement entre l'alimentation abaissée et l'alimentation par batterie doit être automatique et ne pas faire varier la tension de fonctionnement
b) Si la batterie n'a pas été utilisée pendant plus d'un mois, l'ensemble du circuit cesse de fonctionner

3) côté PWM

a) Réglage fin de la vitesse du moteur, pour donner une sensation d'utilisation similaire à celle d'un poêle GPL. Ce que nous avons observé, c'est qu'après 16 heures de fonctionnement continu, il n'y a pas de variation de vitesse dans le moteur. Je n'ai pas encore été en mesure d'identifier la raison.

4) Conditions générales

a) puisque ce circuit fonctionnera à proximité d'un four et malgré le fait qu'il soit bien ventilé et isolé de la chaleur, le circuit lui-même se réchauffe considérablement et beaucoup affirment que le circuit tombe en panne pour cette raison.

Nous aimerions trouver une solution avec votre expertise pour résoudre ces problèmes et nous aider dans notre entreprise de moyens de subsistance durables.

Faites-nous savoir si vous avez des questions et comment nous pourrions aller plus loin.

Salutations,
Sivaranjani

La conception

Conformément à la demande, l'application de la cuisinière à biomasse nécessite un ventilateur 12 V pour forcer l'air dans la chambre de combustion pour obtenir les résultats améliorés souhaités, cette induction d'air doit être variable, ce qui signifie que la vitesse du ventilateur doit avoir une fonction contrôlable via un bouton de commande PWM , qui pourrait être utilisé par l'utilisateur pour régler / sélectionner l'induction d'air et le taux de combustion souhaités.

Un nouveau circuit de commande de vitesse de ventilateur PWM 12 V est illustré ci-dessous, utilisant un couple d'IC ​​555.

Utilisation de deux IC 555 pour le contrôle du ventilateur PWM

IC1 est utilisé pour générer une fréquence d'onde carrée de 80 Hz qui est appliquée à la broche2 de IC2 agencée comme un générateur PWM. IC2 génère un PWM variable à sa broche3 en convertissant d'abord l'entrée d'onde carrée de la broche2 en ondes triangulaires à travers C3, puis en la comparant avec le niveau de tension appliqué à sa broche5.

La tension pin5 qui est manuellement sélectionnable ou ajustable via le potentiomètre détermine le cycle de service des PWM qui à son tour détermine la vitesse du ventilateur connecté en conséquence.

La tension variable ou le pot PWM réglable est formé par P1, avec T2 gréé en mode collecteur commun.

Le contrôleur de vitesse du ventilateur expliqué ci-dessus doit être alimenté par un système d'alimentation sans coupure à partir d'un étage de secours de batterie de secours bien rechargé.

La batterie à son tour nécessite un circuit de chargeur de batterie automatique afin qu'elle reste prête à fournir une alimentation instantanée et ininterrompue au ventilateur, garantissant une alimentation régulière et continue du moteur et une alimentation en air de la cuisinière à biomasse.

Utilisation du circuit de chargeur de batterie automatique basé sur Opmap

Toutes ces conditions sont remplies dans le schéma de circuit suivant qui est un circuit de chargeur de batterie automatique basé sur un amplificateur opérationnel.

Le circuit du chargeur, comme illustré ci-dessous, utilise quelques amplificateurs opérationnels pour la détection et la coupure requises pendant les seuils de batterie pleine et de niveau bas de batterie.

Le préréglage 10k connecté à la broche 3 du CI 741 gauche est réglé de telle sorte que chaque fois que la batterie atteint le niveau de charge complet, la sortie du CI passe simplement à l'état haut, désactivant le TIP127 concerné, coupant la tension de charge de la batterie.

La LED allumée indique la situation de charge ON de la batterie et vice versa.

L'étage IC 741 du côté droit est positionné pour surveiller l'état de basse tension de la batterie. Lorsqu'elle atteint le seuil inférieur, la broche2 du CI devient inférieure à la broche de référence3, ce qui à son tour fait monter la sortie du CI à l'état haut désactivant le TIP127 attaché.

La charge est maintenant empêchée de recevoir de l'énergie de la batterie.Ce seuil de coupure est défini en ajustant le préréglage 10k sur la broche2 de l'IC

Ici aussi, la LED de la base indique les situations pertinentes, la lueur indique une batterie faible, tandis que l'arrêt indique que la batterie est au-dessus du seuil inférieur.

Pourquoi les deux diodes sont utilisées

Les deux diodes sont connectées dans un but spécifique, tandis que le secteur est présent, l'alimentation 14V du SMPS étant légèrement supérieure à la tension de la batterie maintient la diode horizontale polarisée en inverse et permet uniquement à la tension SMPS d'atteindre la charge ou le ventilateur via la verticale Diode 1N5402.

En cas de coupure de la tension secteur, la diode horizontale connectée au collecteur du côté droit TIP127 est rapidement polarisée en avant en remplaçant l'alimentation SMPS morte par l'alimentation par batterie, assurant un flux ininterrompu de l'alimentation vers le ventilateur.

Le SMPS 14V sans transformateur peut être acheté prêt à l'emploi sur le marché ou fabriqué personnellement. Quelques circuits appropriés peuvent être vus dans les liens suivants:

SMPS MOSFET 12V 1 Amp

SMPS 12 V utilisant VIPer22A IC

SMPS 12 V utilisant un petit circuit intégré de commutation TNY

Tous les modèles ci-dessus devront être modifiés à leurs étages de sortie pour acquérir les 14 V.