Логотип

Звуковой сигнализатор остановки вентилятора

категория

Схемы для компьютеров

материалы в категории

И. НЕЧАЕВ, г. Курск
Радио, 2002 год, № 11

В качестве датчика в устройствах контроля работы электродвигателя иногда используют относительно низкоомный резистор, включенный последовательно в цепь его питания (см., например, Звуковой сигнализатор неисправности кулера). Такое решение имеет недостатки.

Во-первых, ток, потребляемый вентилятором (например, 'JAMICON" KF0510B1H — 12 В, 0,13 А), состоит из постоянной составляющей (0,1 А) и переменной в виде коротких импульсов (амплитуда 0,15...0,2 А). Устройство контроля реагирует только на переменную составляющую, а постоянная создает на резисторе падение напряжение около 1 В, что снижает производительность вентилятора. Во-вторых, в этом случае приходится "внедряться" в цепь питания вентилятора, что не всегда возможно или желательно.

Устранить первый недостаток устройства можно, если вместо резистора включить дроссель. Тогда постоянная составляющая тока будет проходить практически без потерь, а переменная — создавать импульсное напряжение, на которое и реагирует устройство. Дроссель можно взять унифицированный, например, серии ДМ (ДМ-0,2, ДМ-0,4, ДМ-1), а индуктивность подобрать при налаживании в пределах 10... 100 мкГн (в зависимости от конкретного вентилятора). Допустимо применить и самодельный дроссель, намотав его проводом ПЭВ-2 0,2 на кольце диаметром 5...10 мм из феррита проницаемостью 600...2000 (число витков подбирают экспериментально по критерию устойчивой работы устройства).

Звуковой сигнализатор, свободный от второго недостатка, можно выполнить по схеме, изображенной на рис. 1.

Он состоит из индуктивного датчика Т1, формирователя импульсов на элементах DD1.1, DD1.2 и генератора сигнала 3Ч на элементах DD1.3, DD1.4, к выходу которого подключен пьезоэлектрический акустический излучатель НА1. Датчик представляет собой низкочастотный повышающий трансформатор, первичная обмотка которого состоит из нескольких витков провода питания вентилятора. При протекании импульсного тока по этому проводу на вторичной обмотке датчика возникают короткие импульсы напряжения, которые поступают на формирователь импульсов. На выходе последнего появляются импульсы с высоким логическим уровнем, которые через диод VD1 поступают на вход элемента DD1.3. Благодаря накопительному конденсатору СЗ на этом входе поддерживается высокий логический уровень, поэтому генератор не работает.

При остановке вентилятора импульсы тока в его питающих проводах и в обмотках датчика Т1, а следовательно, и импульсы напряжения на выходе формирователя (DD1.1, DD1.2) исчезают, конденсатор СЗ разряжается и на нем устанавливается низкий логический уровень. В результате генератор (DD1.3, DD1.4) самовозбуждается и звуковой излучатель НА1 подает сигнал, свидетельствующий об остановке вентилятора. Поскольку устройство не имеет гальванической связи с цепью питания вентилятора, его можно питать от любого источника напряжением 5...12 В (при напряжении, близком к нижней границе, чувствительность устройства выше).

Все детали сигнализатора, кроме датчика, монтируют на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита, эскиз которой в натуральную величину показан на рис. 2,а, а размещение деталей (в масштабе 2:1) — на рис. 2,б.

В устройстве можно применить конденсаторы К10-17, подстроечные резисторы СПЗ-19, постоянные — МЛТ, С2-33 или Р1-4. Звуковой излучатель ЗП-3 заменим любым другим из серии ЗП, диод КД522Б — любым маломощным кремниевым.

В качестве основы индуктивного датчика удобно использовать электромагнит реле РЭС-10, РСМ и аналогичных. Желательно, чтобы число витков обмотки было как можно больше, т. е. лучше использовать наиболее высокоомное реле. При разборке кожух и подвижные элементы механизма реле удаляют, а на катушку с магнитопроводом наматывают несколько витков провода, по которому подается питание на вентилятор.

Налаживание начинают с установки частоты колебаний генератора 3Ч. Подключив к устройству вторичную обмотку датчика Т1 (без обмотки из провода питания вентилятора), устанавливают движок подстроечного резистора R2 в нижнее (по схеме) положение, при этом должен появится звуковой сигнал. Нужную частоту колебаний устанавливают подстроечным резистором R5. Затем движок резистора R2 переводят в верхнее (по схеме) положение и, медленно перемещая его вниз, добиваются появления звукового сигнала. После этого на датчик наматывают 1...3 витка провода, питающего вентилятор, при этом звуковой сигнал должен исчезнуть. Так как намотать провод можно в двух направлениях, выбирают то из них, при котором требуется меньшее число витков. Принудительно останавливая вентилятор, убеждаются, что сигнал тревоги появляется каждый раз.

Эксперименты показали, что сигнализатор работоспособен и с упрощенным датчиком (без намотки питающего вентилятор провода), если его расположить непосредственно над двигателем вентилятора. В этом случае магнитное поле, возникающее в обмотках двигателя, наводит в катушке датчика импульсное напряжение, на которое и реагирует устройство.

Принципиальная схема аналогичного устройства, реагирующего на вращение лопастей вентилятора, показана на рис. 3.

Его можно использовать с любыми видами вентиляторов. Здесь датчиком служит оптопара, состоящая из двух излучающих диодов ИК диапазона. Один из них (VD1) используется в качестве излучателя, а другой (VD2) — фотоприемника. На транзисторе VT1 собран усилитель напряжения, на VT2 — ключ. Элементы DD1.1, DD1.2 с резистором R6 и конденсатором С4 образуют генератор инфранизкой частоты, а элементы DD1.3, DD1.4 с элементами R7, С5 — генератор сигнала звуковой частоты.

Работает устройство следующим образом. Диоды оптопары расположены вплотную друг к другу и направлены на лопасти вентилятора (если они темного цвета, хотя бы одну из них, ближе к краю, надо окрасить светоотражающей краской, например, белой). При вращении лопастей в моменты, когда закрашенный участок оказывается напротив диодов, ИК излучение попадает в фотоприемник VD2, и на нем появляется импульсное напряжение, которое усиливается транзистором VT1. Усиленное напряжение с движка резистора R3 через конденсатор С1 поступает на базу транзистора VT2. В результате он открывается и конденсатор С2 заряжается от источника питания. При этом на нем создается высокий логический уровень и генераторы на элементах DD1.1, DD1.2 и DD1.3, DD1.4 не работают.

При остановке вентилятора импульсное напряжение на затворе транзистора VT1 пропадает, транзистор VT2 перестает открываться и конденсатор С2 быстро разряжается (на нем устанавливается низкий логический уровень). В результате оба генератора начинают работать и появляется прерывистый звуковой сигнал, свидетельствующий об аварийном режиме вентилятора.

В устройстве можно применить резисторы и конденсаторы тех же типов, что и в описанном выше. Вместо КПЗОЗА допустимо использовать полевой транзистор КПЗ0ЗЕ, транзистор КТ361Б заменим любым маломощным структуры р-n-р.

Все детали сигнализатора, кроме оптопары, монтируют на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Ее эскиз в натуральную величину изображен на рис. 4,а, а размещение деталей (в увеличенном масштабе) — на рис. 4,б.

Налаживание начинают с установки (на слух) требуемых частот колебаний генераторов подстроечными резисторами R6, R7 при неосвещенном светодиоде VD2. Затем диоды направляют на лопасти работающего вентилятора и резистором R3 добиваются исчезновения звукового сигнала. При остановке вентилятора сигнал должен появиться. Для повышения чувствительности устройства диоды надо располагать как можно ближе к лопастям.

Почта сайта