Авторизация
Зарегистрироваться

Цифровой ШИМ регулятор оборотов коллекторного двигателя.


Еще один обзор на тему всяких вещей для самоделок. На этот раз я расскажу о цифровом регуляторе оборотов. Вещица по своему интересная, но хотелось большего.
Кому интересно, читайте дальше :)


Имея в хозяйстве некоторые низковольтные устройства типа небольшой шлифовальной машинки и т.п. я захотел немного увеличить их функциональный и эстетический вид. Правда это не получилось, хотя я надеюсь все таки добиться своего, возможно в другой раз, на за саму вещицу расскажу сегодня.
Производитель данного регулятора фирма Maitech, вернее именно это название часто встречается на всяких платках и блочках для самоделок, хотя сайт этой фирмы почему то мне не попался.

Из-за того, что я не сделал в итоге то, что хотел, обзор будет короче обычного, но начну как всегда с того, как это продается и присылается.
В конверте лежал обычный пакетик с защелкой.


В комплекте только регулятор с переменным резистором и кнопкой, жесткой упаковки и инструкции нет, но доехало все целым и без повреждений.


Сзади присутствует наклейка, заменяющая инструкцию. В принципе большего для такого устройства и не требуется.
Указан рабочий диапазон напряжения 6-30 Вольт и максимальный ток в 8 Ампер.


Внешний вид весьма неплох, темное «стекло», темно-серый пластик корпуса, в выключенном состоянии кажется вообще черным. По внешнему виду зачет, придраться не к чему. Спереди была приклеена транспортировочная пленка.
Установочные размеры устройства:
Длина 72мм ( минимальное отверстие в корпусе 75мм), ширина 40мм, глубина без учета передней панели 23мм (с передней панелью 24мм).
Размеры передней панели:
Длина 42.5, мм ширина 80мм


Переменный резистор идет в комплекте с ручкой, ручка конечно грубовата, но для применения вполне сойдет.
Сопротивление резистора 100КОм, зависимость регулировки — линейная.
Как потом выяснилось, 100КОм сопротивление дает глюк. При питании от импульсного БП невозможно выставить стабильные показания, сказывается наводка на провода к переменному резистору, из-за чего показания скачут +\- 2 знака, но ладно бы скакали, вместе с этим скачут обороты двигателя.
Сопротивление резистора высокое, ток маленький и провода собирают все помехи вокруг.
При питании от линейного БП такая проблема отсутствует полностью.
Длина проводов к резистору и кнопке около 180мм.


Кнопка, ну тут ничего особенного. Контакты нормально открытые, установочный диаметр 16мм, длина 24мм, подсветки нет.
Кнопка выключает двигатель.
Т.е. при подаче питания индикатор включается, двигатель запускается, нажатие на кнопку его выключает, второе нажатие включает опять.
Когда двигатель выключен то индикатор так же не светится.


Под крышкой находится плата устройства.
На клеммы выведены контакты питания и подключения двигателя.
Плюсовые контакты разъема соединены вместе, силовой ключ коммутирует минусовой провод двигателя.
Подключение переменного резистора и кнопки разъемное.
На вид все аккуратно. Выводы конденсатора немного кривоваты, но я думаю что это можно простить :)


Дальнейшую разборку я спрячу под спойлер.
Подробнее
Индикатор довольно большой, высота цифры 14мм.
Размеры платы 69х37мм.


Плата собрана аккуратно, около контактов индикатора присутствуют следы флюса, но в целом плата чистая.
На плате присутствуют: диод для защиты от переполюсовки, стабилизатор 5 Вольт, микроконтроллер, конденсатор 470мкФ 35 Вольт, силовые элементы под небольшим радиатором.
Так же видны места под установку дополнительных разъемов, назначение их непонятно.


Набросал небольшую блок-схему, просто для примерного понимания что и как коммутируется и как подключается. Переменный резистор так и включен одной ногой к 5 Вольт, второй на землю. потому его можно спокойно заменить на более низкий номинал. На схеме нет подключений к нераспаянному разъему.


В устройстве использован микроконтроллер 8s003f3p6 производства STMicroelectronics.
Насколько мне известно, этот микроконтроллер используется в довольно большом количестве разных устройств, например ампервольтметрах.


Стабилизатор питания 78M05, при работе на максимальном входном напряжении нагревается, но не очень сильно.


Часть тепла от силовых элементов отводится на медные полигоны платы, слева видно большое количество переходов с одной стороны платы на другую, что помогает отводить тепло.
Так же тепло отводится при помощи небольшого радиатора, который прижат к силовым элементам сверху. Такое размещение радиатора кажется мне несколько сомнительным, так как тепло отводится через пластмассу корпуса и такой радиатор помогает несильно.
Паста между силовыми элементами и радиатором отсутствует, рекомендую снять радиатор и промазать пастой, хоть немного но станет лучше.


В силовой части применен транзистор IRLR7843, сопротивление канала 3.3мОм, максимальный ток 161 Ампер, но максимальное напряжение всего 30 Вольт, потому я бы рекомендовал ограничивать входное на уровне 25-27 Вольт. При работе на околомаксимальных токах присутствует небольшой нагрев.
Так же рядом расположен диод, который гасит выбросы тока от самоиндукции двигателя.
Здесь применен STPS1045 10 Ампер, 45 Вольт. К диоду вопросов нет.



Первое включение. Так получилось, что испытания я проводил еще до снятия защитной пленки, потому на этих фото она еще есть.
Индикатор контрастный, в меру яркий, читается отлично.


Сначала я решил попробовать на мелких нагрузках и получил первое разочарование.
Нет, претензий к производителю и магазину у меня нет, просто я надеялся, что в таком относительно недешевом устройстве будет присутствовать стабилизация оборотов двигателя.
Увы, это просто регулируемый ШИМ, на индикаторе отображается % заполнения от 0 до 100%.
Мелкого двигателя регулятор даже не заметил, дня него это совсем смешной ток нагрузки :)


Внимательные читатели наверняка обратили внимание на сечение проводов, которыми я подключил питание к регулятору.
Да, дальше я решил подойти к вопросу более глобально и подключил более мощный двигатель.
Он конечно заметно мощнее регулятора, но на холостом ходу его ток около 5 Ампер, что позволило проверить регулятор на режимах более приближенных к максимальным.
Регулятор вел себя отлично, кстати я забыл указать что при включении регулятор плавно увеличивает заполнение ШИМ от нуля до установленного значения обеспечивая плавный разгон, на индикаторе при этом сразу показывается установленное значение, а не как на частотных приводах, где отображается реальное текущее.
Регулятор не вышел из строя, немного нагрелся, но не критично.


Так как регулятор импульсный, то я решил просто ради интереса потыкаться осциллографом и посмотреть что происходит на затворе силового транзистора в разных режимах.
Частота работы ШИМа около 15 КГц и не меняется в процессе работы. Двигатель заводится примерно при 10% заполнения.



Изначально я планировал поставить регулятор в свой старый (скорее уже древний) блок питания для мелкого электроинструмента (о нем как нибудь в другой раз). по идее он должен был стать вместо передней панели, а на задней должен был расположиться регулятор оборотов, кнопку ставить не планировал (благо при включении устройство сразу переходит в режим — включено).
Должно было получиться красиво и аккуратно.


Но дальше меня ждало некоторое разочарование.
1. Индикатор хоть и был немного меньше по габаритам чем вставка передней панели, но хуже было то, что он не влазил по глубине упираясь в стойки для соединения половинок корпуса.
и если пластмассу корпуса индикатора можно было срезать, то не стал бы все равно, так как дальше мешала плата регулятора.
2. Но даже если бы первый вопрос я бы решил, то была вторая проблема, я совсем забыл как у меня сделан блок питания. Дело в том, что регулятор рвет минус питания, а у меня дальше по схеме стоит реле реверса, включения и принудительной остановки двигателя, схема управления всем этим. И с их переделкой оказалось все куда сложнее :(

Если бы регулятор был со стабилизацией оборотов, то я бы все таки заморочился и переделал схему управления и реверса, либо переделал регулятор под коммутацию + питания. А так можно и переделаю, но уже без энтузиазма и теперь не знаю когда.
Может кому интересно, фото внутренностей моего БП, собирался он лет так около 13-15 назад, почти все время работал без проблем, один раз пришлось заменить реле.


Резюме.
Плюсы
Устройство полностью работоспособно.
Аккуратный внешний вид.
Качественная сборка
В комплект входит все необходимое.

Минусы.
Некорректная работа от импульсных блоков питания.
Силовой транзистор без запаса по напряжению
При таком скромном функционале завышена цена (но здесь все относительно).

Мое мнение. Если закрыть глаза на цену устройства, то само по себе оно вполне неплохое, и выглядит аккуратно и работает нормально. Да, присутствует проблема не очень хорошей помехозащищенности, думаю что решить ее несложно, но немного расстраивает. Кроме того рекомендую не превышать входное напряжение выше 25-27 Вольт.
Больше расстраивает то, что я довольно много смотрел варианты всяких готовых регуляторов, но нигде не предлагают решение со стабилизацией оборотов. Возможно кто то спросит, зачем мне это. Объясню, как то попала в руки шлифовальная машинка со стабилизацией, работать гораздо приятнее чем обычной.

На этом все, надеюсь что было интересно :)

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.
Планирую купить +23 Добавить в избранное +38 +64
свернуть развернуть
Комментарии (34)
RSS
+
avatar
  • VitruM
  • 16 мая 2015, 03:00
+2
Если вырезать акриловые накладки можно удлинить корпус насколько требуется для реализации стабилизации и панельки или подобрать корпус большего размера.
Спасибо за обзор как всегда полезный и информативный обзор.
+
avatar
  • fafhrd
  • 16 мая 2015, 07:59
+2
+1 тоже пробовал этот регулятор.
что понимается под стабилизацией? при заданном количестве оборотов поддержание мощности на валу?
а то выставил потише нагружаешь и оно просто встает нахрен!
+
avatar
  • kirich
  • 16 мая 2015, 08:55
+1
при заданном количестве оборотов поддержание мощности на валу?
Не мощности.
Если увеличиваем нагрузку на валу, то правильный регулятор поднимает мощность чтобы не падали обороты.

а то выставил потише нагружаешь и оно просто встает нахрен!
Вот, а со стабилизацией будет дальше крутить.
+
avatar
0
Простите, не совсем понимаю как вы рассчитывали на наличие стабилизации в данном регулятора, если у него нет тахо-входа?
+
avatar
  • kirich
  • 16 мая 2015, 16:32
+2
Для стабилизации скорости вращения коллекторного двигателя не обязательно иметь тахометр.
Стабилизация происходит с использованием противо-ЭДС двигателя.

Простейший пример — стабилизатор скорости вращения лентопротяжного механизма магнитофона.
+
avatar
  • ksiman
  • 16 мая 2015, 20:02
0
Стабилизация происходит с использованием противо-ЭДС двигателя.
Простейший пример — стабилизатор скорости вращения лентопротяжного механизма магнитофона.
Там попроще система — регулятор с положительной обратной связью по току
+
avatar
  • kirich
  • 16 мая 2015, 20:20
0
Суть это не меняет, тахометра там нет, а стабилизация есть.
+
avatar
  • triak
  • 16 мая 2015, 08:30
+1
мне понравился.
+
avatar
0
Мотором печки автомобильным управлять будет?
+
avatar
  • kirich
  • 16 мая 2015, 10:12
0
Смотря какая мощность двигателя.
Как вариант, можно добавить транзисторов на выход.
+
avatar
0
Если б я знал :-)
Просто я в свое время пробовал это:
masterkit.ru/shop/smarthome/1320410
Двигатель начал пищать :-)
+
avatar
  • kirich
  • 16 мая 2015, 10:20
+2
Двигатель начал пищать :-)
По ссылке указано — рабочая частота 0.5 КГц, здесь 15 КГц, даже если будет пищать, то менее заметно.
У меня двигатели не пищали.
+
avatar
0
Будем душить жабу :-)
Хотя, конечно, тут излишние навороты, мне не нужные
+
avatar
  • kirich
  • 16 мая 2015, 10:25
+4
Кстати, по Вашей ссылке указано —
Для увеличение рабочей частоты регулятора до 20 кГц, измените номиналы конденсаторов С2 и С4 на 2,2нФ и 1мкФ соответственно. Это может потребоваться для эксплуатации регулятора с электродвигателем. Так же не забудьте установить параллельно с электродвигателем диод.
Вы это пробовали?
+
avatar
0
Неа, не пробовал :-)
Я тогда слишком далек был от электроники :-)
Спасибо за внимательность, попробую :-)
+
avatar
  • ksiman
  • 16 мая 2015, 20:18
0
Мотором печки автомобильным управлять будет?
Не будет. Там двигатель от 200 Вт и более
+
avatar
  • kirich
  • 16 мая 2015, 20:20
0
Там двигатель от 200 Вт и более
Не везде, потому и спросил, я встречал и 60 Ватт.
+
avatar
  • ksiman
  • 16 мая 2015, 20:30
0
Да, на Волгах такие стояли :)
+
avatar
0
А в чем преимущества у него по сравнению с ШИМ регулятором на NE555, помимо дисплея?
+
avatar
  • kirich
  • 16 мая 2015, 12:36
+1
Да особо ни в чем, индикацию сделали и коробочку аккуратную, ну кнопку еще.
+
avatar
  • vovi4
  • 16 мая 2015, 13:21
0
Объясню, как то попала в руки шлифовальная машинка со стабилизацией, работать гораздо приятнее чем обычной.
А что за машинка? Я купил Дремель 4000 и там заявлена стабилизация оборотов, но честно говоря особой разницы с обычной китайской за 1000 руб не заметил.
+
avatar
  • kirich
  • 16 мая 2015, 15:06
+1
А что за машинка?
Это была шлифмашинка для маникюрных работ, но довольно мощная.
+
avatar
  • ksiman
  • 16 мая 2015, 20:19
0
Производитель позабыл шунтировать входы конденсаторами, вот помехи и пролезают
+
avatar
0
Ферромагнитный фильтр на входе питания попробовать поставить, может поможет?
+
avatar
  • kirich
  • 16 мая 2015, 21:46
0
Проще резистор попробовать заменить.
Думаю если номинал уменьшить раз так в 50-100, то проблема пропадет.
+
avatar
0
А что у вас за осциллограф такой? выглядит заманчиво и компактно.

UPD: отвечу сам себе: mysku.ru/blog/aliexpress/29503.html
Интересные у вас обзоры.
+
avatar
  • kirich
  • 16 мая 2015, 23:23
0
+
avatar
0
Всем привет.Не разбираюсь в электронике, но очень нужно доработать фрезер Maktec mt 360(аналог Makitы 3612С но без регулировки оборотов).Какие регуляторы с поддержкой обороров и индикацией можно приспособить? И как лучше вмонтировать-подобие диммера в розетку или придётся разбирать инструмент?
+
avatar
  • Copa
  • 21 мая 2015, 15:27
0
Подскажите, а если подключить данный регулятор к источнику питания, а выключатель поставить между регулятором и двигателем. При включении выключателя будет плавное включение двигателя?
+
avatar
  • ksiman
  • 21 мая 2015, 22:21
0
Нет, не будет
+
avatar
0
Здравствуйте, мне нужно регулировать двигатель примерно 400W, ток 27-28A, напряжение 12V. Вопрос-можно ли переделать
этот регулятор под этот двигатель?, если можно то что для этого нужно? Или подскажите что можно использовать в моем случае.
+
avatar
  • kirich
  • 26 мая 2015, 17:18
0
Можно и этот переделать, надо будет заменить три детали — полевой транзистор, диод и конденсатор.(желательно).
Но возможно понадобится драйвер (мелкая микросхема), для управления полевым транзистором так как микроконтроллер может не вытянуть увеличившуюся емкость полевого транзистора (проявляется как повышенный нагрев транзистора)
Если индикатор не нужен, но я где то встречал более мощные варианты, примерно на 50 Ампер.
+
avatar
  • Tolik4
  • 26 августа 2015, 11:44
0
Помогите люди добрые, сами мы не местные… Есть острая необходимость собрать из готовых элементов двигатель с плавной регулировкой оборотов при сохранении постоянного крутящего момента. Беда в том, что в электронике — не в зуб ногой( Пытался вникать — прочитал что вроде такая регулировка возможна через ШИМ.
Двигатель такой:

Нужно определиться с БП и регулятором так чтобы все в куче работало. думал взять себе обьект обзора, но тут прочитал про наводки и проблемы и уверенность меня покинула. Короче, помогите первобытному.

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.