Не могу сказать, что в ВУЗе я был закоренелым троечником, но единственное, что мне запомнилось из курса теории автоматического управления, что операционный усилитель с отрицательной обратной связью сам по себе уже является регулятором. Именно эту гипотезу я решил проверить, разрабатывая схему, которой посвящена статья.
Кроме регулятора на ОУ, схема содержит ШИМ-преобразователь на транзисторном источнике тока и компараторе для управления нагревателем и вентилятором, схему задержки на логических микросхемах, инфракрасный детектор дистанционного включения, схему индикации и, как обычно в моих проектах, ни одного микроконтроллера.
А если вы считаете, что регуляторы на операционных усилителях утратили свою актуальность, посмотрите современные методички некоторых вузов по ТАУ. ))
❯ Конструкция макета
Мое увлечение электроникой началось еще до того, как в широком обиходе появились радиоэлектронные компоненты для поверхностного монтажа (SMD). И их появление для меня стало манной небесной — это же сколько времени можно экономить радиолюбителю на сверлении бесконечного количества отверстий в печатной плате!
Достаточно давно я стараюсь обходиться без осевых компонентов. Но иногда находит тоска по былому и хочется помедитировать с пинцетом над формовкой гибких выводов и проволочных перемычек. Да и односторонние печатные платы не каждый день трассировать приходится. Именно это привело меня к разработке этой схемы.
Устройство представляет собой сушилку для рук, точно такую, как каждый может встретить во многих общественных местах. Общий вид печатной платы показан на фотографиях.
На фотографии можно заметить, что в качестве имитации нагревательного элемента использован мощный резистор, на корпус которого каптоновым скотчем приклеен датчик температуры. Вентилятор использовал обычный компьютерный. Датчик температуры — NTC-резистор на 10 кОм. В общем, механическая часть меня не очень интересовала, как-то обозначил ее наличие, и ладно.
Зато печатная плата получилась отлично. Собирать ее было одно удовольствие. Кстати, изготовлена она на специализированном фрезерном станке. Об этом есть запись в моем блоге, если интересно, можете посмотреть подробнее.
Функциональность устройства ничем не отличается от привычных всем бытовых приборов. Подносишь руки к инфракрасному датчику — включается поток теплого воздуха. Температура нагревателя настраивается «на глазок», но держится достаточно стабильно. Время включения можно выбирать положением перемычки, доступно три интервала. С помощью DIP-переключателя можно настраивать момент отключения нагревателя. Это сделано для исключения перегрева внутри прибора — нагреватель можно отключить заранее, а вентилятор его остудит и выгонит горячий воздух.
❯ Описание структурной схемы
Мы уже рассмотрели, как это должно функционировать. Теперь самое время погрузиться в схемы. Начнем со структурной схемы, которая показана на рисунке ниже.
Начало подачи теплого воздуха запускается ИК-сенсором B1. При его срабатывании схема включает нагревательный элемент F2 и вентилятор F1. Время включения вентилятора определяется положением перемычки в блоке делителя частоты А2. Время включения нагревательного элемента зависит от состояния DIP-переключателя E3. При каждом повторном срабатывании ИК-сенсора B1 схема управления E начинает отсчет времени включения вентилятора и нагревательного элемента с начала.
ИК-сенсор B1 управляется короткими импульсами с частотой 2 Гц от генератора A1. ФВЧ B2 необходим для того, чтобы отфильтровывать постоянную составляющую на выходе ИК-сенсора, вызванную фоновой засветкой датчика. Аналоговый компаратор B3 имеет регулировку для настройки дистанции срабатывания ИК-сенсора B1.
Схема управления E формирует сигналы включения нагревательного элемента и вентилятора. Импульс «START» сбрасывает счетчик E1, после чего он начинает счет 15 импульсов от опорного генератора A. После 15 импульсов счетчик игнорирует все последующие поступающие тактовые импульсы до поступления следующего импульса «START». Пока счетчик E1 ведет счет импульсов, сигнал «ENABLE_CULLER» принимает активное состояние. Сигнал «ENABLE_HEATER» принимает активное состояние, пока выход счетчика E1 имеет двоичное значение на выходе меньше, чем установлено на DIP-переключателе E3.
Схема измерения C предназначена для измерения температуры нагревательного элемента с помощью температурного сенсора C1, который установлен непосредственно на нагревательном элементе. На основе выходного сигнала «TEMPERATURE» схема регулирования D формирует сигнал ШИМ «PWM_HEATER» для схемы управления нагревателем.
Мощность, подаваемая на вентилятор схемой управления F1, определяется потенциометром D3. Уровень напряжения на нем определяет коэффициент заполнения ШИМ-сигнала «PWM_CULLER».
Формирование ШИМ-сигналов производится на основе пилообразных импульсов с частотой 160 Гц, формируемых генератором D1 и ГЛИН D2.
❯ Описание электрической схемы
В духе лучших традиций проектирования синхронных последовательностных схем, тактирование всей логики управления будет осуществляться от общего генератора на основе таймера NE555. Эта старая добрая микросхема всем хорошо известна и отлично подходит в моем случае из-за достаточно низкой требуемой частоты и отсутствия каких-либо особых требований к стабильности.
Тактовый сигнал CLK_2HZ через транзистор Т3 включает инфракрасный светодиод оптического датчика U1. Когда мы достаточно близко подносим руки, ИК-лучи переотражаются от них и засвечивают фототранзистор. Импульсы переменного тока проходят через фильтр верхних частот С20, С22, R25, а постоянная составляющая от фоновой засветки датчика отсекается. Из-за низкой частоты переключения светодиода фильтр должен иметь как можно более низкую частоту среза. Но в данной схеме этим вполне можно пожертвовать, зато практически не понадобилось подбирать его номиналы.
Далее тактовый сигнал продолжает гулять по схеме и попадает на вход делителя тактовой частоты IC13B. Счетчик двоичный и мог бы делить тактовые импульсы до 16 раз. Но я решил ограничиться всего тремя джамперами, импульсы при этом могут замедляться примерно до половины герца.
Следующая схема представляет собой счетчик интервала включения вентилятора и нагревательного элемента. Применение двоичного счетчика IC13A здесь позволяет получить отложенное время выключения до 8-ми секунд.
Досрочное отключение нагревательного элемента производится цифровым компаратором IC12. Микросхема 74НС85 по нынешним временам достаточно экзотическая, но их запасы еще имеются на радиорынках.
Для регулирования мощности нагревательного элемента и скорости вращения вентилятора используется отдельный генератор импульсов IC11A. Триггер я использовал исключительно для разнообразия в схемотехнике, тем более что для последующей генерации пилы необходимо подавать периодический сигнал с очень короткими импульсами в сравнении с его периодом. Частота импульсов составляет 160 Гц — это минимальная частота, на которой кулер начинает вращаться без рывков, и можно сильно не заморачиваться по поводу драйверов для силовых ключей. А с учетом характера нагрузки нет особой разницы, на какой частоте будет ШИМ.
Формирование линейного нарастания пилообразных импульсов осуществляется за счет заряда конденсатора С5 постоянным током через стабилизатор на транзисторе Т5. На самом деле форма пилы для данной схемы вообще не имеет значения, и заряжать конденсатор можно было бы через обычный резистор, но мне захотелось реализовать источник тока.
Для обеспечения максимально крутого обратного фронта пилы конденсатор С5 должен быстро разряжаться через транзистор Т1 в конце каждого периода импульсов с частотой 160 Гц. Это достигается за счет очень большой скважности тактирующего сигнала.
Формирование ШИМ-сигнала для регулирования скорости вращения вентилятора осуществляется операционным усилителем IC15B, выполняющим роль компаратора. Почему я не использовал компаратор? Потому что у меня скопилось очень много LM358, надо их куда-то использовать.
Компаратору на ОУ было бы неплохо иметь хотя бы положительную обратную связь. Но мощности в схеме небольшие, частоты низкие, да и сам LM358 очень медлительный. Так что о шумах при переключении можно особо не переживать, на практике фронт ШИМ-импульсов получается достаточно чистым.
Мощность, а следовательно, и скорость вращения вентилятора определяется положением переменного резистора R22. Резистор R24 нужен для более эффективного использования угла поворота резистора R22. А резистор R23 ограничивает минимальный коэффициент заполнения ШИМ и не позволяет полностью остановить вентилятор, что исключает перегрев нагревательного элемента.
Управление вентилятором выполняется с помощью транзистора Т2, который осуществляет коммутацию питания под воздействием ШИМ-сигнала, выработанного предыдущей схемой. Логический вентиль «И» IC2A в зависимости от состояния сигнала схемы счетчика интервала разрешает или запрещает работу вентилятора.
Светодиод D4 служит индикатором включения сушилки.
Для контроля температуры нагревательного элемента применяется NTC-резистор с сопротивлением 10 кОм. Он подключается к соответствующему разъёму в верхней части резистивного делителя напряжения.
Необходимая температура нагревательного элемента задаётся с помощью переменного резистора R17. Усилитель IC3A сравнивает напряжение, установленное R17, с напряжением, поступающим от датчика температуры, и формирует сигнал ошибки.
Второй усилительный каскад на IC3B регулирует усиление сигнала ошибки. Это позволяет достичь баланса между скоростью разогрева нагревательного элемента и точностью поддержания заданной температуры.
Формирование ШИМ-сигнала для нагревательного элемента происходит по аналогии со схемой управления вентилятором. Отличие заключается в том, что заполнение ШИМ-сигнала определяется сигналом усилителя датчика температуры.
Поскольку ток, потребляемый нагревательным элементом, является значительным, для его коммутации был использован полевой транзистор Q1. Драйвер затвора Q1 выполнен по полумостовой схеме на биполярных транзисторах Т4, Т6. Разрешение работы нагревателя осуществляет вентиль «И» IC2B.
Светодиод D3 служит индикатором состояния нагревательного элемента. При нормальной температуре он должен мигать. Напряжение на делителе R40, R41 приблизительно соответствует напряжению, которое установилось бы на выходе датчика температуры при перегреве нагревательного элемента. Следовательно, если температура воздуха станет слишком высокой, светодиод мигать перестанет.
Питание схемы осуществляется от блока питания на 12 В. Для формирования напряжения 5 В, необходимого для питания схемы управления, используется стабилизатор напряжения IC14.
На рисунке ниже я разместил общую электрическую схему. На мой взгляд, она получилась не такой сложной и вполне логичной, ну или как минимум понятной и предсказуемой в работе.
❯ Заключение
Конечно, если вы разрабатываете регулятор для узлов атомной электростанции или системы питания газовой турбины, стоит подойти к проектированию регуляторов более ответственно и, возможно, отказаться от использования операционных усилителей. Современный микроконтроллер подойдет для решения этой задачи значительно лучше. Но для понимания базовых принципов работы регуляторов эта схема вполне пригодна. А если учитывать, что проектировалась она больше с целью радиолюбительского хобби и организации досуга, она справилась с поставленной задачей на все сто. Надеюсь, что вам было так же интересно читать эту статью, как и мне над ней работать.
- 1. Простая схема динамических указателей поворотов, и никаких микроконтроллеров
- 2. Светодиодная шкала для переменного резистора на «рассыпухе»
- 3. Светофор на логике со схемотехникой в стиле Beatles. Как электроника вновь стала моим хобби
- 4. Профессиональные методы прототипирования печатных плат. Распечатать на принтере или фрезеровать, ни слова про утюг
- 5. Бирдекель или арифметический детектив на операционных усилителях
- 6. Электронная игра «лабиринт» на сервоприводах. Никаких arduino, только жесткая логика
- 7. Велосипедный фонарь с динамическими поворотами. Зачем покупать на AliExpress, если можно сделать самому?
- 8. LPKF ProtoMat S63. Мыши плакали, кололись, но… продолжали фрезеровать печатные платы
- 9. Звуковой усилитель на драйвере шагового двигателя L298 и таймере 555. Да, 555-й может и спеть
- 10. Графический спектроанализатор с динамической индикацией на жесткой логике
- 11. Цифровой термометр на жесткой логике
- 12. Осциллограф из рассыпухи на светодиодной матрице. Разбор схемы в Proteus
- 13. SOS-фонарик на жесткой логике с датчиком удара на пьезоэлементе
Новости, обзоры продуктов и конкурсы от команды Timeweb.Cloud — в нашем Telegram-канале ↩️
Комментарии (52)
DvoiNic
21.01.2025 09:02двойственные впечатления... вроде и прикольно, и какая-то дикая смесь цифры и аналога...
Потому что у меня скопилось очень много LM358, надо их куда-то использовать.
ага, "Ящик противогазов искать нужно, а вентилятор у меня с прошлого заказа оставался."©
если вы разрабатываете регулятор для узлов атомной электростанции или системы питания газовой турбины, стоит подойти к проектированию регуляторов более ответственно и, возможно, отказаться от использования операционных усилителей
не уверен, что там отказываются от ОУ. почему-то есть ощущения, что совсем наоборот (возможно, симбиоз - ОУ с цифровым управлением)
OldFashionedEngineer Автор
21.01.2025 09:02Ну если у меня действительно по бабине 555 и 358 валялось без дела, надо же их расходовать куда-то? )))
Проектирование оборудования спец назначения - это отдельная зубная боль. Есть списки разрешённых компонентов. Есть требования к отечественным комплектующим и есть диффецит оных. Есть процедуры согласования и пересогласования. Иногда из-за бюрократических проволочек проще оставить схему на рассыпухе, чем обновлять до микроконтроллеров.
DvoiNic
21.01.2025 09:02Не, я не спорю.
Просто от вас ожидал бы
"Всё по 1$""Всё на 555" - в т.ч. таймер включения, без всяких там счетчиков и схем сравнения, да и регулирование тоже... поэтому и написал, что впечатления двойственные.OldFashionedEngineer Автор
21.01.2025 09:02Ну должно же быть хоть какое-то схемотехническое разнообразие? Тем более, что я у себя на балконе случайно отрыл газетный сверток с логическими микросхемами ))) ШИМ на 555 таймере у меня уже был в проектах, я как-то писал про усилитель класса D на драйвере шагового двигателя и таймере.
YDR
21.01.2025 09:02у меня 2 пакета 78L05 78L18 79L18 по 1000 шт... не знаю, куда деть.
А вот простейшие 358 и 324 и 555 приходится покупать. Разошлите друзьям штук по 30 :-)
Stepious
21.01.2025 09:02Абсолютно. Полный бардак, какие-то структурные блоки с непонятным смыслом, куча всего, а логика работы отсутствует. Откровенно плохая, качественно сделанная плохая плата. Плохой английский (люди, это плохо - писать Culler, Smail, Imeil и т.д., это просто невежество, которое всем видно. Вы знаете русский - кто мешает нормально написать по-русски? Вам кажется, на русском не круто? Ну явно круче, чем на безграмотном.).
OldFashionedEngineer Автор
21.01.2025 09:02Обратите внимание на то, что структурная схема имеет русские наименования блоков. Английские буквы использовались только там, где это необходимо. Для разработки печатной платы использовался игл, к сожалению, он не позволяет использовать кириллицу в названиях. По этой причине названия сигналов в структурной схеме написано с использованием латинских букв. Причина использования названий с латинскими буквами - ограничения САПР.
Не стану отрицать, что можно было написать в названии сигналов "cooler". Но с другой стороны это не регламентировано, и названия цепей могли бы иметь вид типа "net1".
Полный бардак, какие-то структурные блоки с непонятным смыслом, куча всего, а логика работы отсутствует.
Если Вы прочитаете текст и не будете ограничиваться просмотром картинок, возможно, логика работы устройства для Вас прояснится. Элементы структурной схемы имеют позиционные обозначения. Поясняющий схему текст ссылается на эти позиционные обозначения.
Статья имеет следующую структуру:
Краткое введение в тему статьи
Моя мотивация
Описание конструкции, включая описание функциональности и мои впечатления о работе
Описание структурной схемы
Описание электрической схемы. Выполнено последовательно по функциональным блокам от входов к выходам
-
Заключение
Если не затруднит, поясните, в чем именно Вы обнаружили бардак? Ваш комментарий, возможно, позволит улучшить мои будущие статьи.
checkpoint
21.01.2025 09:02Очень круто, молодец!
Только я не припомню, чтобы в курсе ТАУ нам рассказывали про операционные усилители, всё было достаточно сухо и обильно сдобрено математикой (учился в 90-х). Про операционные усилители нам рассказывали в курсе Электроники. ОУ вообще универсальный прибор. :)
OldFashionedEngineer Автор
21.01.2025 09:02Основная тенденция в образовании сейчас это снижение сложности материала. Публика совершенно не знает и не хочет знать математику. Поэтому количество формул в лекциях сильно сокращается. Ну а что-то же нужно студентам рассказывать... Для интереса погуглите методички по ТАУ в интернете.
checkpoint
21.01.2025 09:02На самом деле, то, что сейчас ТАУ разбавили "прикладными примерами" типа ОУ это даже не плохо. Я помню, что когда нам читали ТАУ, у большинства студентов не откладывалось в голове как и где всю эту теорию можно применить. А тут такой хороший пример регулятора.
DvoiNic
21.01.2025 09:02в 90-х программа еще не сильно упростилась. основной обвал (судя по словам преподов) пошел с середины нулевых.
"Методички по ТАУ в интернете" есть разные. Те, которые видел я - не сильно отличаются от тех, что были у нас в 1990-1991. (если есть под рукой ссылки на плохие методички - киньте, плз, в личку. Только специально искать, пожалуйста, не надо, не тратьте время)
И выскажу, наверное, непопулярную мысль: вот есть книжка Юкио Сато "Без паники!. Цифровая обработка сигналов". Так вот, если нам ЦОС начинали не сразу с Голда-Рейдера, а чего-то типа такого - то знающих ЦОС сокурсников у меня было бы гораздо больше.
OldFashionedEngineer Автор
21.01.2025 09:02Есть методички, которые перепечатываются еще с тех времен. Некоторые дополняю практикумом по математическому моделированию. А где-то практикум на операционных усилителях встречается. Есть много приличных учебных пособий. И сказать, что изучение регуляторов на ОУ это плохо, я не могу.
А вот с математикой прямо беда. Я учился уже достаточно давно. И, честно сказать, сам на некоторые формулы с ужасом смотрю, даже математические символы далеко не все узнаю ))) Слава Богу, что хотя бы скобки раскрыть еще могу и дроби посчитать...
DvoiNic
21.01.2025 09:02А где-то практикум на операционных усилителях встречается.
Была книжка такого рода "для морских техникумов". Меньше математики, больше электроники. Название, к сожалению, не помню. Была как раз неплохим подспорьем в плане "смычки математики и электроники, теории и практики". Там было меньше математики, чем в ВУЗовских учебниках, зато была реализация всех звеньев на ОУ (хотя, опять же, достаточно кратко и абстрактно, чтоб не заменять собой курс аналоговой электроники). Получалось такое неплохое подспорье. Но книжку "зачитали" в общаге... Беда нашего высшего образования в том, что не дает понимания "нахрена нам всё это". всякие "сухие теории" сдали и забыли. а когда приходит пора проектировать антенну, считать цифровой фильтр или проверять устойчивость САУ - оппа, а математику уже забыли...
OldFashionedEngineer Автор
21.01.2025 09:02Антенну можно худо бедно в манне смоделировать, для фильтра как-то готовый код из матлаб получить... а вот с устойчивостью системы управления будет сложнее, как-то пока не попадались решения "в два клика"... но это все тоже при условии, что остались какие-то навыки работы с программным обеспечением и какие-то общие представления о физике процессов.
checkpoint
21.01.2025 09:02Да, я тоже заметил, что с возрастом перестаю понимать математические формулы. Что-то сложнее средне-квадратичного отклонения уже не помещается в мою голову. :-)
OldFashionedEngineer Автор
21.01.2025 09:02Для этого нужна постоянная практика. А если на работе со временем резко возрастает административная составляющая и инженерия уходит на второй план, какая тут математика? Вот и приходится по вечерам какие-то схемы паять, чтоб совсем все не забыть.
DvoiNic
21.01.2025 09:02не припомню, чтобы в курсе ТАУ нам рассказывали про операционные усилители
и практикк не было? у нас - на лекциях была теория (да, много математики и "квадратиков" с "плюсиками" и "стрелочками"), а после - практика на стендах, где каждый "квадратик" был реализован [чаще всего] на ОУ.
OldFashionedEngineer Автор
21.01.2025 09:02Сейчас для практики часто используют виртуальное моделирование. Есть даже отечественные аналоги матлаба. С одной стороны важно регулятор "руками" покрутить и посмотреть и в живую понастраивать. Но с другой стороны навыки построения математической модели объекта управления и регулятора - это тоже очень полезно.
DvoiNic
21.01.2025 09:02имхо, "уход в виртуальщину" - это плохо. Да, далеко не всё можно отмоделировать на стенде, и виртуальщина дешевле - но всё равно... ну это как вас строго на HDL пересадить (ну, или заставить схемы нет-листами проектировать).
Забавно, что я не сдавал ТАУ (индивидуальный уч.план, замена другими предметами), но зачем-то нужна была "устойчивость систем" (для ЦОС, что ли?), и пришлось самостоятельно осваивать, а т.к. по кафедре шарахался совершенно свободно - то и помоделировал в свободное от занятий время на стендах.
OldFashionedEngineer Автор
21.01.2025 09:02Я вот все думаю о том, чтоб на плисы перейти вместо схем на рассыпухе. Но, видимо, пока еще не выработал для себя весь ресурс идей.
Но сам я всегда сперва схему по узлам моделирую в мультисиме или протеусе, чтобы сузить диапазон поиска. А потом уже в железе схему отстраиваю. При наличии определенных навыков стало получаться после моделирования с первого раза на печатной плате схему запускать. Исключение - схемы с большим влиянием параметров индуктивности. Есть определенные сложности с этим у симуляторов.
Как и в любом деле, тут должен быть баланс. Виртуальное и особенно математическое моделирование - это сильный инструмент, которым надо пользоваться, но умело. И должен быть баланс с навыками работы с реальным железом. Я бы сказал, что даже важнее сперва научиться на железе работать, и только потом уже использовать различные симуляторы.
DvoiNic
21.01.2025 09:02Я бы сказал, что даже важнее сперва научиться на железе работать, и только потом уже использовать различные симуляторы.
как говорили несколько лет назад, "бешено плюсую".
Хотя наблюдал, как сокурсники (и даже чуть более ранешние инженеры), умевшие работать с железом, "не могли в матмоделирование" (симуляторов тогда, можно считать, и не было. Сами писали. На фортране, итить его...).
OldFashionedEngineer Автор
21.01.2025 09:02О чем и речь! Виртуальное моделирование это отдельный навык. Но для этого требуется глубокое понимание объекта моделирования.
Mike-M
21.01.2025 09:02...и отсутствие багов в симуляторах, которые, как известно, пишут люди, которым, как известно, свойственно ошибаться )
OldFashionedEngineer Автор
21.01.2025 09:02Для этого и нужен опыт и понимание физики процессов, чтоб вовремя понять, что стимулятор подбирает. Или использовать эквивалент какой-то части объекта. А где-то можно что-то имитировать и так далее... опыт нужен
checkpoint
21.01.2025 09:02Стенды у нас были по Электронике и по ТОЭ. По ТАУ стендов не было, но я слышал про такие. Еще были УМК-80 для курса "Микропроцессорной техники". Практика по ТАУ у нас состояла в решении задач на листке бумаги.
Moog_Prodigy
21.01.2025 09:02Без принципиалки эту схему не всякий бывалый ремонтник даже чинить возьмется.
OldFashionedEngineer Автор
21.01.2025 09:02С ремонтом тут конечно есть нюансы. В современных схемах чем-то проще. Есть микросхемы, качаешь на них даташит. В даташите предложены типовые включения. Смотришь, какое из типовых решений больше похоже на то, что надо починить. Ну и пытаешься чинить. У больших микросхем вариативность подключения значительно меньше. Но и починить не все можно, особенно, если в чипе есть закрытая прошивка.
checkpoint
21.01.2025 09:02В современной технике повсюду используются микроконтроллеры. Если МК или flash с программой сдохла, то устройство ремонту уже не подлежит (только крупноузловая замена). По этой причине схемы на дискретной логике гораздо более живучи и ремонтопригодны, просто ремонтники нынче не той закалки. ;)
OldFashionedEngineer Автор
21.01.2025 09:02С мониторами и телевизорами была распространенная проблема - пробивало пзушки с конфигурацией матрицы. На некоторые распространенные модели удавалось нагуглить прошивку и восстановить пациента.
А вот со стиралками и холодильниками бывали обидные ситуации. У них часто делают питание с прямым преобразованием сетевого напряжения без понижающих трансформаторов. При скачке напряжения в сети у микросхемы питания испаряется половина корпуса. При этом нередко дохнет микроконтроллер. Вроде и плату не сложно восстановить и контроллер купить несложно, но прошивку контроллера никак не найти.
Moog_Prodigy
21.01.2025 09:02закрытая прошивка
Ну да, а тут обфускация схемы, все открытое=) Для спортивного интереса вообще надо было всё на 555 сделать, недаром на них столько всего напридумывали, что это превратилось в инженерную дисциплину-соревнование. Вот и Хоровиц с Хиллом согласятся.
Dr_Faksov
21.01.2025 09:02А скажите пожалуйста, эта схема точно сможет коммутировать нагреватель реальной сушилки? Не видел ни разу сушилок с мощностями нагревателя меньше 600 Вт. Обычно ставят поближе к киловатту. Потому что иначе у вас руки высохнут сами по себе, прежде чем вы дождётесь горячего воздуха. Те волоски, что идут у вас на плате к разъёму нагревателя, выдержат 50-100 А? Ну да, напряжение питания нагревателя - 12V.
И ещё вопрос. А что будет с вашей сушилкой, когда (а не если) пробьётся управляющий транзистор? Не увидел не одного термопредохранителя. А защита от пробоя (и пожара) обязана закладываться при конструировании. Учитесь у конструкторов утюгов, фенов и лазерных принтеров.
OldFashionedEngineer Автор
21.01.2025 09:02Нет конечно, эта схема не рассчитывалась для управления реальным нагревателем как в настоящих сушилках. И управлять вентилятором, мощнее компьютерного кулера не сможет. Эта схема разрабатывалась исключительно для наглядности работы пропорционального регулятора на ОУ с ШИМ.
Komrus
21.01.2025 09:02Однако - навороченная схема даже на ОУ получается...
Глядя в советские годы на стоящие в (некоторых, центровых) общественных туалетах сушилки для рук, у меня закрадывались мысли, что их электрическая схема по сложности примерно как у дискового телефона...
Пара релюшек для включения вентилятора и нагревателья, да конденсантор, разрядка которого обеспечивает выключение через какое-то время...OldFashionedEngineer Автор
21.01.2025 09:02Выключение скорее всего на термореле делали. Язычок размыкает цепь пускателя при перегреве.
Mike-M
21.01.2025 09:02Надеюсь, что вам было так же интересно читать эту статью, как и мне над ней работать.
Так и есть, интересно. Приятно посмотреть на аккуратную работу и вспомнить старый-добрый DIP ) И всё же не удержусь:
в широком обиходе появились радиоэлектронные компоненты для поверхностного монтажа (SMD). И их появление для меня стало манной небесной — это же сколько времени можно экономить радиолюбителю на сверлении бесконечного количества отверстий в печатной плате!
Представляете, сколько времени на изготовление платы, пайку, флюса/припоя/пасты, деталей, стеклотекстолита, амортизации оборудования, (денег ?) можно сэкономить, реализовав то же самое на микроконтроллере? )
Частота импульсов составляет 160 Гц — это немного выше звукового предела
Это, пожалуй, единственный вопрос по статье. Чей звуковой предел имеется в виду, если человеческий простирается от 20 Гц до 20 кГц?
OldFashionedEngineer Автор
21.01.2025 09:02Ну надо же было так опростоволоситься. Имелась ввиду минимальная частота, при которой вентилятор работает без ощутимых рывков.
Спасибо за Ваш комментарий, приятно, что есть люди, которые реально читают статью, это здорово мотивирует писать дальше!
Микроконтроллеров хватает на работе, поэтому в качестве хобби предпочитаю старомодную схемотехнику.
Mike-M
21.01.2025 09:02Ну надо же было так опростоволоситься.
Ничего, со всеми бывает ;-)
Имелась ввиду минимальная частота, при которой вентилятор работает без ощутимых рывков.
Вот бы это еще в статье разъяснить...
приятно, что есть люди, которые реально читают статью
Когда авторы читают комментарии своих статей, это взаимно приятно :-)
OldFashionedEngineer Автор
21.01.2025 09:02На самом деле статьи это отчасти компенсация диффецита единомышленников в оффлвйн окружении.
YDR
21.01.2025 09:02У меня сейчас железный пациент из 1974 года. Там вся электроника на транзисторах, но есть штук 5 ОУ. И ведь по большей части работает! :-) Самописец вот только заменю на интерфейс к компьютеру...
Там управление магнитным полем происходит хитрым способом. Есть аналоговый генератор 28 кГц, есть переключатель на 30 положений - делитель на 30 ступеней, есть датчик холла в магните, есть генератор пилы (вот он как раз не работает, планирую и разобраться в родном, и сделать задатчик на основе ЦАПов, как раз сегодня объединял 12-битный и 8-битный ЦАПы чтобы получить хотя бы 18 бит.) - его DC-выход модулируется этими же 28 кГц.
Потом эти сигналы в нужных соотношениях с нужными знаками суммируются на сборке из 3 термостатируемых трансформаторов. Суммарный сигнал усиливается и подается в фазочувствительный детектор.
После детектирования сигнал усиливается операционником, затем повторяется каскадом из эмиттерных повторителей. последний транзистор состоит из 50 мощных транзисторов примерно 2N3055. И выход на магнит.
Если сделаю - постараюсь написать статью сюда.
OldFashionedEngineer Автор
21.01.2025 09:02Гвоздями стреляете?
YDR
21.01.2025 09:02нет, по электронам микроволнами стучу, и ответы слушаю :-)
OldFashionedEngineer Автор
21.01.2025 09:02Спектрометр? Интересно было бы посмотреть, что у него внутри
YDR
21.01.2025 09:02да, ЭПР, JEOL JES-PX. Покажу в статье. От него есть даже схемы, но нет инструкции по эксплуатации.
Зато таковая есть от ЭПР Радиопан. Но его самого нет :-)
Зато от него остался зонд ЯМР магнетометра :-)
JBFW
Как раз там, где нужна надёжность работы при раз и навсегда установленных параметрах - лучше использовать операционный усилитель, "он железный": точно не зависнет и не заглючит, разве что сгорит.
OldFashionedEngineer Автор
Ну как минимум, чем больше элементов в схеме, тем выше вероятность их выхода из строя?
Tomasina
Там такие дубовые элементы, что 90% все еще будут работать даже после ядерного взрыва.
OldFashionedEngineer Автор
На реле что-ли?
JBFW
Это примитивное понимание теории вероятности )
Если ему следовать - микропроцессоры вообще работать не должны, там сотни тысяч транзисторов, всякие ячейки памяти, куча битов программного кода...
А у реле недостатки - механический износ и искрение контактов. И это к сожалению до конца не лечится.
OldFashionedEngineer Автор
Чтобы оценить вероятность отказа электронного прибора необходимо обладать знаниями о средней наработке на отказ каждого компонента в его составе. К сожалению, эту информацию на современные компоненты получить сложно. Некоторые производители предоставляют какие-то условные сроки, а некоторые (особенно отечественные) - и сами их не знают. Так что даже углубленные знания теории вероятности тут вряд-ли помогут.