PWM - 555 controladores de velocidade do motor

O temporizador 555 é amplamente utilizado em dispositivos de controle, por exemplo, em PWM - reguladores de velocidade de motores de corrente contínua.

Todo mundo que já usou uma chave de fenda sem fio deve ter ouvido um chiado vindo de dentro. Isso é assobiado pelos enrolamentos do motor sob a influência da tensão de pulso gerada pelo sistema PWM.

Outra maneira de regular a velocidade do motor conectado à bateria é simplesmente indecente, embora seja possível. Por exemplo, basta conectar um poderoso reostato em série ao motor ou usar um regulador de tensão linear ajustável com um radiador grande.

Opção PWM - controlador baseado no 555 timer mostrado na figura 1.

O circuito é bastante simples e tudo é baseado em um multivibrador, embora convertido em um gerador de pulsos com um ciclo de trabalho ajustável, que depende da razão da velocidade de carga e da descarga do capacitor C1.

O capacitor é carregado através do circuito: + 12V, R1, D1, no lado esquerdo do resistor P1, C1, GND. E o capacitor é descarregado ao longo do circuito: a placa superior C1, o lado direito do resistor P1, o diodo D2, o pino 7 do temporizador, a placa inferior C1. Ao girar o controle deslizante do resistor P1, você pode alterar a proporção das resistências de suas partes esquerda e direita e, portanto, o tempo de carga e descarga do capacitor C1 e, como conseqüência, o ciclo de trabalho dos pulsos.

Figura 1. Esquema do controlador PWM no timer 555

Esse esquema é tão popular que já está disponível como um conjunto, mostrado nas figuras a seguir.

Figura 2. Diagrama esquemático de um conjunto de PWM - controlador.

Os diagramas de tempo também são mostrados aqui, mas, infelizmente, os detalhes das peças não são mostrados. Eles podem ser vistos na Figura 1, para a qual ele, de fato, é mostrado aqui. Em vez disso transistor bipolar TR1 sem alterar o circuito, você pode aplicar um campo poderoso, o que aumentará a potência da carga.

A propósito, outro elemento apareceu neste circuito - o diodo D4. Seu objetivo é impedir a descarga do capacitor C1 através da fonte de energia e da carga - o motor. Isso garante a estabilização da frequência PWM.

A propósito, com a ajuda de tais esquemas, é possível controlar não apenas a velocidade do motor CC, mas também a carga ativa - uma lâmpada incandescente ou algum elemento de aquecimento.

Figura 3. A placa de circuito impresso do kit do controlador PWM.

Se você trabalhar um pouco, é bem possível recriar um usando um dos programas para desenhar placas de circuito impresso. Embora, dada a escassez de detalhes, uma instância seja mais fácil de montar por montagem em superfície.

Figura 4. Aparência de um conjunto de regulador PWM.

É verdade que o conjunto corporativo já compilado parece bastante bonito.

Aqui, talvez alguém faça uma pergunta: “A carga nesses reguladores está conectada entre + 12V e o coletor do transistor de saída. E o que dizer, por exemplo, em um carro, porque tudo já está conectado à massa, corpo e carro lá? ”

Sim, você não pode argumentar contra a massa, aqui você só pode recomendar mover a chave do transistor para a folga do fio "positivo". Uma possível variante desse esquema é mostrada na Figura 5.

Figura 5

A Figura 6 mostra um estágio de saída separado. no transistor MOSFET. O dreno do transistor é conectado a uma bateria de + 12V, o obturador apenas “trava” no ar (o que não é recomendado), a carga é incluída no circuito de origem, no caso, uma lâmpada. Esta imagem é mostrada apenas para explicar como o transistor MOSFET funciona.

Figura 6

Para abrir o transistor MOSFET, basta aplicar uma tensão positiva ao portão em relação à fonte. Nesse caso, a lâmpada acenderá completamente e acenderá até o transistor ser fechado.

Nesta figura, é mais fácil fechar o transistor fazendo um curto-circuito no portão com a fonte.E esse fechamento manual para testar o transistor é bastante adequado, mas em um circuito real, mais pulsado será necessário adicionar mais alguns detalhes, como mostra a Figura 5.

Como mencionado acima, é necessária uma fonte de tensão adicional para abrir o transistor MOSFET. Em nosso circuito, seu papel é desempenhado pelo capacitor C1, que é carregado através do circuito + 12V, R2, VD1, C1, LA1, GND.

Para abrir o transistor VT1, é necessário aplicar uma tensão positiva do capacitor carregado C2 à sua porta. É óbvio que isso acontecerá apenas quando o transistor VT2 estiver aberto. E isso só é possível se o transistor do optocoupler OP1 estiver fechado. Então a tensão positiva do lado positivo do capacitor C2 através dos resistores R4 e R1 abrirá o transistor VT2.

Nesse momento, o sinal de entrada PWM deve estar baixo e o LED do acoplador óptico desviado (essa inclusão de LEDs é freqüentemente chamada inversa); portanto, o LED do acoplador óptico está desligado e o transistor está fechado.

Para fechar o transistor de saída, você deve conectar seu portão à fonte. Em nosso circuito, isso acontecerá quando o transistor VT3 for aberto, e isso exige que o transistor de saída do acoplador óptico OP1 esteja aberto.

O sinal PWM no momento é alto, para que o LED não desvie e emita os raios infravermelhos, o transistor optocoupler OP1 está aberto, o que leva à desconexão da carga - a lâmpada.

Como uma das aplicações desse esquema em um carro, são luzes diurnas. Nesse caso, os motoristas afirmam usar lâmpadas de farol alto, incluídas na luz total. Na maioria das vezes, esses projetos em microcontrolador, a Internet está cheia deles, mas é mais fácil fazer isso em um timer NE555.

ARTIGO CONTÍNUO: Drivers para transistores MOSFET em um timer 555

Boris Aladyshkin