Inverter Dengan Kipas Senyap: 4 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

Ini adalah proyek peningkatan inverter DC ke AC.

Saya suka menggunakan energi matahari di rumah saya untuk penerangan, pengisi daya USB, dan banyak lagi. Saya secara teratur menggerakkan alat 230V dengan energi matahari melalui inverter, juga menggunakan alat di sekitar mobil saya yang memberi daya dari baterai mobil. Semua skenario ini memerlukan inverter 12V-230V.

Namun satu kelemahan menggunakan inverter adalah kebisingan konstan yang dibuat oleh kipas pendingin terintegrasi.

Inverter saya agak kecil dengan daya output maksimum 300W. Saya menjalankan beban sedang dari itu (misalnya besi solder saya, alat putar, lampu sorot dll), dan inverter biasanya tidak memerlukan aliran udara paksa terus-menerus melalui casingnya.

Jadi mari kita selamatkan diri kita dari suara mengerikan dari kipas yang membelah udara dengan kekuatan penuh, dan kendalikan kipas dengan sensor suhu!

Langkah 1: Fitur

Saya memimpikan sirkuit kontrol kipas dengan 3 status:

1. Inverter dingin dan kipas bekerja tanpa suara pada RPM rendah (putaran per menit). Indikator LED kustom menyala hijau.
2. Inverter semakin panas. Kipas dialihkan ke kecepatan penuhnya, dan LED berubah menjadi kuning.
3. Inverter menaikkan suhunya lebih tinggi lagi. Buzzer pembuat kebisingan berteriak, menunjukkan bahwa tingkat panas akan membahayakan inverter, dan kipas tidak dapat mengkompensasi jumlah pembuangan panas.

Segera setelah peningkatan aktivitas kipas dapat mendinginkan inverter, sirkuit secara otomatis mundur ke status 2 dan kemudian ke kondisi tenang 1.

Tidak ada intervensi manual yang diperlukan. Tidak ada sakelar, tidak ada tombol, tidak ada perawatan.

Langkah 2: Komponen yang Diperlukan

Anda memerlukan setidaknya komponen berikut untuk menggerakkan kipas inverter dengan cerdas:

• chip penguat operasi (saya menggunakan op-amp ganda LM258)
• termistor (6,8 KΩ) dengan resistor nilai tetap (4,7 KΩ)
• resistor variabel (500 KΩ)
• transistor PNP untuk menggerakkan kipas, dan resistor 1 KΩ untuk mempertahankan transistor
• opsional dioda semikonduktor (1N4148)

Dengan komponen ini, Anda dapat membuat pengontrol kipas yang digerakkan oleh suhu. Namun jika Anda ingin menambahkan indikator LED, Anda memerlukan lebih banyak:

• dua LED dengan dua resistor, atau satu LED dua warna dengan satu resistor
• Anda juga memerlukan transistor NPN untuk menggerakkan LED

Jika Anda juga menginginkan fitur peringatan panas berlebih, Anda memerlukan:

• sebuah bel dan satu resistor variabel lagi (500 KΩ)
• opsional transistor PNP lain
• opsional dua resistor nilai tetap (470 untuk buzzer dan 1 KΩ untuk transistor)

Alasan utama saya menerapkan sirkuit ini adalah untuk mematikan kipas. Kipas asli ternyata sangat keras, jadi saya menggantinya dengan daya rendah dan versi yang jauh lebih senyap. Kipas ini hanya memakan 0,78 Watt, sehingga transistor PNP kecil dapat menanganinya tanpa panas berlebih, sekaligus memberi makan LED. Transistor PNP 2N4403 memiliki nilai arus maksimum 600 mA pada kolektornya. Kipas mengkonsumsi 60 mA saat berjalan (0,78 W / 14 V = 0, 06 A), dan LED mengkonsumsi tambahan 10 mA. Jadi transistor dapat menanganinya dengan aman tanpa relai atau sakelar MOSFET.

Buzzer dapat beroperasi langsung tanpa resistor, tetapi menurut saya suaranya terlalu keras dan mengganggu, jadi saya menerapkan resistor 470 untuk mendapatkan suara yang lebih bersahabat. Transistor PNP kedua dapat dihilangkan karena op-amp dapat langsung menggerakkan bel kecil. Transistor ada untuk mengaktifkan/menonaktifkan bel dengan lebih mulus, menghilangkan suara yang memudar.

Langkah 3: Desain dan Skema

Saya menempatkan LED di bagian atas rumah inverter. Dengan cara ini dapat dengan mudah dilihat dari sudut pandang manapun.

Di dalam inverter saya menempatkan sirkuit tambahan sedemikian rupa sehingga tidak menghalangi rute aliran udara. Juga, termistor tidak boleh berada di aliran udara, tetapi di sudut yang tidak berventilasi baik. Dengan cara ini terutama mengukur suhu komponen internal dan bukan suhu aliran udara. Sumber panas utama dalam inverter bukanlah MOSFET (suhu yang diukur oleh termistor saya) tetapi transformator. Jika Anda ingin kipas Anda merespon dengan cepat untuk memuat perubahan pada inverter, Anda harus meletakkan kepala termistor ke transformator.

Untuk membuatnya tetap sederhana, saya memperbaiki sirkuit ke rumahan dengan pita perekat dua sisi.

Sirkuit ini didukung dari konektor kipas pendingin inverter. Sebenarnya satu-satunya modifikasi yang saya buat pada komponen internal inverter adalah memotong kabel kipas, dan memasukkan sirkuit saya di antara konektor kipas dan kipas itu sendiri. (Modifikasi lainnya adalah lubang yang dibor di bagian atas casing untuk LED.)

Potensiometer variabel dapat berupa jenis apa pun, namun pemangkas heliks lebih disukai karena dapat disetel dengan baik dan jauh lebih kecil daripada potensiometer kenop. Saya awalnya menyetel pemangkas heliks yang menyalakan kipas ke 220 KΩ, diukur pada sisi positif. Pemangkas lainnya telah disetel ke 280 KΩ.

Dioda semikonduktor ada untuk menghindari arus induktif mengalir mundur ketika motor listrik dari kipas baru saja dimatikan tetapi rotor masih diputar oleh momentumnya. Namun menerapkan dioda di sini adalah opsional karena dengan motor kipas yang begitu kecil, induksinya sangat kecil sehingga tidak dapat menyebabkan kerusakan pada rangkaian.

LM258 adalah chip op-amp ganda yang terdiri dari dua amplifier operasi independen. Kita dapat membagi resistansi keluaran termistor di antara dua pin masukan op-amp. Dengan cara ini kita dapat menyalakan kipas pada suhu yang lebih rendah dan bel pada suhu yang lebih tinggi hanya dengan menggunakan satu termistor.

Saya akan menggunakan tegangan stabil untuk menggerakkan sirkuit saya dan mendapatkan titik suhu on/off konstan yang independen dari tingkat tegangan baterai yang menjalankan inverter, tetapi saya juga ingin menjaga desain sirkuit sesederhana mungkin, jadi Saya berhenti menggunakan pengatur tegangan dan sakelar opto-coupler untuk menggerakkan kipas dengan tegangan yang tidak diatur untuk RPM maksimum.

Catatan: Rangkaian yang disajikan pada skema ini mencakup semua fitur yang disebutkan sebelumnya. Jika Anda akan kurang atau fitur lain dari sirkuit harus dimodifikasi sesuai. Misalnya meninggalkan LED dan tidak mengubah apa pun akan menyebabkan disfungsi. Perhatikan juga bahwa nilai resistor dan termistor mungkin berbeda, namun jika Anda menggunakan kipas dengan parameter berbeda dari milik saya, Anda juga harus mengubah nilai resistor. Akhirnya, jika kipas Anda lebih besar dan membutuhkan lebih banyak daya, daripada Anda perlu memasukkan relai atau sakelar MOSFET ke dalam sirkuit - transistor kecil akan terbakar oleh arus yang mengalir dari kipas Anda. Selalu uji pada prototipe!

PERINGATAN! Membahayakan nyawa!

Inverter memiliki tegangan tinggi di dalamnya. Jika Anda tidak terbiasa dengan prinsip keselamatan dalam menangani komponen tegangan tinggi, ANDA TIDAK HARUS MEMBUKA INVERTER!

Langkah 4: Mengatur Tingkat Suhu

Dengan dua resistor variabel (potensiometer, atau pemangkas heliks dalam kasus saya) tingkat suhu di mana kipas dan bel menyala dapat disesuaikan. Ini adalah prosedur coba-coba: Anda harus menemukan pengaturan yang tepat dengan beberapa siklus percobaan.

Pertama biarkan termistor menjadi dingin. Kemudian atur potensiometer pertama ke titik di mana ia mengubah LED dari hijau ke kuning dan kipas dari RPM rendah ke tinggi. Sekarang sentuh termistor dan biarkan memanas dengan ujung jari Anda, sementara Anda menyetel potensiometer hingga kipas mati lagi. Dengan cara ini Anda mengatur tingkat suhu menjadi sekitar 30 Celcius. Anda mungkin ingin suhu yang sedikit lebih tinggi (mungkin di atas 40 Celcius) untuk menghidupkan kipas, jadi hidupkan pemangkas dan uji level hidup/mati yang baru dengan memberikan sedikit panas ke termistor.

Potensiometer kedua yang mengontrol buzzer dapat diatur (untuk tingkat suhu yang lebih tinggi tentunya) dengan metode yang sama.

Saya menggunakan inverter yang dikendalikan kipas dengan kepuasan yang luar biasa - dan dalam keheningan.;-)