Простой индукционный нагреватель своими руками

Индукционный нагреватель металла: простая схема для изготовления своими руками

Главная страница » Индукционный нагреватель металла: простая схема для изготовления своими руками

Технология индукционного нагрева быстро наращивает популярность, благодаря многим преимуществам практического использования. Причём этот метод работы с металлами привлекает не столько промышленную индустрию, сколько частный бытовой сектор. Однако условия создания аппаратных установок в обоих случаях существенно отличаются. В отличие от промышленного сектора, частникам, работающим в быту, требуется аппаратура относительно небольшой мощности, простая по исполнению, доступная по цене. Здесь описывается схема на индукционный нагреватель мощностью 1600 Вт, которая вполне реализуется в домашних условиях. Это своего рода пример, демонстрирующий, как создать аппарат под индукционный нагрев для применения в быту.

Принцип технологии индукционный нагрев

Принцип технологии индукционного нагрева достаточно прост с физической точки зрения. Образованная из проводника тока катушка генерирует высокочастотное магнитное поле.

В свою очередь, металлический объект, помещённый во внутреннюю область катушки, индуцирует вихревые токи. В результате объект сильно нагревается.

Параллельно с катушкой индуктивности, как правило, включается резонансная ёмкость. Предпринимается такой шаг для компенсации индуктивного характера катушки.

Резонансная цепь, созданная элементами катушка-конденсатор, возбуждается на собственной резонансной частоте. Значение тока возбуждения существенно меньше, чем значение тока, протекающего через катушку индуктивности.

Схема индукционного простого нагревателя мощностью 1600 Вт

Представленную схему следует рассматривать, скорее, как экспериментальный вариант. Тем не менее, этот вариант является вполне работоспособным. Главные преимущества схемы:

  • относительная простота,
  • доступность деталей,
  • лёгкость сборки.

Схема индукционного нагревателя (картинка ниже) работает по принципу «двойного полумоста», дополненного четырьмя силовыми транзисторами с изолированным затвором из серии IGBT (STGW30NC60W). Транзисторы управляются посредством микросхемы IR2153 (самостоятельно тактируемый полумостовой драйвер).

Схематически представленный упрощённый индукционный нагреватель малой мощности, конструкция которого допускает применение в условиях частных хозяйств

Двойной полумост способен обеспечить ту же мощность, что и полный мост, но тактируемый полумостовой драйвер затвора проще в исполнении и, соответственно, в применении. Мощный двойной диод типа STTH200L06TV1 (2x 120A) работает как схема антипараллельных диодов.

Гораздо меньших по мощности диодов (30А) будет вполне достаточно. Если предполагается использовать транзисторы серии IGBT со встроенными диодами (например, STGW30NC60WD), от этого варианта вполне можно отказаться.

Рабочая частота резонанса настраивается с помощью потенциометра. Наличие резонанса определяется по наиболее высокой яркости светодиодов.

Электронные компоненты простого индукционного нагревателя, создаваемого своими руками: 1 — Мощный двойной диод типа STTH200L06TV1; 2 – транзистор со встроенными диодами тип STGW30NC60WD

Конечно, всегда остаётся возможность построения более сложного драйвера. Вообще, оптимальным видится решение использовать автоматическую настройку.

Таковая, как правило, используется в схемах профессиональных индукционных нагревателей, но текущая схема, в случае такой модернизации, явно утрачивает фактор простоты.

Регулировка частоты, катушка индуктивности, мощность

Схемой индукционного нагревателя предусматривается регулировка частоты в диапазоне, примерно, 110 — 210 кГц. Однако схема управления требует вспомогательного напряжения 14-15В, получаемого от небольшого адаптера (коммутатор допускает коммутируемое исполнение или обычное).

Выход схемы индукционного нагревателя подключается к рабочей цепи катушки через согласующий дроссель L1 и трансформатор изолирующего действия. Дроссель имеет 4 витка провода на сердечнике диаметром 23 см, изолирующий трансформатор состоит из 12 витков двухжильного кабеля, намотанного на сердечнике диаметром 14 см.

Выходная мощность индукционного нагревателя с указанными параметрами составляет около 1600 Вт. Между тем не исключаются возможности наращивания мощности до более высоких значений.

Экспериментальная конструкция индукционного нагревателя, изготовленная своими руками в домашних условиях. Эффективность устройства достаточно высокая, несмотря на малую мощность

Рабочая катушка индукционного нагревателя изготовлена из проволоки диаметром 3,3 мм. Лучшим материалом исполнения катушки видится медная труба, для которой допускается применить простую систему водяного охлаждения. Катушка индуктивности имеет:

  • 6 витков намотки,
  • диаметр 24 мм,
  • высоту 23 мм.

Для этого элемента схемы характерным явлением видится существенный нагрев по мере работы установки в активном режиме. Этот момент следует учитывать, выбирая материал для изготовления.

Модуль резонансного конденсатора

Резонансный конденсатор сделан в виде батареи небольших конденсаторов (модуль собран из 23 малых конденсаторов). Общая ёмкость батареи равна 2,3 мкФ. В конструкции допускается использование конденсаторов ёмкостью 100 нФ (

275В, полипропилен МКП, класс X2).

Этот тип конденсаторов не предназначен для таких целей, как применение в схеме индукционного нагревателя. Однако, как показала практика, отмеченный тип элементов ёмкости вполне удовлетворяет работой на резонансной частоте 160 кГц. Рекомендуется использовать ЭМИ фильтр.

Фильтр электромагнитного излучения. Примерно такой рекомендуется использовать в конструкции индукционного нагревателя с целью минимизации помех

Регулируемый трансформатор допускается заменить схемой «мягкого» старта. Например, можно рекомендовать прибегнуть к использованию схемы простого ограничителя тока:

  • нагреватели,
  • галогенные лампы,
  • другие приборы,

мощностью около 1 кВт, подключаемые последовательно с индукционным нагревателем при первом включении.

Предупреждение о мерах безопасности

Изготавливая индукционный нагреватель по представленной схеме, следует помнить: контур схемы индукционного нагрева подключается к электрической сети и находится под высоким напряжением. Настоятельно рекомендуется использовать в конструкции потенциометр с изолированным стержнем.

Высокочастотное электромагнитное поле несёт вредный потенциал, способный повредить электронные устройства и носители информации. Представленная схема, учитывая простоту реализации, несёт значительные электромагнитные помехи. Этот фактор может привести к различным аварийным последствиям:

  • поражению электрическим током,
  • ожогам,
  • возгораниям.

Поэтому, прежде чем принять решение по созданию и проведению экспериментов с индукционным нагревателем, следует обеспечить полную безопасность для конечного пользователя и окружающих.

Видео: индукционный нагреватель сварочным инвертором


Представленный выше видеоролик – демонстрация работоспособности устройства по нагреву металла. Это устройство изготовлено посредством переделки сварочного инвертора, и как отмечает автор, действует вполне эффективно:

Заключительный штрих

Таким образом, сооружение индукционного нагревателя своими руками для расплавления металла в домашних условиях – это не фантастическая идея, но вполне реализуемое дело. При желании, наличии соответствующей информации, комплектующих деталей, собрать работоспособный нагреватель вполне допустимо.

При помощи информации: Danyk

Программаторы ЭБУ автомобилей: рейтинг лучших приборов + как программировать

Система умный дом для частной недвижимости от «Сименс»

Супрессорный диод – электронная защита подавлением выброса напряжения

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Zetsila — публикации материалов, интересных и полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мультитематическая информация — СМИ .

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Схема самодельного индукционного нагревателя

Вот проект индукционного нагревателя металлов простейшей конструкции, он собран по схеме мультивибратора и часто выступает как первый нагреватель, который делают радиолюбители.

Принцип действия ТВЧ установки

Катушка создает высокочастотное магнитное поле, и в металлическом предмете в середине катушки возникают вихревые токи, которые будут его разогревать. Даже маленькие катушки раскачивают ток около 100 A, поэтому параллельно с катушкой, подключена резонансная емкость, которая компенсирует ее индукционный характер. Схема катушка-конденсатор должна работать на их резонансной частоте.

ТВЧ катушка самодельная

Схема принципиальная электрическая

Вот оригинальная схема генератора индукционного нагревателя, а ниже неё чуть изменённый вариант, по которому и была собрана конструкция мини ТВЧ установки. Ничего дефицитного тут нет — купить придётся только полевые транзисторы, использовать можно BUZ11, IRFP240, IRFP250 или IRFP460. Конденсаторы специальные высоковольтные, а питание будет от автомобильного аккумулятора 70 А/ч — он будет очень хорошо держать ток.

Проект на удивление оказался успешным — всё заработало, хоть и собрано было «на коленке» за час. Особенно порадовало что не требует сеть 220 В — авто аккумуляторы позволяют питать её хоть в полевых условиях (кстати, может из неё походную микроволновку сделать?). Можно поэкспериментировать в направлении чтобы снизить напряжение питания до 4-8 В как от литиевых АКБ (для миниатюризации) с сохранением хорошей эффективности нагрева. Массивные металлические предметы конечно плавить не получится, но для мелких работ пойдёт.

Ток потребления от источника питания 11 А, но после прогрева падает до примерно 7 A, потому что сопротивление металла при нагреве заметно увеличивается. И не забудьте сюда использовать толстые провода, способные выдержать более 10 А тока, иначе провода при работе станут горячие.

Нагрев отвертки до синего цвета ТВЧ Нагрев ножа ТВЧ

Второй вариант схемы — с питанием от сети

Чтоб удобнее настраивать резонанс можно собрать более совершенную схему с драйвером IR2153. Рабочая частота настраивается регулятором 100к в резонанс. Частотами можно управлять в диапазоне примерно 20 — 200 кГц. Схема управления нуждается в вспомогательном напряжении 12-15 В от сетевого адаптера, а силовая часть через диодный мост может быть подключена напрямую к сети 220 В. Дроссель имеет около 20 витков 1,5 мм на ферритовом сердечнике 8×10 мм.

Схема индукционного нагревателя от сети 220В

Рабочая катушка ТВЧ должна быть из толстой проволоки или лучше медной трубки, и имеет около 10-30 витков на оправке 3-10 см. Конденсаторы 6 х 330n 250V. И то, и другое через некоторое время сильно нагревается. Резонансная частота около 30 кГц. Эта самодельная установка индукционного нагрева собрана в пластиковом корпусе и работает уже более года.

НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ

Схема на 220 в привлекает тем,что не надо приобретать дорогой понижающий тр-р
на ток 20 ампер.Какая мощность данной установки при ограничении входного тока
лампами накаливания?(какого диаметра стальной пруток можно нагреть до красна?)
Какой марки конденсаторы должны использоваться в этой схеме?

Схема нар от руки ,не указаны точки соединения ,так нельзя…..

создателю схемы, какая ваттность у резисторов те что 15 ом и 10 ком .

10к любой, а 15 Ом не ниже 2 ватта.

Чем определяется наличие именно БАТАРЕИ конденсаторов ? Почему не один-два ? Соответствующей ёмкости. Завалялся трансформатор со старого сварочника, ампер 50-80 наверное, при 60 вольтах. С мостом на ВЛ200. Само то для этой штуки. В той же коробке и склепать.

Как сделать индукционный нагреватель своими руками?

Индукционные нагреватели работают по принципу “получение тока из магнетизма”. В специальной катушке генерируется переменное магнитное поле высокой мощности, которое порождает вихревые электрические токи в замкнутом проводнике.

  • Инструкция по изготовлению ↓
  • Чертежи ↓
  • Нюансы ↓
  • Блиц-советы ↓

Замкнутым проводником в индукционных плитах является металлическая посуда, которая разогревается вихревыми электрическими токами. В общем, принцип работы таких приборов не сложен, и при наличии небольших познаний в физике и электрике, собрать индукционный нагреватель своими руками не составит большого труда.

Самостоятельно могут быть изготовлены следующие приборы:

  1. Приборы для нагрева теплоносителя в котле отопления.
  2. Мини-печи для плавки металлов.
  3. Плиты для приготовления пищи.

Кроме этого большая сложность при конструировании плиты заключается в подборе материала для основания варочной поверхности, которое должно удовлетворять следующим требованиям:

  1. Идеально проводить электромагнитное излучение.
  2. Не являться токопроводящим материалом.
  3. Выдерживать высокую температурную нагрузку.

В бытовых варочных индукционных поверхностях используется дорогая керамика, при изготовлении в домашних условиях индукционной плиты, найти достойную альтернативу такому материалу – довольно сложно. Поэтому, для начала следует сконструировать что-нибудь попроще, например, индукционную печь для закалки металлов.

Инструкция по изготовлению

Чертежи

Рисунок 1. Электрическая схема индукционного нагревателя

Рисунок 2. Устройство.

Рисунок 3. Схема простого индукционного нагревателя

Для изготовления печи понадобятся следующие материалы и инструменты:

  • паяльник;
  • припой;
  • текстолитовая плата.
  • мини-дрель.
  • радиоэлементы.
  • термопаста.
  • химические реагенты для травления платы.

Дополнительные материалы и их особенности:

  1. Для изготовления катушки, которая будет излучать необходимое для нагрева переменное магнитное поле, необходимо приготовить отрезок медной трубки диаметром 8 мм, и длиной 800 мм.
  2. Мощные силовые транзисторы являются самой дорогой частью самодельной индукционной установки. Для монтажа схемы частотного генератора необходимо приготовить 2 таких элемента. Для этих целей подойдут транзисторы марок: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. При изготовлении схемы используются 2 одинаковых из перечисленных полевых транзисторов.
  3. Для изготовления колебательно контура понадобятся керамические конденсаторы ёмкостью 0,1 mF и рабочим напряжением 1600 В. Для того, чтобы в катушке образовался переменный ток высокой мощности, потребуется 7 таких конденсаторов.
  4. При работе такого индукционного прибора, полевые транзисторы будут сильно разогреваться и если к ним не будут присоединены радиаторы из алюминиевого сплава, то уже через несколько секунд работы на максимальной мощности, данные элементы выйдут из строя. Ставить транзисторы на теплоотводы следует через тонкий слой термопасты, иначе эффективность такого охлаждения будет минимальна.
  5. Диоды, которые используются в индукционном нагревателе, обязательно должны быть ультрабыстрого действия. Наиболее подходящими для данной схемы, диоды: MUR-460; UF-4007; HER – 307.
  6. Резисторы, которые используются в схеме 3: 10 кОм мощностью 0,25 Вт – 2 шт. и 440 Ом мощностью – 2 Вт. Стабилитроны: 2 шт. с рабочим напряжением 15 В. Мощность стабилитронов должна составлять не менее 2 Вт. Дроссель для подсоединения к силовым выводам катушки используется с индукцией.
  7. Для питания всего устройства понадобится блок питания мощностью до 500. Вт. и напряжением 12 – 40 В. Запитать данное устройство можно от автомобильного аккумулятора, но получить наивысшие показания мощности при таком напряжении не получится.

Сам процесс изготовления электронного генератора и катушки занимает немного времени и осуществляется в такой последовательности:

  1. Из медной трубы делается спираль диаметром 4 см. Для изготовления спирали следует медную трубку накрутить на стержень с ровной поверхностью диаметром 4 см. Спираль должна иметь 7 витков, которые не должны соприкасаться. На 2 конца трубки припаиваются крепёжные кольца для подключения к радиаторам транзистора.
  2. Печатная плата изготавливается по схеме. Если есть возможность поставить полипропиленовые конденсаторы, то благодаря тому, что такие элементы обладают минимальными потерями и устойчивой работой при больших амплитудах колебания напряжений, устройство будет работать намного стабильнее. Конденсаторы в схеме устанавливаются параллельно образуя с медной катушкой колебательный контур.
  3. Нагрев металла происходит внутри катушки, после того как схема будет подключена к блоку питания или аккумулятору. При нагреве металла необходимо следить за тем, чтобы не было короткого замыкания обмоток пружины. Если коснуться нагреваемым металлом 2 витка катушки одновременно, то транзисторы выходят из строя моментально.
Читайте также:  Самодельный HI-FI усилитель на LM1875 своими руками

Нюансы

  1. При проведении опытов по нагреву и закалке металлов, внутри индукционной спирали температура может быть значительна и составляет 100 градусов Цельсия. Этот теплонагревательный эффект можно использовать для нагрева воды для бытовых нужд или для отопления дома.
  2. Схема нагревателя рассмотренного выше (рисунок 3), при максимальной нагрузке способна обеспечить излучение магнитной энергии внутри катушки равное 500 Вт. Такой мощности недостаточно для нагрева большого объёма воды, а сооружение индукционной катушки высокой мощности потребует изготовление схемы, в которой необходимо будет использовать очень дорогие радиоэлементы.
  3. Бюджетным решением организации индукционного нагрева жидкости, является использование нескольких устройств описанных выше, расположенных последовательно. При этом, спирали должны находиться на одной линии и не иметь общего металлического проводника.
  4. В качестве теплообменникаиспользуется труба из нержавеющей стали диаметром 20 мм. На трубу «нанизываются» несколько индукционных спиралей, таким образом, чтобы теплообменник оказался в середине спирали и не соприкасался с её витками. При одновременном включении 4 таких устройств, мощность нагрева будет составлять порядка 2 Квт, что уже достаточно для проточного нагрева жидкости при небольшой циркуляции воды, до значений позволяющих использовать данную конструкцию в снабжении тёплой водой небольшого дома.
  5. Если соединить такой нагревательный элемент с хорошо изолированным баком, который будет расположен выше нагревателя, то в результате получится бойлерная система, в которой нагрев жидкости будет осуществляться внутри нержавеющей трубы, нагретая вода будет подниматься вверх, а её место будет занимать более холодная жидкость.
  6. Если площадь дома значительна, то количество индукционных спиралей может быть увеличено до 10 штук.
  7. Мощность такого котла можно легко регулировать путём отключения или включения спиралей. Чем больше одновременно включённых секций, тем больше будет мощность работающего таким образом отопительного устройства.
  8. Для питания такого модуля понадобится мощный блок питания. Если есть в наличии инверторный сварочный аппарат постоянного тока, то из него можно изготовить преобразователь напряжения необходимой мощности.
  9. Благодаря тому, что система работает на постоянном электрическом токе, который не превышает 40 В, эксплуатация такого устройства относительно безопасна, главное обеспечить в схеме питания генератора блок предохранителей, которые в случае короткого замыкания обесточат систему, там самым исключив возможность возникновения пожара.
  10. Можно таким образом организовать “бесплатное” отопление дома, при условии установки для питания индукционных устройств аккумуляторных батарей, зарядка которых будет осуществляться за счёт энергии солнца и ветра.
  11. Аккумуляторы следует объединить в секции по 2 шт., подключённые последовательно. В результате, напряжение питания при таком подключении будет не менее 24 В., что обеспечит работу котла на высокой мощности. Кроме этого, последовательное подключение позволит снизить силу тока в цепи и увеличить срок эксплуатации аккумуляторов.

Блиц-советы

  1. Эксплуатация самодельных устройств индукционного нагрева, не всегда позволяет исключить распространение вредного для человека электромагнитного излучения, поэтому индукционный котёл следует устанавливать в нежилом помещении и экранировать оцинкованной сталью.
  2. Обязательно при работе с электричествомследует соблюдать правила техники безопасности, особенно это касается сетей переменного тока напряжением 220 В.
  3. В качестве экспериментаможно изготовить варочную поверхность для приготовления пищи по схеме указанной в статье, но эксплуатировать данный прибор постоянно не рекомендуется по причине несовершенства самостоятельного изготовления экранирования данного устройства, из-за этого возможно воздействие на организм человека вредного электромагнитного излучения, способного негативно сказаться на здоровье.

Индукционный нагреватель 4кВт своими руками.

Индукционный нагреватель 4кВт своими руками

Запись опубликовал Dapper · 1 августа, 2018

19 546 просмотров

Индукционный нагреватель представляет собой резонансный инвертор, работающий на частоте ниже резонанса. Он состоит из блока питания, платы драйверов, платы управления, согласующего трансформатора и остальных деталей которые расположены на шасси аппарата. Инвертор построен по топологии «резонанса в первичке», это уменьшает габариты, и более технологичен при изготовлении.

Основные узлы. Блок питания , который имеет четыре гальванически развязанных обмотки питания. Две- для питания драйверов, одну- для питания платы управления и силовую, для питания насоса охлаждающей жидкости, вентилятора и пускового реле. Первые три стабилизированы по 12 В, последняя не имеет стабилизации. Драйвера управляют IGBT транзисторами, включенными по два в параллель.

Согласующий трансформатор состоит из трех сложенных вместе Шобразных ферритовых сердечника Е80/38/20. На него намотана обмотка 10 витков многожильного провода 4мм2, и залита эпоксидным клеем.

Особенностью моего инвертора является то, что его рабочая частота ниже резонансной. При работе ниже резонанса, ключи открываются очень жестко, а выключаются в нуле тока. Жесткое включение обусловлено сквозными токами, избавится от которых, нет возможности, но можно значительно снизить. Для этого в цепь питания инвертора (в плюс или минус) включен гасящий дроссель Dr1, со снаббером. Он имеет очень малую индуктивность всего 0,5 мкГн, но этого хватает, чтобы в разы снизить импульсы сквозного тока. Дроссель намотан многожильным проводом, общим сечением не менее 3мм2 и имеет 6 витков намотанных на оправке 16 мм. Он залит эпоксидным клеем, так как многожильный провод не держит форму. Дроссель и его снабберная цепь, должны располагаться в зоне обдува вентилятора.

Блок управления, в основу которого, положен генератор управляемый напряжением – ГУН, входящий в состав микросхемы CD4046. А также драйвер IR2104, который преобразует однофазный сигнал CD4046 в два противофазных. Генератор управляется напряжением в ручную, и меняет частоту в диапазоне 25-50 кГц. С изменением частоты меняется мощность в индукторе. Для простоты работы с инвертором, в плату управления введена схема ограничения тока.

Вторичная обмотка согласующего трансформатора состоит из одного витка медной трубки D 6мм. Она совмещена с радиатором для ключей и имеет конструкцию единого блока, по которому прокачивается вода. Насос – автомобильный от омывателя стекол.

Узлы на фотографиях и видео могут немного не соответствовать, так как было три версии, которые не значительно отличаются схемными решениями, но в общем конструкция у всех похожа. Данная конструкция тщательно отработана, я ее считаю самой компактной и ремонто-способной.

Первая самая простая версия была опубликована на этом форуме https://www.chipmake. ost__p__3268609 С тех пор много воды утекло, менялись схемные решения. Пробовал с ФАПЧ, сама подстройка прекрасно работала, но в целом, мне не понравилось. Поэтому остановился на схеме с “ограничением тока”. Все мои изыскания в этом вопросе можно посмотреть здесь http://induction.lis. p=19278#p19278 .

В чем собственно преимущество, этой версии. Первая версия имела простой задающий генератор, с возможностью управления частотой. Недостаток его в том, что нужно очень точно ( с помощью осциллографа) подгонять индуктор к инвертору, или инвертор к индуктору. А если имеются сменные индукторы, то они должны иметь одинаковую индуктивность. В принципе не так уж это и сложно, при определенном опыте. Но если на индуктор воздействовать механически, случайно, сжать или растянуть витки, то такой индуктор уже не может дать той мощности, на которую был настроен изначально, а может вообще вывести инвертор из строя. Вторая версия с ФАПЧ , позволяла менять индукторы, особо не задумываясь о его индуктивности. Но есть один нюанс. Максимальную мощность такой аппарат потреблял с ненагруженным индуктором, а когда индуктор нагружаешь, мощность падает. В конце концов, конечный результат будет тот же, но для его достижения требуется в два-три раза больше времени. Увеличение времени нагрева всегда плохо, но в двойне- при поверхностной закалке. Точнее она вряд ли возможна. Пришлось искать компромисс. И мне кажется я его нашел. Вот схема.

Эта схема похожа на ранее опубликованную здесь. http://induction.lis. p=22966#p22966

Но есть небольшие доработки в блоке управления, отказался от некоторых прибамбасов, а главное, что я гасящий дроссель, перенес в минус питания, это позволило разместить его и снаббер (конструктивно), ближе к вентилятору, что улучшило его охлаждение.

Теперь как это все работает. Начнем как всегда с питания. Блок питания на первый взгляд имеет архаичный вид, но у него есть свои преимущества. Во первых простота, второе- стабилизаторы имеют защиту по току, что помогает сохранить драйвера при пробое силовых ключей. Пробовал использовать “Обратноход”,он для такой мощности(50Вт), он получается громоздкий, да и недостатков у него хватает. Обращаю внимание на систему запуска инвертора. В место традиционного пускового резистора, стоит конденсатор С10 (МБГО), в чем его преимущество? Обычно при пробое ключей пусковой резистор горит, конденсатор же может в таком состоянии находится сколь угодно долго. В момент включения инвертора в сеть через этот конденсатор начинают заряжаться электролиты фильтра С2, пока напряжение на них не достигнет 200-250В, БП не заработает, а когда заработает притянется пусковое реле, и пуск произойдет очень плавно, с задержкой 1-2 сек. Так же при пробое ключей в первую очередь выключится БП, отпустит реле, и в таком положении инвертор может находится сколь угодно долго. Даже предохранитель или автомат не успевают сработать. В свою очередь , коль нет питания, то и драйвера остаются целы.

Теперь немного о хитром гасящем дросселе Dr1. Как я уже писал, режим ниже резонанса предполагает сквозные токи. От чего это происходит? Предположим у нас открылся VT1, пошла накачка контура, + пит, VT1,ТР1,Срез, Dr1, минус. Срез зарядится быстрей, чем закроется ключ VT1, и процесс пойдет в обратную сторону, то есть контур начнет отдавать энергию в источник питания. Поскольку реакция контура у нас емкостная, напряжение той же полярности, через оппозитный диод VT1 ( к сожалению забыл дорисовать) будет заряжать С2, но через какое то время откроется VT2, и получится короткое замыкание, через еще открытый оппозитный диод VT1 и открывающийся VT2. КЗ очень короткое, десятки- сотни наносекунд, но токи запредельные. Чтоб их уменьшить и служит Dr1 со снобберной цепочкой. Для рабочего цикла периодом скажем 30мкс, дроссель имеет малое сопротивление, а для сквозного тока в 50нсек- большое. На практике это выглядит так. Рабочий ток первичной обмотки равен 60А, а сквозной ток всего 80А. Это вполне укладывается в параметры G4PC50UD, да и многих других IGBT. В отсутствии этого дросселя, ток может быть на порядок больше, что тоже во многих случаях позволяет работать ключам. О ключах и драй верах, говорить вроде не чего.

Как работает блок управления. Я покупал СD 4046, за пять рублей «пучок», когда занимался ФАПЧем, они остались неиспользованными, что и натолкнуло на мысль использовать генератор управляемый напряжения. Не буду писать как она работает, в кратце скажу, что если на 9 ногу подавать изменяющееся напряжение то и частота на выходе(3,4) будет меняться пропорционально. R11 и R6, задается диапазон частот, верхний и нижний соответственно. Частоту как и мощность, можно менять вручную, резистором R2- выше частота- выше мощность. Компаратор DA1/1, сравнивает напряжение установленное потенциометром R12 и напряжение с ТТ, как только напряжение ТТ превысит опорное, компаратор своим выходным транзистором, через VD1 и R4 начинает разряжать емкость фильтра С2 ГУН, напряжение на нем понижается, частота тоже, и падает ток в первичной обмотке. Образуется отрицательная ОС. Установив один раз номинальный рабочий ток, настраиваем компаратор под этот ток . Далее поднять мощность не возможно – ее можно только понижать. При замене индуктора с другой индуктивностью, можно одним движением, под него настроить инвертор. Как это происходит? ГУН всегда начинает работу с нижней частоты диапазона, поэтому, если рабочая частота индуктора входит в заданный диапазон частот, то частота будет упираться в заданный нами номинальный ток, что и соответствует номинальной мощности индуктора. Резистор установки частоты( мощности), крутят пока не сработает компаратор, и в таком положении работают. Индикация ограничения, осуществляется по светодиоду. Для этого используется вторая половинка компаратора DA1/2.

Насос для охлаждения я использовал от омывателя стекол. Питается он через полевик (VT3), что позволяет управлять и им и инвертором одной парой контактов. Также в цепи насоса стоят баластные резисторы (R18), что позволило снизить потребляемый им ток до 2,5А, а производительности его вполне хватает. Некоторые пишут, что я сделал охлаждение транзисторов водяным, потому , что с воздушным транзисторы просто не выдержат. На самом деле это не так. Грех не использовать водяное охлаждение, коль без воды не как не обойтись, к тому же это делает аппарат компактным.

Немного о настройке. Каждый модуль БП и БУ нужно проверять и настраивать отдельно желательно на столе от источника питания. Все тщательно выверить, проверить в разных режимах. Когда весь инвертор собран, подают 220В на блок питания, отдельно от инвертора( на силовую часть питание не подают). Проверяют работу генератора, потом работу драйверов, повесив осциллограф на затворы и эмиттеры транзисторов. Проверяют работу насоса. Если все нормально, включают силовую часть (желательно сначала через ЛАТР ), при этом БП питается отдельно. Проверяют работу пока без индуктора. На выходе меандр с немного закругленными вершинами напряжением 15В, можно нагрузить какой то лампой, типа от фары. Далее прикручивают индуктор, пробуют с индуктором, все так же через ЛАТР( вольт 80-100). Начинают с нижней частоты. На индукторе сначала рваная синусоида, по мере повышения частоты, синусоида становится чистой, вольт 80-90. В таком режиме настраивают компаратор. Зазубрины на синусоиде это момент переключения ключей, по ним очень удобно настраивать инвертор. Эти зазубрины должны располагаться в зоне, от нуля синусоиды и до вершины. Самый оптимальный вариант где то по середине. В режиме ограничения инвертор не должен свистеть.

Вот как то так. Наверное что то упустил, но все расписать не хватит десяти страниц. О подробностях можете писать на любой из форумов или прямо сюда. Как минимум трое повторили мой инвертор, у других не хватило или знаний, или терпения. На последок видео.


Как сделать высокочастотный индукционный нагреватель своими руками – схема простого индуктивного горна для нагрева металла электричеством

Сейчас мы узнаем как сделать своими руками индукционный нагреватель, который можно использовать для разных проектов или просто для удовольствия. Вы сможете мгновенно плавить сталь, алюминий или медь. Вы можете использовать её для пайки, плавления и ковки металлов. Вы можете использовать самодельный индуктивный нагреватель и для литья.

Читайте также:  Подсветка подоконника на балконе своими руками

Мое учебное пособие охватывает теорию, компоненты и сборку некоторых из важнейших компонентов.

Инструкция большая, в ней мы рассмотрим основные шаги, дающие вам представление о том, что входит в такой проект, и о том, как его спроектировать, чтобы ничего не взорвалось.

Для печи я собрал очень точный недорогой криогенный цифровой термометр. Кстати, в тестах с жидким азотом он неплохо себя показал против брендовых термометров.

Шаг 1: Компоненты

Основные компоненты высокочастотного индукционного нагревателя для нагрева металла электричеством — инвертор, драйвер, соединительный трансформатор и колебательный контур RLC. Вы увидите схему чуть позже. Начнем с инвертора. Это — электрическое устройство, которое изменяет постоянный ток на переменный. Для мощного модуля он должен работать стабильно. Сверху находится защита, которая используется, чтобы защитить привод логического элемента МОП-транзистора от любого случайного перепада напряжения. Случайные перепады вызывают шум, который приводит к переключению на высокие частоты. Это приводит к перегреву и отказу МОП-транзистора.

Линии с большой силой тока находятся внизу печатной платы. Много слоев меди используются, чтобы позволить им пропускать более 50А тока. Нам не нужен перегрев. Также обратите внимание на большие алюминиевые радиаторы с водяным охлаждением с обеих сторон. Это необходимо, чтобы рассеивать тепло, вырабатываемое МОП-транзисторами.

Изначально я использовал вентиляторы, но чтобы справиться с этой мощностью, я установил небольшие водяные насосы, благодаря которым вода циркулирует через алюминиевые теплоотводы. Пока вода чистая, трубки не проводят ток. У меня также установлены тонкие слюдяные пластины под МОП-транзисторами, чтобы гарантировать отсутствие проводимости через стоки.

Шаг 2: Схема инвертора

Это схема для инвертора. Схема на самом деле не такая сложная. Инвертированный и неинвертированный драйвер повышает или понижает напряжение 15В, чтобы настроить переменный сигнал в трансформаторе (GDT). Этот трансформатор изолирует чипы от мосфетов. Диод на выходе мосфета действует для ограничения пиков, а резистор минимизирует колебания.

Конденсатор C1 поглощает любые проявления постоянного тока. В идеале, вам нужны самые быстрые перепады напряжения на цепи, так как они уменьшают нагрев. Резистор замедляет их, что кажется нелогичным. Однако если сигнал не угасает, вы получаете перегрузки и колебания, которые разрушают мосфеты. Больше информации можно получить из схемы демпфера.

Диоды D3 и D4 помогают защитить МОП-транзисторы от обратных токов. C1 и C2 обеспечивают незамкнутые линии для проходящего тока во время переключения. T2 — это трансформатор тока, благодаря которому драйвер, о котором мы поговорим далее, получает обратный сигнал от тока на выходе.

Шаг 3: Драйвер

Эта схема действительно большая. Вообще, вы можете прочитать про простой маломощный инвертор. Если вам нужна большая мощность, вам нужен соответствующий драйвер. Этот драйвер будет останавливаться на резонансной частоте самостоятельно. После того, как ваш металл расплавится, он останется заблокированным на правильной частоте без необходимости какой-либо регулировки.

Если вы когда-либо строили простой индукционный нагреватель с чипом PLL, вы, вероятно, помните процесс настройки частоты, чтобы металл нагревался. Вы наблюдали за движением волны на осциллографе и корректировали частоту синхронизации, чтобы поддерживать эту идеальную точку. Больше не придется этого делать.

В этой схеме используется микропроцессор Arduino для отслеживания разности фаз между напряжением инвертора и емкостью конденсатора. Используя эту фазу, он вычисляет правильную частоту с использованием алгоритма «C».

Я проведу вас по цепи:

Сигнал емкости конденсатора находится слева от LM6172. Это высокоскоростной инвертор, который преобразует сигнал в красивую, чистую квадратную волну. Затем этот сигнал изолируется с помощью оптического изолятора FOD3180. Эти изоляторы являются ключевыми!

Далее сигнал поступает в PLL через вход PCAin. Он сравнивается с сигналом на PCBin, который управляет инвертором через VCOout. Ардуино тщательно контролирует тактовую частоту PLL, используя 1024-битный импульсно-модулированный сигнал. Двухступенчатый RC-фильтр преобразует сигнал PWM в простое аналоговое напряжение, которое входит в VCOin.

Как Ардуино знает, что делать? Магия? Догадки? Нет. Он получает информацию о разности фаз PCA и PCB от PC1out. R10 и R11 ограничивают напряжение в пределах 5 напряжений для Ардуино, а двухступенчатый RC-фильтр очищает сигнал от любого шума. Нам нужны сильные и чистые сигналы, потому что мы не хотим платить больше денег за дорогие мосфеты после того, как они взорвутся от шумных входов.

Шаг 4: Передохнём

Это был большой массив информации. Вы можете спросить себя, нужна ли вам такая причудливая схема? Зависит от вас. Если вы хотите автонастройку, тогда ответ будет «да». Если вы хотите настраивать частоту вручную, тогда ответ будет отрицательным. Вы можете создать очень простой драйвер всего лишь с таймером NE555 и использовать осциллограф. Можно немного усовершенствовать его, добавив PLL (петля фаза-ноль)

Тем не менее, давайте продолжим.

Шаг 5: LC-контур

К этой части есть несколько подходов. Если вам нужен мощный нагреватель, вам понадобится конденсаторный массив для управления током и напряжением.

Во-первых, вам нужно определить, какую рабочую частоту вы будете использовать. Более высокие частоты имеют больший скин-эффект (меньшее проникновение) и хороши для небольших объектов. Более низкие частоты лучше для больших объектов и имеют большее проникновение. Более высокие частоты имеют большие потери при переключении, но через бак пройдет меньше тока. Я выбрал частоту около 70 кГц и дошел до 66 кГц.

Мой конденсаторный массив имеет ёмкость 4,4 мкФ и может выдерживать более 300А. Моя катушка около 1мкГн. Также я использую импульсные пленочные конденсаторы. Они представляют собой осевой провод из самовосстанавливающегося металлизированного полипропилена и имеют высокое напряжение, высокий ток и высокую частоту (0.22 мкФ, 3000В). Номер модели 224PPA302KS.

Я использовал две медные шины, в которых просверлил соответствующие отверстия с каждой стороны. Паяльником я припаял конденсаторы к этим отверстиям. Затем я прикрепил медные трубки с каждой стороны для водного охлаждения.

Не берите дешевые конденсаторы. Они будут ломаться, и вы заплатите больше денег, чем если бы вы сразу купили хорошие.

Шаг 6: Сборка трансформатора

Если вы внимательно читали статью, вы зададите вопрос: а как управлять LC-контуром? Я уже рассказывал об инверторе и контуре, не упоминая, как они связаны.

Соединение осуществляется через соединительный трансформатор. Мой от Magnetics, Inc. Номер детали — ZP48613TC. Adams Magnetics также является хорошим выбором при выборе ферритовых тороидов.

Тот, что слева, имеет провод 2мм. Это хорошо, если ваш входной ток ниже 20А. Провод перегреется и сгорит, если ток больше. Для высокой мощности вам нужно купить или сделать литцендрат. Я сделал сам, сплетя 64 нити из проволоки 0.5мм. Такой провод без проблем может выдержать ток 50А.

Инвертор, который я показал вам ранее, принимает высоковольтный постоянный ток и изменяет его на переменные высокие или низкие значения. Эта переменная квадратная волна проходит черезч соединительный трансформатор через переключатели мосфета и конденсаторы связи постоянного тока на инверторе.

Медная трубка из емкостного конденсатора проходит через нее, что делает ее одновитковой вторичной обмоткой трансформатора. Это, в свою очередь, позволяет сбрасываемому напряжению проходить через конденсатор емкости и рабочую катушку (контур LC).

Шаг 7: Делаем рабочую катушку

Один из вопросов, который мне часто задавали: «Как ты делаешь такую изогнутую катушку?» Ответ — песок. Песок будет препятствовать разрушению трубки во время процесса изгиба.

Возьмите медную трубку от холодильника 9мм и заполните ее чистым песком. Перед тем, как сделать это, закройте один конец какой-нибудь лентой, а также закройте другой после заполнения песком. Вкопайте трубу соответствующего диаметра в землю. Отмерьте длину трубки для вашей катушки и начните медленно наматывать её на трубу. Как только вы сделаете один виток, остальные будет сделать несложно. Продолжайте наматывать трубку, пока не получите количество желаемых витков (обычно 4-6). Второй конец нужно выровнять с первым. Это упростит подключение к конденсатору.

Теперь снимите колпачки и возьмите воздушный компрессор, чтобы выдуть песок. Желательно делать это на улице.

Обратите внимание, что медная трубка также служит для водного охлаждения. Эта вода циркулирует через емкостный конденсатор и через рабочую катушку. Рабочая катушка генерирует много тепла от тока. Даже если вы используете керамическую изоляцию внутри катушки (чтобы удерживать тепло), вы по-прежнему будете иметь чрезвычайно высокие температуры в рабочем пространстве, нагревающие катушку. Я начну работу с большим ведром ледяной воды и через некоторое время она станет горячей. Советую заготовить очень много льда.

Шаг 8: Обзор проекта

Выше представлен обзор проекта на 3 кВт. Он имеет простой PLL-драйвер, инвертор, соединительный трансформатор и бак.

Видео демонстрирует 12кВт индукционный горн в работе. Основное различие заключается в том, что он имеет управляемый микропроцессором драйвер, более крупные МОП-транзисторы и теплоотводы. Блок 3кВт работает от 120В переменного тока; блок 12 кВт использует 240В.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Электронные схемы автоматики для дома и быта своими руками

Для обеспечения комфортного проживания необходимо применять автоматику. Радиолюбители предлагают очень много полезных электронных схем для дома и быта. Однако в некоторых источниках встречаются принципиальные схемы, которые не работают вообще, и приходиться тратить время на их усовершенствование. Причина — отсутствие полноценного описания принципа работы и перечня деталей.

  1. Общие сведения об автоматике
  2. Электронные схемы
  3. Термостат в быту
  4. Охранная система
  5. Качалка для кроватки
  6. Уличное автоматическое освещение

Общие сведения об автоматике

Автоматикой называются механизмы, приборы и устройства, которые работают или управляют работой других узлов без участия человека. Она применяется практически во всех сферах: на предприятиях и в быту. Для повышения надежности и производительности оборудования следует максимально исключить фактор человеческих действий, влияющий на результат выполнения работы. Автоматизация позволяет значительно улучшить качество жизни, избавляя людей от рутинной работы.

Автоматика позволяет также предотвратить несчастные случаи в любой отрасли, угрожающие оборудованию, жизни и здоровью людей. Последние две причины применение средств автоматизации являются очень важными, поскольку позволяют обеспечить высокий уровень техники безопасности на предприятии. Это очень важно не только для работодателя, но и для сотрудников.

Необходимо осуществлять постоянный контроль за работой электроники, поскольку она может выйти из строя. Из-за высокой эффективности устройств автоматика в быту получила широкое распространение среди народных умельцев.

Электронные схемы

Радиолюбители предлагают электрические принципиальные схемы различных устройств автоматики для дома своими руками с описанием и перечнем деталей. Они просты и надежны. Радиокомпоненты, которые в них применяются, можно приобрести в любом специализированном магазине. Перед изготовлением устройств следует подготовиться и продумать конструктивные особенности. В этом поможет простой алгоритм, которым пользуются все радиолюбители:

  • составить список необходимых радиоэлементов;
  • ознакомиться с принципом работы устройства;
  • найти электрическую принципиальную схему автоматики для дома;
  • продумать конструктивные особенности устройства;
  • подготовить инструмент: паяльник, олово, припой, плоскогубцы, бокорезы и т. д.;
  • наличие прибора-измерителя обязательно;
  • рабочее место должно быть удобным;
  • купить необходимые радиоэлементы и детали для конструкции.

Список нужных радиоэлементов необходим для комфортной работы, поскольку не слишком приятно постоянно бегать в магазин за радиодеталями, которые не были куплены. Для изготовления устройства следует найти его электрическую схему, подробно ознакомиться и понять его принцип действия, поскольку это очень облегчит дальнейшую диагностику работы изделия. Конструктивные особенности и дизайн также имеют важное значение. К решению этого вопроса следует подойти очень серьезно.

Качество работы определяется не только по внутренней «начинке» изделия, но и по особенностям конструкции. Последнее играет важную роль в его безотказной работы. Например, если устройство греется, то следует продумать систему охлаждения. К тому же не слишком приятно наблюдать за обыкновенной ржавой коробкой. Внешний вид также имеет большое значение, поскольку показывает аккуратность мастера.

Презентабельный вид изделия может способствовать дополнительному заработку. Подготовка рабочего места и инструмента — одна из причин высокой производительности умельца, поскольку он не отвлекается на поиск последнего.

Очень важно наличие прибора, поскольку после покупки радиокомпонентов их следует еще раз проверить. Неисправная радиодеталь способна вывести из строя другие элементы схемы. Прибор должен измерять сопротивление, напряжение и выполнять прозвонку полупроводниковых элементов. Для этих целей подойдет простой мультиметр. Очень важно вести расчеты стоимости устройства, поскольку это очень интересное занятие. Например, радиолюбитель решил сделать электронную сигнализацию. Ему будет интересно знать стоимость деталей и работы, чтобы сравнить с магазинными аналогами.

Термостат в быту

Прибор предназначен для поддержания и регулирования температуры. Он прост в исполнении и не чувствителен к морозам. Изделие необходимо применять в системах отопления, инкубаторах, теплицах, для поддержания температурного режима в комнате и т. д. Кроме того, имеет смысл применять устройство в системах защиты от перегрева и пожарной сигнализации.

Прибор подключается к нагрузке, роль которой может выполнять тэн, трехфазное реле или любой нагревательный элемент. Его можно подключить к газовому электрическому клапану серии GSAV15R на 0,5 дюйма (½”), и выполнять автоматический контроль в погребе, теплице, гараже или комнате.

Устройство термостата является очень простым и не требует навыков программирования. Структурная схема подключения изделия представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Структурная схема подключения.

Термостат состоит из следующих структурных блоков: термодиода, основного каскада термостата, реле и блока питания. Последний состоит из обыкновенного RC-фильтра. Он предназначен для корректной работы всех элементов схемы. Резистор, входящий в блок питания, также выполняет и функцию как регулятор установки гистерезиса операционного усилителя термостата.

Читайте также:  Простой универсальный блок питания своими руками

Основной каскад выполняет регулировочные функции в автоматическом режиме. В его состав входит также элемент управления — переменный резистор. Термодиод — элемент управления работой основного каскада. Выходной каскад представляет собой реле, работой которого управляет операционный усилитель. Диапазон рабочих температур регулируется от 15 до 97 ° C .

Схема 1. Простой термостат своими руками.

Рекомендуется плату с реле поместить в отдельный корпус. Термодиод крепится на поверхность, где нужно осуществить контроль температурного режима. Перечень радиокомпонентов следующий:

  • операционный усилитель: AD822;
  • питание: 12 В 0,5 А;
  • электролитические конденсаторы: 1 мкФ на 16 В;
  • резисторы: R1 (5 Ом 0,5 Вт), R2 (переменный на 10 кОм), R3 (10 кОм), R4 (500 кОм) и R5 (39 кОм);
  • диод D1: серия Д226 (с любым буквенным индексом);
  • транзистор: IRFZ44n;
  • реле постоянного тока: любой на напряжение питания до 12 В и коммутацией свыше 220 В.

Транзисторный ключ выполнен на полевом N-канальном MOSFET-транзисторе. Он обладает хорошими техническими характеристиками, и подходит для управления мощной нагрузкой. Его мощность достигает 110 Вт, но радиодеталь следует ставить на радиатор для отвода тепловой энергии.

Схему термостата можно модернизировать, поставив 2 светодиода (желательно разного цвета свечения). Первый ставится на выход блока питания. Он сигнализирует о наличии питания устройства. Второй нужно подключить параллельно нагрузке (тэну). Необходимо учитывать, что светодиод нужно подключать последовательно с резистором. Для индикации питания подойдет сопротивление номиналом от 0,8 до 1,2 кОм. Во втором случае для 220 В следует подобрать резистор с сопротивлением от 150 до 200 кОм.

Охранная система

Современные охранные сигнализации — очень сложные устройства. Они выполняют много функций. Однако не имеет смысла покупать системы для выполнения одной функции. Например, при необходимости защитить дверь гаража, нет смысла применять электронику с разнообразным функционалом. Фирмы-производители постоянно усложняют оборудование, а это влияет на его стоимость.

Радиолюбители предлагают вариант упрощенной модели с минимальным количеством радиодеталей. Структурная схема, описывающая принцип работы устройства, приведена ниже (рис. 2).

Рисунок 2. Структурная схема сигнализации.

Устройство состоит из следующих компонентов: блока питания, датчика (датчиков) для контроля периметра, реле и сигнального устройства. Источник питания — обыкновенный аккумулятор на 12 В. Вместо него можно использовать мостовую схему выпрямителя, запитанную от трансформатора (220/14 В). На выходе диодного моста следует установить электролитический конденсатор. При этом следует соблюдать полярность. Датчик — обыкновенный геркон или группа элементов, которые соединены последовательно. Реле замыкает электрическую цепь и активирует сигнальное устройство при срабатывании геркона.

При нарушении периметра происходит срабатывание одного из герконов. В результате этого электрическая цепь размыкается. Один из контактов реле размыкается, а другой замыкается. Происходит подача питания на сигнальное устройство, и оно срабатывает. Схема устройства довольно простая (схема 2).

Схема 2. Простая звуковая сигнализация.

В схеме можно применять от одного до нескольких герконных датчиков. Перечень радиокомпонентов сигнализации:

  • реле постоянного тока Р1: любое с напряжением срабатывания в 12 В и током, равным 1 А (одна пара срабатывает, а друга размыкает);
  • сигнальное устройство: любое на 12 В;
  • геркон: 100 мА и 12 В.

Герконы рекомендуется устанавливать на места, где вероятность проникновения на объект довольно высока (двери, окна и т. д.). Все элементы сигнализации маскируются.

Радиолюбители рекомендуют использовать до 10 герконов. Превышение их количества затрудняет диагностику неисправностей сигнализации.

Качалка для кроватки

Бывают случаи, когда необходимо уложить спать ребенка, и необходимо постоянно раскачивать кроватку, чтобы малыш уснул. На это уходит много времени, а ведь иногда хочется и отдохнуть. В этом случае на помощь придет электроника в быту. Принципиальная схема «помощника» не очень сложная. Изделие можно условно разделить на несколько частей: блок питания, генератор, актуатор и детскую кровать.

Блок питания состоит из трансформатора (220/15), диодного моста, конденсатора и стабилитрона. Напряжение на выходе должно быть стабилизированным. Его величина не должна превышать 12 В, а сила тока — 4 А. Генератор и актуатор собираются на микросхемах (схема 3).

Схема 3. Электронная «нянька».

Мостовой драйвер (актуатор) собирается на микросхеме L298. При появлении логической единицы на входе «IN1», а на «IN2» — логического нуля осуществляется движение драйвера в разные стороны. Управление скоростью актуатора нужно производить по входу «ENA». Микроконтроллер ATmega16 управляет драйвером. Однако для этого на него следует закачать «прошивку», которую можно написать самому или скачать готовый файл из интернета.

Изделие оборудовано микрофоном, который улавливает плач ребенка. При этом происходит преобразование сигнала в электрический импульс, поступающий на микроконтроллер. После этого происходит подача дискретного сигнала на актуатор. Он совершает 15 качаний (все зависит от файла-прошивки). Скорость и частота качаний регулируются при помощи резисторов R1 и R2 соответственно. Микрофон необходимо располагать возле ребенка. Перечень деталей:

  • микроконтроллер: ATmega16;
  • генератор импульсов: LM78 (можно заменить на L05C, T092);
  • актуатор (драйвер): L298;
  • переменные резисторы: R1 (10 кОм) и R2 (10 кОм);
  • резисторы: R3 (1 Ом) и R4 (2 кОм);
  • конденсаторы: С1 (1 нФ) и С2 (1 нФ);
  • диодный мост: любые диоды, рассчитанные на обратное напряжение 20 В;
  • электролитический конденсатор: 2200 мкФ;
  • трансформатор: 220/15 В;
  • электродвигатель;
  • микрофон: любой на 12 В.

Кроме того, следует обдумать схему монтажа и конструкцию. Она должна быть надежной и прочной. Микрофон изолируется, а само изделие располагается на безопасном от ребенка месте.

Уличное автоматическое освещение

Возникают ситуации, когда необходимо включить свет во дворе. Если владелец находится дома, то это сделать проще. Когда человек возвращается с работы, а на улице темно, то ему предстоит включить фонарь на мобильном телефоне или воспользоваться другим источником световой энергии. Радиолюбители предлагают простую схему автоматизации включения освещения. Она состоит из широкодоступных радиодеталей (схема 4). Главный элемент изделия — микросхема.

Схема 4. Устройство для автоматизации включения освещения.

Микросхема DA1 — операционный усилитель, который используется в качестве компаратора. Если напряжение на неинвертирующем входе «3» выше, чем на входе «2» (инвертирующий), то на выходе «6» устанавливается высокий уровень сигнала. Делитель, собранный на резисторах R2 и R3, задает напряжение на входе «2». Оно составляет 5 В. На выходе «3» величина разности потенциалов зависит от номинала R1, а также от состояния фототранзистора VT1.

В темное время суток сопротивление VT1 велико, поскольку он находится в закрытом состоянии. На входе «3» величина напряжения меньше, чем напряжение питания изделия. На входе «6» устанавливается высокий уровень сигнала, поступающего через R4 на базу транзистора VT2. В результате этого он открывается. Питание поступает на обмотку реле. Его контакты замыкают цепь питания лампы накаливания.

В ситуациях, когда освещенность фототранзистора велика, он находится в открытом состоянии. При этом величина напряжения на «3» ниже, чем на «2». Из этого следует, что уровень сигнала на «6» стремится к нулю. Напряжения и силы тока недостаточно для питания реле постоянного тока, и его контакты разомкнуты (лампа не горит). Перечень радиодеталей:

  • операционный усилитель D1: КР544УД1Б (можно использовать КР544УД1 с любым буквенным индексом);
  • фототранзистор VT1: МП26Б;
  • транзистор VT2: КТ815 или КТ817 (буквенный индекс любой);
  • резисторы: R1 = R4= 2,4 кОм, R2 = 9,1 кОм и R3 = 6,2 кОм;
  • конденсатор С1: 4700 пФ (керамический);
  • электролитический конденсатор С2: 20 мкФ на 16 В;
  • диод VD1: КД522Б;
  • реле постоянного тока К1: любое на 12 В и коммутацию контактов не менее 220 В.

Источник питания может быть любого типа на 12 В. Стабилизацию напряжения можно не производить, поскольку схема не чувствительна к его колебаниям. Порог срабатывания осуществляется резистором R1.

Таким образом, автоматика играет важную роль не только на производстве, но и в быту. Она обеспечивает комфортную работу и жизнь, поскольку позволяет выполнять задачи в автоматическом режиме без участия человека.

6 идей бытовой автоматизации для изготовления своими руками (электронные схемы, описания работы)

Схемы для начинающих

На главную страницу

РАДИОСХЕМЫ
  • ГЛАВНАЯ
  • СХЕМЫ
      АВТОМАТИКА
  • АВТОЭЛЕКТРИКА
  • АКУСТИКА
  • БЛОКИ ПИТАНИЯ
  • БЫТОВАЯ ТЕХНИКА
  • ЗАРЯДНЫЕ
  • ИНСТРУМЕНТЫ
  • ИЗМЕРЕНИЯ
  • КОМПЬЮТЕРЫ
  • МЕТАЛЛОИСКАТЕЛИ
  • МИКРОСХЕМЫ
  • МОБИЛЬНЫЕ
  • НАЧИНАЮЩИМ
  • ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
  • ПОЛЕЗНОЕ
  • РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ
  • РАДИОПРИЁМНИКИ
  • РАДИОЛАМПЫ
  • СВЕТОДИОДЫ
  • СИГНАЛИЗАЦИИ
  • СПРАВОЧНИКИ
  • ТЕЛЕВИЗОРЫ
  • УСИЛИТЕЛИ
  • ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
  • РЕМОНТ
  • КНИГИ
  • ПРОГРАММЫ
  • ФОТО ЭЛЕКТРОНИКА
  • ДРАГМЕТАЛЛЫ
  • РАЗНОЕ
  • ФОРУМ
      ЭЛЕКТРОНИКА
  • РЕМОНТ
  • НОВОЕ
  • ПОЧТА
  • ВХОД
    ПИНГ-ПОНГ НА АРДУИНО
    Игра Пинг-Понг на Arduino Pro Mini — схема, прошивка и фото самодельной игровой приставки.

    25.02.2020 Читали: 1546

    14.02.2020 Читали: 4176

    27.12.2019 Читали: 5955

    03.04.2018 Читали: 13084

    09.03.2018 Читали: 14776

    24.01.2018 Читали: 17556

    13.05.2016 Читали: 14743

    12.04.2016 Читали: 40004

    08.04.2016 Читали: 7665

    05.04.2016 Читали: 7990

    Вашему вниманию представляется сборник оригинальных принципиальных схем различной степени сложности. Профессионалы найдут здесь схемы металлоискателей и устройств на микроконтроллерах, переделку импульсных блоков питания от компьютера в регулируемые лабораторные БП или мощные зарядные устройства. Практические радиосхемы генераторов, преобразователей напряжения, измерительной техники. Любителям ретро, придётся по вкусу подборка схем, посвящённых ламповым усилителям, а сторонники современной элементарной базы, найдут для себя УНЧ на микросхемах TDA, STK и LM. Для начинающих радиолюбителей мы предлагаем простые схемки мигалок, генераторов звуковых эффектов и ФМ радиожучков. Даже серьёзное радиоустройство можно собрать используя минимум деталей, так как современная электроника переходит на специализированные малогабаритные микросхемы. Это увлекательное занятие даёт возможность спаять полезный прибор или интересную электронную игрушку, устройства измерения и автоматики. Радиолюбительское творчество нашло сотни тысяч сторонников во всех странах мира, объединяя талантливых людей и стирая границы. Все размещённые принципиальные электросхемы проверены, о чём свидетельствуют подробные фотографии и видео работы устройств. Мы не публикуем сборники из тысяч схем со всего интернета — лишь испытанные и работоспособные устройства занимают место на нашем сайте. Следует учитывать, что сборка один к одному не гарантирует исправную и надёжную работу электронных приборов. В процессе номиналы радиосхем могут отличаться от тех, что указаны в статьях. Так что приобретайте паяльник, припой, фольгированный стеклотестолит и приступайте к созданию своих, или повторению уже испытанных схем. Если возникают проблемы с поиском радиодеталей, и нужных компонентов нет в продаже в вашем городе вспомните, что на дворе 21-й век, и многие покупки делаются в интернет магазинах, доставка из которых вам на дом будет стоить дешевле, чем вы думаете. А более подробно про сборку и настройку той или иной схемы читайте на нашем форуме по схемотехнике.
    1-10

    11-20 21-30 … 71-80 81-86

    Драгметаллы в микросхемах

    Металлоискатель с дискримом

    Ремонт фонарика с АКБ

    Восстановление БП ПК ATX

    • Автомобильная электроника
    • Блоки питания
    • Зарядные устройства
    • Паяльники и инструменты
    • Измерительные приборы
    • Самодельные сигнализации
    • Телевизоры и видео
    • Усилители звука
    • Компьютерная электроника
    • Самодельные металлоискатели
    • Контроллеры и микросхемы
    • Начинающим радиолюбителям
    • Приёмные устройства
    • Ламповая техника
    • Светодиоды и лампы
    • Электрика своими руками
      © 2009-2020, «Электронные схемы самодельных устройств». Электросхемы для самостоятельной сборки радиоэлектронных приборов и конструкций. Полезная информация для начинающих радиолюбителей и профессионалов. Все права защищены.
    • Вход
    • Почта
    • Мобильная версия

    Поделки своими руками для автолюбителей

    В этой статье поговорим о двух простых схемах, которые можно сделать для охраны вашего гаража на базе одного тиристора. Эти схемы отличаются надёжностью и простотой в сборке.

    Простые, но очень надежные охранные устройства, можно построить на базе обычных не запираемых тиристорах.

    Принцип работы таких устройств очень прост, в данной схеме к тиристору подключена активная головка от сигнализации, в своём составе такая головка имеет всё необходимое.

    Достаточно подать на неё напряжение 12 вольт и она сработает, издавая невыносимые звуки.

    Вся суть представленного охранного устройства заключается в тонкой медной проволоки, которую можно протянуть возле дверных и оконных проемов.

    Провод может иметь любую длину, то есть его можно протянуть хоть по всему дому.

    Провод с резистором R1 образует своеобразный делитель, если провод цел управляющий электрод тиристора замкнут на массу, тиристор закрыт.

    При обрыве провода

    через резистор R1 поступит отпирающее напряжение на управляющий электрод тиристора и как следствие тот сработает, активируя сигнализацию.

    Так как тиристор не запираемый, да ещё и в цепи постоянного тока, отключить сигнализацию грабитель не сможет, даже если и восстановит оторванный провод.

    Для того чтобы тиристор закрылся нужно на время снять напряжение, то есть отключить питание, затем снова включить, либо добавить замыкающую кнопку, как это показано на картинке

    естественно перед повторным запуском сигнализации провод нужно восстановить, если он был оборван.

    Сопротивление ограничительного резистора зависит от тиристора, для мощных тиристоров наподобие того же КУ202, резистор подбирается в указанном пределе, для маломощных сопротивление нужно будет увеличить.

    Мощность тиристора опять же зависит от нагрузки, в данном случае сигналка потребляет ток 1-1.5 ампера, тиристор желательно взять с запасом.

    Ещё хочу добавить, что вместо проволоки для охраны также можно поставить геркон с магнитом, этот вариант хорошо подойдёт для охраны открывания дверей или окон.

    Следующая схема построена на основе первой, только проволока заменена на фоторезистор и добавлен электролитический конденсатор, в итоге мы получаем лазерную сигнализацию.

    Принцип работы следующий, направляем лазер на фоторезистор и подаём питание на схему. Тиристор надежно закрыт, так как сопротивление фоторезистора составляют несколько сот Ом, если луч лазера даже на короткое время обрывается и фоторезистор не засвечивается его сопротивление резко увеличивается, до десятков и даже сотен килоом.

    В этом случае через резистор R1 поступит отпирающее напряжение на тиристор и тот сработает и будет находиться в таком состоянии даже если фоторезистор освящен, то что произойдет дальше вы уже понялии — заорёт сигнализация.


    фоторезистор

    Фоторезистор можно взять практически любой, важно чтобы его сопротивление составило несколько сот и меньше ом, при освещении лазерной указкой.

    Указка самая дешманская в любом магазине стоит 3 копейки.

    Ссылка на основную публикацию