Цифровий ШІМ-регулятор обертів колекторного двигуна.

Ще один огляд різних речей для саморобок. Цього разу розповім про цифровий регулятор обертів. Річ цікава сама по собі, але хотілося більшого.
Кому цікаво — читайте далі :)

Маючи в господарстві деякі низьковольтні пристрої, як-от невелику шліфувальну машинку тощо, я захотів трохи поліпшити їхній функціонал і зовнішній вигляд. Щоправда, цього не вдалося, хоча сподіваюся все-таки досягти свого, можливо, іншим разом. А сьогодні розповім про саму річ.
Виробник цього регулятора — фірма Maitech, точніше, саме ця назва часто трапляється на різних платках і блоках для саморобок, хоча сайт цієї фірми чомусь мені не трапився.

Оскільки зрештою я не зробив того, що хотів, огляд буде коротшим, ніж зазвичай, але почну, як завжди, з того, як це продають і надсилають.
У конверті лежав звичайний пакетик із застібкою.


У комплекті лише регулятор зі змінним резистором і кнопкою. Жорсткого паковання та інструкції немає, але все доїхало цілим і неушкодженим.


Ззаду є наклейка, яка замінює інструкцію. Загалом для такого пристрою більшого й не потрібно.
Зазначено робочий діапазон напруги 6–30 В і максимальний струм 8 А.


Зовнішній вигляд дуже непоганий: темне «скло», темно-сірий пластик корпусу, а у вимкненому стані він здається взагалі чорним. За зовнішній вигляд — залік, причепитися ні до чого. Спереду була наклеєна захисна плівка для транспортування.
Монтажні розміри пристрою:
Довжина 72 мм (мінімальний отвір у корпусі — 75 мм), ширина 40 мм, глибина без урахування передньої панелі — 23 мм (із передньою панеллю — 24 мм).
Розміри передньої панелі:
Довжина 42,5 мм, ширина 80 мм


Змінний резистор іде в комплекті з ручкою. Ручка, звісно, грубувата, але для використання цілком згодиться.
Опір резистора — 100 кОм, залежність регулювання — лінійна.
Як згодом з’ясувалося, опір 100 кОм спричиняє глюк. Під час живлення від імпульсного блока живлення неможливо встановити стабільні показання: позначаються наведення на проводи до змінного резистора, через що показання стрибають на ±2 одиниці. Та якби ж тільки показання стрибали — разом із ними змінюються й оберти двигуна.
Опір резистора великий, струм малий, тож проводи збирають усі перешкоди навколо.
Під час живлення від лінійного блока живлення такої проблеми зовсім немає.
Довжина проводів до резистора й кнопки — близько 180 мм.


Кнопка — тут нічого особливого. Контакти нормально розімкнені, монтажний діаметр 16 мм, довжина 24 мм, підсвічування немає.
Кнопка вимикає двигун.
Тобто після подавання живлення індикатор вмикається, двигун запускається, натискання кнопки вимикає його, а повторне натискання знову вмикає.
Коли двигун вимкнений, індикатор також не світиться.


Під кришкою розташована плата пристрою.
На клеми виведено контакти живлення та підключення двигуна.
Плюсові контакти роз’єму з’єднані між собою, силовий ключ комутує мінусовий провід двигуна.
Підключення змінного резистора й кнопки — роз’ємне.
На вигляд усе акуратно. Виводи конденсатора трохи кривуваті, але, думаю, це можна пробачити :)


Подальше розбирання сховаю під спойлер.

Перше ввімкнення. Так склалося, що випробування я проводив ще до зняття захисної плівки, тому на цих фото вона ще є.
Індикатор контрастний, помірно яскравий, читається чудово.


Спочатку я вирішив випробувати його на малих навантаженнях і зазнав першого розчарування.
Ні, претензій до виробника й магазину в мене немає, просто я сподівався, що в такому відносно недешевому пристрої буде стабілізація обертів двигуна.
На жаль, це просто регульований ШІМ, на індикаторі відображається заповнення від 0 до 100%.
Регулятор навіть не помітив маленького двигуна — для нього це зовсім смішний струм навантаження :)


Уважні читачі напевно звернули увагу на переріз проводів, якими я під'єднав живлення до регулятора.
Так, далі я вирішив підійти до питання масштабніше й під'єднав потужніший двигун.
Він, звісно, помітно потужніший за регулятор, але на холостому ходу споживає близько 5 Ампер, що дало змогу перевірити регулятор у режимах, ближчих до максимальних.
Регулятор працював чудово. До речі, я забув зазначити, що під час увімкнення регулятор плавно збільшує заповнення ШІМ від нуля до встановленого значення, забезпечуючи плавний розгін. При цьому на індикаторі відразу показується встановлене значення, а не, як у частотних перетворювачах, поточне фактичне.
Регулятор не вийшов з ладу, трохи нагрівся, але не критично.


Оскільки регулятор імпульсний, то просто з цікавості я вирішив потикати осцилографом і подивитися, що відбувається на затворі силового транзистора в різних режимах.
Частота ШІМ близько 15 КГц і не змінюється під час роботи. Двигун запускається приблизно за 10% заповнення.




Спочатку я планував установити регулятор у свій старий (а може, вже й древній) блок живлення для дрібного електроінструмента (про нього якось іншим разом). За задумом він мав стати замість передньої панелі, а на задній мав розташуватися регулятор обертів. Кнопку ставити не планував (на щастя, під час увімкнення пристрій відразу переходить у режим «увімкнено»).
Мало вийти красиво й акуратно.


Але далі на мене чекало певне розчарування.
1. Індикатор хоч і був трохи меншим за розміром, ніж вставка передньої панелі, але гірше було те, що він не вміщався за глибиною й упирався в стійки, які з'єднують половинки корпусу.
І хоча пластмасу корпусу індикатора можна було зрізати, я все одно не став би цього робити, бо далі заважала плата регулятора.
2. Але навіть якби я розв'язав першу проблему, була ще друга: я зовсім забув, як у мене влаштований блок живлення. Річ у тім, що регулятор розриває мінус живлення, а далі за схемою в мене стоїть реле реверсу, увімкнення та примусової зупинки двигуна, а також схема керування всім цим. І з їх переробленням усе виявилося набагато складніше :(

Якби регулятор стабілізував оберти, я б усе-таки заморочився й переробив схему керування та реверсу або переробив регулятор для комутації плюса живлення. А так, може, і перероблю, але вже без ентузіазму, та й тепер не знаю коли.
Може, комусь цікаво: фото нутрощів мого БЖ. Збирав його років 13–15 тому, майже весь час працював без проблем, лише раз довелося замінити реле.


Підсумок.
Переваги
Пристрій повністю справний.
Охайний зовнішній вигляд.
Якісне складання
У комплекті є все необхідне.

Недоліки.
Некоректна робота від імпульсних блоків живлення.
Силовий транзистор без запасу за напругою
За такого скромного функціоналу ціна завищена (але тут усе відносно).

Моя думка. Якщо заплющити очі на ціну пристрою, то сам по собі він цілком непоганий: має охайний вигляд і працює нормально. Так, є проблема з не надто хорошим захистом від перешкод. Думаю, розв’язати її нескладно, але це трохи засмучує. Крім того, рекомендую не перевищувати вхідну напругу 25–27 В.
Більше засмучує те, що я переглянув чимало варіантів різних готових регуляторів, але ніде не пропонують рішення зі стабілізацією обертів. Можливо, хтось запитає, навіщо мені це. Поясню: якось мені до рук потрапила шліфувальна машинка зі стабілізацією, і працювати з нею набагато приємніше, ніж зі звичайною.

На цьому все, сподіваюся, було цікаво :)

Товар надано магазином для написання огляду.