วิธีสร้างตัวควบคุมสำหรับเครื่องกำเนิดลมด้วยมือของคุณเอง: อุปกรณ์, หลักการทำงาน, แผนภาพการประกอบ

การออกแบบเชิงกลของเครื่องกำเนิดพลังงานลมในรูปแบบบริสุทธิ์เป็นเพียงส่วนหนึ่งของโรงไฟฟ้าพลังงานลมที่สมบูรณ์เท่านั้น ระบบที่ใช้งานได้เต็มรูปแบบ นอกเหนือจากโครงสร้างทางกลไกแล้ว ยังมีส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อีกจำนวนหนึ่งอีกด้วย

ตัวอย่างเช่น จำเป็นต้องมีตัวควบคุมสำหรับเครื่องกำเนิดลม ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ได้รับการออกแบบตามหน้าที่เพื่อรักษาเสถียรภาพของพารามิเตอร์การชาร์จแบตเตอรี่ระหว่างการทำงานของกังหันลม

เรามาดูกันว่าอุปกรณ์ทำหน้าที่อะไรและจัดทำไดอะแกรมสำหรับประกอบคอนโทรลเลอร์ด้วยตัวเอง นอกจากนี้เราจะร่างคุณสมบัติของงานและความเหมาะสมในการซื้อหน่วยอิเล็กทรอนิกส์จีนสำหรับกังหันลม

กังหันลมผลิตไฟฟ้าและตัวควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่

หากค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะสร้างกังหันลมแบบกลไกด้วยตัวเอง เป็นไปได้ไหมที่จะสร้างตัวควบคุมกังหันลมด้วยตัวเอง?

เพื่อให้มีแนวคิดเกี่ยวกับตัวควบคุมเครื่องกำเนิดลมและทำซ้ำอุปกรณ์ดังกล่าวด้วยมือของคุณเองได้สำเร็จ ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับอุปกรณ์เหล่านี้จะไม่ฟุ่มเฟือย

ตัวควบคุมที่ให้บริการแบตเตอรี่ได้รับการออกแบบมาเพื่อควบคุมกระบวนการชาร์จแบตเตอรี่เป็นหลัก นี่คือหน้าที่หลัก แต่ควรแบ่งออกเป็นฟังก์ชันย่อยจำนวนหนึ่งอย่างมีเงื่อนไข

ตัวอย่างเช่น ฟังก์ชันหนึ่งจะตรวจสอบกระแสประจุและกระแสคายประจุเอง ฟังก์ชันอื่นใช้การกระทำที่มุ่งวัดอุณหภูมิและความดัน ประการที่สามมีหน้าที่รับผิดชอบในการชดเชยความแตกต่างของการไหลของพลังงานเมื่อชาร์จแบตเตอรี่พร้อมกันกับปริมาณการใช้กระแสไฟของโหลด

ตัวควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่สำหรับเครื่องกำเนิดลมพลังงานต่ำ การควบคุมพารามิเตอร์ของระบบบางอย่างทำได้ผ่านจอ LCD ในตัว

อุปกรณ์ที่ผลิตทางอุตสาหกรรมมีฟังก์ชันการทำงานครบครัน แต่สิ่งเดียวกันนี้ไม่สามารถพูดเกี่ยวกับการออกแบบมือสมัครเล่นได้ อุปกรณ์ที่ผลิตโดยใช้โซลูชันวงจรอย่างง่ายที่บ้านด้วยมือของคุณเองเป็นตัวควบคุมที่ยังห่างไกลจากรุ่นที่สมบูรณ์แบบ

อย่างไรก็ตาม มันใช้งานได้และช่วยให้คุณทำงานได้ค่อนข้างมีประสิทธิผล กังหันลมประเภทต่างๆ. ตามกฎแล้วการออกแบบแบบโฮมเมดจะใช้ฟังก์ชันเดียวเท่านั้น - การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินและการคายประจุลึก

หนึ่งในตัวควบคุมกังหันลมหลายรูปแบบที่ทำด้วยตัวเอง การออกแบบดังกล่าวโดดเด่นด้วยโซลูชันทางเทคนิคที่เรียบง่ายและการติดตั้งง่าย

เหตุใดจึงต้องมีการนำตัวควบคุมเข้าสู่ระบบกังหันลม?

เนื่องจากในโหมดการเติมพลังงานของแบตเตอรี่โดยไม่ต้องใช้ตัวควบคุมควรคาดหวังผลที่ไม่พึงประสงค์:

1. การเสื่อมสภาพของโครงสร้างแบตเตอรี่ เนื่องจากกระบวนการทางเคมีที่ไม่สามารถควบคุมได้
2. แรงกดดันเพิ่มขึ้นที่ไม่สามารถควบคุมได้ และอุณหภูมิอิเล็กโทรไลต์
3. สูญเสียคุณสมบัติการชาร์จแบตเตอรี่ เนื่องจากมีการระบายออกเป็นเวลานาน

ตัวควบคุมการชาร์จสำหรับวงจรกังหันลมมักจะทำในรูปแบบของโมดูลอิเล็กทรอนิกส์แยกต่างหาก โมดูลนี้สามารถถอดออกได้และตัดการเชื่อมต่ออย่างรวดเร็ว อุปกรณ์ที่ผลิตทางอุตสาหกรรมจำเป็นต้องมีการบ่งชี้โหมดและสถานะ - แสงหรือการส่งผ่านสายตาผ่านจอแสดงผล

ในทางปฏิบัติ สามารถใช้อุปกรณ์ได้สองประเภท: อุปกรณ์ที่ติดตั้งไว้ในตัวเครื่องกำเนิดลมโดยตรงและอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับแบตเตอรี่

โซลูชั่นวงจรสำหรับการประกอบ DIY

ตลอดเวลาตั้งแต่การปรากฏตัวครั้งแรก กังหันลมแบบโฮมเมด จำนวนโซลูชั่นวงจรคอนโทรลเลอร์เพิ่มขึ้นหลายเท่า การออกแบบวงจรหลายอย่างยังห่างไกลจากความสมบูรณ์แบบ แต่มีตัวเลือกบางอย่างที่คุณควรใส่ใจ

สำหรับการใช้งานภายในประเทศ แน่นอนว่าแผนการง่ายๆ ที่ต้องใช้เงินลงทุนเพียงเล็กน้อยมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้นั้นมีความเกี่ยวข้อง

ตามข้อกำหนดเหล่านี้ คุณสามารถเริ่มต้นด้วยตัวควบคุมสำหรับเครื่องกำเนิดลมซึ่งสร้างขึ้นบนพื้นฐานของตัวควบคุมรีเลย์รถยนต์ วงจรนี้ใช้ทั้งรีเลย์ที่มีหน้าสัมผัสควบคุมเชิงลบและรีเลย์ที่มีหน้าสัมผัสควบคุมเชิงบวก

ตัวเลือกนี้ดึงดูดด้วยชิ้นส่วนจำนวนน้อยและติดตั้งง่าย คุณต้องการเพียงหนึ่งรีเลย์, ทรานซิสเตอร์กำลังหนึ่งตัว (เอฟเฟกต์สนาม), ตัวต้านทานหนึ่งตัว

แผนภาพตัวควบคุมที่วิศวกรอิเล็กทรอนิกส์วาดขึ้นด้วยมือของเขาเอง ทุกอย่างที่นี่เรียบง่ายและชัดเจนโดยไม่มีคำพูดที่ไม่จำเป็น ที่จริงแล้วเช่นเดียวกับความสามารถในการผลิตของโซลูชันนั้นเอง ชิ้นส่วนขั้นต่ำ – ประหยัดสูงสุด (+)

วงจรนี้เรียกว่า "บัลลาสต์" เนื่องจากใช้โหลดเพิ่มเติมในรูปของหลอดไส้ธรรมดา ดังนั้นรายการชิ้นส่วนจะถูกเติมเต็มด้วยองค์ประกอบอีกหนึ่งรายการ - โคมไฟ

ใช้หลอดไฟรถยนต์ขนาด 12 โวลต์ (หรือหลายหลอด) ขึ้นอยู่กับกำลังไฟของระบบ อนุญาตให้ใช้ความต้านทานโหลดประเภทอื่นแทนองค์ประกอบนี้: ตัวต้านทานที่ทรงพลัง, เครื่องทำความร้อนไฟฟ้า, พัดลม ฯลฯ

การทำงานของวงจรบัลลาสต์ที่มีเครื่องหมายลบ

การทำงานของรีเลย์ควบคุมรถยนต์เกี่ยวข้องโดยตรงกับระดับประจุของแบตเตอรี่ หากแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วแบตเตอรี่สูงเกิน 14.2 โวลต์ รีเลย์จะถูกเปิดใช้งานและเปิดวงจรลบของทรานซิสเตอร์กำลัง

ในทางกลับกัน การเปลี่ยนแปลงจะเปิดขึ้นบนทรานซิสเตอร์ โดยเชื่อมต่อหลอดไส้โดยตรงกับแบตเตอรี่ เป็นผลให้กระแสไฟชาร์จถูกปล่อยออกมาผ่านไส้หลอดของหลอดไส้ เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วแบตเตอรี่ลดลง กระบวนการนี้จะกลับกัน เพื่อให้แน่ใจว่าระดับแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะคงที่

วงจร "บัลลาสต์" ที่มีเครื่องหมายบวกทำงานอย่างไร

ตัวควบคุมการชาร์จ "บัลลาสต์" เวอร์ชันที่ทันสมัยเล็กน้อยสำหรับกังหันลมเป็นวงจรที่สองของตัวควบคุมรีเลย์ที่มีหน้าสัมผัสควบคุมเชิงบวก ตัวอย่างเช่นรีเลย์จากรถยนต์ VAZ มีความเหมาะสม

ความแตกต่างจากวงจรก่อนหน้านี้คือการใช้โซลิดสเตตรีเลย์ เช่น GTH6048ZA2 สำหรับกระแส 60A แทนทรานซิสเตอร์ ข้อดีนั้นชัดเจน: วงจรดูเรียบง่ายยิ่งขึ้นและในขณะเดียวกันก็มีความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพที่มากกว่า

อีกหนึ่งโซลูชันการออกแบบวงจรง่ายๆ สำหรับการประกอบตัวควบคุมการประจุแบตเตอรี่ของเครื่องกำเนิดลม ประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของวงจรเพิ่มขึ้นเนื่องจากการใช้โซลิดสเตตรีเลย์ (+)

ลักษณะเฉพาะของวิธีแก้ปัญหาง่ายๆ นี้คือทางตรง การเชื่อมต่อกับเทอร์มินัล แบตเตอรี่เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันลม ตัวนำของตัวควบคุมการชาร์จนั้นถูก "ปลูก" โดยตรงบนหน้าสัมผัสของแบตเตอรี่

ในความเป็นจริง ทั้งสองส่วนของโครงการนี้ไม่ได้เชื่อมโยงถึงกันแต่อย่างใดแรงดันไฟฟ้าจากเครื่องกำเนิดลมจะจ่ายให้กับแบตเตอรี่อย่างต่อเนื่อง เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วแบตเตอรี่ถึง 14.2 W โซลิดสเตตรีเลย์จะเชื่อมต่อโหลดเพื่อรีเซ็ต วิธีนี้ทำให้แบตเตอรี่ได้รับการปกป้องโดยอุปกรณ์จากการชาร์จไฟเกิน

ที่นี่ไม่เพียงแต่หลอดไส้เท่านั้นที่สามารถทำหน้าที่เป็นโหลดบัลลาสต์ได้ ค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะเชื่อมต่ออุปกรณ์อื่น ๆ ที่ออกแบบมาสำหรับกระแสสูงถึง 60 A ตัวอย่างเช่นเครื่องทำความร้อนแบบท่อไฟฟ้า

สิ่งที่สำคัญในวงจรนี้คือการทำงานของโซลิดสเตตรีเลย์นั้นมีแอมพลิจูดที่เพิ่มขึ้นอย่างราบรื่น โดยพื้นฐานแล้ว ผลของคอนโทรลเลอร์ PWM ที่ผลิตอย่างมืออาชีพนั้นชัดเจน

วงจรควบคุมเวอร์ชันที่ซับซ้อน

หากการออกแบบวงจรเวอร์ชันก่อนหน้าสำหรับตัวควบคุมการประจุแบตเตอรี่มีลักษณะคล้ายกับอุปกรณ์ PWM (การปรับความกว้างพัลส์) เท่านั้น หลักการนี้จะถูกนำไปใช้โดยเฉพาะ

วงจรควบคุมสำหรับกังหันลมที่มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามเฟสนี้มีปัญหาบางประการเนื่องจากเกี่ยวข้องกับการใช้วงจรขนาดเล็ก - โดยเฉพาะแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานบนทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของชุดประกอบ TL084

อย่างไรก็ตามทุกอย่างบนแผงวงจรไม่ได้ดูซับซ้อนเหมือนบนกระดาษ

โซลูชันวงจรสำหรับการประกอบตัวควบคุมด้วยมือของคุณเอง โดยใช้ชุดประกอบไมโคร TL084 หลักการทำงานยังสร้างโดยใช้รีเลย์เพื่อสลับโหมด แต่สามารถปรับจุดตัด (+) ได้

เช่นเดียวกับในโซลูชันก่อนหน้านี้ รีเลย์ถูกใช้เป็นองค์ประกอบสวิตชิ่งสำหรับโหลดบัลลาสต์ รีเลย์ได้รับการออกแบบให้ทำงานกับแบตเตอรี่ 12 โวลต์ แต่คุณสามารถเลือกรุ่น 24 วัตต์ได้หากต้องการ

ตัวต้านทานบัลลาสต์ทำในรูปแบบของความต้านทานอันทรงพลัง (พันบนเซรามิกนิกโครม)ในการปรับช่วงแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน (11.5-18 W) วงจรจะใช้ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ซึ่งรวมอยู่ในวงจรควบคุมของชุดไมโครอิเล็กทรอนิกส์ TL084

ตัวควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่ของกังหันลมนี้ทำงานดังนี้ กระแสไฟฟ้าสามเฟสที่ได้รับจากเครื่องกำเนิดลมจะถูกแก้ไขโดยไดโอดกำลัง

แรงดันไฟฟ้าคงที่จะถูกสร้างขึ้นที่เอาท์พุตของไดโอดบริดจ์ ซึ่งจ่ายให้กับอินพุตของวงจรผ่านหน้าสัมผัสรีเลย์ ไดโอดเพิ่มเติม แบตเตอรี่ จากนั้นไปยังตัวปรับเสถียรภาพในวงจร (78L08) และไปยังอินพุตของ การประกอบ TL084

ช่วงเวลาที่ทริกเกอร์สลับไปที่สถานะใดสถานะหนึ่งจะถูกกำหนดโดยค่าของตัวต้านทานผันแปร (V ต่ำและ V สูง) ของเกณฑ์แรงดันไฟฟ้าล่างและบน

ตราบใดที่มีแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วแบตเตอรี่ไม่เกิน 14.2 โวลต์ (เป็นไปตามการตั้งค่า R สูง V) การชาร์จจะดำเนินการ ทันทีที่ค่าเปลี่ยนไปด้านบน เครื่องขยายเสียงในการดำเนินงาน TL084 จะส่งสัญญาณไปที่ฐานของทรานซิสเตอร์ซึ่งควบคุมรีเลย์

ผลิตภัณฑ์ที่ทำด้วยตัวเองโดยใช้โครงร่างไมโครแอสเซมบลี TL084 ทุกอย่างง่ายมากแม้ว่าจะเลือกบอร์ดสำหรับติดตั้งบนพื้นผิวแทนที่จะใช้แผงวงจรพิมพ์คุณภาพสูงก็ตาม การออกแบบแบบโฮมเมดทำให้เรามีความสุขกับช่วงเวลาเช่นนี้เสมอ

รีเลย์ถูกเปิดใช้งาน วงจรไฟฟ้าของวงจรขาดและลัดวงจรไปที่ตัวต้านทานบัลลาสต์ การรีเซ็ตบัลลาสต์จะเกิดขึ้นจนกระทั่งแบตเตอรี่หมด ใกล้กับค่าการตั้งค่าตัวต้านทานผันแปร V ต่ำ

เมื่อถึงค่านี้ แอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการตัวที่สอง TL084 จะเปลี่ยนวงจรไปเป็นสถานะย้อนกลับ นี่คือวิธีการทำงานของคอนโทรลเลอร์

ทางเลือกอิเล็กทรอนิกส์ของจีน

การสร้างตัวควบคุมเครื่องกำเนิดลมด้วยมือของคุณเองถือเป็นเรื่องอันทรงเกียรติแต่ด้วยความเร็วของการพัฒนาเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ ความหมายของการประกอบตัวเองมักจะสูญเสียความเกี่ยวข้องไป นอกจากนี้แผนการที่เสนอส่วนใหญ่ล้าสมัยไปแล้ว

การซื้อสินค้าสำเร็จรูปที่ผลิตอย่างมืออาชีพด้วยการติดตั้งคุณภาพสูงโดยใช้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยจะมีราคาถูกกว่า ตัวอย่างเช่นคุณสามารถซื้ออุปกรณ์ที่เหมาะสมใน Aliexpress ในราคาที่สมเหตุสมผล

ข้อเสนอที่หลากหลายบนเว็บไซต์จีนนั้นน่าประทับใจ ตัวควบคุมสำหรับเครื่องกำเนิดลมสำหรับระดับพลังงานต่างๆมีจำหน่ายในราคาเริ่มต้นที่ 1,000 รูเบิล จากจำนวนนี้ในแง่ของการประกอบอุปกรณ์ด้วยมือของคุณเองเกมนี้ไม่คุ้มกับเทียนอย่างชัดเจน

ตัวอย่างเช่นในข้อเสนอของพอร์ทัลจีนมีแบบจำลองสำหรับกังหันลมขนาด 600 วัตต์ อุปกรณ์มีราคา 1,070 รูเบิล เหมาะสำหรับใช้กับแบตเตอรี่ 12/24 โวลต์ กระแสใช้งานสูงสุด 30 A.

ตัวควบคุมการชาร์จที่ผลิตในจีนค่อนข้างดีซึ่งออกแบบมาสำหรับเครื่องกำเนิดลมขนาด 600 วัตต์ อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถสั่งซื้อจากประเทศจีนและรับทางไปรษณีย์ได้ภายในเวลาประมาณหนึ่งเดือนครึ่ง

ตัวเรือนตัวควบคุมทุกสภาพอากาศคุณภาพสูงขนาด 100x90 มม. ติดตั้งหม้อน้ำระบายความร้อนอันทรงพลัง การออกแบบตัวเครื่องเป็นไปตามระดับการป้องกัน IP67 ช่วงอุณหภูมิภายนอกตั้งแต่ – 35 ถึง +75°С บนตัวเครื่องมีไฟแสดงโหมดสถานะเครื่องกำเนิดลม

คำถามคืออะไรคือประเด็นในการใช้เวลาและความพยายามในการประกอบโครงสร้างง่าย ๆ ด้วยมือของคุณเองหากมีโอกาสจริงที่จะซื้อสิ่งที่คล้ายกันและจริงจังในทางเทคนิค?

ถ้ารุ่นนี้ยังไม่เพียงพอ จีนก็มีตัวเลือกเจ๋ง ๆ มากมาย ดังนั้นในบรรดาผู้มาใหม่จึงมีรุ่น 2 kW ที่มีแรงดันไฟฟ้า 96 โวลต์

สินค้าจีนจากรายการมาใหม่ ให้การควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่ โดยทำงานร่วมกับเครื่องกำเนิดลมขนาด 2 กิโลวัตต์ รองรับแรงดันไฟฟ้าขาเข้าสูงสุด 96 โวลต์

จริงอยู่ที่ราคาของคอนโทรลเลอร์นี้แพงกว่าการพัฒนาครั้งก่อนถึงห้าเท่าแล้ว แต่ขอย้ำอีกครั้งว่าหากคุณเปรียบเทียบต้นทุนในการผลิตสิ่งที่คล้ายกันด้วยมือของคุณเอง การซื้อนั้นดูเหมือนเป็นการตัดสินใจที่สมเหตุสมผล

สิ่งเดียวที่ทำให้เราสับสนเกี่ยวกับสินค้าจีนก็คือ สินค้าเหล่านั้นมักจะหยุดทำงานกะทันหันในกรณีที่ไม่เหมาะสมที่สุด ดังนั้นอุปกรณ์ที่ซื้อมามักจะต้องได้รับการปฏิบัติด้วยมือของคุณเอง แต่สิ่งนี้ง่ายกว่าและง่ายกว่าการสร้างตัวควบคุมการชาร์จเครื่องกำเนิดลมด้วยตัวเองตั้งแต่เริ่มต้น

สำหรับผู้ชื่นชอบผลิตภัณฑ์โฮมเมด เว็บไซต์ของเรามีบทความมากมายเกี่ยวกับการผลิตเครื่องกำเนิดลม:

1. เครื่องกำเนิดลมที่ต้องทำด้วยตัวเองจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในรถยนต์: เทคโนโลยีการประกอบกังหันลมและการวิเคราะห์ข้อผิดพลาด
2. วิธีสร้างใบพัดสำหรับเครื่องกำเนิดลมด้วยมือของคุณเอง: ตัวอย่างใบพัดกังหันลมที่ทำเอง
3. เครื่องกำเนิดลมแบบ Do-it-yourself จากเครื่องซักผ้า: คำแนะนำในการประกอบกังหันลม
4. วิธีการคำนวณเครื่องกำเนิดลม: สูตร + ตัวอย่างการคำนวณเชิงปฏิบัติ

บทสรุปและวิดีโอที่เป็นประโยชน์ในหัวข้อ

ความปรารถนาที่จะทำอุปกรณ์สำหรับใช้ในบ้านด้วยมือของคุณเองบางครั้งก็แข็งแกร่งกว่าวิธีแก้ปัญหาที่ง่ายกว่านั่นคือการซื้ออุปกรณ์ราคาไม่แพง ดูสิ่งที่เกิดขึ้นในวิดีโอนี้:

การประเมินแนวโน้มในการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ด้วยตนเอง โดยไม่คำนึงถึงวัตถุประสงค์ เราต้องเผชิญหน้ากับแนวคิดที่ว่ายุคของ "โฮมเมด" กำลังจะสิ้นสุดลง

ตลาดอิ่มตัวมากเกินไปด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำเร็จรูปและส่วนประกอบแบบแยกส่วนสำหรับผลิตภัณฑ์ในครัวเรือนเกือบทุกชนิดวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์สมัครเล่นตอนนี้เหลือสิ่งเดียวที่ต้องทำ นั่นก็คือการประกอบอุปกรณ์ก่อสร้างบ้าน

มีอะไรเพิ่มเติมหรือมีคำถามเกี่ยวกับการประกอบและใช้คอนโทรลเลอร์สำหรับเครื่องกำเนิดลมหรือไม่? คุณสามารถแสดงความคิดเห็น ถามคำถาม และเพิ่มรูปภาพผลิตภัณฑ์โฮมเมดของคุณได้ - แบบฟอร์มติดต่ออยู่ในบล็อกด้านล่าง