modelomania

Linear Regulator

Υποβλήθηκε από Δημήτρης Τζανής
Πέμπτη, 30 Σεπτέμβριος 2010

<

Εδώ και μερικά χρόνια παρατηρείται μια αύξηση του μεγέθους των αερομοντέλων που πετούνε οι αερομοντελιστές, με αποτέλεσμα να χρησιμοποιούνται μηχανές βενζίνης σε αυτά και αντιστοίχως servo με πολλά κιλά ώσης, λόγω της μεγάλης οπισθέλκουσας των πηδαλίων.

Αυτομάτως αναδύεται το πρόβλημα της επαρκούς ηλεκτρικής τροφοδοσίας, διότι τα servo είναι πολλά σε αριθμό και ηλεκτροβόρα.

Η παλιά συνταγή των 4 μπαταριών Νικελίου καδμίου ή Νικελίου μετάλλου πρέπει να εγκαταλειφθεί διότι η τάση αυτών είναι 4,8 volt και θεωρείται πολύ χαμηλή για τα μεγάλα ρεύματα των servo, όπου η αντίσταση της ίδιας της μπαταρίας, των καλωδίων σύνδεσης και τέλος όλων των συνδέσεων δρουν αρνητικά στην καλή ηλεκτρική λειτουργία του αερομοντέλου.

Μια λύση είναι να προσθέσουμε ένα ακόμη στοιχείο και να κάνουμε την μπαταρία 5Χ1.2 = 6 volt. Η τάση αυτή είναι και η μεγαλύτερη που μπορούμε να τροφοδοτήσουμε τον δέκτη και τα servo. Πάνω από 6,5 volt τα περισσότερα servo κινδυνεύουν να καταστραφούν, ακόμη και καλής ποιότητας να είναι. Πιο πάνω είπαμε ότι τα servo στα αεροπλάνα αυτά είναι πολλά σε αριθμό αλλά και ηλεκτροβόρα. Ποια άραγε είναι η χωρητικότητα πού πρέπει να έχει η μπαταρία?

Κατά την γνώμη του γράφοντος, δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 2.000mA. Και αυτό για 4-5 ασφαλείς πτήσεις των 8 λεπτών μόνο. Σε καμία απολύτως περίπτωση δεν πρέπει να καταναλωθεί ολοσχερώς η χωρητικότητα της μπαταρίας. Λόγοι ασφαλείας πτήσεων το επιβάλλουν και αυτό δεν συζητείται.

Ένα επί πλέον σοβαρό πρόβλημα που αναδύεται είναι το βάρος. Ο σκοπός των περισσοτέρων αερομοντελιστών όταν πετάνε μεγάλα αερομοντέλα είναι οι πτήσεις 3D. Είναι βέβαια πασίγνωστο σε όλους ότι ο μεγαλύτερος εχθρός του αεροπλάνου είναι το βάρος του και ειδικά όταν το αεροπλάνο αυτό προορίζεται για πτήσεις 3D. Η μπαταρία που προαναφέραμε των 5 στοιχείων χωρητικότητας 2.000mA τύπου Νικελίου καδμίου ή Νικελίου μετάλλου περνά το βάρος των 350g. Επομένως είναι ένας σημαντικός παράγοντας βάρους όπου ο αερομοντελιστής αναζητά εναλλακτική πρόταση λύσης. Και αυτή βέβαια είναι αναμφισβήτητα η λύση που δίνει η μπαταρία LIPO.

Μία μπαταρία LIPO 2 στοιχείων μας δίνει 2Χ3,7= 7,4 volt και το βάρος της στην χωρητικότητα των 2.000mA δεν ξεπερνά τα 120g. Ιδανική λύση για το βάρος της μπαταρίας, αλλά η τάση της είναι υψηλότερη από την τάση των 6,5 volt που μπορούν να δουλέψουν τα servo. Είναι σίγουρο δε ότι αν δεν χρησιμοποιήσουμε κατάλληλο ρυθμιστή ανάμεσα στη μπαταρία και στον δέκτη - servo θα προξενήσουμε ανεπανόρθωτη ζημία στα servo. Στο σημείο αυτό πρέπει ο αερομοντελιστής να επιλέξει ανάμεσα σε δύο τύπους ρυθμιστών.



α) γραμμικού τύπου,

β) διακοπτικού τύπου.

Ο γραμμικού τύπου ο οποίος είναι και απλούστερος από τον διακοπτικό, χρησιμοποιεί ένα ημιαγώγημο εξάρτημα τρανζίστορ ή mosfet το οποίο λειτουργεί σαν μία μεταβλητή αντίσταση από την μπαταρία στην κατανάλωση (δέκτης-servo ) διατηρώντας έτσι αναλόγως το ρεύμα, σταθερή την τάση εξόδου. Νόμος του Ωμ. Σαν αντίσταση που είναι όμως αναπτύσσεται επάνω σε αυτήν θερμοκρασία η οποία είναι αντίστοιχη του ρεύματος των δέκτη-servo.

Ο διακοπτικού τύπου είναι συνθετότερος του γραμμικού και η εργασία του βασίζεται στην αποθήκευση από την μπαταρία μιας μικρής ενεργείας επάνω σε ένα πηνίο και μετά να αποδίδεται στον καταναλωτή. Η εργασία αυτή επαναλαμβάνεται κάποιες δεκάδες χιλιάδες φορές το δευτερόλεπτο, με το ίδιο αποτέλεσμα του γραμμικού. Η θερμοκρασία η οποία και εδώ είναι αντίστοιχη του ρεύματος των δέκτη-servo είναι σαφώς μικρότερη από του γραμμικού τύπου. Και οι δύο τύποι έχουν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα τους.

Ο γραμμικού τύπου έχει το πλεονέκτημα της απλότητας της κατασκευής του. Και μειονέκτημα την θερμοκρασία του. Ο διακοπτικού τύπου έχει το πλεονέκτημα της χαμηλής θερμοκρασίας αλλά η συνθετότητα της κατασκευής του δεν συνάδει με την απλότητα και στιβαρότητα που χρειάζεται ο αερομοντελιστής. Επίσης ο διακοπτικός τύπος παράγει μέγα πλήθος παρασίτων που πιθανόν παρενοχλήσουν τον δέκτη και ο αερομοντελιστής πρέπει να το λαμβάνει αυτό σοβαρά υπόψιν του.

Πιο κάτω θα αναπτύξουμε την περιγραφή ενός ρυθμιστή γραμμικού τύπου που ο γράφων τον έχει σχεδιάσει, κατασκευάσει και δοκιμάσει. Ο ρυθμιστής αυτός έχει τέσσερα πλεονεκτήματα και φυσικά μειονέκτημα την θερμοκρασία.

  • α) απλός,
  • β) καλός,
  • γ) γρήγορος,
  • δ) γερός

Είναι απλός γιατί έχει ελάχιστα εξαρτήματα.

Είναι καλός γιατί τα 10 amp. τα έχει για παιγνίδι.

Είναι γρήγορος γιατί έχει αστραπιαία αντίδραση.

Είναι γερός γιατί αντέχει πολύ σκληρή συμπεριφορά.

Βασίζεται σε ένα νέου τύπου mosfet της international rectifier IRF5210 p chanel το οποίο λειτουργεί σαν μεταβλητή αντίσταση φθάνοντας τα 60 mΩ όταν είναι πλήρως αγώγιμο. Ως αναφορά χρησιμοποιείται το εξαιρετικής ακριβείας reference LM431 που είναι και θερμοκρασιακά ισορροπημένο.
Το κύκλωμα ουσιαστικά είναι ένας ισχυρότατος opamp με αρνητική ανασύζευξη. Η μεγάλη χωρητικότητα της πύλης του mosfet όμως μας υποχρεώνει να διορθώσουμε την φάση αντίδρασης με το zobel R5-C2, αποφεύγοντας τις παρασιτικές ταλαντώσεις. Επίσης για να κρατήσουμε το mosfet μέσα στην γραμμική του περιοχή συνδέουμε το τρανζίστορ T1-BC327 σαν μετατροπέα ρεύματος (current mirror).
Τέλος δεν χρειάζεται ρύθμιση και το βάρος του δεν ξεπερνά τα 35g. Αυτά για τους γνωρίζοντας.

Δεν κατέχω το αλάθητο, αντίθετες γνώμες με ενδιαφέρουν.

Τελευταία ενημέρωση Τετάρτη, 20 Οκτώβριος 2010
english greek

Polls

Ποιά είναι η γνώμη σας για το modelomania.gr?

Αποτελέσματα


Ο καιρός στα Μέγαρα

Ο καιρός τώρα
Μερική λιακάδα Μερική λιακάδα
Θερμοκρασία: 32 °C
Πέμπτη, 17 Αύγ
Κυρίως λιακάδα Κυρίως λιακάδα
Θερμοκρασία: 26 ως 32 °C
Παρασκευή, 18 Αύγ
Κυρίως λιακάδα Κυρίως λιακάδα
Θερμοκρασία: 26 ως 33 °C
Σάββατο, 19 Αύγ
Κυρίως λιακάδα Κυρίως λιακάδα
Θερμοκρασία: 24 ως 33 °C

Επιλογή Εμφάνισης

ks-lservice

Ημερολόγιο

Πέμπτη
17
Αυγούστου
2017
Ανατ.: 05.45
Δύση: 19.13
Σελήνη
24 ημερών

Σήμερα Γιορτάζουν
Δεν υπάρχει σήμερα κάποια γνωστή γιορτή
Ακολουθεί...
18/8
Αιμίλιος

Ποιός είναι συνδεδεμένος ...

Έχουμε 64 επισκέπτες σε σύνδεση

Στατιστικά


web counters