Кнопка ПНВС, пускозащитное реле, бифилярный электродвигатель или двигатель с пусковой обмоткой.
Однофазный электродвигатель с пусковой обмоткой
Однофазные двигатели, снабженные пусковой обмоткой, помимо прочего снабжаются парой контактов, ведущих к концевому центробежному выключателю. Миниатюрное устройство обрывает цепь, когда вал раскручен. Пусковая обмотка катализирует начальный этап. Дальнейшим действием будет мешать, снижая КПД двигателя. Принято конструкцию называть бифилярной. Пусковая обмотка наматывается двойным проводом, снижая реактивное сопротивление. Помогает уменьшить емкость конденсатора – критично. Ярким примером однофазных двигателей асинхронного типа с пусковой обмоткой выступают компрессоры бытовых холодильников.
Но не всегда, встречаются электродвигатели с пусковой обмоткой и на станках, например: нождачный станок, в народе нождак. Имеем двигатель с пусковой обмоткой и рабочей обмоткой. Две обмотки нужны для того, что бы вызвать вращение ротора однофазного двигателя. Самые распространенные двигатели такого типа можно разделить на две группы: однофазные двигатели с пусковой обмоткой и двигатели с рабочим конденсатором.
У двигателей первого типа пусковая обмотка включается через специальный кнопочный пост ПНВС или конденсатор, пускозащитное реле только на момент пуска и после того как двигатель развил нормальную скорость вращения, она отключается от сети. Двигатель продолжает работать с одной рабочей обмоткой. в случае если пуск осуществляется конденсатором, величина конденсатора обычно указывается на табличке-шильдике двигателя и зависит от его конструктивного исполнения.
То есть если вспомогательная обмотка однофазного двигателя пусковая, ее подключение будет происходить только на время пуска, а если вспомогательная обмотка конденсаторная, то ее подключение будет происходить через конденсатор, который остается включенным в процессе работы двигателя. Но это уже другая история.
В некоторых конструкциях ставят центробежный выключатель, который при достижении определенной скорости вращения размыкает контакты.
А теперь несколько примеров, с которыми вы можете столкнуться:
Если у двигателя 4 вывода, то найдя концы обмоток и после замера, вы теперь легко разберетесь в этих четырех проводах, сопротивление меньше – рабочая, сопротивление больше – пусковая.
Подключается все просто, на толстые провода подается 220в. И один кончик пусковой обмотки, на один из рабочих. На какой из них разницы нет, направление вращения от этого не зависит. Так же и от того как вы вставите вилку в розетку. Вращение, будет изменятся, от подключения пусковой обмотки, а именно – меняя концы пусковой обмотки.
Следующий пример. Это когда двигатель имеет 3 вывода. Здесь замеры будут выглядеть следующим образом, например – 10 ом, 25 ом, 15 ом. После нескольких измерений найдите кончик, от которого показания, с двумя другими, будут 15 ом и 10 ом.
Это и будет, один из сетевых проводов. Кончик, который показывает 10 ом, это тоже сетевой и третий 15 ом будет пусковым, который подключается ко второму сетевому через конденсатор.
В этом примере направление вращения, вы уже не измените, какое есть такое и будет. Здесь, чтобы поменять вращение, надо будет добираться до схемы обмотки.
Еще один пример, когда замеры могут показывать 10 ом, 10 ом, 20 ом. Это тоже одна из разновидностей обмоток. Такие, шли на некоторых моделях стиральных машин, да и не только.
В этих двигателях, рабочая и пусковая – одинаковые обмотки (по конструкции трехфазных обмоток). Здесь разницы нет, какой у вас будет рабочая, а какая пусковая обмотка. Подключение пусковой обмотки однофазного двигателя, также осуществляется через конденсатор.
Электромоторы этого типа находят применение в основном в маломощных устройствах:
Выпускаются модели с мощностью от 5 Вт до 10 кВт.
Значения КПД, мощности и пускового момента, у однофазных моторов существенно ниже, чем у трехфазных устройств тех же размеров. Перегрузочная способность также выше у двигателей с 3 фазами. Так, мощность однофазного механизма не превышает 70% мощности трехфазного того же размера.
Характеристики пусковой обмотки. По сравнению с рабочей, пусковая обмотка обладает меньшим сечением токопроводящего проводника, обусловленного меньшей нагрузкой и количеством витков. Следовательно, во вспомогательной обмотке имеет место большее активное сопротивление (токовая плотность), как правило, порядка 30 Ом при сопротивлении рабочей обмотки 10-13 Ом.
Обычно из двигателя с пусковой обмоткой выходит 4 конца, два провода потоньше и два потолще, вот те которые тоньше это пусковая обмотка!
Что бы изменить направление вращения электродвигателя, нужно поменять местами концы пусковой обмотки!
Устройство:
К сильным сторонам двигателя данного типа можно отнести простоту конструкции, представляющую собой ротор с короткозамкнутой обмоткой. К недостаткам – низкие значения пускового момента и КПД.
Главный минус однофазного тока – невозможность генерирования им магнитного поля, выполняющего вращение. Поэтому однофазный электромотор не запустится сам по себе при подключении к сети.
В теории электрических машин, действует правило: чтобы возникло магнитное поле, вращающее ротор, на статоре должно быть по крайней мере 2 обмотки (фазы). Требуется также смещение одной обмотки на некоторый угол относительно другой.
Во время работы, происходит обтекание обмоток переменными электрическими полями:
Кнопка ПНВС
Схема подключения однофазного асинхронного электродвигателя с пусковой обмоткой через кнопку ПНВС
Пускозащитное реле
Схема подключения электродвигателя компрессора через пусковое реле
Мастеровым от мастерового.
На этих страницах вы узнаете о моих работах, изделиях и идеях. Я постараюсь дополнять свои видео текстом и изображениями, а так-же тем, что пропустил или вырезал из роликов. С уважением Шенрок Александр.
Ярлыки
Чем заменить кнопку ПНВС.
Встаёт вопрос, чем можно заменить кнопку ПНВС. В данной статье мы с вами разберёмся, как подключить два магнитных пускателя и кнопочный пост так, чтоб они заменяли кнопку с пусковым контактом.
Внимание!
Работая с электричеством будьте очень внимательны!
Начнём со знакомства с магнитным пускателем. Он имеет 3 основные, силовые пары контактов L 1- T 1; L 2- T 2; L 3- T 3. В нормальном положении эти контакты должны быть разомкнуты. Также имеется дополнительная пара, но мы её рассматривать не будем, так как в данном случае она нам не нужна.
Ещё имеются контакты А1 –А2. Контакт А2 зачастую продублирован с обратной стороны.
Это выходы катушки электромагнита. При подаче на них питания, электромагнит срабатывает, и силовые контакты замыкаются.
Электромагнит может быть рассчитан на разные напряжения, но нам необходим на 220-230 Вольт.
Монтируем силовую часть. Она должна быть выполнена проводом способным выдержать мощность вашего двигателя. Один из пускателей будет выполнять роль пускового и срабатывать только во время удержания кнопки «Пуск». Второй назовём рабочий, он будет срабатывать при нажатии кнопки «Пуск» и выключаться при нажатии кнопки «Стоп». Соединим контакты L 1 обоих пускателей перемычкой, и подсоединим кабель питания на контакты L 1 и L 2 рабочего пускателя. Сделаем выводы на электродвигатель с рабочего пускателя T 2- общий провод, T 1- рабочий. С пускового T 1- пусковой.
Затем монтируем схему управления. Для неё подойдёт тонкий монтажный провод. Между контактами L 1 и А1 обоих пускателей ставим перемычки.
Внимательно рассматриваем кнопочный пост. Контакты на нём бывают нормально замкнутые и нормально разомкнутые.
С контактов T 3 обоих пускателей ставим перемычки на контакт А2 рабочего пускателя.
Схема без силовой части:
Схема силовой части для однофазного двигателя с пусковой обмоткой:
Удачных вам самоделок.
39 комментариев:
Здравствуйте! Хотелось бы увидеть схему, пожалуйста!
Добавил в конце часть схемы. Это управление без силовой части.
Вам такое нужно?
Шикарно и понятно, добавьте схему подключения с пусковыми кондерами. И хотелось бы видео и схему подключения с реверсом.
Схема с пусковыми конденсаторами здесь: http://shenrok.blogspot.com/p/blog-page_91.html
Вместо ПНВС ставите данную схему с пускателями. Всё тоже самое.
Здравствуйте Александр, можете изобразить с реверсом.
Можно и с реверсом, но нужен пост с тремя кнопками и пускателей больше. А в наличии такого пока нет. если попадётся, то сделаю.
Здравствуйте Александр, скажите. Существуют ли какие-то не сложные схемы на магнитных пускателях с автоматическим отключением пускового конденсатора (для компрессора)? Очень надо. Спасибо!
Самая не сложная, но не самая правильная, это поставить реле времени, чтоб отключала пусковой конденсатор.
Можно сделать вместо реле времени на реле тока рт-40, которое при пуске будет срабатывать и включать конденсатор а когда выйдет на нормальный режим работы, ток упадет и реле тока отключит конденсатор.
Не хватает схемы подключения с реверсом, для трех фаз много где встречается, а для варианта двигателя с пусковой обмоткой найти не могу.
Не там смотрите: http://shenrok.blogspot.com/p/blog-page_18.html
Видел, вот только у такой схемы нет защиты от переключения направления во время работы. Хочется на магнитных пускателях и с защитой )))
А какая там защита? Если пусковая обмотка, а не конденсаторная. во время работы переключай сколько хочешь, ничего не произойдёт. Только если пуск нажать. Так это и с пускателями тоже самое будет. Пускатель сам по себе никакой защиты не даёт.
Этот комментарий был удален автором.
Понял, спасибо, что разъяснили. А если подключать трех фазный двигатель к 220 с использованием рабочего и пускового конденсатора плюс кнопочный пост с тремя кнопками? На сколько я понимаю в этом случае переключение направления вращения на ходу может «убить» двигатель.
Не обязательно. Всё будет зависеть от нагрузок и масс на валу. Например есть заточные станки, для ножей рейсмусов и строгальных. там двигатель с наждаком ездит по направляющим вдоль ножа. доезжает до края, нажимает концевик и двигатель меняет направление вращения. Наждак едет обратно. Всё это без остановки. Но там нагрузки очень маленькие, инерции почти нет, токи получаются небольшие. А вот если всё это помощнее, то тогда, конечно, двигатель может и сгореть.
Зачем 2 пускателя?На нормально разомкнутых (пусковых)кнопках обычно 2 пары контактов.На одну пару подключаем магнитный пускатель,на вторую пусковой конденсатор или пуск.обмотку в зависимости от типа двигателя.Нужно лишь подержать нажатой кнопку при запуске.
Я не электрик и категорично утверждать не могу,но по моему такая схема подключения на бытовых деревообрабатывающих станках.Там один пускатель и рабочие с пусковыми конденсаторы.Если ошибаюсь-обьясните..
Признаюсь,насчет кнопок я напутал,там пара замкнутых и пара разомкнутых.Но как же станок?Стоит двигатель ДАТ 160-1500-3000,50гц,380В,3,7А 1,5квт,2800об,мин.Режим SI.Стоят3 шт.МБГЧ 10рф параллельно+2 К50-17 по 800мфр с резисторами,как понимаю-пусковые.Стоял магнитный пускатель но разбит и потому снят,лежит кучкой.Думаю чем заменить и как подключить.Пускатель был ОДИН!С завода,не самоделка.
Получилось.Перебрал пусковую кнопку,написано 10 ампер.С завода реле стояло,а какое я не разбираюсь.
Добрый день у меня такой электро двигателей стоит на воздушном компрессоре, подскажите как мне его подключить чтоб он включался от подачи электричества без нажатия кнопки.?
Нужен центорбежный выключатель.
Добрый вечер,скажите пожалуйста,а на реверс такие пускатели подойдут,если да,то как это сделать?
Всё зависит от того чем будете включать. И нужен будет ещё один пускатель.
Этот комментарий был удален автором.
Добрый вечер.как подобрать от конденсатор для асинхронного двигателя на 2.5-2квт?
Сделайте ревизию двигателю, всё проверьте и переподключите.
Спасибо, исправлю. Пользуйтесь видео.
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Steinmetzschema-3.svg Александр здравствуйте! Здесь схема подключения электродвигателя, расскажите что и зачем подключать по этой схеме. Заранее спасибо.
Здравствуйте. Не знаю, не пробовал я эту схему. Думаю, будет что то между звездой и треугольником.
Подскажите пожалуйста, нужна схема подключения пускового и рабочего конденсатора для трехфазного электродвигателя в сеть 220В с одной кнопкой (т.е. при небольшом нажатии должен включаться рабочий, а при сильном добавляться пусковой)
для начала нужна кнопка на 2 положения, а я таких не встречал.
Кнопка пнв чем заменить
Вопрос к специалистам. Переделываю трехфазный двигатель, который запускается с конденсатором. А кнопку найти не могу. Подскажите кнопку, которая отключает конденсатор после пуска.
зачем на трёхфазном двигателе отключать кондесатор?
такая кнопка ставилася на двигатели с двумя обмотками. рабочей и пусковой.
Я запускаю трехфазный на одной фазе, по этому и конденсатор ставлю. После пуска отключаю его
читай внимательно: ТРЕХФАЗНЫЙ. Если точно помню, то рабочий конденсатор 10-12мкФ на 1кВт мощности. Пусковой в 6 раз больше. Тоесть 60-72мкФ, из них 50-60мкФ через кнопку. Может и больше, в зависимости от нагрузки двигателя.
двигатель слабый 0,075 кВ, соеденил его треугольником, конденсатор взял 8 мФ. Он запускается и работает, но через раз. Как будто не хватет мощей
Подскажите кнопку, которая отключает конденсатор после пуска.
Если точно помню, то рабочий конденсатор 10-12мкФ на 1кВт мощности.
Схема изначально ошибочная. Или это мотор на 127В? Обмотки двигателя 400/230 (380/220) соединяют в треугольник, а не звезду. Иначе вы получите 25% мощности.
10-12мкФ на 0.1кВт (100 ватт) мощности.
Рабочая емкость 10-12мкФ на 1 КИЛОВАТТ. И это правильно.
Не упорствуй в ереси!
и что такое трёхфазный двигатель и как его запускать в однофазной сети при помощи
конденсатора. знаю не из интернета. как некоторые.
Я запускаю трехфазный на одной фазе, по этому и конденсатор ставлю. После пуска отключаю его
это было понятно уже из твоего первого поста.
я спосил; зачем ты его отключаешь?
не отключай, и немного увелич ёмкость конденсатора.
Зачем даёшь вредные советы ёмкость увеличить?
ТС нужен кондёр примерно на 3мкф. Если мотор запускается без нагрузки, в 90% случаев можно обойтись без пускового конденсатора.
Схема изначально ошибочная. Или это мотор на 127В? Обмотки двигателя 400/230 (380/220) соединяют в треугольник, а не звезду. Иначе вы получите 25% мощности.
Зачем даёшь вредные советы ёмкость увеличить?
Этих не переспоришь, там уже одна фаза на пусковом токе постоянно работает и не дает ему нормально раскрутиться.
Переделываю трехфазный двигатель, который запускается с конденсатором.
Результаты поиска: Кнопка ПНвс
Наличие в магазине:
Кнопка красная возвратная 22мм 1нз (XB7NA42)
Кнопка красная возвратная 22мм но+нз (XB7NA45)
Кнопка черная с возвратом 22мм но+нз (XB7NA25)
Кнопка грибовидная с фиксацией поворотная 1НО+1НЗ красная (XB7ES545P)
Кнопка черная с возвратом 22мм 1но (XB7NA21)
Кнопка зеленая возвратная 22мм 1но (XB7NA31)
Кнопка для звонка (A10-4-011)
Кнопка красная возвратная SW2C-11 без подсветки IP54 (sw2c-11s-r)
Кнопка зеленая SВ-7 Пуск 1з+1р 22мм 240В 240В (BBT40-SB7-K06)
BLANCA кнопка звонка, белая (BLNKA000011)
Кнопка черная КЕ-021 Гриб 1но+1нз исполнение 2 (КЕ-021 исп2(1но+1нз))
Кнопка красная КЕ-021 Гриб 1но+1нз исполнение 2 (КЕ-021 исп2(1но+1нз))
Кнопка красная КЕ-011 1но+1нз исполнение 2 (КЕ-011 исп2(1но+1нз))
Кнопка черная КЕ-011 1но+1нз исполнение 2 (КЕ-011 исп2(1но+1нз))
Реле миниатюрное универсальное монтаж в розетку контакты AgNi 4CO 7A блокируемая кнопка Тест+индикатор (55.34.9.024.0040)
Реле миниатюрное универсальное монтаж в розетку контакты AgNi 4CO 7A блокируемая кнопка Тест+индикатор (55.34.8.230.0040)
Корпус КП-101 на 1 кнопку (BKP10-1-K01)
Корпус КП-102 на 2 кнопки белый (BKP10-2-K01)
Беларусь Кнопка для звонков (А11- 894)
Выключатель А1 1-894
Выключатель одноклавишный INSPIRIA 10 AX 250 В
Гайд о том как сделать простой ПНВ своими руками (длиннопост)
Итак, дорогие пикабушники (в особенности @Aries0104, и @Suneru, )) сегодня я хочу вам в текстовом и немного фото варианте предоставить относительно простой способ изготовления портативного цифрового ПНВ (прибора ночного видения) своими руками) + бонус в конце
Для начала общий список того, что нам понадобится:
2. Нам потребуется вебкамера (да да, самая обычная вебкамера, вот её придется немного модифицировать, так что я советую использовать или какую-нибудь старую или купить на авито (цена вопроса 300-400р) или же попросить у знакомых если тоже есть старая ненужная)
В моем случае использовалась какая-то модель A4tech 2008-2009 года выпуска вроде бы.
3. OTG кабель для смартфона (есть производители, которые ложат (шучу, а то сейчас набегут филологи и посадят меня на свернутый в трубу словарь русского языка) кладут его в комплект поставки и если вы им не пользовались, то стоит заглянуть в коробку, может он у вас есть. Или же его можно купить на али рублей за 100 (в наших магазинах его ценник в районе 200-300р)
4.Ик источник света 850нм
(есть вариант с ик светодиодами (можно поковырять их из нерабочих пультов, а можно не заморачиваться с этим и купить ик фонарик на али (как я и сделал, поэтому примеры будут с ним)
По схеме все гладко выходит, НО. Так гладко выходит только не у смартфонов с чипами MediaTek так как даже если эти смартфоны и поддерживают подключение внешних USB устройств (флешек, портативных хардов) то вот взаимодействовать с чем-то более интересным (эндоскопы, регистраторы, и в том числе Вебкамеры) они не способны. У Broadcom’ов и снапов все нормально с этим (вот только про Кирины от Ху***вея ничего не знаю)
По расходникам нам будут нужны:
1.Стержни термосоплей термоколея.
P.s.Желательно использовать черную (МыжЭстеты)).
3. Налобный фонарик из фикспрайса (в частности нужен только корпус из под него и резинки для крепления на голове)
1.Для начала нам нужно собрать корпус для нашего пнв. В качестве его основы будут немного переделанные очки Google Cardboard из картона (без линз). Выглядят они в оригинальном виде вот так:
1. Нам необходимо Избавиться от перегородок. В данном случае мы их просто не вырезаем (и отверстия под них тоже, они обозначены на скрине)
2.Нам нужно будет удлиннить их на несколько см (чтобы была фокусировка, а не размытая каша перед глазами, тут конкретное количество см вычисляется путем подбора тк мое может не подойти кому-то, но тут вообще ничего сложного, особенно при наличии штангенциркуля (хотя можно и линейкой обойтись)
После этого мы собираем эту измененную шайтан коробку и термосоплями проклеиваем её (для пущей надежности).
Затем обматываем это дело черной изолентой для еще более пущей надежности ))) (лично мне на момент написания поста изоленты просто не хватило (и еще малость криво склеил) тк делал на скорую руку, сорри (хотя функционал от этого не страдает)
Затем берем корпус из под фонаря и лепим его всей площадью задней стенки (для лучшего сцепления с картоном) на передней части прямо по центру (Сам момент его крепления я забыл сфотографировать, но сложного там ничего нет)
В общем корпус мы собрали, примерили, а теперь займемся начинкой.
После сборки камеры все теми же термосоплями крепим в центр корпуса из под фонаря её.
Выглядеть это будет примерно так.
Затем нам нужно настроить вывод изображения с вебкамеры на смартфон. Делается это в несколько простых этапов.
1.Качаем с 4pda воот этот апкшник (внимание, для скачивания с 4pda необходима простая регистрация, без нее эта зараза ничего не дает скачать (будет писать ошибку, что файл не найден) http://4pda.ru/forum/index.php?showtopic=271792&st=540#e.
2.Затем заходим установленное приложение UsbWebCamera и подключаем камеру к смартфону посредством OTG кабеля.
Затем вы естественно захотите его испытать и для начала скорее всего пойдете в ванную и выключите свет, а потом. жестоко обломаетесь тк нужно было читать внимательнее.
(Это ик светодиод из пульта подключенный напрямую к батарейке)
Вот так он выглядит при съемке на обычную камеру (глазом вообще ничего не видно)
А вот так тот же ик светодиод светит в нашем пнв.
Но. Одного светодиода недостаточно для нормальных ночных прогулок, поэтому лучше заказать несколько более мощных на али и сделать свой фонарик так как эти светодиоды стоят копейки (если можете), а если не можете собрать,
То можете купить вот примерно такой ИК Фонарь (как у меня)
Вот его характеристики
А вот непосредственно он сам
Вот собственно и все, теперь ПНВ полностью готов. Как я и говорил, выглядит бредово, но свои функции выполняет +
(P.s.s. сам таким не занимался тк не видел смысла лично для себя)
(Кстати, при такой подсветке и чай, и квас становятся прозрачными, но инфа выше вам будет явно интереснее)))
Хочу добавить, что фоткает он стремно, но когда смотришь глазами на экран смарта все куда лучше в плане качества картинки. В принципе можно еще лучше сделать пнв, взяв камеру поновее тысячи за 2-3, а не 2008 года выпуска, но у меня пока что нет на это средств)
Вот ПНВ непосредственно в работе (пара фоток и в помещении тк пишу пост в светлое время суток, но и тут эффект очевиден (на улице бил метров за 150 (но там все уперлось в качество изображения камеры)
В общем не судите строго, делал все на коленке по просьбе двух пикабушников )
Сижу, никого не трогаю, лениво листаю ПКБ, пью какаву.
Так это, конечно же все хорошо, но блин где фотки девушек на пнв.
У меня от бати остался ПНВ танковый, вот это вещь 🙂
Народ, поскольку пост неожиданно бахнул по рейтингу, то хочу воспользоваться случаем и спросить (особенно у мужской части читателей этого поста):
Можете заминусить, но просто очень хочется такой образец получить и поэкспериментировать с ним.
Кстати. Есть еще вариант для самых бесбашенных )
Это взять vr шлем для смартфона, снять с камеры Смартфона ик-
фильтр (хотя вряд ли прокатит, но может вам повезет))) просверлить в шлеме отверстие под камеру смарта, вставить одно в другое и радоваться жизни (но это лишь в теории, может у кого-нибудь ненужный бюджетник есть и он сможет по данной инстре воплотить мою задумку в жизнь)
@AlexGyver я тут почитал, а теперь хочется и посмотреть ( ° ʖ °)
Часть смартфонов итак видит ИК
Игрушка достаточно широко известная, как ПНВ слабее какой-нибудь «Дудки» образца 1938 года которая не пошла на вооружение из-за крайне малой дальности действия(до 50 метров против максимум 15-20 у игрушки из веб-камеры). Кстати портативный ПНВ с характеристиками примерно как у той же «Дудки» сделали в 1941 году, адово дизельпанковая штука.
Здорово, спасибо. А сможете тепловизор сколхозить?
С кайрином камера работает.
Кстати, корпус можно на 3D принтере напечатать!
И какое энергопотребление у данной конструкции?
Чёт перемудрёно сильно. Инфрокрасную камеру заднего вида для авто можно было задействовать, решив вопрос с питанием (она на 12 вольт).
А что на счёт эксиноса (линейка процессоров разработки Samsung, стоят на большинстве их телефонов)?
Правильно ли я понимаю, если он работает с подсветкой, через него на звезды, как в посте про Люсю, не посмотришь?
Ебанарот. У меня регистратор самый первый, купленный а авто (из ряда китайских поделок DVR 027) имеет «инфракрасное зрение». Включил его, смотришь на его экран и все видишь. Ну вот такую же картинку, как в посте крайняя. Ваш вариант сильно дешевле пары тысяч рублей.
Стандартный пнв, как ставили на танки вкупе с ик прожекторами. Если человек сам не догадается, как сделать подобное, значит подобное ему не нужно. Пост ради плюсов.
Вообще, чисто технически, это скорее тепловизор, чем ПНВ.
Как вывести параметры компьютера на стрелочные приборы
Честно говоря, я бросал и вновь принимался его писать несколько раз, потому что долго не мог определиться с тем, какова его целевая аудитория. Дело в том, что новичок не сможет повторить использованную в «Феликсе» схему — для этого нужно быть достаточно опытным радиолюбителем. Но если вы — опытный радиолюбитель, вы и сами наверняка представляете, как это сделать! В общем, чтобы пост не получился бесполезным, я решил рассказать не только о том, как всё реализовано у меня в «Феликсе», но и о том, какие более простые решения можно применить взамен, если вы знаете, с какой стороны браться за паяльник, но ваши познания в электронике ограничиваются законом Ома.
Что мы хотим получить
Начать, конечно, нужно с постановки задачи. В идеале было бы неплохо выводить на стрелочные приборы процент занятой памяти, загруженность процессора и видеокарты, скорость закачки из интернета, температуру, активность жёсткого диска и обороты вентиляторов. Поскольку параметров больше, чем измерительных головок, нужно иметь возможность выбирать нужные показания с помощью ручек или тумблеров. Также важна универсальность: схема должна подходить к любому железу и не требовать радикальной переделки в случае апгрейда.
Что для этого понадобится
Прежде всего, конечно, это сами стрелочные приборы. Для наших целей годится далеко не каждый, поэтому нужно обязательно изучить обозначения на шкале. Горизонтальная черта (—) означает, что прибор точно подойдёт, и на второй значок можно уже не смотреть.
Если же вместо черты там нарисована волна (
), символ переменного тока, нужно смотреть на второй значок. В этом случае подойдёт только тот прибор, у которого он имеет вид перевёрнутой буквы U с чёрточкой. Это знак магнитоэлектрической системы отклонения, которая работает с постоянным током. В таком приборе внутри стоит диодный выпрямитель, и его нужно будет убрать. А вот если на шкале прибора нарисован значок электромагнитной системы (катушка вокруг стержня), это значит, что его использовать не получится (ну разве что для измерения напряжения в сети 220 В).
На следующей картинке показаны три прибора, которые полностью подойдут для индикации параметров компьютера, и один, который совсем не подойдёт.
Сами приборы могут иметь различное назначение — вольтметры, амперметры, ваттметры, измерители всяких специфических величин. В нашем случае это не важно, потому что конструктивно все они, по сути, являются амперметрами, и отклонение стрелки в них вызывает протекающий по катушке ток. А уж как он туда попадает и что головка в результате показывает, решает разработчик устройства.
Если найденный вами стрелочный прибор в девичестве был вольтметром, внутри него наверняка стоит последовательно включённое добавочное сопротивление. Оно требуется для того, чтобы подобрать предел измерения по шкале: так-то для максимального отклонения стрелки большинству приборов достаточно десятых долей вольта. Для наших целей, как правило, это сопротивление нужно существенно уменьшать.
Если вам достался амперметр, между его выводами, скорее всего, будет распаян шунт (мощный резистор или проволочная спираль с очень малым сопротивлением):
Его необходимо удалить и вместо него подпаять последовательно некое добавочное сопротивление (по сути, превратив амперметр в вольтметр).
Ну а в случае с милли- либо микроамперметром достаточно лишь подобрать нужный резистор. Собственное сопротивление катушки у них, как правило, составляет несколько сотен Ом.
Если вам нужен большой прибор вроде того, что стоит в «Феликсе» наверху, ищите стрелочные головки серий М24, М903 и аналогичные им. Красивые измерители чуть меньшего размера выпускались в сериях М358 и М494. Также хорошо подходят компактные приборы типа Ц25, М5-2, М4255. Купить их можно на радиорынках или с рук на онлайн-барахолках. Предложений всегда достаточно, стоимость колеблется в диапазоне 50–300 руб. в зависимости от размера и состояния головки.
Ещё вам будут нужны вышеупомянутые постоянные и переменные резисторы (лучше купить несколько штук в диапазоне 1–100 КОм, всегда пригодятся), соединительные провода (можно взять от сломанных блоков питания), электролитические конденсаторы ёмкостью 10–100 мкФ, а также ручки и тумблеры.
1. По умолчанию компьютер умеет выводить на внешний индикатор только один из интересующих нас параметров — активность жёсткого диска. Вместо штатного светодиода к контактам HDD_LED можно подключить стрелочную головку, рассчитанную на напряжение около 5 В. Чтобы при редких обращениях к диску стрелка не дёргалась слишком резко, между плюсом и минусом прибора стоит поставить конденсатор где-нибудь на 10 мкФ. Это самый простой вариант, с которым справится даже новичок, так что если вам нужно, чтобы стрелочные головки «ожили» и начали хоть что-то показывать, начать можно с этого.
2. Также несложно выводить чисто «электрические» параметры — например, напряжение, подаваемое на вентиляторы, по которому можно косвенно судить о скорости их вращения. Здесь достаточно подобрать такую величину добавочного сопротивления, при которой от 12 В стрелка будет отклоняться до крайнего правого значения на шкале. В этом случае можно будет наблюдать, как стрелка отзывается на вращение ручки регулятора.
Сам регулятор можно собрать по такой схеме:
Здесь VT1 — это NPN-транзистор средней мощности, например КТ817, R1 — переменный резистор, используемый непосредственно для регулирования (для начала можно взять 4,7 КОм), а R2 — сопротивление, задающее минимальное напряжение (для большинства случаев подойдёт 1 КОм). Есть и другие варианты, ищите по запросу «самодельный реобас». А в самом простом случае, если вам удастся найти мощный переменный резистор на 50–100 Ом, можно просто подключить его последовательно с вентилятором и получить практически тот же результат безо всяких транзисторов.
3. Чуть больше придётся повозиться с «электрическим» измерением нагрузки на процессор. В «Феликсе», который вы видели, этот способ не используется, но я успешно применял его в предыдущей версии подобного корпуса. Как вы знаете, подсистема питания процессора в современных компьютерах подключается к БП по отдельной линии +12 В. По ней течёт ток, величина которого зависит от объёма работы, который сейчас выполняет процессор, и если подключить к этой линии стрелочный прибор в качестве амперметра, можно будет косвенно следить за нагрузкой на ЦП.
При этом вовсе необязательно по школьным правилам подключать амперметр последовательно, в разрыв цепи. Можно поступить хитрее и использовать в качестве шунта сам питающий провод. Протекающий по нему ток достаточно велик, чтобы вызвать падение напряжения, которого хватит для отклонения стрелки чувствительного прибора. Возьмите два провода и подпаяйте их к началу и к концу питающей линии процессора (удобнее всего это сделать в случае с модульным блоком питания), подключите их к микроамперметру и подберите добавочное сопротивление. Недостаток этого решения в том, что при замене процессора или проводов подстройку нужно будет производить снова, ну и нулевые значения на шкале вы вряд ли увидите, потому что процессор потребляет ток и «вхолостую».
4. Ещё одна вещь, которую может сделать даже начинающий, это стрелочный термометр. Для этого нужно купить активный термодатчик, например, MCP9700. По сути, он преобразует температуру в напряжение, причём делает это линейно (см. график зависимости):
К одной из его ножек нужно подключить питание (+5 В от красного провода БП), к другой — «землю» (чёрный провод), а с третьей можно отправлять показания на стрелочный прибор. Только обратите внимание, что 0°C не соответствуют нулевому выходному напряжению. Исправить это несоответствие можно двумя способами: если вы больше любите рисовать, сделайте для прибора новую шкалу, где ноль будет располагаться не в самом начале. Заглавная картинка поста, кстати говоря, выбрана не просто так 😉 Если же вы больше любите паять, соберите резистивный делитель, который будет выдавать 0,5 В (это выходное напряжение термодатчика при нуле градусов). На стрелочный прибор нужно будет подать разность потенциалов между выходом делителя и выходом термодатчика, и в результате можно будет использовать без переделки шкалу, размеченную от 0 до 100, только теперь это будут не миллиамперы или вольты, а градусы Цельсия.
5. И напоследок — кое-что, имеющее отношение не к измерению, а к управлению. Раз уж на передней панели имеется выход на наушники, неплохо было бы добавить к нему аналоговую регулировку громкости. Существует множество более сложных и правильных способов её реализации (скажем, с тонкомпенсацией в области нижних частот), но самый простой и притом вполне рабочий — это установка сдвоенного переменного резистора. Его необходимо включить в разрыв провода, идущего к разъёму для наушников на передней панели:
Номинал резистора — 1 кОм или немного ниже. Используйте только новые и современные резисторы, поскольку детали из советских запасов обычно имеют скачок сопротивления в начале и в конце хода, а иногда ещё и добавляют треск при регулировке.
Следующий график объясняет, почему нужно выбирать резистор сопротивлением 1 кОм или ниже. На нём отражена зависимость тока через наушники (ось Y) от процента поворота резистора (ось X).
Человеческое ухо имеет нелинейную чувствительность к громкости звука (небольшие изменения при низкой громкости ощущаются так же сильно, как и большие изменения при высокой), и синий график (1 кОм) достаточно близок к такой зависимости. При повороте ручки такого резистора кажется, что громкость меняется линейно. Ещё лучше будет, если вам удастся найти резистор сопротивлением около 300 Ом, но такие встречаются редко. Если же взять резистор с большим сопротивлением (красный график), регулировка получится неравномерной. Поворот ручки в начале и в конце сектора не будет оказывать почти никакого влияния на громкость, зато в середине даже небольшое прикосновение к регулятору будет менять громкость очень резко.
На вход регулятора подаётся сигнал с контактов 2 (GND), 6 (OUT R) и 10 (OUT L) внутреннего разъёма F_AUDIO на материнской плате или аудиокарте. Соответственно, выход регулятора нужно будет подпаять к проводам, которые ранее шли от этих контактов к передней панели. Типичная распиновка F_AUDIO:
Если на вашей плате разъём F_AUDIO выглядит по-другому, ищите его распиновку в руководстве пользователя. В любом случае, линейный выход там будет всегда.
На этом я заканчиваю описание вещей, которые начинающий радиолюбитель может сделать самостоятельно, и перехожу к тем, для реализации которых потребуется помощь более опытных товарищей. Как я уже говорил раньше, плату, отвечающую за вывод параметров в «Феликсе», я делал не сам. Её разработал и изготовил мой друг, скрывающийся под ником ALS. Он профессиональный инженер-электронщик, к помощи которого в разное время прибегали многие российские моддеры.
Придуманная им схема довольно затейлива: программа-монитор AIDA записывает показания встроенных датчиков в реестр, оттуда их читает самописная программка и отправляет в COM-порт (через адаптер USB-COM). К порту подключён ЦАП на микроконтроллере, после которого данные в виде напряжения идут на подстроечные резисторы, ну а затем — на стрелочные головки.
На первый взгляд это решение может показаться излишне сложным, но у ALS’а были причины выбрать именно его. Не буду углубляться в чужие для меня дебри и просто предоставлю слово автору:
Я видел в комментариях заявления, что всё это можно сделать на Ардуине за вечер. Прежде чем так говорить, нужно действительно взять и сделать. Потому что нередки ситуации, когда схема работает «на столе», но напрочь отказывается это делать в готовом устройстве.
Есть такое понятие, как разумная достаточность. И с данной задачей вполне справляется именно 8-ногий микроконтроллер типа PIC12F1822, а не какой другой, более быстрый и/или расфуфыренный. И дело тут совсем не в цене железа, стоят-то они почти одинаково. Но если, опять же, вернуться к модулям Arduino, то среди них нет таких, которые имели бы встроенный USB-интерфейс (точнее, есть, но это самые дорогие и большие по размерам модели). А в остальных случаях используется тот же самый мост USB-UART в виде отдельной микросхемы. И нет таких модулей, у которых бы на каждом канале ШИМа находился бы «железный» подстроечный резистор. Это значит, что к ардуино-платке по-любому потребовалась бы какая-то плата-прокладка, на которой, как минимум, находились бы эти самые резисторы. Что увеличивает и время разработки, и трудозатраты.
Там уйма информации, всевозможные примеры и даже заготовки для типовых задач. К сожалению, работа с AIDA к типовым задачам не относится. Поэтому ещё нужно поиметь хотя бы базовое знание английского, сжать волю в кулак и просто потратить какое-то время на эксперименты и изучение программирования.
А напоследок — моя любимая фраза: кому шашечки, а кому — ехать. По большому счету, не важно, на чём оно написано и на чём собрано. Главное — адекватная работа, быстрая победа над глюками, возможность оперативной разработки «такого же, но с автопилотом и турбонаддувом». Если мне потребуется не 4 канала, а 16, я просто возьму другой МК, который стоит на 50 рублей дороже. Разумеется, нужно будет дорабатывать код, но это делается всегда.
Ну что ж, после небольшой отповеди от инженера вернёмся к особенностям схемы. В настройках AIDA нужно указать, какие параметры будут записываться в реестр.
Затем в программе, которую написал ALS, нужно выбрать перечень отображаемых параметров, назначить им выходные разъёмы и указать максимальные значения (чтобы плата понимала, до какого предела отклонять стрелку).
С помощью подстроечных резисторов нужно отрегулировать уровень выходного напряжения под конкретную стрелочную головку. Для удобства в программе предусмотрена галочка, при установке которой на все каналы выдаётся максимальное значение.
Также на плате предусмотрена возможность подключения двух аналоговых термодатчиков вроде тех, что я описывал выше.
Вторая интересная схема, разработанная ALS’ом — это аналого-цифровой регулятор громкости. Он гораздо совершеннее простой схемы на резисторе, поскольку меняет выходную громкость в самой операционной системе. Для этого используется тот же механизм, что и в мультимедийных клавиатурах с кнопками регулировки громкости, только вместо кнопок в данном случае используется поворотная ручка резистора. По сути, он выступает в качестве энкодера, и для человека регулировка выглядит не ступенчатой, а плавной.
Единственный минус схемы — необходимость наличия порта PS/2 на материнской плате.
Для меня разработать что-то подобное — это всё равно что построить космический корабль. Поэтому я сосредоточился на том, что могу сделать сам, а эти схемы просто заказал у ALS’а. Он продаёт их по вполне разумным ценам, отправляет почтой по всей России. Уж не сочтите за рекламу, хотя я и рад бы его прорекламировать, потому что он много раз меня выручал и никогда не отказывал в совете.
Результат объединения его и моих разработок напоминает кадр из фильма «Железное небо», где безумный учёный встроил современный планшет в примитивный ламповый компьютер, но тем не менее это работает)
Я постараюсь ответить на ваши вопросы в комментариях, а если не смогу, то призову ALS’а на помощь. Спасибо за внимание!
