Тахометр для двигателя от стиральной машины своими руками

Добавил пользователь Skiper
Обновлено: 20.09.2024

Прекрасный для самоделок мотор от стиральной машины имеет слишком высокие обороты, и малый ресурс на максимальных оборотах. Поэтому я применяю простой самодельный регулятор оборотов (без потери мощности). Схема опробована и показала прекрасный результат. Обороты регулируются примерно от 600 до max.

Потенциометр электрически изолирован от сети, что повышает безопасность пользования регулятором.

Симистор необходимо поставить на радиатор.

Оптопара (2 шт) практически любая, но EL814 имеет внутри 2 встречных светодиода, и просится в эту схему.

Высоковольтный транзистор можно поставить, например, IRF740 (от БП компьютера), но жалко такой мощный транзистор ставить в слаботочную цепь. Хорошо работают транзисторы 1N60, 13003, КТ940.

Вместо моста КЦ407 вполне подойдет мост из 1N4007, или любой на >300V, и ток >100mA.

Регулировка от 600 оборотов подходит для большинства самоделок, но для особых случаев предлагается схема с германиевым транзистором. Минимальные обороты удалось снизить до 200.

Минимальные обороты получил 200 об/мин (170-210, электронный тахометр на низких оборотах плохо меряет), транзистор Т3 поставил ГТ309, он прямой проводимости,и их много. Если поставить МП39, 40, 41, П13, 14, 15, то обороты должны еще снизиться, но уже не вижу надобности. Главное, что таких транзисторов как грязи, в отличие от МП37 (смотри форум).

Плавный пуск прекрасно работает, Правда на валу мотора пусто, но от нагрузки на валу при пуске, подберу R5 при необходимости.

R5 = 0-3к3 в зависимости от нагрузки;; R6 = 18 Ом - 51 Ом - в зависимости от симистора, у меня сейчас этого резистора нет;; R4 = 3к - 10к - защита Т3;; RР1 = 2к-10к - регулятор скорости, связан с сетью, защита от сетевого напряжения оператора обязательна. Есть потенциометры с пластмассовой осью, желательно использовать. Это большой недостаток данной схемы, и если нет большой необходимости в малых оборотах, советую использовать V17 (от 600 об/мин).

С2 = плавный пуск, = время задержки включения мотора;; R5 = заряд С2, = наклон кривой заряда, = время разгона мотора;; R7 - время разряда С2 для следующего цикла плавного пуска (при 51к это примерно 2-3 сек)

Давайте начнём рассматривать очень важную и интересную тему - измерение оборотов двигателя. А также связанный с этим вопрос таходатчиков, т.е. датчиков с помощью которых измеряются обороты двигателя или сигнал с которых используется в качестве обратной связи. Как известно в регуляторе на микросхеме TDA1085 используется обратная связь по оборотам двигателя с помощью таходатчика. И именно благодаря этой обратной связи и происходит поддержание мощности двигателя.

На этой страничке я хочу рассказать как можно сделать простой аналоговый индикатор оборотов двигателя ( или простой аналоговый тахометр), используя родной таходатчик двигателя стиральной машины и любой аналоговый прибор ( вольтметр или амперметр).

Для того чтобы научится правильно использовать возможности таходатчика - надо выяснить какой он выдаёт сигнал. Давайте рассмотрим индуктивный датчик двигателя стиральной машины. Если его открутить - то мы увидим катушку индуктивности и магнитный ротор. Есть ещё и другие, сделанные на базе датчиков Холла, они трёх-проводные и используются они реже.

Катушка индуктивности вместе с магнитным ротором образуют генератор переменного тока. Если посмотреть осциллографом - то мы увидим, что сигнал с таходатчика - это синусоида , у которой с изменением оборотов изменяется и амплитуда и частота. И чем больше обороты двигателя - тем больше амплитуда и больше частота сигнала. Если измерять это переменное напряжение мультиметром - то оно будет изменятся от нуля вольт на минимальных оборотах до примерно 30 - 40 вольт на максимальных. Вот это изменение амплитуды сигнала можно использовать чтобы сделать простой аналоговый тахометр.
У меня есть в наличии миллиамперметр 85С1 с полным отклонением шкалы 1 мА. Собираем простую схему как на рисунке:

Нужен любой диодный мостик, сопротивление постоянное, сопротивление подстроечное и конденсатор. И в результате получаем простой индикатор оборотов двигателя.

Этот простой индикатор оборотов подключается прямо к таходатчику или к плате регулятора на TDA1085 и никак не влияет на работу самого регулятора. А такой миллиамперметр легко разбирается, снимается передняя панель и появляется возможность сделать свою шкалу и получается простой аналоговый тахометр.
Вот и видео снял по этой теме:

Проверка двигателя стиральной машины и определение назначение выводов

Перед тем как собрать своими руками регулятор оборотов необходимо проверить работоспособность мотора. В стиральной машине эта деталь подключается через клеммную колодку. Как правило, в разъёме имеются следующие электрические выводы:

2 провода от щёток коллектора.
2 или 3 провода от статора.
2 провода от таходатчика.

Если от статора идут 3 провода, то в таком двигателе реализована возможность изменения скорости посредством попеременного подключения проводов к источнику тока. Без каких либо дополнительных приспособлений мотор с двумя обмотками можно использовать в двух режимах. Такая особенность объясняется в необходимости более высоких оборотов при работе стиральной машины при отжиме белья.

Прежде чем подключать двигатель к электрической сети рекомендуется прозвонить мультиметром каждую обмотку. Измерительный прибор необходимо перевести в режим определения сопротивления до 2 000 Ом и поочерёдно прозвонить каждую пару выводов. Если электрическая цепь не оборвана, то мультиметр покажет определённое значение этого параметра, в противном случае, устройство никак не отреагирует на подсоединение щупов к выводам.

Прозвонив обмотки и убедившись в их целостности, следует подключить прибор к сети 220 В. Для этой цели необходимо последовательно соединить коллекторную часть двигателя с внешней обмоткой, а выводы каждой из них подключить к розетке. Если всё сделано правильно, то двигатель начнёт работать на полную мощность. Чтобы убавить обороты до необходимого значения потребуется добавить схему регулировки оборотов.

Особенности конструкции

Микросхема оснащена всем необходимым для осуществления качественного управления двигателем в различных скоростных режимах, начиная от торможения, заканчивая разгоном и вращением с максимальной скоростью. Поэтому ее использование намного упрощает конструкцию, одновременно делая весь привод универсальным, так как можно выбирать любые обороты с неизменным моментом на валу и использовать не только в качестве привода конвейерной ленты или сверлильного станка, но и для перемещения стола.

Характеристики микросхемы можно найти на официальном сайте. Мы укажем основные особенности, которые потребуются для конструирования преобразователя. К ним можно отнести: интегрированную схему преобразования частоты в напряжение, генератор разгона, устройство плавного пуска, блок обработки сигналов Тахо, модуль ограничения тока и прочее. Как видите, схема оснащена рядом защит, которые обеспечат стабильность функционирования регулятора в разных режимах.

На рисунке ниже изображена типовая схема включения микросхемы.

Схема несложная, поэтому вполне воспроизводима своими руками. Есть некоторые особенности, к которым относятся предельные значения и способ регулирования скоростью:

Если потребуется организовать реверс двигателя, то для этого придется дополнить схему пускателем, который будет переключать направление обмотки возбуждения. Также потребуется схема контроля нулевых оборотов, чтобы давать разрешение на реверс. На рисунке не указано.

Самый простой способ

Во многих электроинструментах, в которых используются коллекторные двигатели, установлен небольшой реостат, с помощью которого можно практически без потери мощности управлять частотой вращения ротора. Такой элемент можно снять с неисправной дрели, шуруповёрта или перфоратора и установить последовательно с электрическим мотором. Если подходящего реостата нет в наличии, то такую деталь можно недорого приобрести в специализированном магазине.

Небольшая сложность заключается в том, что рабочий ход такого регулировочного механизма очень небольшой и бывает очень непросто установить обороты двигателя на необходимом уровне. Эта проблема, как правило, решается установкой дополнительных механических преобразователей механической энергии. Таким образом, можно будет правильно установить частоту вращения ротора, а также обеспечить фиксацию прибора на необходимом уровне.

Кроме реостатов из ручных электрических инструментов можно использовать готовые магазинные приборы, которые достаточно подключить в розетку, а выводы двигателя подсоединить уже непосредственно к регулировочному прибору. Такие изделия позволяют осуществлять изменение напряжения в очень широком диапазоне, поэтому подобрать положение управляющего тумблера под определённые обороты двигателя не составит большого труда. Немаловажным плюсом магазинных реостатов является возможность использовать их с другими электронными приборами, то есть достаточно один раз приобрести изделие, с помощью которого можно будет осуществлять регулировку большого количества приборов, не ограничиваясь электромоторами.

Самодельный регулятор оборотов двигателя стиральной машины, для самодельного станка: схема, фото и описание изготовления.

Понадобилось собрать схему регулятора скорости вращения электродвигателя от старой стиральной машины.
Схема реализована на микросхеме TDA1085, применяемой в ручном электроинструменте.

Регулятор был изготовлен под двигатель MCA 38/64 — 148/PH3, со встроенным тахогенератором для обратной связи.

Изготовил плату методом ЛУТ и все собрал.

Рисунок платы скачал из интернета. Держатель предохранителя сделал выносным.
Провод питания с конденсатором и разъём с проводами на двигателе оставил родной от стиральной машины.

В процессе испытаний всё работало, но пришлось изменить некоторые номиналы резисторов, это адаптация под конкретный двигатель.

Вот в итоге получился вот такой регулятор оборотов двигателя стиральной машины, его можно использовать для изготовления самодельного сверлильного станка или токарного станка и прочих самоделок.

Также прилагается видео, где показана работа регулятора оборотов электродвигателя.

Имеется в наличии вот такой двигатель от стиральной машины.

Плавное включение.
Тахометр на 4х значном LED индикаторе
Регулировка оборотов производится переменным резистором.
Управление кнопками Кн1 , Кн2 "СТАРТ - СТОП"
Заданная мощность работы двигателя, при изменении нагрузки на двигатель, компенсируется через обратную связь , от встроенного таходатчика.
Возможность установить расчетное количество оборотов , для показаний тахометра.
( зависит от соотношения редукции шкивов )

с - скорость выхода на установленное задание оборотов
n - для показаний тахометра на дисплее, расчетный коэффициент деления.
A - выбор варианта при включении схемы, пуск двигателя автоматический или отложенный.
Есть возможность,симуляции программы в протеусе

FUSE - установлены под внешний кварц

В архиве прошивка, fuse, proteus, и вариант печатной платы в архиве.

Вложенный файл:

двигатель не просто так подключен, LC тут вопросов нет, но там же задействован и диодный мост.
Почему то используют выпрямленное напряжение, по схеме сразу не понять как оно там подключено, все нагромаждено там, но нужно над этим вопросом еще подумать, может и себе нужно запитать через диодный мост.

В сети встречал скан книги "Ремонт СМА". Там достаточно просто и точно описаны работа и подключение коллекторных двигателей от стиралок. Если найду у себя - выложу.

Мысль немного не в тему, но. Было бы неплохо наподобие этой темы сделать тему про частотник для трёхфазного двигателя от однофазной сети. Достаточно интересно и востребовано. Тем более, что специализированная ИМС MC3PHAC уже в дефиците. Я бы с удовольствием поучаствовал в реализации и отладке.

Спасибо, но по ссылке ничего нельзя посмотреть.

Вот кстати как я написал выше, при сборке по упрощенной схеме, придется подстраивать режимы под каждую местную энерго компанию.

Вложение дс1.PNG не найдено

Спасибо, но по ссылке ничего нельзя посмотреть.

.[/quote]
Поправил ссылку.Схему включения движка от стиралки привел лиш потому как покупал б\у движки и надо было как то проверить на шум,работоспособность.По поводу светодиодных ламп не знаю,люди пользуються в столярных мастерских,а там я точно светодиодных ламп не видел.

Чуть сократил рисунок схемы, стало более менее понятно, как оно подключено в стиральной машинке.

Нумерация в разъеме подключения двигателя

Не имею опыта использования схемы с TDA1085 , а сейчас нужно сделать оценочное сравнение как там со стабильностью на TDA1085 и сравнить с этой схемой.
Можно описание на словах, идеальный вариант, был бы видео, с поведением управляющего импульса на симистор.

Для общего представления работы программы, снял небольшое видео
с несколькими режимами работы схемы управления.

Спасибо Soir за очередной шедевр, управление прекрасное.
Программа настолько хороша, что если добавить в программу еще одно лишь предложение
Wash+Rinse+Spin>Prewash+Wash+Spin>Spin>Rinse(1 time )+Spin>Rinse(2 times )+Spin>Rinse(3 times )+Spin
Получилась бы, опять стиральная машина :) .

Мотор и вся комплектуха на руках,но заметил что последний вариант,так сказать боевой с индикаторами с общим Анодом.Когда заказывал, то если не изменяет память изначально в схеме на МК стоял джампер на вид примененного индикатора.
Soir
Есть ли у вас возможность и время сделать прошивку для индикатора с общим катодом?

Oto
Смотрю вашу выложенную печатку сверяя со схемой с первого поста.Хотел спросить о части схемы синхронизации з сетью.Вариант первоначальный где сигнал брался после низковольтного транса не прошол и пришлось сделать от сети напрямую,или вами был применен импульсный блок питания и ето стало следствием изменения схемы?

Архив в первом посту обновил , там есть две прошивки для ОА и ОК.

В том посте, где Soir писал что схему стоит модернизировать, это относилось только к кнопкам, и обговаривался вариант с энкодером , и схему предварительно нарисовали, но самой программой пока никто не занимался, у меня например все планы на схему с резистором, а с энкодером это можно попробовать чисто из спортивного интереса, но просто интерес, это не совсем то чтобы заняться воплощением этой схемы в жизнь.

Потенциометр электрически изолирован от сети, что повышает безопасность пользования регулятором.

Симистор необходимо поставить на радиатор.

Оптопара (2 шт) практически любая, но EL814 имеет внутри 2 встречных светодиода, и просится в эту схему.

Вместо моста КЦ407 вполне подойдет мост из 1N4007, или любой на >300V, и ток >100mA.

Сейчас мы рассмотрим как управлять вращением мотора стиральной машины, скоростью и направлением. Этот материал является продолжением темы подключения моторов от СМА, поднятой по многочисленным просьбам посетителей сайта 2 Схемы.

Сразу заметим, что это коллекторный двигатель, для которого не нужен пусковой конденсатор. Этот двигатель, как правило, оснащен тахометром, который являясь частью обратной связи стабилизирует частоту вращения. Без него мотор может чрезмерно увеличить обороты, вплоть до отказа двигателя. Электродвигатели этого типа быстродействующие, могут выдавать даже несколько тысяч оборотов в минуту, что может быть помехой в некоторых устройствах.

Прежде всего по наклейке на корпусе двигателя необходимо прочитать, какая мощность у него. В качестве альтернативы проверьте ваттметром, вставленным в розетку электросети, чтобы узнать сколько энергии потребляет мотор. Эти типы двигателей обычно потребляют несколько сотен ватт мощности. В разных источниках указано энергопотребление от 120 до 360 Вт.

Двигатель имеет две скорости вращения. На холостом ходу (на стирке) мотор потребляет мощность 40 Вт. Вторая скорость вращения, при которой двигатель потребляет 300 Вт мощности (при отжиме). Эти скорости изменяются соответствующим переключением обмоток на статоре двигателя. Во время отжима обороты двигателя могут составлять даже несколько тысяч об/мин.

Подключение двигателя от СМА к сети 220 В

При подключении коллекторного двигателя к сети, один конец щетки и провода обмотки подключаем вместе (или ставим перемычку на контактную колодку), другой конец проводов подключаем к сети 220 В.

Схема простого регулятора скорости мотора

Конечно скорость лучше всего контролируется инвертором, но для несложных любительских устройств должно быть достаточно простых самодельных регуляторов.

Полезное: Электронная токовая нагрузка

Китайские модули регуляторов оборотов

На сайтах магазинов по электронике есть готовые регуляторы оборотов, например вот такой:

Контроллер скорости 400 Вт, 50/60 Гц, 220 В переменного тока. Цена примерно 1000 руб.

В этом контроллере используется инверторная схема, то есть широкий диапазон регулирования скорости. Подходит для двигателя переменного тока 220 В 50/60 Гц. Диапазон регулирования скорости составляет 90-1400 об / мин 50 Гц, 90-1700 об / мин 60 Гц. Способ подключения:

В общем варианты есть разные, и задействовав такой модуль можно на базе мотора от стиралки сделать действительно неплохое и полезное устройство, например шлифовальный станок для мастерской.

Моя новая датагорская статья посвящена теме о превращении электродвигателя от стиральной машины в электропривод с поддержанием частоты оборотов и набором защит для небольшого токарного станочка.

Хитрый и полезный чип Atmel U211B нам в помощь. У кого имеется старый движок без дела — смело к паяльнику. Далее описана практическая реализация контроллера для его запуска и регулировки оборотов.

Содержание / Contents

↑ Интро

Всё началось с удачного приобретения: маленького токарного станочка. Точный, не раздолбанный грубым обращением, но вот с приводной частью была беда. Предыдущий владелец использовал, по всей видимости, обычный асинхронный двигатель, а обороты регулировал перекидыванием ремня с одной пары шкивов на другую. Это лучше, чем ничего, но всё-таки далеко не самый правильный подход.

Нам хотелось иметь возможность регулировать обороты в широких пределах, что позволяет обрабатывать заготовки разных диаметров с одинаковой лёгкостью.

↑ Мой двигатель от стиралки

В современных стиральных машинах применяются двигатели, которые отлично подходят для решения этой задачи. Существует много моделей, но все их объединяют некоторые конструктивные особенности: они щеточные, с последовательным возбуждением и имеют датчик оборотов! А ещё шкив под поликлиновый ремень. Такие разные и такие одинаковые…
Мне попался такой, итальянский, 350-14000 оборотов:

ВНИМАНИЕ! Нельзя включать двигатели с последовательным возбуждением без нагрузки и без регулятора оборотов. У них теоретически нет такого понятия, как обороты холостого хода. Двигатель может раскручиваться до чудовищных оборотов, т. е. уходить вразнос.
Если хотите проверить работоспособность двигателя, можно ткнуть на секунду. Надолго оставлять нельзя!

↑ Датчик оборотов

С обратной стороны видим датчик оборотов.

Внутри он выглядит примерно так:

Не забывайте, чтобы дать значительную нагрузку двигателю, нужно использовать дополнительный вентилятор охлаждения, т. к. производительности родной крыльчатки на низких оборотах не хватает.

↑ Электроника. Почему Atmel U211B?

Довольно популярен похожий контроллер на TDA1085 . Одну и ту же схему и плату перепечатывают по всему интернету, и у всех она работает, кроме меня. К сожалению, мне так и не удалось ничего от него добиться. Похоже, или микросхемы были слегка поддельные, или просто руки кривые.
Останки неудачного макета:

Микросхема U211B от Atmel обещала точно такой же функционал, но схема немного проще, плата немного проще, настройка существенно проще.
Смотрите сами:

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

Существуют версии схемы на U211B для работы с оптическими датчиками и датчиками Холла. Примеры различных применений можно найти в документации на микросхему (см. архивы к статье). Тех, кто хочет глубже разобраться в теме, ещё раз отсылаю к даташиту.

↑ Настройка контроллера оборотов и защиты

Честно говоря, нельзя наверняка сказать, что эта схема идеально подойдет вашему двигателю.
Дело в том, что двигатели всё-таки, при всей своей похожести, разные и чтобы всё работало правильно, нужно внимательно вчитаться в даташит и высчитать каждый номинал. Каюсь, я не стал этого делать. Уже надоела вся эта возня с TDA1085 , хотелось просто включить и услышать наконец работу мотора! Я внес изменения только в той части, которая отвечает за вход с датчика и подобрал R3, R16, R17 и С11. Прокатило, как ни странно.

Подстроечник R8 задаёт чувствительность защиты. Мне пришлось его открутить почти до конца вправо, похоже номинал R4 всё-таки великоват. На среднем положении R8 двигатель вообще не стартовал.

Подбором R16, R17 устанавливаются минимальные и максимальные обороты.

Подстроечник R10 задаёт минимальное напряжение на двигателе. Если вы даже закоротите R16 и переменником R15 выставите обороты в ноль, мотор будет продолжать крутиться от этого напряжения, но без стабилизации оборотов.

Если вал двигателя остановить, контроллер это поймет и попытается его перезапустить импульсами полной мощности. Сначала короткими, потом более длинными.

С11 — задающий элемент преобразователя частоты в напряжение. В зависимости от того, сколько импульсов на 1 оборот дает датчик, он может отличаться в очень широких пределах. В нашем случае 22 нФ работает нормально.

↑ Электродвигатель в работе, фото и видео

С этими номиналами всё крутится отлично, двигатель испытан в реальной работе.

На видео есть попытка дать нагрузку на вал рукой. Не повторяйте такого хулиганства, не нарушайте ТБ!

Читайте также: