.
في السابق وضعت منشوراً عن تشغيل ماكينة الحلاقة من تغذية 12 فولت سواء من بطارية 12 فولت أو من ترنس كهربائي، و ذلك باستخدام المنظم 317 ، و لكن لتلك الطريقة عيوب مهمة أولها أنها تبدد حرارة و طاقة كثيرة ، فإذا كان تيار الماكينة 1 أمبير و كانت ذات 3 بطاريات أي ذات جهد 3.6 فولت و نشغلها من 12 فولت، فإن المنظم 317 سيبدد استطاعة قيمتها 8.4 واط مقابل أن تستفيد الماكينة من 3.6 واط. و يزداد الوضع سوءاً مع الماكينة ذات البطارية الواحدة و التي تحتاج إلى 1.2 فولت فقط لتشغيلها حيث ستبدد 10.8 واط لقاء الاستفادة من 1.2 واط فقط.
السيئة الأخرى هي الحاجة لمشع حراري كبير مما يزيد حجم الدارة، و وجود حرارة كبيرة في الدارة, و عندما يسخن المنظم 317 فإنه يضغط التيار فتنقص سرعة الماكينة و تفقد قوتها.
.
في هذه المرة قررت استخدام نظام التقطيع SWITCHING لتخفيض الجهد 12 فولت إلى 3.6 أو 1.2 فولت , حيث أن الميزة الأهم للتقطيع هي التبديد القليل للاستطاعة و بالتالي للحرارة , و بالتالي فإن دارتي الجديدة التي استخدمتها لا تبدد أكثر من 1 واط مع ماكينة 1.2فولت مقابل 10.8 واط كانت تبددها الدارة السابقة.
يعتمد نظام التقطيع على تقسيم التيار المستمر إلى شرائح على شكل نبضات بتردد عالي، و من ثم إعادة تحويل هذه النبضات إلى تيار مستمر بواسطة الفلاتر, فينتج لدينا تيار مستمر جديد بجهد أقل من جهد التيار الأصلي ، و تكون قيمته بحسب نسبة عرض النبضة إلى طول موجة التقطيع .
يظهر الشكل(1) فكرة تقطيع التيار المستمر و الجهد الناتج عن اختلاف عرض النبضات ، فكلما زاد عرض النبضة زاد الجهد, و كلما قل عرض النبضة قل الجهد.
.
((** الدارة **))
يوضح الشكل(2) الدارة النظرية لتشغيل ماكينة الحلاقة ، و يوضح الشكل(3) الدارة العملية بعد تجميعها.
لقد اعتمدت على دارة متوفرة بالنت بكثرة مخصصة للتحكم بسرعة محركات التيار المستمر الصغيرة ذات الجهود المنخفضة، ثم قمت بتعديلها قليلاً لتناسب تطبيقنا الذي نريده.
تقوم الدارة بتوليد النبضات بواسطة الآيسي 555 التي تعمل كمولد نبضات ، و يتم التحكم بعرض النبضة بواسطة مقاومة متغيرة , و قمت بضبط قيم الدارة بحيث يكون جهد الخرج الناتج عن النبضات عند تغذية الدارة ب 12 فولت يتراوح بين 1 و 4 فولت و ذلك لتكون الدارة مناسبة لماكينات الحلاقة ذات البطارية و البطاريتين و الثلاث بطاريات. فماكينة الحلاقة ذات البطارية الواحدة تحتاج ل 1.2 فولت لأن محركها 1.2فولت, بينما الماكينات ذات البطاريتين و الثلاث بطاريات فهي لها نفس المحرك و هو 3.6 فولت كما في الشكل(4).
يقوم المهتز 555 بتوليد نبضات يتعلق ترددها بقيم المكثف C3 و قيم المقاومات R1 ,R2,Rx، بينما يقوم الديودان D1,D2 بمحاولة الحفاظ على شكل موجة الخرج مربعة ما أمكن، بينما تقوم المقاومة المتغيرة RS بتغيير نسبة عرض النبضة إلى الدور، أي نسبة زمن تمرير التيار للمحرك إلى زمن فصل التيار عنه.
في حال كانت الماكينة ذات بطارية واحدة فنستخدم مقاومة Rx بقيمة 33KΩ، بينما إن كانت الماكينة ببطاريتين أو ثلاث فتكون المقاومة Rx بقيمة 15KΩ.
قمت باستخدام ترانستور موسفيت هو IRF3205 ، و ليس الهدف من استخدام هذا الترانزستور هو تياره الكبير بل مقاومته المنخفضة جداً ، حيث أن مقاومة تمرير الترانزستور تعلب دوراً مهماً في تبديد الحرارة و استهلاك استطاعة ضائعة. و يمكن استخدام ترانزستورات أخرى مثل IRFZ44 أو IRF540 ، و لكن ستزداد حرارتها أكثر .
.
((** وصل الدارة بالماكينة **))
يتم فك الماكينة و إلغاء البطاريات التي بداخلها , و من ثم نقوم بلحام سلكين مكان تماسات البطاريات و نميزهما بلونين مختلفين من أجل التمييز بين السالب و الموجب للبطارية، و لا تصل الأسلاك قبل ديود الماكينة لأنه ديود 1 أمبير بينما تيار الماكينة يصل إلى 1.5 أمبير لذلك فإن الديود لن يتحمل و سينعطب.
يوضح الشكل(5) توصيل الماكينة من الداخل لنوعي الماكينة المختلفين.
.
((** معايرة الجهد **))
– في الموجة المربعة, و عندما لا يكون هناك تنظيم آلي للجهد فإن جهد اللاحمل يختلف عن جهد الحمل، أي أن الجهد قبل تشغيل الماكينة سيكون أعلى من الجهد بعد تشغيل الماكينة، و لذلك فإنه يجب ضبط جهد خرج الدارة أثناء تشغيل الماكينة.
– قبل التشغيل ، يتم تدوير المقاومة المتغيرة باتجاه الديود المتجه للأسفل كما في الشكل(6) و ذلك لنحصل على أقل فولت ممكن.
– نوصل الآفومتر بأسلاك الماكينة و نضعه على المجال 20V كما في الشكل(7).
– نصل الدارة بالتغذية فنحصل على الآفو على فولت بحدود 2 فولت أو أكثر كما في الشكل(8).
– نشغل الماكينة فيهبط الفولت إلى أقل من 1 فولت كما في الشكل(8).
– ندير مقاومة الضبط حتى نحصل على 1.2 فولت للماكينة ذات البطارية الواحدة، أو 3.6 فولت للماكينة ذات البطاريتين ( هذا إذا كنا قد غيرنا المقاومة Rx من 33K إلى 15K).
– نشغل الماكينة لدقيقة أو دقيقتين و نختبر حرارة الترانزستور المركب باليد، يجب أن لا يلدع اليد .
– الآن الدارة جاهزة للاستخدام.
.
وضعت المنشور ضمن ملف pdf على الرابط.
https://drive.google.com/open?id=1hrSQD7ypP3RpPWJWohWAYAlymIZmvpwU
.
مع تحيات المهندس منذر سالم
