Направи си сам контролер на вентилатора с контрол на скоростта и плавен старт

добър ден!
Искам да ви разкажа за това как направих контролер на вентилатора за моята кола.

Преди всичко ще ви разкажа предисторията на тази схема. Имам вискозно съединение в колата си от завода, но след инсталиране на нероден двигател, той не се побира. Трябваше да инсталирам електрически вентилатор и изборът падна на двойни вентилатори от полето. Свързах ги чрез реле и сензор TM-108. Доста бързо обаче се появиха редица проблеми с всичко това:
1) Температурният сензор отказа да работи.
Смених го, но след месец отново се провали. И подмяната на сензора, който имам, все още е песен, тъй като е в тръбата и за да го смените, трябва да махнете тръбата и да източите охлаждащата течност, а за това премахнете защитата на двигателя и багажника. Като цяло изплюх и сложих бутона в кабината. Но шофирането с бутон, както разбирате, е толкова удоволствие.
2) Второто слабо звено беше релето. За една година вече смених пет от тях. не се изправяйте (Наложи се, разбира се, да сложите по две релета на всеки вентилатор отделно реле) Но факт е, че схемата с релето не ми хареса по принцип. И въпросът тук е следващата точка.
3) Шум. Феновете от царевичното поле вдигат адски шум. Вече предполагам царевичното поле в потока по звука на феновете. И един ден дойдох на бензиностанция. танкерът погледна колата дълго време и след това се проведе диалог:
Заредител: Имате фенове от полето или нещо такова.
I: Да.
Заредител: Разбирам.
В същото време той не видя колата отпред, предположи по звука.
4) И последното. Когато вентилаторът е включен, светлината угасва, дори скоростта на двигателя леко спада. Стартовият им ток е огромен. Съответно се изисква поне плавен старт.

Като цяло си помислих, че съм помислил какво да правя с всичко това и реших. Нуждаем се от контролер, който ще контролира работата на вентилаторите. Функционалността на контролера трябва да бъде както следва:
1) възможността за бързо и лесно конфигуриране за всички фенове и сензори (Bluetooth и мобилно приложение или USB и Win приложение за лаптоп?)
2) работа с всякакви сензори
3) работа с всякакви вентилатори, тези резервни мощности
4) плавен контрол на скоростта на вентилатора
5) липса на механични контакти във веригата на вентилатора.

Мозъкът на контролера е микро контролер
Очевидно е, че не можете без микроконтролер. Изборът падна на stm32f103 просто защото имах дъски за отстраняване на грешки и освен това съм запознат само със stm32. AVR с PIC ме заобиколи, а arduino ... прекалено скучно.

контролер

Захранваща част на веригата
Следващата точка е изборът на превключватели на захранването, очевидно е, че единствената опция са мощните CMOS транзистори. Те са n-канал и p-канал. Освен това n-каналът винаги е с 20-30 процента по-мощен. Това се дължи на производствената технология и няма как да се измъкнем от нея. Най-лесният начин за използване на полеви транзистори е с n-канал в долното рамо и p-канал в горното рамо. Оказва се, че от n-каналните полеви работници са по-мощни, тогава трябва да направите верига на долното рамо и всичко ще се оправи. Но, внимание към чертежа.

контрол

Както се вижда от фигурата във веригата на долното рамо, плюс винаги е свързан към товара и превключването става чрез свързване на земята. Това изобщо не ме устройваше. Издърпването на постоянен плюс от батерията към вентилаторите е грешна идея според мен. А приемането на плюса на основното реле или ключалката на запалването е още по-лоша идея, тъй като отново ще има проблеми с натоварването на релето или контактната група. Въпреки това не исках да използвам работници на терен с p-канал, тъй като техните ограничителни токове са значително по-малко.
С такива отражения стигнах до търсенето на схема за включване на n-канален полеви оператор в горната част на рамото. Всичко се оказа доста просто и измислено преди нас (което като цяло не е изненадващо), както и драйверът на n-каналното поле на горната част на ръката: IR2117: