🏑 🈵 👩🏻‍🌾 रेक्टिफायर मॉड्यूल मॉनिटर ✍🏻 🙆 💭

वर्तमान में, प्रौद्योगिकी की कई शाखाएं, एसी-डीसी कन्वर्टर्स - ऑफ-द-शेल्फ स्विचिंग रेक्टिफायर मॉड्यूल का उपयोग करती हैं।

ट्रांसफार्मर बिजली की आपूर्ति के साथ तुलना में, उनके पास बहुत छोटे आयाम हैं और एक ही समय में एक पर्याप्त उच्च दक्षता (96% तक) है। हालांकि, उनमें से ज्यादातर (विशेष रूप से उच्च उत्पादन शक्ति वाले मॉड्यूल) को मजबूर शीतलन की आवश्यकता होती है, यही वजह है कि उनके पास एक अंतर्निहित प्रशंसक है।

इस प्रशंसक (या इसके गंभीर प्रदूषण) की विफलता में निर्मित इलेक्ट्रॉनिक सर्किट की ओवरहीटिंग और रेक्टिफायर की विफलता हो सकती है। यदि ऐसा रेक्टिफायर महत्वपूर्ण उपकरण की आपूर्ति करता है, उदाहरण के लिए, सेलुलर संचार के लिए बेस स्टेशन पावर सप्लाई यूनिट (ईपीयू) का हिस्सा है, तो इसकी विफलता के परिणाम बहुत ही निराशाजनक हो सकते हैं।

इसलिए, अक्सर न केवल शीतलन प्रशंसक की विफलता को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है, बल्कि निकट भविष्य में इसके संभावित टूटने की भविष्यवाणी भी की जाती है। कुछ AC-DC कन्वर्टर्स में एक बिल्ट-इन फैन स्पीड सेंसर (टैकोमीटर) और एक सर्किट होता है जो गति मान से नीचे जाने पर एक अलार्म देता है। हालांकि, ऐसे सर्किट सभी रेक्टिफायर्स में उपलब्ध नहीं होते हैं, इसलिए अक्सर किसी प्रकार के बाहरी नियंत्रण उपकरण की आवश्यकता होती है।

पहली नज़र में, सबसे आसान तरीका खुद को प्रशंसक से कनेक्ट करना और उससे सिग्नल को संसाधित करना है। लेकिन यह विकल्प हमेशा उपलब्ध नहीं होता है, क्योंकि इसके लिए रेक्टिफायर केस खोलने और इसके आंतरिक सर्किट को अंतिम रूप देने की आवश्यकता होती है। और यह अक्सर असंभव है, क्योंकि सुधारक, उदाहरण के लिए, वारंटी के तहत हो सकता है।

इसलिए, चुनौती यह है कि किसी खराबी का पता लगाने के लिए किसी प्रकार के गैर-संपर्क पद्धति को विकसित किया जाए। नीचे मैं रेक्टिफायर से गुजरने वाली हवा के प्रवाह को नियंत्रित करने के सिद्धांत पर आधारित एक विधि का वर्णन करूंगा। यदि ऐसा कोई प्रवाह है, तो प्रशंसक के संचालन के बारे में एक निष्कर्ष निकाला जाएगा। वायु प्रवाह का तापमान रेक्टिफायर के अंदर औसत तापमान का काफी सटीक मूल्य देगा, जिससे ओवरहीटिंग के कारण इसकी विफलता का अनुमान लगाना संभव होगा।

प्रशंसक रोक नियंत्रण विकल्प

हालाँकि मैंने ऊपर लिखा था कि पंखे को नियंत्रित करने के लिए मैं हवा के प्रवाह का आकलन करने के लिए एक विधि का उपयोग करूँगा, लेकिन वास्तव में, प्रयोगों की शुरुआत पंखे लगाने वाले के ऑप्टिकल नियंत्रण के परीक्षण से हुई। इसके लिए, एक काम कर रहे प्रशंसक को एक अनमॉड्यूलेटेड एलईडी से रोशन किया गया था, और फोटोडेटेक्टर पर एक चर घटक का मूल्यांकन किया गया था। यह माना गया था कि प्ररित करनेवाला पंखुड़ियों से परावर्तन कुछ चर घटक देगा जो रोटेशन की गति का एक बहु है। हालांकि, इसका स्तर बेहद कम था (प्रशंसक मैट ब्लैक था, इससे प्रतिबिंब छोटा था), और सिग्नल की गतिशील रेंज, निरंतर घटक को ध्यान में रखते हुए, बस विशाल था।

यहां से, मैंने निष्कर्ष निकाला कि ऑप्टिकल विधि अविश्वसनीय है और इसलिए अस्वीकार्य है।

इसके बाद, मैं हवा के प्रवाह के अनुमान के साथ मुख्य संस्करण पर गया। सच है, यहां दो विकल्प थे - प्रवाह को यांत्रिक रूप से (निलंबित लोब के विक्षेपण द्वारा) या हीट फ्लो मीटर के सिद्धांत (वायु प्रवाह द्वारा गर्मी हस्तांतरण द्वारा) का मूल्यांकन करने के लिए।

पहला विकल्प लागू करने में काफी आसान लगता है, लेकिन यह ऑपरेशन में अविश्वसनीय हो सकता है: पालि के अक्ष का कोई संदूषण, आदि। रेक्टिफायर मॉनिटरिंग डिवाइस के संचालन में हस्तक्षेप कर सकता है।

दूसरा विकल्प अधिक प्रभावी लगता है। इस मामले में, वायु प्रवाह का एक संख्यात्मक अनुमान प्राप्त किया जा सकता है (वास्तव में, यह एक बड़े पैमाने पर वायु प्रवाह सेंसर होगा), और इसलिए प्रशंसक की स्थिति का विश्लेषण। उसी समय, रेक्टिफायर के माध्यम से संचालित हवा के तापमान का एक अनुमान भी प्राप्त किया जा सकता है (लेकिन इसके लिए एक और तापमान सेंसर के उपयोग की आवश्यकता हो सकती है)।

लेआउट

लेआउट का निर्माण करने के लिए, मैंने एक प्रयोगशाला बिजली की आपूर्ति से जुड़े एक 0.25 डब्ल्यू आउटपुट रोकनेवाला के रूप में एक हीटर का उपयोग किया, साथ ही एक तापमान सेंसर (मल्टीमीटर थर्मोकपल):

एक प्रशंसक स्टॉप कंट्रोल डिवाइस का लेआउट आरेख

इस लेआउट पर, हमने थर्मोकपल तापमान पर वायु प्रवाह के प्रभाव का अध्ययन किया। हीटर और सेंसर का संयोजन (वायु प्रवाह की दिशा के सापेक्ष उनकी अलग सापेक्ष स्थिति, हीटर और सेंसर के बीच अलग दूरी ) ( डी )।

वायु प्रवाह को रेक्टिफायर के सेवन ग्रिल के आंशिक या पूर्ण ओवरलैप द्वारा नियंत्रित किया गया था।

प्रयोगों का परिणाम निम्नलिखित था। अपने शास्त्रीय रूप में हीट फ्लो मीटर का सिद्धांत कम हीटर के तापमान पर कम उपयोग के लिए साबित हुआ। काम करने वाले पंखे का वायु प्रवाह बहुत शक्तिशाली था, और हीटर से सेंसर में गर्मी हस्तांतरण असंगत हो गया। हीटर या सेंसर की सतह के संदूषण / धूल के कारण संभव ओवरहीटिंग के कारण तापमान में वृद्धि अवांछनीय है।

सबसे प्रभावी हवा के प्रवाह से हीटर के ठंडा होने की डिग्री का आकलन था। इसी समय, एक निश्चित शक्ति हीटर में "पंप" होती है, जो परिवेश के तापमान से ऊपर एक निश्चित मूल्य से हीटिंग सुनिश्चित करती है। प्रयोगों में, लगभग 30 ° C का मान चुना गया था।

इस मामले में, संवेदक हीटर की सतह (डी ÷ 1 mm 2 मिमी) के करीब निकटता में स्थित है और प्रवाह की अनुपस्थिति में विकिरण से मुक्त रूप से गर्मी करने की क्षमता है। यह दृष्टिकोण वस्तुतः सुधारक और संवहन प्रवाह के वायु प्रवाह के सापेक्ष सेंसर और हीटर की सापेक्ष स्थिति के प्रभाव को समाप्त करता है।

रेक्टिफायर हवा का प्रवाह, हीटर के तापमान से बहुत अधिक ठंडा होता है, जिससे सेंसर के तापमान में गिरावट आती है। जैसा कि उपरोक्त विवरण से देखा जा सकता है, माप सिद्धांत गर्मी प्रवाह मीटर से काफी भिन्न होता है, जिसमें वायु प्रवाह हीटर से स्थानांतरित गर्मी के साथ संवेदक के तापमान को बढ़ाता है ।

पूर्ण वायु प्रवाह पर प्रयोग (परिवेश का तापमान 22 डिग्री सेल्सियस था) और अनुपस्थित वायु प्रवाह पर पता चला कि सेंसर का तापमान अंतर 7 डिग्री सेल्सियस और अधिक था (हीटर की शक्ति के साथ तापमान में अंतर बढ़ जाता है) और औसतन लगभग 10 डिग्री सेल्सियस।

प्रयोगात्मक परिणाम आंकड़े में दिखाए गए हैं:

हीटर के पार तापमान बनाम वोल्टेज।

धराशायी लाइन पंखे से पूर्ण वायु प्रवाह के साथ हीटर (0.25 डब्ल्यू प्रतिरोध के साथ हीटर) के पार तापमान बनाम वोल्टेज दिखाता है, और आंशिक रूप से अवरुद्ध रेक्टिफायर सेवन जंगला के साथ एक ठोस।

जैसा कि इस आंकड़े से देखा जा सकता है, प्रस्तावित समाधान हमें प्रशंसकों को रोकने के तथ्य को रिकॉर्ड करने की अनुमति देता है, साथ ही इसकी विफलता की भविष्यवाणी करने के लिए इसकी संचालन की डिग्री की मात्रा निर्धारित करता है।

वायु प्रवाह द्वारा हीटर के शीतलन की डिग्री का आकलन करने के लिए इकट्ठे मॉडल के फोटो नीचे दिखाए गए हैं।

नकली पंखा बंद

हवा की गति की अनुपस्थिति में, थर्मोकपल ने लगभग 50 डिग्री सेल्सियस तापमान दर्ज किया।

पंखे से हवा का प्रवाह सेंसर में प्रवेश करता है।

जब प्रशंसक से हवा का प्रवाह सेंसर को निर्देशित किया गया था, तो तापमान तेजी से 24 डिग्री सेल्सियस तक गिर गया।

एक समस्या पैदा करना

रेक्टिफायर मॉनिटर का प्रोटोटाइप PIC16F1824 माइक्रोकंट्रोलर और दो MCP9700A थर्मल सेंसर के आधार पर बनाया गया था। 0.25 डब्ल्यू की शक्ति के साथ एक ही अवरोधक का उपयोग लेआउट योजना के रूप में एक हीटर के रूप में किया गया था:

सुधारक मॉनिटर की उपस्थिति

एक थर्मल सेंसर (हीटिंग रोकनेवाला के बगल में) का उपयोग पंखे से हवा के प्रवाह का अनुमान लगाने के लिए किया जाता है, और दूसरा सही करनेवाला के अंदर तापमान को मापने के लिए।

इनमें से कई मॉनिटरों को एक नेटवर्क में एकीकृत करने के लिए बोर्ड पर RS-485 ड्राइवर भी स्थापित किया गया है। डीआईपी स्विच एक विशिष्ट मॉनिटर का पता सेट करता है।

एक वास्तविक इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण इकाई पर स्थापित मॉनिटर की उपस्थिति को नीचे दिखाया गया है:

इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण इकाई पर स्थापित मॉनिटर

कई इसी तरह के उपकरणों का वास्तविक ईसीयू पर परीक्षण किया गया है। यह निर्धारित करने का समय कि प्रशंसक बंद हो गया है, औसतन लगभग 30 सेकंड। सिद्धांत रूप में, यह सीमा में परिवर्तन को कम करके कम किया जा सकता है, लेकिन ग्राहक इस विकल्प से संतुष्ट था।

रेक्टिफायर मॉड्यूल मॉनिटर

प्रशंसक रोक नियंत्रण विकल्प

लेआउट

एक समस्या पैदा करना

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