Розділ. Ремонт побутової техніки та електроніка
Саморобний електричний лінійний актуатор працює не сам по собі (як наприклад актуатор гідравлічний, чия робота заснована на тепловому лінійному розширенні робочого тіла, зазвичай машинного масла), а вимагає будь то системи управління. Це і добре і погано. Погано тому, що крім самого актуатора потрібен якийсь додаткове обладнання і джерело живлення. Добре, тому що все це відкриває найширші перспективи застосування лінійного електричного актуатора в домашньому господарстві. Починаючи від автоматизації провітрювання теплиці, управління геліотрекером, перемикання будь-яких механічних комутаторів (кранів, наприклад), повороту супутникової антени ... І закінчуючи автоматизацією відкриття воріт і домашнім ліфтом.
Система управління лінійним актуатором для кожного конкретного випадку, зрозуміло, буде своя, зі своїм алгоритмом роботи. Однак присутній і загальна частина, необхідна кожному акутатору. Зокрема - система датчиків, що забезпечують зупинку електродвигуна в крайніх положеннях актуатора (або в потрібних точках зупинки, оскільки актуатор може використовуватися і не в усьому діапазоні свого можливого подовження). Тобто потрібні т.зв. кінцеві вимикачі. Реалізувати цю функцію можна декількома способами.
Варіант 1. Електромеханічна блокування.
Вона реалізується за допомогою вимикачів мають механічний контакт з рухомою частиною актуатора або тією деталлю, яку актуатор переміщує. На схемі: Вимикачі S1 і S2 - нормально-замкнуті кінцеві вимикачі, S3 і S4 - перемикачі управління напрямком переміщення актуатора.
У звичайному стані двигун знеструмлений, а актуатор знаходиться в середньому положенні. Але, наприклад, ми переключили перемикач S3. Струм через один з діодів і замкнутий кінцевий вимикач надходить на двигун і той починає працювати і переміщати шток актуатора. Двигун працює до тих пір, поки не спрацює кінцевий вимикач і не розірве ланцюг. Двигун зупиниться, але ця частина ланцюга залишиться розірваним. Знову змусити двигун працювати можна тільки змінивши полярність його підключення, повернувши S3 в початкове положення і переключивши S4.
Схема проста, надійна, але їй притаманні серйозні недоліки. Зокрема, 1) концевики, коммутируют повний струм двигуна, а він може бути досить великим. Відповідно і контактні групи потрібні потужні. 2) Натискання на концевики відбувається досить плавно і при великому струмі неминуче іскріння на контактах. Або потрібно застосовувати дорогі вимикачі з тумблерного ефектом. 3) В агресивних і вологих середовищах застосовувати відкриті контакти не рекомендується, вони швидко вийдуть з ладу. 4) Ця схема працює тільки з двигунами постійного струму. 5) Схема погано адаптується для роботи з автоматикою, не дозволяє відстежувати проміжні положення.
Тому варто розглянути більш просунутий варіант управління лінійним актуатором.
Ускладнення схеми незначне, а можливостей набагато більше. Ми додаємо пару реле К1 і К2, їх контактні групи служать перемикачами напрямки переміщення. І два транзистора, що працюють в ключовому режимі для управління самими реле.
Як кінцевих вимикачів служать будь-які нормально-розімкнуті контакти. При їх спрацьовуванні (замиканні) база транзистора закорачивается на землю і транзистор закривається, реле знеструмлюється.
Ця схема позбавлена всіх перерахованих вище недоліків. Токи, комутовані кінцевими вимикачами дуже малі (міліампер), в якості концевиков можна використовувати дешеві микропереключатели або герметизовані магнітокеровані контакти (геркони). Схема може керувати двигунами змінного струму, реле можуть комутувати не тільки саме включення, але і перемикання обмоток двигуна для зміни напрямку обертання. Ну і в силу того, що керуючі напруги і струми незначні, актуатором може керувати сама «слабкострумова» електроніка, відповідно до свого алгоритму. У найпростішому варіанті це знову-таки може бути ручне управління.
Для його реалізації буде потрібно ще одна примітивна схема. Конденсатор С1 усуває брязкіт контактів. Якщо потрібно тільки автоматичне керування актуатором, то схема не потрібна. А якщо потрібно зберегти можливість і ручного та автоматичного керування, то перемикач краще поставити з переключающими контактами. Для тільки ручного управління досить замикаючих.
У варіанті актуатора для теплиці зручно використовувати саме геркони, оскільки вологість в теплиці може бути дуже високою і часто випадає конденсат. У своєму варіанті я використовував по 3 паралельно включених геркона (для надійності, якщо хоча б один з них замкнеться, двигун зупиниться). Всю схему зручно розмістити безпосередньо не актуаторами. Тоді від нього йтимуть лише 4 дроти, 2 дроти живлення і 2 управління. А сам електронний блок управління може бути розташований де завгодно, в тому числі і на самому супорті актуатора.