User manual

8
Beschrijving van de schakeling
Voordat we echt beginnen, een kleine, maar echter niet onbelangrijke fijnheid vooraf: bij
deze module handelt het zich om een toerentalinsteller en niet om een toerental-
regelaar. Vooraf wordt een basiswaarde (bijv. het toerental) ingesteld en verder wordt
de schakeling zich zelf overgelaten; een controle of de gewenste basiswaarde ook
daadwerkelijk wordt bereikt en aangehouden , is hier niet het geval. Bij een regelaar is
dit principieel anders, omdat deze constant de ingestelde en de bereikte waarde
vergelijkt en overeenkomstig de verschillen compenseert en zodoende regelafwijkingen
probeert te voorkomen.
Bij gelijkstroomverbruikers zoals bijv. motoren en gloeilampen kan het toegevoerde
vermogen gedoseerd worden door de voedingsspanning te veranderen. Maar ook dan,
als de variabele spanning vanaf een netvoeding (een instelbare met interne regeling)
komt, wordt vaak vergeten: bij het verlagen van de spanning wordt het niet benodigde
aandeel ergens "verstoken". Meestal gaan deze verliezen in de vorm van warmte aan
het koellichaam van de netvoeding verloren. Echt economisch is dit niet, en als
voorbeeld komt het overeen wanneer men de kamertemperatuur bij een opengedraaide
verwarming afkoelt door de ramen te openen.
Een aanzienlijk elegantere en economische methode voor het aansturen van
gelijkstroombelastingen is de pulsbreedte- besturing. Daarbij wordt de volledige
voedingsspanning in snelle volgorde aan- en uitgeschakeld en wordt naar behoefde de
verhouding aan- en uitschakeltijd gevarieerd. De vermogendosering gebeurt hierbij dus
niet door de verandering van de spanning (die blijft steeds met vol vermogen
behouden), maar via een variatie van het percentage inschakeltijd. Vol vermogen is bij
100% inschakeltijd, helemaal geen bij 0%, en tussenin liggen alle denkbare
tussenwaarden.
Een rechthoeksignaal met veranderlijke pulsverhouding kan op verschillende manieren
geproduceerd worden, bijvoorbeeld met twee monoflop's. Wij hebben hier een andere
weg gekozen, een verbinding die bestaat uit analoge en digitale techniek. De basis voor
de tijdintervallen in deze schakeling is de timer NE 555. Hij werkt als astabiele
multivibrator met ca. 3 kHz (rechthoeksignaal op uitgang Q [pin 3], wij maken van deze
overigens hier geen gebruik). Deze oscillatie ontstaat door op- en ontladen van de
condensator C1, zijn laadspanning beweegt zich in het bereik van 33 … 66% van de
voedingsspanning heen en weer (ongeveer direhoekvormig).
Deze driehoekspanning komt via R3 op de ingang van een opamp (pin 6 van IC2). Zijn
andere ingang (pin 5) krijgt via de potmeter P1 en weerstand R6 een instelbare
gelijkspanning toegevoerd. Als u de deler R4/P1/R5 bekijkt, kunt u herkennen dat het
potmeter- instelbereik van 1/4 tot 3/4 van de voedingsspanning +Uv gaat (resulterend
uit de weerstandsverhoudingen 1:2:1). Dit zijn dus 25 … 75% van +Uv, wat de
drempelwaarden van de driehoekspanning (33 … 66%) veilig naar boven en onder
dekt.
De opamp- uitgang (pin 7) gaat steeds dan op plus, wanneer zijn minusingang (het
driehoek) onder het gelijkniveau van de plusingang ligt. Afhankelijk waar deze
gelijkspanning zijn "snede" aanzet, ontstaan dus meer of minder brede
uitgangsimpulsen. Hierbij zijn zelfs beide extreemwaarden ingesloten. Staat de