Так как самое интересное - электронная схема и галетный переключатель были сделаны в предыдущей статье, остальные компоненты устройства было решено подобрать из готовых.
Так в качестве блока питания для ШИМ схемы и светодиодов был использован стабилизатор для светодиодного освещения.
В качестве силового реле была взята симисторная сборка.
Тумблером для включения/выключения всего устройства был взят автомат. Такой-же, как на фото ниже, но на 20А (впрочем, можно и на 16).
В довершение списка - кабель питания с вилкой, розетка для подключения нагрузки и радиатор для твердотельного реле.
Имея размеры всех блоков на руках, не составило большого труда сделать их цифровые аватары. Благодаря им относительно быстро был смоделирован корпус и прочие элементы. Впоследствии, они были распечатаны на принтере.
Почти все детали монтировались на стеклотекстолитовую плиту толщиной 8мм.
На саму крышку (приборную панель) устанавливались только галетный блок и зелёный индикатор включения прибора (над тумблером - автоматом).
Крышка прибора распечатывалась больше одиннадцати часов, но получилась неплохо. Чтобы немного "развеселить" спартанский дизайн устройства, коробочка обзавелась красным шильдиком. Все печаталось из PETG, кроме шильдика (PLA).
Монтаж деталей занял пару-тройку вечеров.
Готовое изделие.
ТТХ
Несмотря на то, что реле рассчитано на 100А, а автомат на 20А - провода и розетка рассчитаны лишь на 16А. Стало быть, предельные силовые характеристики - не выше 16А. Это, грубо говоря 220x16 = 3,5кВт. Бытовые конфорки обычно до 2кВт, так-что прибор (в теории) вполне пригоден для эксплуатации, но перед отправкой родителям, не мешало бы его проверить под нагрузкой.
Тестирование
Испытания регулятора заключались в подключении к нему на несколько часов по очереди, или одновременно - калорифера на 2кВт и галогенового прожектора на 500Вт. В процессе работы пирометром определялась температура рабочих блоков прибора и радиатора твердотельного реле.
Калорифер имел вентилятор, поэтому он работал только на 100% мощности. В противном случае, неполная раскрутка винта была чревата перегревом нагревателя. В таком режиме он проработал 3 и 4 часа, при температуре окружающей среды +24°С. Радиатор реле разогревался максимум до +46°С.
Галогеновый прожектор тестировался уже при разных положениях галеты три часа, но повышение температуры радиатора было настолько незначительным, что даже не стоило внимания.
Последним стресс-тестом было одновременное включение прожектора и обогревателя на 100% на три часа (2,5кВт). На этот раз радиатор симисторного реле разогрелся до +54°С и остановился на этом значении.
По итогам тестирования ШИМ регулятор был признан годным к эксплуатации. Реле рассчитано на работу до +80°С, пластик PETG размягчается также при +80°С. При несложных подсчётах, при нагрузке в 2.5кВт, такую температуру прибор может достигнуть при температуре окружающей среды в+50°С. Согласитесь, что в наших краях такая температура редкость.
По уточненным данным, дачная конфорка родителей имеет мощность 0.9кВт, так что я со спокойной душой снабдил инструкцией готовое изделие и отправил его посылкой родителям на долгую службу.
Эпилог
Неприятной особенностью оригинальной ШИМ схемы была невозможность потенциометром выставить 0% и 100% мощности ШИМ сигнала. Минимально можно было выставить 7%, а максимально ~99,8%.
Выйти из этой ситуации помог четвёртый диск галетного переключателя. В первом положении (0%), он садил затвор мосфета управляющего твердотельным реле, через сопротивление, на землю, запирая его (таким образом) полностью.
В другом крайнем положении - на затвор подавалось напряжение в 5В через делитель, обеспечивая полное открытие мосфета.
В остальных же положениях затвором полевика стандартно управляла схема, ядром которой являлся таймер 555.
(предыдущая статья)