Es proposa considerar l’opció de transferir les màquies d’afaitar elèctriques de la bateria a la xarxa elèctrica.
I el motiu d’això va ser el següent. El pròxim aniversari es va presentar una màquina elèctrica ràpida i compacta recarregable amb un disseny japonès, inèdita en aquell moment (com diu la inscripció de la navalla).
Al principi, la navalla va satisfer amb la seva tasca, sobretot en comparació amb les màquines d'afaitar elèctriques de xarxa tradicionals. Però la felicitat no va durar gaire. Van passar diversos mesos i van sorgir problemes. La navalla requeria una càrrega durant tot el dia (apagada, afaitada i de nou a la xarxa), en cas contrari, no hi havia prou càrrega per al proper afaitat. Llavors, la capacitat de la bateria va començar a caure ràpidament i es va fer inútil utilitzar una navalla elèctrica. Així que es va traslladar a la lleugera casa, plena de dissenys més moderns i fiables, on va estar-hi diversos anys sense haver-la utilitzat.
Fa poc, a la temporada d’estiu, es va necessitar una navalla elèctrica de recanvi i vaig tornar a topar amb una navalla diferida. Com que no s’utilitzava el seu recurs (treballava una mica, un ganivet instal·lat i una malla funcionen, hi ha ganivets de recanvi), vaig decidir restaurar la navalla per funcionar.
Anàlisi de les causes del defecte
Per analitzar els motius del fracàs de l'estructura, analitzarem la màquina d'afaitar, per a la qual desgargem els quatre cargols de la part posterior del estoig: un cargol autodepessor i obrim la coberta posterior.
Retirem la placa del carregador incorporada de la caixa i desconnectem la bateria soldada.
Una bateria de mida AA amb una capacitat de 500 mAh instal·lada en una navalla Ni-Cd va esdevenir inutilitzable en aparença i tensió i mesures de corrent (pèrdua de capacitat).
El motiu del llarg temps de càrrega i el ràpid fracàs de la bateria va ser el "propòsit" xinès: la màxima simplificació del carregador incorporat a la màquina d'afaitar elèctrica. El seu disseny real es mostra a continuació.
Aquest carregador (carregador) està fabricat a poca potència. El corrent de càrrega de sortida d’aquest carregador és inferior a 20 mA, que és 2,5 vegades inferior al mode de càrrega estàndard per a la bateria instal·lada en la navalla i 7,5 vegades inferior al possible mode de càrrega ràpida. Aquestes dades s’indiquen a la pròpia bateria (vegeu la foto superior). En relació amb aquesta simplificació del circuit del carregador, en lloc de 14 hores de càrrega en mode estàndard, la bateria s’havia de carregar de zero a capacitat completa durant més de 30 hores.Per tant, una descàrrega incompleta després de l'afaita, una càrrega incompleta a causa del baix corrent i la falta d'hores en un dia, així com l'efecte "memòria" de la bateria Ni-Cd, la van fer ràpidament inutilitzables.
Amb la memòria existent, substituir la bateria per una de nova no té sentit, ja estarà esperant el mateix destí. Per a un funcionament normal de la navalla, és possible augmentar el corrent de sortida del carregador augmentant la capacitat del condensador C1 a dos microfarads (per 450 o 600 volts) i encenent l’indicador LED mitjançant la resistència limitant. Tanmateix, l’ús d’una navalla recarregable requereix un control constant d’ella - no oblideu carregar-la, apagar-la a temps, dur a terme periòdicament un cicle complet de càrrega de descàrrega. I els avantatges d’aquest disseny són mínims. Degut al fet que el funcionament autònom d'aquesta màquina d'afaitar elèctrica és pràcticament poc eficient, es va decidir transferir-la a la potència des d'una xarxa de corrent altern de 220 V.
Dades d'origen
A una tensió d’alimentació d’1,5 V, el motor d’afaitar consumeix 0,6 ... 0,8 corrent en mode funcionament i fins a 1,4 A en mode d’arrencada. La resistència del seu bobinat és d’uns 0,3 ohms.
Fabricació d'afaitar
1. Elecció del règim
A causa del gran consum de corrent del motor elèctric, desapareix el circuit d’alimentació sense transformador de la màquina d’afaitar elèctrica de la xarxa de 220V. El circuit de potència del transformador no s’adapta a les petites dimensions de la màquina d’afaitar. La sortida serà l’ús d’un circuit polsat per convertir l’AC 220V en un subministrament de tensió constant al motor elèctric d’afaitar.
Aquests programes estan disponibles, però no els més senzills quant a components, fabricació i posada en servei. Per tant, anirem d’una manera més senzilla: adquirirem una unitat d’alimentació de commutació (UPS) preparada, un adaptador de xarxa universal amb 220V a 3 ... 12 V i una corrent de càrrega de fins a 1.0A. Una bonificació per a la compra serà l'estabilització del voltatge de sortida i la protecció contra curtcircuits i sobrecàrregues.
Quan s’utilitza una navalla, la càrrega dels ganivets sovint canvia, per tant, canvia la velocitat del motor i la corrent que consumeix el motor. A més, la corrent màxima del SAI està limitada a 1,0 amperis, que és menor que el corrent d’introducció de la navalla. Per eliminar la influència d’aquests problemes, fabricarem i instal·larem un estabilitzador actual al cos de la màquina d’afaitar segons el diagrama següent.
2. Descripció del circuit d’estabilitzador de corrent
L'estabilitzador actual del motor elèctric d'afaitar es realitza en transistors VT1, VT2.
L’afaitar s’encén amb l’interruptor lliscant S1 situat a la placa estàndard de la navalla. El corrent del SAI a través del díode VD1, que protegeix el circuit de commutació incorrecta, es subministra a la màquina d'afaitar M elèctrica, després al transistor d'efecte de camp VT1 i a la resistència limitant R6. El corrent principal passa fins a 1.0 amperis al llarg d’aquest circuit d’alimentació, per tant totes les parts components han de tenir un marge de corrent.
El Resistor R6 és un limitador de corrent d’inici, també serveix de sensor de corrent, té una baixa resistència (0,33 Ohms) amb una potència de fins a 5 watts. Una tensió proporcional a la tensió del sensor de corrent s'elimina de la resistència de seguretat R5 i es subministra al transistor de control VT2. Si augmenta el corrent en R6 (R5), augmenta la caiguda de tensió, el transistor VT2 s’obre lleugerament, reduint el voltatge a la porta del transistor VT1. Això comporta una disminució del corrent mitjançant VT1 i una estabilització del corrent al circuit motor. Amb una disminució del corrent, es produeixen processos inversos mitjançant R6 (R5).
L’ajustament manual de la resistència d’afinació R5 permet ajustar el corrent i ajustar la velocitat òptima del motor. La tensió del límit a la porta del transistor VT1 s’estableix seleccionant la resistència de la resistència R2. El condensador C2 i el díode VD2 optimitzen el rendiment del motor.
3. La fabricació d’un estabilitzador de corrent
Com a indicador d’inclusió, utilitzem un LED estàndard. Utilitzem el motor elèctric, la placa de circuit i l’interruptor d’alimentació disponibles a l’afaitar. Comprimim o seleccionem dels components de ràdio que falten disponibles per completar el circuit.Fixeu prèviament la direcció de gir del motor o la polaritat de la seva connexió.
Situem les parts de l’estabilitzador actual en una placa de circuit universal. Recollim el contorn de la navalla completament. La resistència d’ajust R2 es substitueix per una variable d’1,0 mOhm.
Substituïm el connector de xarxa estàndard per un altre corresponent al connector UPS. La base del connector es pot fer d’una làmina de textolit d’1,5 mm de gruix amb encavalcaments enganxats addicionalment per evitar que el connector es pugui rodar quan el SAI està connectat.
Alliberem completament la placa d’afeitar (excepte el LED estàndard) dels elements de memòria instal·lats. A l’espai lliure de la placa, a la dreta del motor, instal·lem la resistència limitant R6 i el transistor d’efecte de camp VT1 en un radiador improvisat. El radiador està fabricat en xapa d’alumini d’1,5 mm de gruix. Les dimensions del radiador són determinades per l'espai lliure de la carcassa. La part de contacte inferior del radiador es realitza en forma de quadrat i es fixa a la junta amb un cargol M3 a través de la rentadora per crear un buit i augmentar la transferència de calor des de baix. La part addicional superior del radiador està fixada al mateix cargol.
D’acord amb la mida de l’espai lliure del estoig de la navalla, després d’instal·lar els elements anteriors, retallem la taula de treball per als components de ràdio restants. Vam vendre el circuit a la pissarra.
Muntar elementalment el disseny de la màquina d'afaitar elèctrica en una sola unitat.
Finalment, ajustem el mode de funcionament de la màquina d'afaitar elèctrica, muntem la caixa i fem servir els fruits del nostre treball.
