ШИМ регулатор на скоростта: 2000 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Работех по преобразуването на велосипеда си в електрически, използвайки DC мотор за автоматичен механизъм на вратата и за това също направих батерия с мощност 84V DC.

Сега се нуждаем от регулатор на скоростта, който може да ограничи количеството енергия, доставено на двигателя от батерията. Повечето от онлайн контролерите за скорост не са оценени за толкова високо напрежение, затова реших да си направя такъв за себе си. Ето какво ще бъде този проект, за да проектира и изгради персонализиран регулатор на скоростта на ШИМ, който да контролира скоростта на мащабните DC двигатели.

Стъпка 1: Инструменти Материали и умения

За този проект се нуждаете от основни инструменти за запояване като:

• Поялник
• Смукач
• Клещи и щипци

Схематичните файлове на Gerber и списъкът с комонети са достъпни тук.

Стъпка 2: Проектиране на контролера на скоростта

Тъй като се стремим да контролираме скоростта на DC мотор, за който можем да използваме две технически въпроси, конвертор на долар, който ще намали входното напрежение, но е доста сложен, така че това, което решихме да направим, е PWM Control (Pulse Width Модулация). Подходът е прост, за да се контролира скоростта, захранването на батерията се включва и изключва на висока честота. За промяна на скоростта се променя работният цикъл или периодът на изключване на превключвателя.

Сега не се очаква механичните превключватели да бъдат подложени на толкова голямо напрежение, така че подходящ избор за такова приложение е N-Channel Mosfet, който е специално създаден да обработва умерено количество ток при висока честота.

За превключване на MOSFET се нуждаем от PWM сигнал, който се произвежда от 555 таймер IC и работният цикъл на превключващия сигнал се променя с помощта на 100k потенциометър.

Тъй като не можем да работим с таймер 555 над 15v, затова включихме интегрална схема на конвертор lm5008 Buck, която намалява входното напрежение от 84VDC до 10VDC, което се използва за захранване на IC на таймера и охлаждащия вентилатор.

Сега, за да се справя с голямото количество ток, използвах четири N-Channel Mosfeta, които са свързани паралелно.

Освен, че съм добавил всички допълнителни компоненти, както е описано в листа с данни.

Стъпка 3: Проектиране на печатни платки

Когато завърших схемата, реших да започна да проектирам специална платка за регулатора на скоростта, тъй като тя не само ще ни помогне да поддържаме всичко подредено, но възнамерявах да проектирам това устройство, така че да може да бъде допълнително модифицирано за другите ми проекти „направи си сам“, които използва големи DC двигатели.

Идеята за проектиране на печатна платка може да отнеме много усилия, но повярвайте ми, струва си всичко това, когато се доберете до персонализирани платки. И така, имайки предвид това, аз проектирах печатната платка за блока за контрол на скоростта. Винаги се опитвайте да дефинирате определени региони, като например схемата за управление и захранването от другата страна, така че когато свързвате всичко заедно, да е добре да отидете с подходяща ширина на коловоза, особено от страна на захранването.

Добавих и четири монтажни отвора, които ще бъдат полезни за монтиране на контролера и също така задържане на вентилатора за охлаждане заедно с радиатора над MOSFET.

Стъпка 4: Поръчване на печатни платки

За разлика от всяка друга персонализирана част за вашия DIY проект, печатните платки със сигурност са най -лесните за получаване. Да Сега, след като генерирахме гербер файлове на финализираното ни оформление на печатни платки, ние сме само на няколко кликвания от поръчката на нашите персонализирани печатни платки.

Това, което направих, е да се насоча към PCBWAY и след като прегледах куп опции там, качих моите гербер файлове. След като измерването се провери за грешки от техния технически екип, вашият дизайн се препраща към производствената линия. Целият процес ще отнеме два дни, за да завърши и се надяваме, че ще получите вашите печатни платки в рамките на една седмица.

PCBWAY направиха този проект възможен с тяхната подкрепа, така че отделете време и разгледайте уебсайта им. Те предлагат стандартна печатна платка, бързо завъртаща се платка, SMD и т.н., така че за отстъпки до 30% на вашите печатни платки посетете тази връзка.

Gerber файлове, схеми и BOM (Bill Of Material) за печатната платка на контролера на скоростта са достъпни тук.

Стъпка 5: Сглобяване на печатни платки

Както се очакваше, печатните платки пристигнаха в рамките на една седмица и финалът е просто твърде добър. Качеството на печатните платки е абсолютно безупречно. Сега е време да съберем всички компоненти, както е споменато в BOM (Bill of Material) и да ги поставим на място.

За да поддържаме нещата в течение, трябва да започнем с най -малкия компонент на печатната платка, който в нашия случай е LM5008 Buck конвертор, SMP компонент. След като го разпръснахме с помощта на плитка за запояване, тъй като нямаме горещ пистолет, за да се справим с SMD компонента, ние размразихме индуктора до него и се насочихме към по -големи компоненти.

След като приключим с сглобяването на дъските, време е да пуснем таймера 555 на място с прореза в правилната посока.

Стъпка 6: Охлаждане на нещата

С това голямо количество енергия, с което ще се справим, очевидно се очаква нещата да се затоплят. Така че, за да се справим с това, ще огънем MOSFET и монтирахме 12v вентилатор с радиатор, поставен между тях.

След като това бъде направено, звярът от ШИМ регулатор на скоростта е готов за пускане.

Стъпка 7: Тестване на контролера

За да тестваме контролера, ние ще използваме 84v персонализирана батерия, която сме създали за нашия електрически велосипед. Контролерът е временно свързан към батерията и мотора, който е прикрепен към велосипеда, за да задвижва задното колело.

Докато превключвах превключвателя, контролерът се включва с вентилатор, който издухва въздух над MOSFET. Когато завъртях потенциометъра по часовниковата стрелка, двигателят започна да се върти и постепенно да увеличава скоростта, пропорционална на въртенето на копчето.

Стъпка 8: Крайни резултати

На този етап регулаторът на скоростта е готов и той отиде далеч от очакванията ми, що се отнася до финала. Изглежда, че контролерът работи лесно с 84v батерия и плавно контролира скоростта на двигателя.

Но за да тестваме този регулатор на скоростта на товар, трябва да завършим нашия велосипеден проект и да монтираме всичко на място. Така че момчетата за натоварване, очаквайте видеоклипа за предстоящия проект, който е проект за преобразуване на електрически велосипеди „направи си сам“.

Абонирайте се и следете за предстоящото видео на проекта.

За разбирането.

Направи си сам крал