PWM kontroler brzine DIY 2000 W: 8 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Radio sam na pretvaranju svog bicikla u električni pomoću istosmjernog motora za automatski mehanizam vrata, a za to sam napravio i bateriju s naponom od 84 V DC.

Sada nam je potreban regulator brzine koji može ograničiti količinu energije isporučenu motoru iz baterije. Većina internetskih kontrolora brzine nisu ocijenjeni za toliko visoki napon pa sam odlučio napraviti jedan za sebe. Dakle, ono što će ovaj projekt biti, dizajnirati i izgraditi prilagođeni PWM regulator brzine za kontrolu brzine DC motora velikih razmjera.

Korak 1: Alati Materijali i vještine

Za ovaj projekt potrebni su vam osnovni alati za lemljenje, kao što su:

• Lemilica
• Sisač
• Kliješta i štipaljke

Shematski, Gerberovi dosjei i popis usklađenosti ovdje su dostupni.

Korak 2: Dizajniranje regulatora brzine

Budući da želimo kontrolirati brzinu istosmjernog motora za koji možemo upotrijebiti dva tehnička pitanja, pretvarač u dolarima koji će pojačati ulazni napon, ali je prilično kompliciran, pa smo odlučili ići s PWM kontrolom (širina impulsa Modulacija). Pristup je jednostavan, za kontrolu brzine uključivanje i isključivanje baterije na visokoj frekvenciji. Za promjenu brzine mijenja se radni ciklus ili vrijeme uključivanja i isključivanja prekidača.

Sada se ne očekuje da će mehanički prekidači podlijegati tako velikom naprezanju pa je prikladan izbor za takvu primjenu N-kanalni Mosfet koji je posebno izrađen za podnošenje umjerene količine struje na visokim frekvencijama.

Za prebacivanje MOSFET -ova potreban nam je PWM signal koji proizvodi 555 mjerač vremena, a radni ciklus preklopnog signala se mijenja pomoću 100k potenciometra.

Budući da ne možemo upravljati brojilom 555 iznad 15V, pa smo ugradili IC pretvarač lm5008 Buck koji smanjuje ulazni napon sa 84VDC na 10VDC koji se koristi za napajanje IC mjerača vremena i ventilatora za hlađenje.

Sada sam za rukovanje velikom količinom struje upotrijebio četiri N-kanalna mosfeta koji su spojeni paralelno.

Osim toga što sam dodao sve dodatne komponente kako je opisano u podatkovnim listovima.

Korak 3: Dizajniranje tiskanih ploča

Kad sam dovršio shemu, odlučio sam krenuti s dizajniranjem namjenske PCB -e za regulator brzine jer će nam pomoći ne samo da sve bude uredno, već sam namjeravao dizajnirati ovu jedinicu tako da je sposobna za daljnje izmjene za moje druge DIY projekte koji koristi velike istosmjerne motore.

Čini se da bi ideja o dizajnu PCB -a trebala uložiti puno truda, ali vjerujte da je vrijedno svega toga kad se dočepate prilagođenih ploča. Pa sam s tim na umu dizajnirao tiskanu ploču za jedinicu regulatora brzine. Uvijek pokušajte definirati određena područja, poput upravljačkog kruga i napajanja s druge strane, tako da kada sve povezujete zajedno, morate ići s odgovarajućom širinom kolosijeka, posebno na strani napajanja.

Dodao sam i četiri montažne rupe koje će biti korisne za postavljanje kontrolera i držanje ventilatora za hlađenje zajedno s hladnjakom iznad MOSFET -ova.

Korak 4: Naručivanje PCB -a

Za razliku od bilo kojeg drugog prilagođenog dijela za vaš DIY projekt, PCB -ove je zasigurno najlakše nabaviti. Da Sada, nakon što smo generirali gerber datoteke našeg konačnog izgleda PCB -a, samo smo nekoliko klikova udaljeni od naručivanja prilagođenih PCB -a.

Sve što sam učinio je krenuo prema PCBWAY -u i nakon što sam prošao kroz hrpu opcija postavio sam svoje gerber datoteke. Nakon što njihov tehnički tim provjeri ima li grešaka, vaš dizajn se prosljeđuje proizvodnoj liniji. Cijeli proces trajat će dva dana da se dovrši i nadamo se da ćete svoje PCB -ove nabaviti u roku od samo tjedan dana.

PCBWAY je svojom podrškom omogućio ovaj projekt pa odvojite vrijeme i pogledajte njihovu web stranicu. Oni nude standardne PCB-ove, PCB-ove za brzo okretanje, SMD itd., Pa za popuste do 30% na vašim PCB-ovima posjetite ovu vezu.

Gerber datoteke, sheme i BOM (Bill of Material) za PCB regulatora brzine ovdje su dostupni.

Korak 5: Sastavljanje PCB -a

Očekivano, PCB -i su stigli u roku od tjedan dana, a završetak je jednostavno previše dobar. Kvaliteta PCB -a je apsolutno besprijekorna. Sada je vrijeme da prikupite sve komponente kako je spomenuto u BOM (Bill of Material) i postavite ih na mjesto.

Kako bi stvari nastavile teći, moramo početi s najmanjom komponentom na PCB -u, što je u našem slučaju LM5008 Buck pretvarač, SMP komponenta. Nakon što smo ga omekšali lemilicom, jer nemamo vrući pištolj za obradu SMD komponente, tada smo omekšali induktor pored njega i krenuli prema većim komponentama.

Kad završimo s sastavljanjem ploča, vrijeme je da spustite mjerač vremena 555 na mjesto s urezom u ispravnom smjeru.

Korak 6: Rashladite stvari

S ovom količinom energije s kojom ćemo se nositi, očito se očekuje da će se stvari zahuktati. Dakle, kako bismo se nosili s tim, savit ćemo MOSFET -ove i montirati ventilator od 12 V s hladnjakom u sendviču između njih.

Kad se to učini, zvijer kontrolera brzine PWM -a spremna je za rad.

Korak 7: Testiranje kontrolera

Za testiranje kontrolera namjeravamo upotrijebiti prilagođenu bateriju od 84V koju smo izgradili za naš električni bicikl. Upravljač je privremeno spojen na bateriju i motor koji je pričvršćen na bicikl za pogon stražnjeg kotača.

Dok sam prebacio prekidač, kontroler se napaja ventilatorom koji puše zrak preko MOSFET -ova. Dok sam okretao potenciometar u smjeru kazaljke na satu, motor se počeo okretati i postupno povećavao brzinu proporcionalno okretanju gumba.

Korak 8: Konačni rezultati

U ovoj je fazi regulator brzine spreman i otišao je daleko od mojih očekivanja što se tiče cilja. Čini se da kontroler lako radi na bateriji od 84 V i glatko kontrolira brzinu motora.

No da bismo testirali ovaj regulator brzine na opterećenju, moramo dovršiti naš projekt bicikla i sve postaviti na svoje mjesto. Tako da momci za performanse opterećenja očekujte nadolazeći video projekt koji je DIY projekt pretvorbe električnih bicikala.

Pretplatite se i pratite novosti o nadolazećem videu projekta.

Pozdrav.

Uradi sam kralj