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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

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

Sada nam je potreban regulator brzine koji može ograničiti količinu energije isporučenu motoru iz baterije. Većina online 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 velikih istosmjernih motora.

Korak 1: Alati, materijali i vještine

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

• Lemilica
• Naivčina
• Kliješta i štipaljke

Shematski, Gerberovi fajlovi i spisak zajedničkih vrijednosti mogu se provjeriti ovdje.

Korak 2: Dizajniranje kontrolera brzine

Budući da želimo kontrolirati brzinu istosmjernog motora za koji možemo upotrijebiti dva tehnička upita, 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 napajanja baterije na visokoj frekvenciji. Za promjenu brzine mijenja se radni ciklus ili vrijeme uključivanja i isključivanja prekidača.

Sada se ne očekuje da mehanički prekidači trpe tako veliko naprezanje pa je odgovarajući izbor za takvu primjenu N-kanalni Mosfet koji je posebno napravljen da podnese umjerenu količinu struje na visokim frekvencijama.

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

Budući da ne možemo raditi s 555 tajmerom iznad 15V, pa smo ugradili IC pretvarač lm5008 Buck koji smanjuje ulazni napon sa 84VDC na 10VDC koji se koristi za napajanje IC -a tajmera 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 besplatne komponente kako je opisano u listovima s podacima.

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 PCB za jedinicu regulatora brzine. Uvijek pokušajte definirati određene regije, 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 sa 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 nas nekoliko klikova dijeli 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 tehnički tim provjeri ima li grešaka greške, vaš dizajn se prosljeđuje proizvodnoj liniji. Cijeli proces će trajati dva dana da se završi i nadamo se da ćete svoje PCB -ove nabaviti u roku od jedne sedmice.

PCBWAY je svojom podrškom omogućio ovaj projekt, stoga 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 vaše PCB-ove posjetite ovu vezu.

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

Korak 5: Sklapanje PCB -a

Očekivano, PCB -i su stigli u roku od sedmice, 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.

Da bismo stvari nastavili 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.

Kada završimo sa sastavljanjem ploča, vrijeme je da spustite mjerač vremena 555 na mjesto sa zarezom 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 to riješili, savit ćemo MOSFET -ove i montirati ventilator od 12 V sa hladnjakom u sendviču između njih.

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

Korak 7: Testiranje kontrolera

Za testiranje kontrolera namjeravamo upotrijebiti prilagođenu bateriju od 84V koju smo izgradili za naš električni bicikl. Kontroler je privremeno povezan s baterijom i motorom koji je pričvršćen na bicikl za pogon stražnjeg kotača.

Dok sam prebacivao prekidač, kontroler se uključuje tako da ventilator puše zrak preko MOSFET -ova. Dok sam okretao potenciometar u smjeru kazaljke na satu, motor se počeo okretati i postepeno povećavao brzinu proporcionalno okretanju dugmeta.

Korak 8: Konačni rezultati

U ovoj fazi regulator brzine je 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 završiti naš projekt bicikla i sve montirati na mjesto. Zato momci za performanse na opterećenju očekujte nadolazeći video spot koji je DIY projekt konverzije električnih bicikala.

Pretplatite se i pratite novosti o predstojećem video projektu.

Pozdrav.

DIY King