Aiemmin työnjohtaja työskenteli muuntamalla pyöränsä sähkökäyttöön käyttämällä tasavirtamoottoria automaattiseen ovimekanismiin. Hän loi myös akun, joka on suunniteltu 84 V DC: lle.
Nyt hän tarvitsee nopeussäätimen, joka voi rajoittaa moottorille akusta syöttämää energiaa. Suurinta osaa verkossa käytettävissä olevista nopeudenohjaimista ei ole suunniteltu niin korkeaan jännitteeseen, joten päätettiin tehdä se itse.
Tässä projektissa suunnitellaan ja rakennetaan yksilöllinen PWM-nopeussäädin suurten DC-moottorien nopeuden ohjaamiseksi.
Vaihe 1: Työkalut ja materiaalit
Tätä hanketta varten tarvitset perusjuotostyökaluja, kuten:
- juotosrauta;
- juotos imu;
- pihdit;
Kaavamaiset, Gerber-tiedostot ja luettelo komponenteista ovat saatavana.
Vaihe 2: Suunnittele nopeudenohjain
Koska pyrimme säätämään tasavirtamoottorin nopeutta, voimme käyttää kahta tekniikkaa. Tulojännitettä alentava askelmuunnin on melko monimutkainen, joten päätettiin käyttää PWM-ohjausta (Pulse Width Modulation). Lähestymistapa on helppo hallita akun virtausnopeutta; se kytkeytyy päälle ja pois päältä korkeataajuudella. Polkupyörän nopeuden muuttamiseksi työsuhdetta tai säätimen sammuttamisaikaa muutetaan.
Mekaanisiin kytkimiin ei pitäisi tällä hetkellä kohdistua tätä suurta jännitettä, joten Mosfetin N-kanava, joka on erityisesti suunniteltu käsittelemään kohtuullista määrää virtaa korkealla taajuudella, on sopiva valinta.
Puolipallon kytkemiseksi vaaditaan PWM-signaali, jonka generoi IC-ajastin 555, ja kytkentäsignaalin toimintajaksoa muutetaan 100 kΩ potentiometrillä.
Koska emme voi työskennellä yli 15 V: n 555-ajastimella, joudumme käynnistämään lm5008-muuntimen integroidun piirin, joka laskee tulojännitteen 84 V: sta 10 V DC: iin, jota käytetään ajastimen ja jäähdyttimen tuuletukseen.
Suuren määrän virran prosessoimiseksi käytettiin neljää N-kanavan Mosfettia, jotka on kytketty rinnakkain.
Lisäksi kaikki lisäkomponentit lisättiin datataulukoissa kuvatulla tavalla.
Vaihe 3: Suunnittele piirilevyt
Piirin valmistuttua päätettiin aloittaa erityisen painetun piirilevyn kehittäminen nopeussäätimelle. Laite päätettiin suunnitella siten, että sitä pystytään jatkamaan muokkaamista isännälle, joka käyttää suuria tasavirtamoottoreita.
Piirilevyn suunnittelun idea voi vaatia paljon vaivaa, mutta se on sen arvoista. Yritä aina suunnitella tietyt moduulit taululle. Tällaiset moduulit sisältävät ohjauspiirin ja tehon. Tämä tehdään niin, että kun yhdistät kaiken toisiinsa, voit valita sopivan tulostusraidan leveyden, etenkin tarvikepuolella.
Lisätty on myös neljä kiinnitysreikää, joista on hyötyä ohjaimen asennuksessa ja tuulettimen pitämisessä yhdessä jäähdytyselementin kanssa MOSFET-laitteiden päällä.
Vaihe 4: Tilaa piirilevyjä
Toisin kuin muut DIY-projektin mukautetut osat, piirilevyt ovat ylivoimaisesti kevyimmät. Kun Gerber-tiedostot piirilevyn lopulliseen asetteluun olivat valmiit, jäljellä oli muutama napsautus tilata erikoistuneita piirilevyjä.
Ainoa tämän projektin velho teki mennä PCBWAY: lle ja ladata hänen Gerber-tiedostot. Kun heidän tekninen ryhmä on tarkistanut suunnittelussa virheitä, malli lähetetään tuotantolinjalle. Koko prosessi vie kaksi päivää ja piirilevyt saapuvat määritettyyn osoitteeseen viikon sisällä.
Gerber-tiedostoja, kaavio ja erittely nopeusohjaimen piirilevylle on saatavana.
Vaihe 5: Piirilevyjen kokoaminen
Kuten odotettiin, piirilevyt saapuivat viikon sisällä. Piirilevyjen laatu on ehdottoman virheetön. On aika koota kaikki komponentit eritelmän mukaisesti ja asettaa ne paikoilleen.
Jotta kaikki sujuisi, sinun on aloitettava pienimmästä piirilevyn komponentista, joka tässä tapauksessa on LM5008 Buck -muunnin, SMP-komponentti. Heti kun komponentit oli juotettu, kaavion mukaan, päällikkö alkoi työskennellä suurempien komponenttien kanssa.
Levyn kokoamisen jälkeen on aika asettaa 555-ajastin lovilla oikeaan suuntaan.
Vaihe 6: Jäähdytys
Jos sinulla on niin paljon energiaa käsitellä, on selvää, että levy kuumenee. Siksi, jotta selviytyy ylimääräisestä kuumuudesta, on tarpeen taivuttaa MOSFET-laitteita ja asentaa 12 V: n tuuletin kytkimellä patterien väliin.
Sen jälkeen PWM-nopeussäädin on käyttövalmis.
Vaihe 7: testaa ohjain
Säätimen testaamiseen käytetään päällikön aikaisemmin valmistamaa 84 V: n akkua sähköpolkupyörälle. Säädin on kytketty väliaikaisesti akkuun ja moottoriin, joka on kytketty pyörä takapyörän ajamiseksi.
Kytkimen kytkemisen jälkeen ohjain kytkeytyy päälle ja tuuletin puhaltaa ilma-MOSFET-laitteita. Kun potentiometri pyörii myötäpäivään, moottori alkaa pyöriä ja lisää vähitellen nopeutta suhteessa kahvan kiertoon.
Vaihe 8: Lopputulokset
Nopeussäädin on valmis ja se ylitti kaikki isännän odotukset suhteessa sen kykyihin. Säädin toimii helposti 84 V paristolla ja säätelee moottorin nopeutta tasaisesti.
Mutta testatakseen tätä nopeudenohjainta kuormitettuna isäntä tarvitsee suorittaa polkupyöräprojektinsa ja asentaa kaikki komponentit yhteen.
Voit myös katsoa videon tämän ohjaimen kokoonpanosta: