DIY 2000 watin PWM -nopeudensäädin: 8 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Olen työskennellyt polkupyöräni muuttamiseksi sähköiseksi käyttämällä tasavirtamoottoria automaattiselle ovimekanismille ja tätä varten olen myös tehnyt akun, jonka nimellisarvo on 84 V DC.

Nyt tarvitsemme nopeussäätimen, joka voi rajoittaa akusta moottoriin syötettävän energian määrää. Suurinta osaa verkossa toimivista nopeudensäätimistä ei ole luokiteltu niin suurelle jännitteelle, joten päätin rakentaa sellaisen itselleni. Joten tämä on tämä projekti, suunnitella ja rakentaa räätälöity PWM -nopeussäädin suurten DC -moottoreiden nopeuden ohjaamiseksi.

Vaihe 1: Työkalut Materiaalit ja taidot

Tätä projektia varten tarvitset perustyökaluja, kuten:

• Juotin
• Tikkari
• Pihdit ja piikit

Kaavamaiset Gerber -tiedostot ja kommenttien luettelo ovat saatavilla täältä.

Vaihe 2: Nopeussäätimen suunnittelu

Koska pyrimme hallitsemaan tasavirtamoottorin nopeutta, jolle voimme käyttää kahta tekniikkaa, Buck -muunnin, joka pienentää syöttöjännitettä, mutta on melko monimutkainen, joten olemme päättäneet käyttää PWM -ohjausta (pulssin leveys) Modulaatio). Lähestymistapa on yksinkertainen, jotta voidaan hallita nopeutta, jonka jälkeen akkuvirta kytketään päälle ja pois suurella taajuudella. Nopeuden muuttamiseksi muutetaan toimintajaksoa tai kytkimen virrankatkaisuaikaa.

Nyt mekaanisten kytkimien ei odoteta kärsivän niin suurta jännitystä, joten sopiva valinta tällaiseen sovellukseen on N-kanavainen Mosfet, joka on erityisesti suunniteltu käsittelemään kohtuullista virtaa korkealla taajuudella.

Mosfettien vaihtamiseksi tarvitsemme PWM -signaalin, jonka tuottaa 555 -ajastin -IC ja kytkentäsignaalin toimintajaksoa vaihdellaan 100k -potentiometrillä.

Koska emme voi käyttää 555 -ajastinta 15v: n yläpuolella, sisällytimme siihen lm5008 Buck -muuntimen IC, joka laskee syöttöjännitteen 84VDC: stä 10VDC: hen, jota käytetään ajastimen IC: n ja jäähdytyspuhaltimen virransyöttöön.

Nyt käsittelemään suurta virtaa olen käyttänyt neljää N-kanavaista Mosfetia, jotka on kytketty rinnakkain.

Sen lisäksi, että olen lisännyt kaikki täydentävät komponentit, kuten on kuvattu esitteissä.

Vaihe 3: Piirilevyjen suunnittelu

Kaavion valmistuttua olen päättänyt suunnitella omaa piirilevyä nopeudensäätimelle, koska se ei ainoastaan auta meitä pitämään kaikkea siistinä, mutta aioin suunnitella tämän yksikön niin, että se pystyy muokkaamaan muita DIY -projektejani. käyttää suuria DC -moottoreita.

Ajatus piirilevyn suunnittelusta saattaa tuntua vaativan paljon työtä, mutta uskokaa sen kaiken arvoiseksi, kun saat käsiinne räätälöityjä levyjä. Tämän vuoksi suunnittelin piirilevyn nopeudensäätöyksikköä varten. Yritä aina määrittää tietyt alueet, kuten ohjauspiiri ja virta toiselta puolelta, jotta kun kytket kaiken yhteen, on hyvä mennä sopivalla raideleveydellä erityisesti tehopuolella.

Olen myös lisännyt neljä kiinnitysreikää, jotka ovat hyödyllisiä ohjaimen asennuksessa ja pitävät myös tuulettimen yhdessä jäähdytyselementin kanssa MOSFETien yläpuolella.

Vaihe 4: Piirilevyjen tilaaminen

Toisin kuin mikään muu räätälöity osa DIY -projektillesi, piirilevyt ovat varmasti helpoin hankkia. Kyllä Nyt kun olemme luoneet gerber -tiedostoja valmiista piirilevyasettelustamme, olemme vain muutaman napsautuksen päässä tilaamasta räätälöityjä piirilevyjämme.

Kaikki, mitä tein, oli päästä PCBWAY: hen ja kun olen käynyt läpi joukon vaihtoehtoja siellä, latasin gerber -tiedostoni. Kun heidän tekninen tiiminsä on tarkistanut virheen, suunnittelusi lähetetään tuotantolinjalle. Koko prosessi kestää kaksi päivää ja toivottavasti saat PCB: si viikon sisällä.

PCBWAY on mahdollistanut tämän projektin tuen avulla, joten vie aikaa ja vilkaise heidän verkkosivustoaan. Ne tarjoavat vakiopiirilevyjä, pikakääntöpiirilevyjä, SMD-levyjä jne., Joten saat jopa 30%: n alennuksen piirilevyistäsi tästä linkistä.

Gerber -tiedostot, kaaviokuva ja BOM (Bill Of Material) nopeusohjaimen piirilevylle ovat käytettävissä täällä.

Vaihe 5: Piirilevyjen kokoaminen

Kuten odotettiin, piirilevyt saapuivat viikossa ja viimeistely on aivan liian hyvä. Piirilevyjen laatu on täysin virheetön. Nyt on aika kerätä kaikki komponentit, kuten BOM: ssä (Bill of Material) mainitaan, ja pudottaa ne paikoilleen.

Jotta asiat sujuisivat, meidän on aloitettava piirilevyn pienimmästä komponentista, joka meidän tapauksessamme on LM5008 Buck -muunnin, SMP -komponentti. Kun sotterimme sen juotospunoksella, koska meillä ei ole kuumaa pistoolia SMD -komponentin käsittelyyn, sotterimme sen vieressä olevan induktorin ja siirryimme kohti suurempia komponentteja.

Kun olemme koonneet levyt, on aika pudottaa 555 -ajastin paikalleen lovella oikeaan suuntaan.

Vaihe 6: Jäähdytä asioita

Kun meillä on paljon valtaa, asioiden odotetaan lämpenevän. Joten tämän käsittelemiseksi aiomme taivuttaa MOSFETit ja asentaa 12 voltin tuulettimen, jonka välissä on jäähdytyselementti.

Kun tämä on tehty, PWM -nopeussäätimen peto on valmis rullaamaan.

Vaihe 7: Säätimen testaus

Ohjaimen testaamiseksi käytämme 84 V: n räätälöityä akkua, jonka olemme rakentaneet sähköpolkupyöräämme varten. Säädin on tilapäisesti kytketty akkuun ja moottoriin, joka on kiinnitetty polkupyörään takapyörän ajamiseksi.

Kun valitsin kytkimen, ohjain käynnistyy ja tuuletin puhaltaa ilmaa MOSFET -laitteiden yli. Kun käänsin potentiometriä myötäpäivään, moottori alkoi pyöriä ja nopeutta lisättiin vähitellen suhteessa nupin kiertoon.

Vaihe 8: Lopputulokset

Tässä vaiheessa nopeudensäädin on valmis ja se meni odotuksieni suhteen viimeistelyn osalta. Ohjain näyttää toimivan helposti 84 voltin akulla ja säätää moottorin nopeutta tasaisesti.

Mutta testataksemme tätä nopeudensäädintä kuormitettuna meidän on saatettava polkupyöräprojektimme päätökseen ja asennettava kaikki paikoilleen. Joten kuorman suorituskyvyn kaverit pysy kuulolla tulevasta projektivideosta, joka on DIY -sähköpolkupyörän muuntamisprojekti.

Tilaa ja pysy kuulolla tulevaa projektivideota varten.

Terveiset.

DIY kuningas