Daha önce ustabaşı, otomatik kapı mekanizması için bir DC motor kullanarak bisikletini elektrikli bir bisiklete dönüştürmeye çalıştı. Ayrıca 84 V DC için tasarlanmış bir pil yarattı.
Şimdi motora aküden sağlanan enerji miktarını sınırlayabilen bir hız kontrol cihazına ihtiyacı var. Ağda bulunan hız kontrol cihazlarının çoğu böyle yüksek bir voltaj için tasarlanmamıştır, bu yüzden kendiniz yapmaya karar verildi.
Bu projede, büyük ölçekli DC motorların hızını kontrol etmek için ayrı bir PWM hız kontrol cihazı tasarlanacak ve inşa edilecektir.
Adım 1: Araçlar ve Malzemeler
Bu proje için temel lehimleme araçlarına ihtiyacınız olacak, örneğin:
- Havya;
- lehim emişi;
- pense;
Şematik, Gerber dosyaları ve bileşenlerin bir listesi mevcuttur.
Adım 2: Bir Hız Kontrolörü Tasarlayın
DC motorun hızını kontrol etmeye çalıştığımız için iki teknoloji kullanabiliriz. Giriş voltajını düşüren bir azaltma dönüştürücü oldukça karmaşıktır, bu nedenle PWM Kontrolü (Darbe Genişliği Modülasyonu) kullanılmasına karar verildi. Yaklaşım, pil gücünün hızını kontrol etmek kolaydır; yüksek frekansla açılır ve kapanır. Bisikletin hızını değiştirmek için, görev döngüsü veya kontrolörün kapatılması için gereken süre değiştirilir.
Mekanik anahtarlar şu anda bu yüksek voltaja tabi olmamalıdır, bu nedenle özellikle yüksek frekansta ılımlı miktarda akımı işlemek için tasarlanmış olan Mosfet N kanalı uygun bir seçimdir.
Yarımküreleri değiştirmek için IC zamanlayıcı 555 tarafından üretilen bir PWM sinyaline ihtiyaç duyulur ve anahtarlama sinyalinin görev döngüsü 100 kΩ potansiyometre kullanılarak değiştirilir.
15 V üzerinde bir 555 zamanlayıcı ile çalışamayacağımız için, zamanlayıcıyı ve soğutma fanını çalıştırmak için kullanılan giriş voltajını 84 V'tan 10 V DC'ye düşüren lm5008 dönüştürücü entegre devresini açmamız gerekecek.
Büyük miktarda akımı işlemek için, paralel bağlanan dört N-kanallı Mosfet kullanıldı.
Ek olarak, tüm ilave bileşenler veri tablolarında açıklandığı gibi eklenmiştir.
Adım 3: PCB Tasarlama
Devreyi bitirdikten sonra, hız kontrolörü için özel bir baskılı devre kartı geliştirmeye karar verildi. Bu cihazın, büyük DC motorları kullanan ustanın diğer DIY projeleri için daha fazla değişiklik yapabilmesi için tasarlanmasına karar verildi.
Bir devre kartı tasarlama fikri çok çaba gerektirebilir, ancak buna değer. Her zaman tahtada belirli modüller tasarlamaya çalışın. Bu modüller kontrol devresi ve gücü içerir. Bu, her şeyi birbirine bağlarken, özellikle besleme tarafında olmak üzere, yazdırma yolunun uygun genişliğini seçebileceğiniz şekilde yapılır.
Denetleyiciyi monte etmek ve fanı soğutucu ile birlikte MOSFET'ler üzerinde tutmak için kullanışlı olacak dört montaj deliği de eklenmiştir.
4. Adım: PCB sipariş edin
Bir DIY projesi için herhangi bir özel parçanın aksine, baskılı devre kartları en hafif olanıdır. Devre kartının son düzeni için Gerber dosyaları hazır olduğunda, özel baskılı devre kartları sipariş etmek için birkaç tıklama kaldı.
Bu projenin sihirbazının yaptığı tek şey PCBWAY'e gitmek ve Gerber dosyalarını yüklemekti. Teknik ekipleri tasarımda hataları kontrol ettikten sonra, tasarım üretim hattına gönderilecektir. Tüm süreç iki gün sürecek ve baskılı devre kartları bir hafta içinde belirtilen adrese ulaşacaktır.
Gerber dosyaları, şematik ve hız kontrol cihazı devre kartı için özellikler mevcuttur.
Adım 5: PCB'lerin montajı
Beklendiği gibi, devre kartları bir hafta içinde geldi. Baskılı devre kartlarının kalitesi kesinlikle kusursuzdur. Tüm bileşenleri spesifikasyonda belirtildiği gibi birleştirme ve yerine koyma zamanı.
Her şeyin yolunda gitmesi için, devre kartındaki en küçük bileşenle başlamamız gerekir, bu da bizim durumumuzda SM500 bileşeni olan LM5008 Buck dönüştürücüdür. Bileşenler lehimlendiği anda, şemaya göre, usta daha büyük bileşenlerle çalışmaya başladı.
Kartı monte ettikten sonra, 555 zamanlayıcıyı doğru yönde bir çentikle ayarlama zamanı.
Adım 6: Soğutma
Başa çıkmak için çok fazla enerji olduğunda, kartın ısınacağı açıktır. Bu nedenle, aşırı ısı ile başa çıkmak için MOSFET'leri bükmek ve radyatörler arasında bir anahtar bulunan 12 V'luk bir fan takmak gerekir.
Bundan sonra, PWM hız kontrol cihazı çalışmaya hazırdır.
7.Adım: Denetleyiciyi test etme
Denetleyiciyi test etmek için, elektrikli bisiklet için daha önce master tarafından yapılmış 84 V'luk bir pil kullanılacaktır. Kontrolör geçici olarak aküye ve bağlı olan motora bağlıdır bisiklet arka tekerleği sürmek için.
Anahtarı değiştirdikten sonra kontrolör açılır ve fan hava MOSFET'lerini üfler. Potansiyometre saat yönünde döndüğünde, motor dönmeye başlar ve sapın dönüşüyle orantılı olarak hızı kademeli olarak artırır.
Adım 8: Nihai Sonuçlar
Hız kontrol cihazı hazırdır ve master ile yeteneklerine ilişkin tüm beklentileri aşmıştır. Kontrolör, 84 V'luk bir aküyle kolayca çalışır ve motorun hızını sorunsuz bir şekilde kontrol eder.
Ancak bu hız kontrol cihazını yük altında test etmek için ustanın bisiklet projesini tamamlaması ve tüm bileşenleri bir araya getirmesi gerekiyor.
Bu denetleyicinin montajıyla ilgili bir video da izleyebilirsiniz: