Korábban a művezető a motorja elektromosá történő átalakításán dolgozott, egyenáramú motor segítségével automatikusan az ajtó mechanizmusát. Ezenkívül létrehozott egy akkumulátort, amelyet 84 V DC-hez terveztek.
Most szüksége van egy sebességszabályozóra, amely korlátozhatja az akkumulátorból a motorba juttatott energiamennyiséget. A hálózaton elérhető sebességszabályozók nagy részét nem ilyen magas feszültségre tervezték, ezért úgy döntöttek, hogy ezt csinálják maguknak.
Ebben a projektben egy egyedi PWM fordulatszám-vezérlőt terveznek és építenek a nagyméretű DC motorok fordulatszámának szabályozására.
1. lépés: Szerszámok és anyagok
Ehhez a projekthez alapvető forrasztási eszközökre lesz szüksége, mint például:
- Forrasztópáka;
- forrasztó szívás;
- fogó;
Vázlatos, Gerber fájlok és összetevők listája áll rendelkezésre.
2. lépés: Tervezze meg a sebességszabályzót
Mivel a DC motor sebességének ellenőrzésére törekszünk, két technológiát használhatunk. A bemeneti feszültséget csökkentő átalakító meglehetősen bonyolult, ezért úgy döntött, hogy a PWM vezérlőt (Pulse Width Modulation) használja. A megközelítés egyszerű az akkumulátor sebességének szabályozása, magas frekvenciával be- és kikapcsol. A kerékpár sebességének megváltoztatásához megváltozik a működési ciklus vagy a vezérlő kikapcsolásának időszaka.
A mechanikus kapcsolókra jelenleg nem szabad kitéve ezt a nagyfeszültséget, így a Mosfet N-csatorna, amelyet kifejezetten közepes mennyiségű áram magas frekvencián történő kezelésére terveztek, megfelelő választás.
A félgömbök átváltásához PWM jelre van szükség, amelyet az 555 IC időzítő generál, és a kapcsolási jel teljes ciklusát 100 kΩ potenciométerrel megváltoztatjuk.
Mivel nem tudunk 155 feletti 555 időzítővel működni, be kell kapcsolnunk az lm5008 konverter integrált áramkört, amely a bemeneti feszültséget 84 V-ról 10 V DC-re csökkenti, amelyet az időzítő és a hűtőventilátor táplálására használunk.
Nagy mennyiségű áram feldolgozására négy N-csatornás Mosfetet használtunk, amelyeket párhuzamosan kötünk össze.
Ezenkívül az összes további komponenst hozzáadtuk az adattáblákban leírtaknak megfelelően.
3. lépés: PCB-k tervezése
Az áramkör befejezése után döntöttek egy speciális nyomtatott áramköri kártya fejlesztéséről a sebességszabályozó számára. Úgy döntöttek, hogy ezt az eszközt úgy tervezik meg, hogy az a továbbiakban is módosítható legyen a mester, a nagy egyenáramú motorokat használó barkácskészítési projektek számára.
Az áramköri lap tervezésének ötlete sok erőfeszítést igényelhet, de megéri. Másrészt mindig próbáljon meg egyedi modulokat megtervezni a táblán. Az ilyen modulok tartalmazzák a vezérlő áramkört és az áramellátást. Ezt úgy végezzük, hogy amikor mindent összekapcsolunk, akkor kiválaszthatja a nyomtatási sáv megfelelő szélességét, különösen az ellátási oldalon.
Négy szerelőfurat került hozzáadásra, amelyek hasznosak lehetnek a vezérlő felszereléséhez és a ventilátornak a hűtőbordaval való együtttartásához a MOSFET-ek felett.
4. lépés: Rendeljen PCB-ket
A barkácskártya projekt minden más egyedi alkatrészével ellentétben a nyomtatott áramköri táblák messze a legkönnyebbek. Miután az áramköri lap végleges elrendezésére szolgáló Gerber fájlok készen álltak, volt néhány kattintás, hogy speciális nyomtatott áramköri kártyákat rendeljenek.
A projekt varázslója csak a PCBWAY-hez ment, és feltöltötte Gerber-fájljait. Miután a műszaki csapat ellenőrizte a hibát a tervben, a tervezetet elküldik a gyártósornak. Az egész folyamat két napot vesz igénybe, és a nyomtatott áramköri táblák egy héten belül megérkeznek a megadott címre.
Gerber fájlok, vázlat és specifikáció áll rendelkezésre a sebességszabályozó áramköri laphoz.
5. lépés: PCB-k összeszerelése
A várakozások szerint az áramköri táblák egy héten belül megérkeztek. A nyomtatott áramköri lapok minősége teljesen hibátlan. Ideje összeszerelni az alkatrészeket a specifikációban leírtak szerint, és behelyezni.
Ahhoz, hogy minden zökkenőmentesen menjen, az áramköri lap legkisebb elemével kell kezdenie, amely esetünkben az LM5008 Buck konverter, az SMP komponens. Amint az alkatrészeket megforrasztották, az ábra szerint a mester nagyobb alkatrészekkel kezdett dolgozni.
A tábla összeszerelése után itt az ideje beállítani az 555 időzítőt egy bevágással a helyes irányba.
6. lépés: Hűtés
Annyi energiával kell foglalkoznia, nyilvánvaló, hogy a tábla felmelegszik. Ezért ahhoz, hogy megbirkózzon a fölösleges hővel, meg kell hajlítani a MOSFET-eket, és be kell szerelni egy 12 V-os ventilátort egy kapcsolóval a radiátorok között.
Ezután a PWM sebességszabályozó készen áll a működésre.
7. lépés: a vezérlő tesztelése
A vezérlő teszteléséhez egy 84 V-os akkumulátort kell használni egy elektromos kerékpárhoz, amelyet a mester korábban készített. A vezérlő ideiglenesen csatlakozik az akkumulátorhoz és a motorhoz, amelyhez van csatlakoztatva bicikli a hátsó kerék meghajtásához.
A kapcsoló bekapcsolása után a vezérlő bekapcsol, és a ventilátor levegőt fúj MOSFET-eket. Amikor a potenciométer az óramutató járásával megegyezően forog, a motor elkezdi forogni, és fokozatosan növeli a fordulatszámot, a fogantyú forgásának arányában.
8. lépés: Végső eredmények
A sebességszabályozó készen áll és meghaladta a mester elvárásait a képességeivel kapcsolatban. A vezérlő egyszerűen működik egy 84 V-os akkumulátorral és simán szabályozza a motor fordulatszámát.
De ahhoz, hogy ezt a sebességszabályzót terhelés alatt teszteljék, a mesternek be kell fejeznie a kerékpár-projektet és összeszerelnie kell az összes alkatrészt.
Megnézhet egy videót a vezérlő összeszereléséről: