Anterior, șeful a lucrat la transformarea bicicletei sale într-una electrică, folosind un motor cu curent continuu pentru un mecanism de ușă automată. De asemenea, a creat o baterie proiectată pentru 84 V CC.
Acum are nevoie de un controler de viteză, care poate limita cantitatea de energie furnizată motorului din baterie. Majoritatea controlerelor de viteză disponibile în rețea nu sunt proiectate pentru o tensiune atât de ridicată, așa că s-a decis să o faceți singur.
În acest proiect, un controler individual de viteză PWM va fi proiectat și construit pentru a controla viteza motoarelor de curent continuu pe scară largă.
Pasul 1: Instrumente și materiale
Pentru acest proiect, veți avea nevoie de instrumente de bază de lipit, cum ar fi:
- fier de lipit;
- aspirație de lipit;
- clesti;
Fișiere schematice, Gerber și o listă de componente sunt disponibile.
Pasul 2: Proiectați un controler de viteză
Deoarece ne străduim să controlăm viteza motorului cu curent continuu, putem folosi două tehnologii. Un convertor descrescător care scade tensiunea de intrare este destul de complicat, așa că s-a decis să se utilizeze PWM Control (Pulse Width Modulation). Abordarea este simplă pentru a controla viteza de alimentare a bateriei, se activează și se oprește cu frecvență înaltă. Pentru a schimba viteza bicicletei, ciclul de serviciu sau perioada de timp pentru oprirea regulatorului sunt modificate.
Întrerupătoarele mecanice nu ar trebui să fie supuse acestei tensiuni în acest moment, astfel încât canalul N Mosfet, care este proiectat special pentru a gestiona o cantitate moderată de curent la frecvență ridicată, este o alegere adecvată.
Pentru a comuta emisferele, este necesar un semnal PWM, care este generat de cronometrul IC 555, iar ciclul de funcționare al semnalului de comutare este schimbat folosind un potențiometru de 100 kΩ.
Întrucât nu putem lucra cu cronometrul 555 peste 15 V, va trebui să activăm circuitul integrat convertor lm5008, care scade tensiunea de intrare de la 84 V la 10 V CC, care este utilizat pentru alimentarea cronometrului și a ventilatorului de răcire.
Pentru a procesa o cantitate mare de curent, au fost utilizate patru Mosfete cu canal N, care sunt conectate în paralel.
În plus, toate componentele suplimentare au fost adăugate așa cum este descris în tabelele de date.
Pasul 3: Proiectare PCB-uri
După ce a terminat circuitul, s-a decis începerea dezvoltării unei plăci de circuite tipărite speciale pentru regulatorul de viteză. S-a decis proiectarea acestui dispozitiv astfel încât să poată fi modificat în continuare pentru alte proiecte de bricolaj ale maestrului care folosesc motoare cu curent continuu.
Ideea de a proiecta o placă de circuit poate necesita mult efort, dar merită. Încercați întotdeauna să proiectați module specifice pe placă pe de altă parte. Astfel de module includ circuitele de control și puterea. Acest lucru se face astfel încât, atunci când conectați totul împreună, puteți alege lățimea corespunzătoare a pistei de imprimare, în special pe partea de furnizare.
De asemenea, au fost adăugate patru găuri de montare, care vor fi utile pentru montarea controlerului și pentru a ține ventilatorul împreună cu radiatorul deasupra MOSFET-urilor.
Pasul 4: Comandați PCB-uri
Spre deosebire de orice altă parte personalizată pentru un proiect DIY, plăcile de circuit imprimat sunt de departe cele mai ușoare. Odată ce fișierele Gerber pentru aspectul final al plăcii de circuit au fost gata, au mai rămas câteva clicuri pentru a comanda plăci de circuit tipărite specializate.
Tot ce a făcut expertul acestui proiect a fost să meargă la PCBWAY și să încărce fișierele lui Gerber. După ce echipa lor tehnică va verifica erorile de proiectare, proiectul va fi trimis liniei de producție. Întregul proces va dura două zile, iar plăcile de circuit imprimat vor ajunge la adresa specificată într-o săptămână.
Sunt disponibile fișiere Gerber, schema și specificațiile pentru placa de circuit a controlerului de viteză.
Pasul 5: Asamblarea PCB-urilor
Așa cum era de așteptat, plăcile de circuit au ajuns într-o săptămână. Calitatea plăcilor de circuit imprimat este absolut impecabilă. Este timpul să asamblați toate componentele conform indicațiilor din caietul de sarcini și să le puneți la loc.
Pentru ca totul să meargă fără probleme, trebuie să începeți cu cea mai mică componentă de pe placa de circuit, care în cazul nostru este convertorul LM5008 Buck, componenta SMP. De îndată ce componentele au fost lipite, conform schemei, maestrul a început să lucreze cu componente mai mari.
După asamblarea plăcii, este timpul să setați cronometrul 555 cu o crestătură în direcția corectă.
Pasul 6: Răcire
Cu atât de multă energie pentru a face față, este evident că placa se va încălzi. Prin urmare, pentru a face față excesului de căldură, este necesar să îndoiți MOSFET-urile și să instalați un ventilator de 12 V cu un comutator între calorifere.
După aceea, regulatorul de viteză PWM este gata de funcționare.
Pasul 7: testarea controlerului
Pentru testarea controlerului, se va folosi o baterie de 84 V pentru o bicicletă electrică, care a fost fabricată de maestru mai devreme. Controlerul este conectat temporar la baterie și la motor, la care este atașat bicicletă pentru a conduce roata din spate.
După comutarea comutatorului, regulatorul pornește și ventilatorul aruncă MOSFET-uri de aer. Când potențiometrul se rotește în sensul acelor de ceasornic, motorul începe să se rotească și crește treptat viteza, proporțional cu rotația mânerului.
Pasul 8: Rezultate finale
Regulatorul de viteză este gata și a depășit toate așteptările maestrului în raport cu capacitățile sale. Controlerul funcționează ușor cu o baterie de 84 V și controlează fără probleme viteza motorului.
Însă, pentru a testa acest controler de viteză sub sarcină, comandantul trebuie să își finalizeze proiectul de bicicletă și să monteze toate componentele împreună.
Puteți viziona și un videoclip pe ansamblul acestui controler: