Prije toga, šef je radio na pretvaranju svog bicikla u električni, koristeći DC motor za automatski mehanizam vrata. Također je stvorio bateriju dizajniranu za 84 V DC.
Sada mu je potreban regulator brzine, koji može ograničiti količinu energije koja se motoru isporučuje iz baterije. Većina regulatora brzine koji su dostupni na mreži nisu dizajnirani za tako visok napon, pa je odlučeno da to učinite sami.
U ovom će projektu biti dizajniran i izgrađen pojedinačni PWM regulator brzine za kontrolu brzina velikih istosmjernih motora.
1. korak: Alati i materijali
Za ovaj projekt trebat će vam osnovni alati za lemljenje, poput:
- lemljenje željeza;
- usisavanje lemljenja;
- kliješta;
Shematske, Gerber datoteke i popis komponenti su dostupni.
Korak 2: Dizajnirajte regulator brzine
Budući da težimo kontroli brzine istosmjernog motora, možemo koristiti dvije tehnologije. Pojasni pretvarač koji snižava ulazni napon prilično je kompliciran, pa je odlučeno da se koristi PWM Control (Pulse Width Modulacija). Pristup je jednostavan za kontrolu brzine napajanja baterijom, uključuje se i isključuje s visokom frekvencijom. Za promjenu brzine bicikla mijenja se radni ciklus ili vremensko razdoblje za isključivanje regulatora.
U ovom trenutku mehanički prekidači ne bi trebali biti podvrgnuti ovom visokom naponu, tako da je Mosfet N-kanal, koji je posebno dizajniran da podnosi visoku frekvenciju umjerene količine, prikladan izbor za ovu primjenu.
Za prebacivanje hemisfera potreban je PWM signal koji generira IC timer 555, a radni ciklus prekidačkog signala mijenja se potenciometrom od 100 kΩ.
Budući da ne možemo raditi s 555 tajmerom iznad 15 V, morat ćemo uključiti integrirani krug pretvarača lm5008, koji snižava ulazni napon s 84 V na 10 V istosmjernog napona, koji se koristi za napajanje tajmera i ventilatora hlađenja.
Za obradu velike količine struje korištene su četiri N-kanalne mosfete koje su paralelno povezane.
Dodatno su dodane sve dodatne komponente kao što je opisano u podatkovnim tablicama.
Korak 3: Dizajnirajte PCB
Po završetku kruga odlučeno je započeti razvoj posebne tiskane pločice za regulator brzine. Odlučeno je dizajnirati ovaj uređaj tako da je u njemu moguće daljnje modifikacije za druge samostalne projekte majstora koji koriste velike istosmjerne motore.
Ideja o dizajnu pločice možda zahtijeva puno napora, ali isplati se. S druge strane, uvijek pokušajte dizajnirati određene module na ploči. Takvi moduli uključuju upravljački krug i snagu. To se postiže tako da kad spojite sve zajedno, možete odabrati odgovarajuću širinu zapisa za ispis, posebno na strani isporuke.
Dodane su i četiri rupe za pričvršćivanje koje će biti korisne za postavljanje regulatora i držanje ventilatora zajedno s hladnjakom preko MOSFET-a.
Korak 4: Naručite PCB
Za razliku od bilo kojeg drugog prilagođenog dijela za DIY projekt, tiskane pločice daleko su najlakše. Nakon što su Gerber-ove datoteke za konačni izgled pločice bile spremne, preostalo je nekoliko klikova za naručivanje specijaliziranih tiskanih pločica.
Sve što je učinio čarobnjak ovog projekta bilo je otići na PCBWAY i uploadati svoje Gerber datoteke. Nakon što njihov tehnički tim provjeri dizajn na pogreške, dizajn će biti poslan na proizvodnu liniju. Cijeli će postupak trajati dva dana, a ploče s tiskanim krugovima stići će na navedenu adresu u roku od tjedan dana.
Dostupne su Gerber datoteke, shema i specifikacije za sklop regulatora brzine.
Korak 5: Sastavljanje PCB-a
Kao što se očekivalo, pločice su stigle u roku od tjedan dana. Kvaliteta ispisanih ploča apsolutno je besprijekorna. Vrijeme je da sastavite sve komponente kako su navedene u specifikaciji i stavite ih na svoje mjesto.
Da bi sve prošlo bez problema, morate započeti s najmanjom komponentom na sklopnoj ploči, a to je u našem slučaju pretvarač LM5008 Buck, komponenta SMP. Čim su se komponente spajale, prema dijagramu, majstor je počeo raditi s većim komponentama.
Nakon sastavljanja ploče, vrijeme je da 555 timer postavite s utorom u pravom smjeru.
Korak 6: Hlađenje
Uz toliko energije za rješavanje, očito je da će se ploča zagrijati. Stoga, kako bi se mogli nositi s viškom topline, potrebno je saviti MOSFET-ove i ugraditi 12 V ventilator s prekidačem između radijatora.
Nakon toga je PWM regulator brzine spreman za rad.
Korak 7: ispitivanje regulatora
Za testiranje regulatora koristit će se baterija od 84 V za električni bicikl, koju je majstor ranije izradio. Regulator je privremeno spojen na bateriju i motor, na koji je priključen bicikl voziti stražnji kotač.
Nakon uključivanja sklopke, regulator se uključuje i ventilator puše MOSFET-ove zraka. Kada se potenciometar rotira u smjeru kazaljke na satu, motor se počinje okretati i postepeno povećava brzinu, proporcionalno rotaciji ručke.
Korak 8: Konačni rezultati
Regulator brzine je spreman i premašio je sva očekivanja majstora s obzirom na njegove mogućnosti. Regulator lako radi s baterijom od 84 V i glatko kontrolira brzinu motora.
Ali da bi testirao ovaj regulator brzine pod opterećenjem, majstor treba dovršiti svoj projekt bicikla i montirati sve komponente zajedno.
Također možete pogledati videozapis o sastavljanju ovog kontrolera: