DIY 2000 Watts PWM Speed Controller: 8 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

من روی تبدیل دوچرخه خود به دوچرخه برقی با استفاده از موتور DC برای مکانیزم درب اتوماتیک کار می کنم و برای این کار یک بسته باتری با ولتاژ 84 ولت DC نیز تهیه کرده ام.

اکنون ما به یک کنترل کننده سرعت نیاز داریم که بتواند مقدار انرژی دریافتی از بسته باتری را به موتور محدود کند. اکثر کنترلرهای سرعت در دسترس برای ولتاژ بسیار زیاد رتبه بندی نمی شوند ، بنابراین تصمیم گرفتم برای خودم یک دستگاه بسازم. این چیزی است که این پروژه قصد دارد داشته باشد ، طراحی و ساخت یک کنترل کننده سرعت PWM سفارشی برای کنترل سرعت موتورهای DC مقیاس بزرگ.

مرحله 1: ابزارها و مهارتها

برای این پروژه به ابزارهای لحیم کاری اولیه مانند:

• آهن لحیم کاری
• مکنده
• انبردست و پیچ و تاب

فایل های شماتیک ، Gerber و لیست کامنت ها در اینجا قابل دسترسی است.

مرحله 2: طراحی کنترلر سرعت

از آنجا که ما قصد داریم سرعت موتور DC را که می توانیم از دو تکنیک برای آن استفاده کنیم ، کنترل کنیم ، یک مبدل باک که ولتاژ ورودی را کاهش می دهد اما بسیار پیچیده است ، بنابراین آنچه که ما تصمیم گرفته ایم با آن کار کنیم کنترل PWM است (عرض پالس مدولاسیون). این روش ساده است ، برای کنترل سرعت خاموش و روشن شدن باتری در فرکانس بالا. برای تغییر سرعت ، چرخه کار یا دوره خاموش کلید تغییر می کند.

در حال حاضر انتظار نمی رود که کلیدهای مکانیکی چنین فشار زیادی را متحمل شوند ، بنابراین انتخاب مناسب برای چنین کاربردی N-Channel Mosfet است که به طور خاص برای کنترل مقدار متوسط جریان در فرکانس بالا ساخته شده است.

برای تغییر دادن mosfets ما نیاز به یک سیگنال PWM داریم که توسط IC 555 تایمر تولید می شود و چرخه وظیفه سیگنال سوئیچینگ با استفاده از پتانسیومتر 100k تغییر می کند.

از آنجا که ما نمی توانیم تایمر 555 را بالای 15 ولت کار کنیم ، بنابراین یک IC مبدل lm5008 Buck را وارد کرده ایم که ولتاژ ورودی را از 84VDC به 10VDC کاهش می دهد که برای تغذیه IC تایمر و فن خنک کننده استفاده می شود.

اکنون برای کنترل مقدار زیادی جریان ، از چهار Mosfets N-Channel که به طور موازی متصل هستند استفاده کرده ام.

علاوه بر این ، من تمام اجزای اضافی را که در برگه های داده توضیح داده شده است ، اضافه کرده ام.

مرحله 3: طراحی تابلوهای مدار چاپی

با اتمام طرح کلی تصمیم گرفتم با طراحی PCB اختصاصی برای کنترل سرعت اقدام کنم زیرا نه تنها به ما کمک می کند که همه چیز را مرتب نگه داریم ، بلکه قصد داشتم این واحد را طوری طراحی کنم که بتواند تغییرات بیشتری برای سایر پروژه های DIY من انجام دهد. از موتورهای DC بزرگ استفاده می کند.

به نظر می رسد ایده طراحی PCB تلاش زیادی را می طلبد ، اما باور کنید وقتی دست به تخته های سفارشی می زنید ، ارزشش را دارد. بنابراین با در نظر گرفتن این موضوع ، من PCB را برای واحد کنترل سرعت طراحی کردم. همیشه سعی کنید مناطق خاصی مانند مدار کنترل و قدرت طرف دیگر را تعریف کنید تا وقتی همه چیز را به هم وصل می کنید خوب باشد که با عرض مسیر مناسب مخصوصاً در قسمت قدرت حرکت کنید.

من همچنین چهار سوراخ نصب اضافه کرده ام که برای نصب کنترل کننده و همچنین نگه داشتن فن کولینگ به همراه هیت سینک بالای MOSFET ها مفید خواهد بود.

مرحله 4: سفارش PCB ها

بر خلاف سایر قطعات سفارشی شده برای پروژه DIY شما ، PCB ها مطمئناً راحت ترین آنها هستند. بله اکنون که ما فایل های gerber از طرح نهایی PCB خود را ایجاد کردیم ، فقط چند کلیک با سفارش PCB های سفارشی خود فاصله داریم.

آنچه من انجام دادم این بود که به PCBWAY سر بزنم و پس از گذراندن چندین گزینه در آنجا ، فایلهای gerber خود را بارگذاری کردم. هنگامی که deisgn از نظر فنی توسط تیم فنی آنها بررسی می شود ، طراحی شما به خط تولید ارسال می شود. تمام این مراحل دو روز طول می کشد تا تکمیل شود و امیدوارم PCB های خود را در عرض یک هفته به دست آورید.

PCBWAY این پروژه را با پشتیبانی آنها ممکن کرده است ، بنابراین وقت خود را بگیرید و به وب سایت آنها نگاهی بیندازید. آنها PCB استاندارد ، PCB سریع ، SMD و غیره را ارائه می دهند ، بنابراین برای تخفیف تا 30 در PCB های خود از این پیوند دیدن کنید.

فایل های Gerber ، شماتیک و BOM (Bill Of Material) برای PCB کنترل کننده سرعت در اینجا قابل دسترسی است.

مرحله 5: مونتاژ PCB ها

همانطور که انتظار می رفت PCB ها ظرف یک هفته وارد شدند و پایان کار خیلی خوب است. کیفیت PCB ها کاملاً بی عیب و نقص است. اکنون وقت آن است که همه اجزای مورد نیاز را در BOM (بیل مواد) جمع آوری کرده و آنها را در جای خود رها کنید.

برای ادامه جریان امور ، ما باید از کوچکترین جزء روی PCB شروع کنیم که در مورد ما LM5008 Buck converter ، یک جزء SMP است. هنگامی که ما آن را با استفاده از بافتن لحیم کاری فرو کردیم ، زیرا تفنگ گرم برای مقابله با قطعه SMD نداریم ، ما سلف را در کنار آن فرو کردیم و به سمت اجزای بزرگتر حرکت کردیم.

پس از اتمام مونتاژ تخته ها ، زمان آن فرا رسیده است که تایمر 555 را با شکاف در جهت درست در جای خود قرار دهیم.

مرحله 6: خنک کردن اوضاع

با این مقدار زیادی از قدرت که ما قرار است با آن برخورد کنیم ، بدیهی است که انتظار می رود همه چیز داغ شود. بنابراین برای مقابله با آن ماست که MOSFET ها را خم کرده و یک فن 12 ولت را نصب کرده ایم که در آن بین هیت سینک قرار گرفته است.

با انجام این کار ، جانور یک کنترل کننده سرعت PWM آماده چرخش است.

مرحله 7: آزمایش کنترلر

برای آزمایش کنترلر ، ما قصد داریم از یک باتری سفارشی 84 ولت که برای دوچرخه برقی خود ساخته ایم استفاده کنیم. کنترل کننده به طور موقت به بسته باتری و موتور متصل به دوچرخه برای حرکت چرخ عقب متصل می شود.

همانطور که سوئیچ را روشن کردم ، کنترل کننده روشن است و فن با هوا روی MOSFET ها می دمد. با چرخاندن پتانسیومتر در جهت عقربه های ساعت ، موتور شروع به چرخش کرد و به تدریج سرعت را متناسب با چرخش دکمه افزایش داد.

مرحله 8: نتایج نهایی

در این مرحله کنترل کننده سرعت آماده است و تا آنجا که به پایان رسید ، از انتظارات من فراتر رفت. به نظر می رسد که کنترل کننده به راحتی روی باتری 84 ولت کار می کند و سرعت موتور را به آرامی کنترل می کند.

اما برای آزمایش این کنترل کننده سرعت روی بار ، ما باید پروژه دوچرخه خود را به پایان برسانیم و همه چیز را در جای خود نصب کنیم. بنابراین بچه ها برای عملکرد بارگیری ، منتظر ویدیوی پروژه آینده باشید که یک پروژه تبدیل دوچرخه برقی DIY است.

مشترک شوید و منتظر ویدیوی پروژه آینده باشید.

با احترام.

پادشاه DIY