Tidigare arbetade föraren med att konvertera sin cykel till en elektrisk, med en likströmsmotor för en automatisk dörrmekanism. Han skapade också ett batteri designat för 84 V DC.
Nu behöver han en hastighetsregulator, som kan begränsa mängden energi som levereras till motorn från batteriet. De flesta hastighetsregulatorer som finns tillgängliga i nätverket är inte konstruerade för en så hög spänning, så det beslutades att göra det själv.
I detta projekt kommer en individuell PWM-hastighetsregulator att konstrueras och byggas för att styra hastigheten på storskaliga likströmsmotorer.
Steg 1: Verktyg och material
För detta projekt behöver du grundläggande lödverktyg, till exempel:
- Lödkolv;
- löd sug;
- tång;
Schematiska, Gerber-filer och en lista över komponenter finns tillgängliga.
Steg 2: Designa en hastighetskontroller
Eftersom vi strävar efter att kontrollera DC-motorens hastighet kan vi använda två tekniker. En avstängningsomvandlare som sänker ingångsspänningen är ganska komplicerad, så det beslutades att använda PWM-styrning (Pulse Width Modulation). Tillvägagångssättet är enkelt att kontrollera hastigheten på batteriet, det slås på och av med hög frekvens. För att ändra cykelns hastighet ändras driftscykeln eller tidsperioden för att stänga av regulatorn.
Mekaniska omkopplare bör inte utsättas för denna högspänning just nu, så Mosfet N-kanal, som är speciellt utformad för att hantera en måttlig strömmängd vid hög frekvens, är ett lämpligt val.
För att växla halvkulorna behövs en PWM-signal, som genereras av IC-timern 555, och kopplingssignalens driftscykel ändras med en potentiometer på 100 kΩ.
Eftersom vi inte kan arbeta med en 555-timer över 15 V, måste vi slå på den integrerade lm5008-omvandlarkretsen, vilket sänker ingångsspänningen från 84 V till 10 V DC, som används för att driva timern och kylfläkten.
För att behandla en stor mängd ström användes fyra N-kanals Mosfets, som är anslutna parallellt.
Dessutom tillkom alla ytterligare komponenter som beskrivs i datatabellerna.
Steg 3: Designa PCB: er
Efter att ha slutfört kretsen beslutades det att börja utveckla ett speciellt tryckt kretskort för hastighetsregulatorn. Det beslutades att designa denna enhet så att den kunde ytterligare modifieringar för andra DIY-projekt av befälhavaren som använder stora likströmsmotorer.
Idén att designa ett kretskort kan kräva mycket ansträngning, men det är värt det. Försök alltid utforma specifika moduler på kortet å andra sidan. Sådana moduler inkluderar styrkretsar och effekt. Detta görs så att när du ansluter allt tillsammans kan du välja lämplig bredd på utskriftsspåret, särskilt på försörjningssidan.
Fyra monteringshål har också lagts till, vilket kommer att vara användbart för att montera regulatorn och hålla fläkten tillsammans med kylflänsen över MOSFETs.
Steg 4: Beställ PCB: er
Till skillnad från någon annan anpassad del för ett DIY-projekt är kretskort helt klart de lättaste. När Gerber-filerna för den slutliga layouten på kretskortet var färdiga fanns det några klick kvar för att beställa specialiserade kretskort.
Allt som guiden för detta projekt gjorde var att gå till PCBWAY och ladda upp sina Gerber-filer. Efter att deras tekniska team har kontrollerat designen för fel, skickas designen till produktionslinjen. Hela processen kommer att ta två dagar och kretskorten kommer till den angivna adressen inom en vecka.
Gerber-filer, schema och specifikation för hastighetskontrollkretskortet finns tillgängliga.
Steg 5: Montering av PCB
Som väntat kom kretskort inom en vecka. Kvaliteten på tryckta kretskort är absolut felfri. Det är dags att montera alla komponenter som anges i specifikationen och placera dem på plats.
För att allt ska gå smidigt måste du börja med den minsta komponenten på kretskortet, som i vårt fall är LM5008 Buck-omvandlaren, SMP-komponenten. Så snart komponenterna löddes, enligt diagrammet, började befälhavaren att arbeta med större komponenter.
Efter montering av kortet är det dags att ställa in 555-timer med ett skår i rätt riktning.
Steg 6: Kylning
Med så mycket energi att hantera är det uppenbart att styrelsen kommer att värmas upp. För att hantera överskottsvärme är det därför nödvändigt att böja MOSFET: er och installera en 12 V-fläkt med en omkopplare mellan radiatorerna.
Därefter är PWM-hastighetskontrollen redo att användas.
Steg 7: testa styrenheten
För att testa regulatorn kommer ett 84 V-batteri för en elcykel, som gjordes av befälhavaren tidigare, att användas. Styrenheten är tillfälligt ansluten till batteriet och motorn, som är ansluten till cykel för att köra bakhjulet.
Efter omkopplaren slås regulatorn på och fläkten blåser luft MOSFETs. När potentiometern roterar medurs börjar motorn att rotera och ökar gradvis hastigheten, i proportion till handtaget.
Steg 8: Slutresultat
Varvtalsregulatorn är klar och den överträffade befälhavarens förväntningar i förhållande till dess kapacitet. Styrenheten fungerar enkelt med ett 84 V-batteri och kontrollerar smidigt motorens hastighet.
Men för att testa denna hastighetsregulator under belastning måste befälhavaren slutföra sitt cykelprojekt och montera alla komponenterna tillsammans.
Du kan också titta på en video om montering av denna controller: