DIY 2000 Watts PWM Speed Controller: 8 pași (cu imagini)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2025-01-23 15:04

Am lucrat la convertirea bicicletei la una electrică folosind un motor de curent continuu pentru mecanismul automat al ușii și, pentru asta, am făcut și un pachet de baterii cu o viteză de 84v DC.

Acum avem nevoie de un regulator de viteză care poate limita cantitatea de energie livrată motorului din acumulator. Majoritatea regulatoarelor de viteză disponibile online nu sunt evaluate pentru atât de multă tensiune, așa că am decis să construiesc unul pentru mine. Deci, asta va fi acest proiect, să proiectăm și să construim un controler de viteză PWM personalizat pentru a controla viteza motoarelor de curent continuu pe scară largă.

Pasul 1: Materiale și abilități pentru instrumente

Pentru acest proiect aveți nevoie de instrumente de lipit de bază, cum ar fi:

• Un fier de lipit
• Fraier
• Clesti si twizzers

Schema, fișierele Gerber și lista comonenților sunt disponibile aici.

Pasul 2: Proiectarea controlerului de viteză

Deoarece ne propunem să controlăm viteza unui motor de curent continuu pentru care putem folosi două tehnici, un convertor buck care va reduce tensiunea de intrare, dar este unul destul de complicat, astfel încât ceea ce am decis să mergem este controlul PWM (Lățimea impulsului) Modulare). Abordarea este simplă, pentru a controla viteza, bateria este pornită și oprită la o frecvență ridicată. Pentru a modifica viteza, ciclul de funcționare sau perioada de oprire a comutatorului sunt modificate.

Acum nu este de așteptat ca întrerupătoarele mecanice să fie supuse unei solicitări atât de mari, astfel încât o alegere adecvată pentru o astfel de aplicație este un Mosfet N-Channel care este făcut special pentru a gestiona o cantitate moderată de curent la frecvență înaltă.

Pentru a comuta mosfetele avem nevoie de un semnal PWM care este produs de un IC cu temporizator 555 și ciclul de funcționare al semnalului de comutare este variat folosind un potențiometru de 100k.

Deoarece nu putem opera 555 timer peste 15v, așa că am încorporat un IC convertizor Buck lm5008 care reduce tensiunea de intrare de la 84VDC la 10VDC, care este utilizat pentru alimentarea IC-ului temporizatorului și a ventilatorului de răcire.

Acum, pentru a gestiona cantitatea mare de curent, am folosit patru Mosfete N-Channel care sunt conectate în paralel.

Pe lângă faptul că am adăugat toate componentele gratuite descrise în fișele tehnice.

Pasul 3: Proiectarea plăcilor de circuite imprimate

Pe măsură ce am terminat schema, am decis să proiectez un PCB dedicat pentru controlerul de viteză, deoarece nu numai că ne va ajuta să menținem totul în ordine, dar intenționam să proiectez această unitate, astfel încât să poată fi modificate în continuare pentru celelalte proiecte DIY care folosește motoare DC mari.

Ideea de a proiecta un PCB s-ar putea să necesite o mulțime de eforturi, dar credeți-mă că merită totul atunci când puneți mâna pe plăci personalizate. Deci, având în vedere acest lucru, am proiectat PCB-ul pentru unitatea de control al vitezei. Încercați întotdeauna să definiți anumite regiuni, cum ar fi circuitele de comandă și puterea de pe cealaltă parte, astfel încât atunci când conectați totul împreună să fiți bine să mergeți cu lățimea corespunzătoare a căii, special pe partea de alimentare.

Am adăugat, de asemenea, patru orificii de montare, care vor fi utile pentru montarea controlerului și, de asemenea, pentru a ține ventilatorul coling împreună cu radiatorul de deasupra MOSFET-urilor.

Pasul 4: Comandarea PCB-urilor

Spre deosebire de orice altă parte personalizată pentru proiectul dvs. DIY, PCB-urile sunt cu siguranță cele mai ușor de obținut. Da Acum, odată ce am generat fișiere gerber ale aspectului nostru PCB finilizat, suntem la doar câteva clicuri distanță de a comanda PCB-urile noastre personalizate.

Tot ce am făcut este să mă îndrept spre PCBWAY și, după ce am trecut printr-o grămadă de opțiuni, mi-am încărcat fișierele Gerber. Odată ce diagnosticul este verificat de eventuale erori de către echipa lor tehnică, proiectarea dvs. este transmisă liniei de fabricație. Întregul proces va dura două zile până la finalizare și sperăm că veți primi PCB-urile dvs. în decurs de o săptămână.

PCBWAY a făcut posibil acest proiect prin sprijinul lor, așa că luați-vă timp și aruncați o privire pe site-ul lor web. Acestea oferă PCB standard, PCB cu rotire rapidă, SMD etc, așa că pentru reduceri de până la 30% la PCB-urile dvs. vizitați acest link.

Fișierele Gerber, schema și BOM (Bill of Material) pentru PCB-ul controlerului de viteză sunt disponibile aici.

Pasul 5: Asamblarea PCB-urilor

După cum era de așteptat, PCB-urile au ajuns în decurs de o săptămână, iar finisajul este prea bun. Calitatea PCB-urilor este absolut impecabilă. Acum este timpul să adunați toate componentele, așa cum este menționat în lista de material (Bill of Material) și să le lăsați la locul lor.

Pentru a menține lucrurile care curg, trebuie să începem cu cea mai mică componentă de pe PCB, care în cazul nostru este convertorul LM5008 Buck, o componentă SMP. Odată ce l-am deranjat folosind panglica de lipit, deoarece nu avem un pistol fierbinte pentru a face față componentelor SMD, am răsturnat inductorul de lângă el și ne-am deplasat spre componente mai mari.

Odată ce am terminat asamblarea plăcilor, este timpul să lăsați temporizatorul 555 în loc cu crestătura în direcția corectă.

Pasul 6: Răcirea lucrurilor

Cu această cantitate mare de putere cu care ne vom ocupa, în mod evident se așteaptă ca lucrurile să se încălzească. Deci, pentru a face față acestui lucru, vom îndoaie MOSFET-urile și vom monta un ventilator de 12V cu radiatorul cuplat între ele.

După ce s-a făcut acest lucru, fiara unui controler de viteză PWM este gata să ruleze.

Pasul 7: Testarea controlerului

Pentru a testa controlerul, vom folosi un acumulator personalizat de 84v pe care l-am construit pentru bicicleta noastră electrică. Controlerul este conectat temporar la baterie și la motorul care este atașat la bicicletă pentru a conduce roata din spate.

În timp ce am comutat comutatorul, controlerul este pornit cu ventilatorul care suflă aer peste MOSFET-uri. Când am rotit potențiometrul în sensul acelor de ceasornic, motorul a început să se rotească și să crească treptat viteza proporțională cu rotația butonului.

Pasul 8: Rezultate finale

În această etapă, regulatorul de viteză este gata și a trecut mult peste așteptările mele în ceea ce privește finisajul. Controlerul pare să funcționeze ușor pe bateria de 84v și controlează viteza motorului fără probleme.

Dar pentru a testa acest controler de viteză la sarcină, trebuie să finalizăm proiectul nostru de bicicletă și să montăm totul la locul său. Așadar, băieții pentru performanța la încărcare rămân la curent cu următorul videoclip al proiectului, care este un proiect de conversie a bicicletelor electrice DIY.

Abonați-vă și rămâneți la curent cu următorul videoclip al proiectului.

Salutari.

DIY King