Șofer de motor DIY cu curent ridicat (pod h): 5 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Proiectul este de a actualiza motoarele și dispozitivele electronice ale acestei motociclete pentru copii Power Wheels. Copleșit de performanța acestui mini-quad de 12 V. ne-am propus să trecem la un sistem de 24v cu 2 motoare noi traxxis 775, după ce am cercetat plăcile de șofer disponibile în comerț și am constatat că majoritatea erau fie cam ciudate (vezi fotografia de comparație inclusă), fie mai degrabă scumpe, am decis să proiectez o soluție simplă bazată pe Arduino.

24v minim

controlul motorului bidirecțional

Control PWM

capabil de curent ridicat scalabil (100 AMP)

componente minime

5v stepdown pentru logică

sensul tensiunii bateriei

adruino nano controler

acces la intrări pentru utilizări specifice (accelerație [inclusiv partea superioară și inferioară], direcție, activare, 1extra)

acces la pinii neutilizați pentru ieșiri (led out)

soluția evidentă este să folosiți circuitul H-bridge bazat pe MOSFET

Îți voi arăta cum am proiectat și construit driverul meu H-bridge cu curent ridicat

Pasul 1: Găsiți un driver IC H-bridge

driverul IC H-bridge este cipul dintre ieșirile Arduino și MOSFET. acest IC preia semnale HIGH / LOW de la Arduino și emite același semnal amplificat pentru a conduce porțile MOSFET, în special cea mai importantă funcție a acestuia este de a crește tensiunea la fețele laterale înalte deasupra VCC (baterie + intrare) permițând utilizarea tuturor N-MOSFET-urile unii șoferi au, de asemenea, circuite speciale pentru a preveni împușcătura (când 2 fete creează un scurtcircuit direct la sol, distrugând fete-urile). deci am nevoie doar de 1 IC) - pompă de încărcare laterală mare încorporată - necesită doar 7 componente suplimentare (inclusiv circuit de protecție) - funcționează cu intrare de 5,5-60V (cu blocare sub și peste volt) -1amp curent de acționare de vârf

negative, din păcate, nu are protecție împotriva fotografierii (deci trebuie făcută în software și testată cu o sursă de alimentare limitată curentă) necesită 5 semnale de intrare destul de scumpe la 8,44 USD fiecare pe mouser https://nz.mouser.com/ProductDetail/NXP-Freescale/…: //nz.mouser.com/datasheet/2/302/MC33883-1126…

având în vedere acest cip, acum ne putem proiecta circuitul în jurul lui

Pasul 2: Proiectarea circuitului

vom folosi instrumentul online EASYEDA (easyeda.com) pentru a proiecta circuitul (nu este afiliat, dar instrumentul funcționează bine și comandă ușor PCB prin JLCPCB.com) Din foaia tehnică pentru driverul MC33883, putem găsi schema aplicației (cu circuit de protecție) vom copia acest circuit deoarece nu este nevoie să reinventăm roata aici, trebuie doar să folosiți aspectul recomandat și valorile recomandate ale condensatorului, vom adăuga diodele și condensatoarele zener de 18v pentru a acoperi tensiunea sursei porții sub tipicul MOSFET 20v max Vgs

Singura diferență pe care o vom adăuga la circuit este MOSFET-urile paralele opționale pentru a crește capacitatea curentă pentru a face acest lucru, trebuie doar să ne asigurăm că avem un rezistor pe poarta fiecărui FET. cu FET-uri paralele, acest rezistor ajută la echilibrarea caracteristicilor de sarcină și de comutare ale perechii paralele (căutați mai multe pentru încărcări mari pentru a evita problemele)

Decizii care trebuie luate..max tensiune? Funcționez 24v, așa că pot lega VCC și VCC2 ale cipului mc33883 împreună (limita pentru vcc2 este de 28v, dar aș putea avea o sursă separată și o tensiune VCC maximă de 60v) Cum să alimentez Arduino? M-am dus cu un regulator de comutare mic 5v 500mA care vine pre-construit pe un pcb cu 3 pini care funcționează între 6,5-36v perfect!. adăugați o diodă de protecție a polarității, condensatori de intrare și ieșire. Terminat.

Vreau să pot obține tensiunea bateriei și să mă opresc atunci când este scăzută, astfel încât un divizor de tensiune să limiteze tensiunea la pinii mei Arduino. 8 plăcuțe de rezistență 2 paralele și 4 loosuri de serie ca aceasta + == | == - acest lucru ar trebui să însemne că îl pot configura cu ușurință diferit, fără a avea valori specifice. și 2 digitale (sau pwm) pentru FET-urile laterale joase și avem nevoie, de asemenea, de o linie de activare pentru șofer, pe care ai putea să-l fantezi cu un fel de logică de poartă NAND (și poate cu întârziere) pentru a trage hardware prin protecție dacă ai nevoie de ea.

Intrările Am ales să folosesc toate intrările analogice pentru accelerație, activare, direcție și tundere, în principal pentru a mă asigura că sunt disponibile și defectate, toate au tampoane pentru rezistențe de derulare și un pin de 5V disponibil, iar intrările funcționează la fel de active când sunt mari. linia era activă scăzută și clapeta de accelerație era blocată dacă firul de 5V era rupt, motoarele ar funcționa continuu)

Ieșiri Am inclus un antet de ieșire la sol de 5 pini + pentru indicatorul bateriei LED / acces la pini (pini digitali rămași), de asemenea, este inclus un antet pentru ultimul pin PWM rămas (o notă despre PWM am ales să pun picioare laterale înalte, picioare laterale joase și Ieșire PWM fiecare pe canale separate de temporizator ale Arduino, acest lucru ar trebui să-mi permită să joc cu temporizatoarele diferit etc. etc.)

Pasul 3: Selectarea componentelor

pentru această placă, am decis să folosesc în principal componente de montare pe suprafață lipirea smd nu este prea dificilă dacă vă alegeți dispozitivele cu înțelepciune..

unii oameni spun că 0603 nu este prea rău, dar începe să depășească limita.

sticla zeners mi s-a părut puțin dificil de manevrat

Lista componentelor de la alimentare la driver la digital (ceea ce am folosit)

8x TO220 N-ch mosfets 60V 80A IPP057N06N3 G4x 1N5401-G diodă de uz general 100v 3A (200A peak) (acestea sunt greșite ar fi trebuit să folosesc diode Schottky vezi cum merg) 8x 0805 50ohm rezistor 2x 0805 10ohm rezistor 2x 0805 10nF 50V (circuit de protecție)

2x diode zener 18v 0,5W ZMM5248B (circuit de protecție) 1x nxp MC33883 H-bridge driver driver 1x 0805 33nF 50V condensator ceramic (pentru driver)

2x 0805 470nF 50V condensator ceramic (pentru driver)

1x diodă de protecție a polarității prin orificiu generic (deja o avea) 1x convertor 3 / dc / dc max 36vin 5v out VXO7805-500

3x condensator electrolitic smd 10uF 50V 5x5.3mm 3x 0805 condensator ceramic 1uF 50V (circuite logice 5v)

9x 0805 10k rezistor (derulante și divizor de tensiune configurat pentru a face 15k) 4x 0803 rezistor 3k (serie configurată paralel pentru a rămâne 3k.. un deșeu pe care îl știu) 2x 10k potențiometre de tundere prin găuri 1x anteturi Arduino, radiatoare, alte elemente, cum ar fi întrerupătoare, potențiometru etc.

Am comandat piesele mele de la mouser.com și am comandat cele mai multe piese în loturi de 10 și am adăugat câteva alte piese la un total de 60 dolari nz pentru a primi transport gratuit în Noua Zeelandă (o economie de ~ 30 dolari nz)

Costul total al componentei de construcție de aproximativ 23 USD + (orice cumpărați în plus pentru a obține o ofertă mai bună CUMPĂRĂ BULK) + PCB

Pasul 4: PROIECTARE PCB

Acum am selectat componentele și, sperăm, să le avem pe drum, putem confirma pachetele de componente din schemă și vom începe să dispunem placa noastră. Încercați youtube pentru asta. Ce pot face este să-mi arăt greșelile pe acest forum

Mi-am pus mosfetele pe orizontală. Mi-am proiectat podul H pentru a funcționa cu soluția de radiator planificată și, ca urmare, am urme de putere care sunt semnificativ mai înguste decât aș vrea să fie. Am compensat prin dublarea urmelor în partea de jos a plăcii și îndepărtarea măștii de lipit pentru a putea adăuga lipire pentru a mări conexiunile de alimentare cu curent. Am decis să folosesc tampoane mari de 10x10mm pentru a direcționa cablurile de lipit pentru conexiunile cu motor + v-v A și motorB, mai degrabă decât cu șuruburi etc. aceste tampoane. viața ar fi mai ușoară dacă aș fi așezat aceste tampoane din partea opusă a plăcii față de radiatoare

Ar fi trebuit să măresc dimensiunea canalelor pentru diodele cu roată liberă. ca urmare, acestea sunt acum montate la suprafață (acordați atenție dimensiunilor pachetului dvs.

convertiți-vă designul într-un fișier Gerber și trimiteți-l la fabricantul dvs. preferat de PCB. Vă pot recomanda JLCPCB au făcut o treabă bună pentru mine și au un preț rezonabil

Pasul 5: Asamblați și testați placa

Acum aveți la dispoziție piesele și PCB-urile pentru asamblare și soldare poate dura o oră sau 2

mai întâi, verificați dacă aveți toate piesele și dacă PCB-ul dvs. este în stare bună, adunați-vă uneltele.

așa cum am spus, părțile 0805 nu sunt prea grele, începeți cu cele mai mici componente, primele rezistențe, capace, diodestest apoi IC instalează Arduino fie direct, fie cu anteturi pentru detașare, instalați anteturile

TESTAȚI PLACA CIRCUITURI SCURTE

acum încărcați schița intermitentă pe Arduino și deconectați USB-ul și alimentați placa de la o baterie sau o sursă de alimentare pentru a vă asigura că secțiunea regulatorului funcționează corect instalați ultimele mosfete

TESTAȚI PLACA CIRCUITURI SCURTE

încărcați software-ul driverului și alimentați placa de la o sursă limitată de curent, spunem că 100mA ar trebui să fie o mulțime. probabil se va opri din cauza tensiunii scăzute

placa dvs. este acum gata să conducă un motor sau 2