DIY жоғары ток қозғалтқышы (h-көпір): 5 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Жоба-бұл Power Wheels балалар квадроциклінің қозғалтқыштары мен электроникасын жетілдіру. Біз сатылатын мотор драйверлер тақталарын зерттеп, олардың көпшілігі ұсақ екенін (салыстырмалы фотосуретті қараңыз) немесе өте қымбат екенін анықтағаннан кейін біз 24 жаңа traxxis 775 щеткамен қозғалтқышы бар 24в жүйеге жаңартуды жоспарладық, мен қарапайым Arduino негізіндегі шешімді жобалауды шештім.

Минимум 24в

екі жақты қозғалтқышты басқару

PWM басқару

масштабталатын жоғары ток қабілеттілігі (100AMP)

минималды компоненттер

Логика үшін 5в төмендету

аккумуляторлық кернеу сезімі

adruino нано бақылаушы

белгілі бір мақсаттар үшін кірулерге қол жеткізу (дроссель [жоғарғы және төменгі жиектерді қосқанда], бағыт, қосу, 1 қосымша)

шығыс үшін пайдаланылмаған түйреуіштерге қол жеткізу (шығарылған)

айқын шешім-мосфет негізіндегі H-көпір схемасын пайдалану

Мен сізге H-bridge драйверін қалай құрастырғанымды және құрастырғанымды көрсетемін

1-қадам: H-көпір драйверінің IC-ін табыңыз

H-көпір драйвері IC-Arduino мен MOSFET шығысы арасындағы чип. бұл IC Arduino -дан HIGH/LOW сигналдарын қабылдайды және MOSFET қақпаларын қозғау үшін бірдей күшейтілген сигнал шығарады, оның ең маңызды функциясы - барлық құрылғыларды пайдалануға мүмкіндік беретін VCC (батарея + кіріс) үстіңгі жақтағы феталарға кернеуді арттыру. N-MOSFET-тің кейбір драйверлерінде оқшаулаудың алдын алу үшін арнайы схемасы бар (егер 2 фет фетаны бұзатын жерге тікелей қысқа тұйықталу құрады.) Мен Nchp MC33883 толық H-көпір драйверіне ICchosen қондым, себебі-оған 2 жартылай көпір кіреді (сондықтан маған тек 1 IC қажет)-кіріктірілген жоғары бүйірлік зарядты сорғы-тек 7 қосымша компонентті қажет етеді (қорғаныс тізбегін қоса алғанда)-5,5-60 В кіріспен жұмыс істейді (вольт асты мен үстінде) -1 амп максималды жетекті ток

негативтер, өкінішке орай, қорғаныс арқылы түсірілмейді (сондықтан бағдарламалық қамтамасыз етуде жасалуы керек және ағымдағы шектеулі қуат көзімен тексерілуі керек) mouser-де әрқайсысы 8,44 доллар тұратын 5 кіріс сигналын қажет етеді https://nz.mouser.com/ProductDetail/NXP-Freescale/…datasheet

Осы чипті ескере отырып, біз қазір оның айналасындағы схеманы жасай аламыз

2 -қадам: схеманы жобалау

біз тізбекті жобалау үшін EASYEDA (easyeda.com) онлайн құралын қолданамыз (байланысы жоқ, бірақ құрал жақсы жұмыс істейді және JLCPCB.com арқылы ПХД -ге оңай тапсырыс береді) MC33883 драйверінің деректер кестесінен біз қосымшаның схемасын таба аламыз (сыртқы қорғаныс тізбегі) біз бұл схеманы көшіреміз, өйткені мұнда дөңгелекті қайта ойлап табудың қажеті жоқ, тек ұсынылған орналасу мен конденсатордың ұсынылған мәндерін қолданыңыз, біз MVFF 20v-ден төмен қақпаның кернеуін жабу үшін 18 вольт кернеу диодтары мен конденсаторларды қосамыз. максималды Vgs

Біз тізбеге қосатын жалғыз айырмашылық - бұл қосымша мүмкіндіктерді қосу үшін MOSFET -тер, бұл үшін бізде әрбір FET қақпасында резистор бар екеніне көз жеткізу керек. параллель ФЭТ -пен бұл резистор параллель жұптың жүктемесі мен ауысу сипаттамаларын теңестіруге көмектеседі (мәселелерді болдырмау үшін жоғары жүктеуді көбірек зерттеу)

Қабылданатын шешімдер.. максималды кернеу? Мен 24в жұмыс істеймін, сондықтан мен mc33883 чипінің VCC мен VCC2 байланыстыра аламын (vcc2 шегі 28В, бірақ мен бөлек қоректендіруге ие бола аламын және максималды VCC кернеуі 60в) Arduino -ны қалай қуаттауға болады? Мен 6,5-36 в аралығында жұмыс істейтін 3 істікшелі компьютерде алдын ала құрастырылған 5В 500мА шағын коммутациялық реттегішпен жүрдім!. полярлықты қорғау диодын, кіріс және шығыс конденсаторларын қосыңыз. жасалды.

Мен аккумулятордың кернеуін алуды және кернеуді бөлгішті төмендеткенде Arduino түйреуіштеріндегі кернеуді шектеу үшін сөндіргім келеді. 8 резисторлық жастықшалар 2 параллельді және 4 сериялы бос орындар +== | ==- бұл мен оны арнайы мәндерсіз басқаша конфигурациялауға болатынын білдіруі керек Ардуинодан драйверге дейін бізге 2 PWM жоғары жиекті FETs үшін қандай шығыс қажет екенін анықтаңыз. және төменгі сандық FETs үшін 2 сандық (немесе pwm) және бізге драйвер үшін 1 қосу желісі қажет, егер сізге қажет болса, қорғаныс арқылы аппараттық түсірілім үшін NAND қақпасының логикасының қандай да бір түрін (мүмкін кешіктіруде) алуға болады.

Мен барлық аналогтық кірістерді дроссельге қосу, қосу, бағыттау және кесу үшін қолдануды шештім, олардың барлығында және үзілуінде резисторларға арналған жастықшалар, 5В істікшесі бар және кірістер жоғары болған кезде белсенді түрде жұмыс істейді. Егер желі 5В сым үзілсе, қозғалтқыш үздіксіз жұмыс істейтін болады)

Мен жарық диодты аккумулятордың индикаторы үшін 5 істікшелі +жерүсті шығыс тақырыбын/ түйреуіштерге (қалған цифрлық түйреуіштерге) қол жеткізуді қоса алғанда, соңғы қалған PWM түйреуішінің үстіңгі деректемесін қосқанмын (PWM туралы ескерту жоғары бүйірлік, төменгі бүйірлік феттер мен PWM әрқайсысы Arduino бөлек таймер арналарында шығарылады, бұл таймерлермен басқаша ойнауға мүмкіндік береді және т.

3 -қадам: компоненттерді таңдау

Бұл тақта үшін, егер сіз өз құрылғыларыңызды ақылмен таңдасаңыз, smd дәнекерлеудің беткі компоненттерімен жұмыс жасауды шештім. Егер резисторлар мен конденсаторларға арналған 805 өлшемді компоненттер микроскоптың көмегінсіз дәнекерлеуге өте қарапайым, ал өңдеу үшін тек пинцет қажет..

Кейбіреулер 0603 -тің жаман емес екенін айтады, бірақ ол шектеуді көтере бастайды.

шыны зенерлер Мен маневр жасаудың біршама қиын екенін таптым

Қуаттан драйверге цифрлық құрамдастардың тізімі (мен қолдандым)

8x TO220 N-ch мосфеті 60V 80A IPP057N06N3 G4x 1N5401-G жалпы мақсаттағы қуат диоды 100в 3А (200А шыңы) (бұл дұрыс емес, мен Schottky диодтарын қалай қолданатынын көруім керек еді) (қорғаныс тізбегі)

2x 18v zener диод 0.5W ZMM5248B (қорғаныс схемасы) 1x nxp MC33883 H-көпір қақпасы драйвері 1x 0805 33nF 50V керамикалық конденсатор (жүргізуші үшін)

2x 0805 470nF 50V керамикалық конденсатор (жүргізуші үшін)

1x жалпы саңылау арқылы полярлықтан қорғайтын диод (бұрыннан бар) 1x 3pin dc/dc түрлендіргіші max 36vin 5v VXO7805-500

3x smd 10uF 50V 5x5.3mm электролиттік конденсатор 3x 0805 1uF 50V керамикалық конденсатор (5в логикалық схемалар)

9x 0805 10k резистор (пульдер мен кернеу бөлгіш 15k етіп конфигурацияланған) 4x 0803 3k резистор (3к қалу үшін параллель конфигурацияланған серия) мен білемін 2x 10к саңылаулы триммер потенциометрлері потенциометр және т

Мен өз бөлшектерімді mouser.com сайтынан тапсырыс бердім және көптеген бөлшектерді 10 лотқа тапсырыс бердім және Жаңа Зеландияға ақысыз жеткізу үшін $ 60 басқа бірнеше бөлшектерді қостым ($ 30 үнемдеу)

Құрастырудың жалпы құны шамамен 23 АҚШ долларын құрайды +

4 -қадам: ПХД ДИЗАЙНЫ

Енді біз компоненттерді таңдап алдық және оларды схемада компоненттер пакеттерін растай алатын боламыз деп үміттенеміз, біздің тақтаны орналастыруды бастаймыз PCCB макеті - бұл өнер түрі, мен оны үйретпеймін. Бұл үшін youtube -ті қолданып көріңіз, мен бұл тақтадағы қателіктерімді көрсете аламын

Мен мосфеттерімді көлденең қойдым, мен H-көпірімді жоспарланған салқындатқыш ерітіндісімен жұмыс істейтін етіп жасадым, нәтижесінде менде қалағанымнан әлдеқайда тар қуат іздері бар. Мен тақтаның төменгі жағындағы іздерді екі есе көбейтіп, дәнекерлеу маскасын алып тастап, ағымдағы өңдеуді күшейту үшін дәнекерлеуді қосу арқылы өтедім. Мен бұрандалы терминалдарға емес, +v -v қозғалтқышы мен моторлы қосылымдарға арналған дәнекерлеу кабельдерін бағыттау үшін үлкен 10х10 мм жастықшаларды қолдануды шештім (механикалық кернеуді жеңілдету қажет екенін түсінемін), бірақ менің үлкен радиаторларымның арқасында кабельдерді дәнекерлеу қиынға соғады. бұл төсемдер. егер мен тақтайшаның қарама -қарсы жағындағы жастықтарды радиаторларға қойсам, өмір оңай болар еді

Мен шұңқырлы диодтар үшін виас өлшемін ұлғайтуым керек еді. Нәтижесінде, олар енді бетіне орнатылады (қаптаманың өлшеміне назар аударыңыз

сіздің дизайнды Gerber файлына түрлендіріңіз және оны сүйікті ПХД өндірушісіне жіберіңіз, мен JLCPCB ұсынамын, олар мен үшін жақсы жұмыс жасады және бағасы қолайлы

5 -қадам: тақтаны жинау және сынау

Енді сізде бөлшектер мен ПХД бар, оны жинау және сату уақыты бір немесе екі сағат болуы мүмкін

Алдымен сізде барлық бөлшектер бар екенін және сіздің ПХД жақсы күйде екенін тексеріп, құралдарды жинаңыз. негізі сізге дәнекерлеуге арналған темір дәнекерлегіш шыбық пен немесе дәнекерленген сорғыш қыстырғышты қажет етеді.

Мен айтқанымдай, 0805 бөлшектері ең кіші компоненттерден бірінші резисторлармен, қақпақтармен, диодпен басталуы қиын емес, содан кейін IC Arduino -ны тікелей немесе алынбалы тақырыптармен тақырыптарды орнатады.

Қысқа қысқа тұйықталу тақтасын тексеріңіз

енді реттегіш бөлімінің дұрыс жұмыс жасауын қамтамасыз ету үшін жыпылықтау нобайын Arduino -ға жүктеңіз, USB -ді ажыратыңыз және батареяны немесе қуат көзінен тақтаны қосыңыз.

Қысқа қысқа тұйықталу тақтасын тексеріңіз

драйверлердің бағдарламалық жасақтамасын жүктеп, тақтаны ағымдағы шектеулі қоректен қуатпен қамтамасыз етіңіз, егер 100мА жеткілікті болса, біз барлық штаттарда H-көпірін қамтамасыз еткіміз келеді. төмен кернеуге байланысты өшуі мүмкін

сіздің тақта моторды немесе 2 -ді басқаруға дайын