DIY suure vooluga mootorijuht (h-sild): 5 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Projekt seisneb selles Power Wheels laste neljarattalise mootori ja elektroonika uuendamises. Selle 12 V mini-quad'i jõudlus ei tekita teile suurt kahju. plaanisime pärast kaubanduslikult saadavate mootorijuhtide tahvlite uurimist kahe uue traxxis 775 harjatud mootoriga üle minna 24 -voldisele süsteemile ja leidsime, et enamik neist on kas veidrad (vt lisatud võrdlusfotot) või pigem kallid, otsustasin kujundada lihtsa Arduino -põhise lahenduse.

24v minimaalne

mootori kahesuunaline juhtimine

PWM juhtimine

skaleeritav suure vooluga võimeline (100AMP)

minimaalsed komponendid

5v samm maha loogika jaoks

aku pinge tunne

adruino nano kontroller

juurdepääs sisenditele konkreetseks otstarbeks (gaasipedaal [sh ülemine ja alumine sisekujundus], suund, lubamine, 1 lisa)

juurdepääs väljundite kasutamata tihvtidele (välja viidud)

ilmselge lahendus on kasutada mosfetil põhinevat H-silla ahelat

ma näitan teile, kuidas ma projekteerisin ja ehitasin oma suure vooluga H-silla draiveri

Samm: leidke H-silla draiveri IC

H-silla draiveri IC on kiip Arduino ja MOSFET väljundite vahel. see IC võtab HIGH/LOW signaale Arduino'st ja väljastab sama võimendatud signaali MOSFET -väravate juhtimiseks, eriti selle kõige olulisem ülesanne on tõsta pinget kõrgetele külgmistele võrkudele VCC kohal (aku + sisend), mis võimaldab kasutada kõiki N-MOSFET-idel on mõnedel draiveritel ka spetsiaalsed vooluringid, mis takistavad läbilaskmist (kui 2 fets tekitab otsese lühise maapinnale, hävitades fets.) Lõpuks asusin ma NXP MC33883 täis-H-silla draiverile IC, sest-see sisaldab 2 poolt silda (nii et ma vajan ainult 1 IC-d)-sisseehitatud kõrge külglaadimispump-vajab ainult 7 lisakomponenti (sh kaitselülitus)-töötab sisendiga 5,5-60 V (ala- ja ülepinge lukustusega) -1 amp ajami tippvool

negatiividel kahjuks ei ole kaitset (seega tuleb seda teha tarkvaras ja testida praeguse piiratud toiteallikaga), on vaja 5 sisendsignaali, mis on kallimad, hinnaga 8,44 dollarit, igaüks mouserhthttps://nz.mouser.com/ProductDetail/NXP-Freescale/…datasheet

seda kiipi silmas pidades saame nüüd oma vooluringi selle ümber kujundada

2. etapp: vooluahela kujundus

kasutame vooluahela kujundamiseks veebitööriista EASYEDA (easyeda.com) (pole seotud, kuid tööriist töötab hästi ja lihtne PCB tellimine JLCPCB.com kaudu) MC33883 draiveri andmelehelt leiame rakenduse skemaatilise (koos välise kaitselülitus) kopeerime selle vooluahela, kuna meil pole vaja siin ratast leiutada, kasutage lihtsalt soovitatud paigutust ja soovitatud kondensaatori väärtusi, lisame 18v zeneri dioodid ja kondensaatorid, et piirata värava allika pinget alla tüüpilise MOSFET 20v max Vgs

Üks erinevus, mille me vooluringile lisame, on valikulised paralleelsed MOSFET -id, et suurendada praegust võimekust, selleks peame lihtsalt tagama, et iga FET -i väravas on takisti. paralleelsete FET -ide korral aitab see takisti tasakaalustada paralleelpaari koormust ja lülitusomadusi (uurige rohkem suure koormuse kohta, et probleeme vältida)

Otsused, mis tuleb teha..maksimumpinge? Ma töötan 24 volti, nii et saan siduda oma mc33883 kiibi VCC ja VCC2 kokku (vcc2 piirang on 28 v, kuid mul võib olla eraldi toide ja maksimaalne VCC pinge 60 v). Ma läksin väikese 5v 500mA lülitusregulaatoriga, mis on eelkonstrueeritud 3 tihvtiga PCB-le, mis töötab ideaalselt 6,5-36v vahel!. Https: //nz.mouser.com/ProductDetail/490-VXO7805-50… lisage polaarsuskaitse diood, sisend- ja väljundkondensaatorid. tehtud.

Tahan saada aku pinge ja sulgeda, kui see on madal, nii et pingejagur, et piirata pinget minu Arduino tihvtidega. 8 takisti padja 2 paralleelset ja 4 seeria loosi + +== | ==- see peaks tähendama, et saan seda hõlpsasti teisiti konfigureerida ilma konkreetseid väärtusi omamata Arvutage välja, milliseid väljundeid vajame Arduino juhi jaoks, vajame 2 PWM kõrge külje FET-ide jaoks ja 2 digitaalset (või pwm) madalate külgede FET -ide jaoks ja me vajame ka 1 lubamisliini draiverile, mille jaoks võite saada väljamõeldud mingisuguse NAND -värava loogikaga (ja võib -olla viivitusega), et riistvara tulistada, kui seda vajate.

Sisendid Valisin gaasipedaali, lubamise, suuna ja kärpimise jaoks kõikide analoogsisendite kasutamise peamiselt selleks, et tagada nende kättesaadavus ja väljalülitamine. Kõigil on padjad väljatõmmatavate takistite jaoks ja saadaval on 5 -voldine tihvt ning sisendid töötavad kõrgena. (Kui lubatud liin oli aktiivne madal ja gaasiklapp oli kinni jäänud, kui 5 -voldine juhe katkes, mootorid töötaksid pidevalt)

Kaasas 5 -pin +maandusväljundi päis LED -aku indikaatori jaoks/ juurdepääs tihvtidele (ülejäänud digitaalsed tihvtid). Kaasas on ka päis viimase järelejäänud PWM -tihvti jaoks (märkus PWM -i kohta, mille ma otsustasin panna kõrge küljega, madala küljega ja PWM väljund Arduino eraldi taimerikanalitel, see peaks võimaldama mul taimeritega erinevalt mängida jne jne)

3. samm: komponentide valimine

selle plaadi puhul otsustasin kasutada peamiselt pinnale paigaldatavaid komponente, jootmine smd ei ole liiga keeruline, kui valite oma seadmed targalt. Takistuste ja kondensaatorite 805 suurused komponendid on jootmiseks ilma mikroskoobi abita üsna lihtsad ja käitlemiseks on vaja ainult pintsette.

mõned inimesed ütlevad, et 0603 pole liiga halb, kuid see hakkab piiri ületama.

klaasist zenerid leidsin, et neid on kerge manööverdada

Komponentide loend võimsusest draiverini ja digitaalseks (mida ma kasutasin)

8x TO220 N-ch mosfets 60V 80A IPP057N06N3 G4x 1N5401-G üldotstarbeline võimsusdiood 100v 3A (200A tipp) (need on valed, oleksin pidanud kasutama Schottky dioode, vaata, kuidas neil läheb) 8x 0805 50ohm takisti2x 0805 10ohm takisti2x 0805 10nF 50V (kaitselülitus)

2x 18v zeneri diood 0,5W ZMM5248B (kaitselülitus) 1x nxp MC33883 H-silla värava draiver 1x 0805 33nF 50V keraamiline kondensaator (draiverile)

2x 0805 470nF 50V keraamiline kondensaator (draiverile)

1x üldine läbi poolaarsuse kaitsva dioodi (oli juba olemas) 1x 3pin DC/DC muundur max 36Vin 5V välja

3x smd 10uF 50V 5x5.3mm elektrolüütkondensaator 3x 0805 1uF 50V keraamiline kondensaator (5v loogilised ahelad)

9x 0805 10 k takisti (allalaadimised ja pingejagur 15 kk seadistamiseks) potentsiomeeter jne

Tellisin oma osad saidilt mouser.com ja tellisin enamiku osi partiidena 10 ja lisasin mitu muud osa kokku 60 dollarile, et saada Uus -Meremaale tasuta kohaletoimetamine (kokkuhoid ~ 30 dollarit)

Ehituse komponentide kogumaksumus on umbes 23 USA dollarit +(mida iganes te ostate, et paremat pakkumist osta, BUY BULK) +tk

4. samm: trükkplaatide projekteerimine

Nüüd oleme komponendid välja valinud ja loodetavasti saame neid kasutada, et saaksime skeemil komponendipakette kinnitada ja hakata oma plaati paigutama. PCB paigutus on kunstivorm ja ma ei kavatse seda õpetada. Proovige selle jaoks YouTube'i. Mida ma saan teha, on juhtida tähelepanu oma vigadele sellel laual

Panin oma mosfetid horisontaalseks ja kujundasin oma H-silla oma kavandatud jahutusradiaatori lahenduseks ja selle tulemusena on mul võimsusjäljed oluliselt kitsamad, kui sooviksin. Ma kompenseerisin, kahekordistades jäljed plaadi alumisele küljele ja eemaldades jootmismaski, et saaksin lisada jootet, et suurendada praegust juhtimisvõimsust. Otsustasin kasutada suuri 10x10 mm padjaid, et suunata jootekaableid +v -v mootorile A ja mootorB ühendustele, mitte kruviklemmidele jne (ma saan aru, et vajan mehaanilist pinge leevendust), kuid minu suurte radiaatorite tõttu on kaablite jootmine keeruline need padjad. elu oleks lihtsam, kui oleksin need plaadid jahutusradiaatoritele vastasküljele asetanud

Oleksin pidanud suurendama läbimõõduga vabakäigu dioodide diameetreid. selle tulemusena on need nüüd pinnale paigaldatud (pöörake tähelepanu pakendi suurustele

teisendage oma kujundus Gerberi failiks ja saatke see oma lemmikplaatide valmistajale, võin soovitada JLCPCB, nad tegid minu jaoks head tööd ja mõistliku hinnaga

5. samm: LAUA kokkupanek ja testimine

Nüüd on teie osade ja trükkplaatide kokkupanekuks aega ja aega võtta võib -olla tund või kaks

esiteks kontrollige, kas teil on kõik osad ja kas teie trükkplaat on heas seisukorras, koguge oma tööriistad kokku. põhitõed, mida vajate jootekolbide lahjendusvõrkade jootmiseks ja või jootmiseks suckerflush lõigatud tangid

nagu ma ütlesin, 0805 osad ei ole liiga raske alustada väikseimate komponentidega esitakistid, mütsid, diood, seejärel paigaldab IC Arduino otse või eemaldatavate päistega päised

TESTAGE LÜHIAJALISTE AHETE TAGATIST

laadige nüüd Arduinole vilkuv eskiis ja eemaldage USB -pistik ning lülitage plaat akust või toiteallikast sisse, et veenduda, et regulaatori osa töötab õigesti.

TESTAGE LÜHIAJALISTE AHETE TAGATIST

laadige üles draiveritarkvara ja lülitage plaat praegusest piiratud pakkumisest välja, öeldes, et 100 mA peaks olema palju me tahame tagada H-silla kõikides osariikides, tagamaks, et ei toimu läbilaskmist. lülitub tõenäoliselt madala pinge tõttu välja

teie plaat on nüüd valmis mootorit juhtima või 2