DIY উচ্চ বর্তমান মোটর ড্রাইভার (h- সেতু): 5 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 08:01

এই পাওয়ার হুইলস কিডস কোয়াড বাইকে মোটর এবং ইলেকট্রনিক আপগ্রেড করা এই প্রকল্প। আমরা বাণিজ্যিকভাবে উপলভ্য মোটর ড্রাইভার বোর্ডগুলি নিয়ে গবেষণা করার পর ২ টি নতুন ট্রাক্সিক্স 775 ব্রাশ মোটর সহ একটি 24v সিস্টেমে আপগ্রেড করার পরিকল্পনা করেছিলাম এবং খুঁজে পেয়েছিলাম যে বেশিরভাগই ছিল কিছুটা ভিম্পি (অন্তর্ভুক্ত তুলনা ছবি দেখুন) অথবা বরং ব্যয়বহুল আমি একটি সহজ Arduino ভিত্তিক সমাধান ডিজাইন করার সিদ্ধান্ত নিয়েছি ডিজাইন সংক্ষিপ্ত

24v সর্বনিম্ন

দ্বিমুখী মোটর নিয়ন্ত্রণ

PWM নিয়ন্ত্রণ

স্কেলেবল উচ্চ বর্তমান সক্ষম (100AMP)

ন্যূনতম উপাদান

যুক্তির জন্য 5v স্টেপডাউন

ব্যাটারি ভোল্টেজ ইন্দ্রিয়

অ্যাড্রুইনো ন্যানো কন্ট্রোলার

নির্দিষ্ট ব্যবহারের জন্য ইনপুটগুলিতে প্রবেশ

আউটপুটের জন্য অব্যবহৃত পিনগুলিতে অ্যাক্সেস (নেতৃত্বাধীন)

সুস্পষ্ট সমাধান হল মসফেট ভিত্তিক এইচ-ব্রিজ সার্কিট ব্যবহার করা

আমি আপনাকে দেখাবো কিভাবে আমি আমার উচ্চ বর্তমান এইচ-ব্রিজ ড্রাইভারটি ডিজাইন এবং তৈরি করেছি

ধাপ 1: একটি এইচ-ব্রিজ ড্রাইভার আইসি খুঁজুন

H-bridge ড্রাইভার IC হল Arduino এবং MOSFET আউটপুটের মধ্যে চিপ। এই আইসি আরডুইনো থেকে হাই/লো সিগন্যাল নেয় এবং এমওএসএফইটি গেট চালানোর জন্য একই বুস্টেড সিগন্যাল আউটপুট করে, বিশেষ করে এর সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ফাংশন হল ভিসিটি (ব্যাটারি + ইনপুট) এর উপরের সাইড ফেটে ভোল্টেজ বৃদ্ধি করা N-MOSFETs কিছু ড্রাইভারেরও শুটিং রোধ করার জন্য বিশেষ সার্কিটরি থাকে (যখন 2 fets মাটিতে সরাসরি শর্ট সার্কিট তৈরি করে fets ধ্বংস করে।) আমি অবশেষে NXP MC33883 ফুল H- ব্রিজ ড্রাইভার ICchosen এ বসতি স্থাপন করলাম কারণ-এতে 2 অর্ধেক সেতু রয়েছে (তাই আমি শুধুমাত্র 1 আইসি প্রয়োজন-অন্তর্নির্মিত উচ্চ সাইড চার্জ-পাম্প- শুধুমাত্র 7 অতিরিক্ত উপাদান (সুরক্ষা সার্কিট সহ) প্রয়োজন-5.5-60V ইনপুট (ভোল্ট লকআউটের অধীনে এবং উপরে) দিয়ে চালিত হয়

দুর্ভাগ্যবশত সুরক্ষার মাধ্যমে অঙ্কুর নেই (তাই সফটওয়্যারে করা উচিত এবং বর্তমান সীমিত বিদ্যুৎ সরবরাহের সাথে পরীক্ষা করা উচিত) 5 টি ইনপুট সিগন্যাল প্রয়োজন যা মাউসারে $ 8.44 ডলারে ব্যয়বহুল।: //nz.mouser.com/datasheet/2/302/MC33883-1126…

এই চিপটি মাথায় রেখে আমরা এখন আমাদের সার্কিটটি এর চারপাশে ডিজাইন করতে পারি

ধাপ 2: সার্কিট ডিজাইন

আমরা সার্কিট ডিজাইন করার জন্য অনলাইন টুল EASYEDA (easyeda.com) ব্যবহার করব (অনুমোদিত নয় কিন্তু টুলটি ঠিকঠাক কাজ করে এবং JLCPCB.com এর মাধ্যমে PCB- এর সহজ অর্ডার) MC33883 ড্রাইভারের জন্য ডেটশীট থেকে, আমরা অ্যাপ্লিকেশন স্কিম্যাটিক খুঁজে পেতে পারি (বহিরাগত সহ) সুরক্ষা সার্কিট) আমরা এই সার্কিটটি অনুলিপি করব কারণ আমাদের এখানে চাকাটি পুনরায় উদ্ভাবনের প্রয়োজন নেই কেবলমাত্র প্রস্তাবিত লেআউট এবং প্রস্তাবিত ক্যাপাসিটরের মানগুলি ব্যবহার করুন, আমরা সাধারণ MOSFET 20v এর নীচে গেট-সোর্স ভোল্টেজ ক্যাপ করার জন্য 18v জেনার ডায়োড এবং ক্যাপাসিটার যুক্ত করব। সর্বোচ্চ Vgs

সার্কিটে আমরা যে পার্থক্যটি যুক্ত করব তা হল বর্তমান সামর্থ্য বাড়াতে paচ্ছিক সমান্তরাল MOSFETs এটি করার জন্য আমাদের শুধু প্রতিটি FET এর গেটে একটি রোধক আছে তা নিশ্চিত করতে হবে। সমান্তরাল FETs এর সাথে এই প্রতিরোধক সমান্তরাল জোড়ার লোড এবং স্যুইচিং বৈশিষ্ট্যের ভারসাম্য বজায় রাখতে সাহায্য করে (সমস্যাগুলি এড়াতে উচ্চ লোডিংয়ের জন্য আরো গবেষণা করুন)

সিদ্ধান্ত নিতে হবে.. সর্বোচ্চ ভোল্টেজ? আমি 24v চালাচ্ছি, তাই আমি আমার mc33883 চিপের VCC এবং VCC2 একসাথে বাঁধতে পারি (vcc2 এর সীমা 28v কিন্তু আমার আলাদা সরবরাহ থাকতে পারে এবং 60v এর সর্বোচ্চ VCC ভোল্টেজ থাকতে পারে) Arduino কে কিভাবে শক্তি দিতে হয়? আমি একটি ছোট 5v 500mA সুইচিং রেগুলেটর নিয়ে গেলাম যা 3 পিনের সাথে একটি পিসিবিতে প্রি-বিল্ট হয়ে আসে যা 6.5-36v পারফেক্টের মধ্যে কাজ করে! একটি পোলারিটি সুরক্ষা ডায়োড, ইনপুট এবং আউটপুট ক্যাপাসিটার যুক্ত করুন। সম্পন্ন.

আমি ব্যাটারি ভোল্টেজ পেতে সক্ষম হতে চাই এবং যখন এটি কম তখন একটি ভোল্টেজ বিভাজক আমার Arduino পিনগুলিতে ভোল্টেজ সীমাবদ্ধ করতে সক্ষম হতে চাই। 8 প্রতিরোধক প্যাড 2paralled এবং 4 সিরিজ loos এই মত এবং 2 টি ডিজিটাল (বা pwm) নিম্ন পাশের FETs এর জন্য এবং আমাদের ড্রাইভারের জন্য 1 টি সক্রিয় লাইন দরকার যা আপনি প্রয়োজন হলে NAND গেট লজিক (এবং সম্ভবত বিলম্বিত) সুরক্ষার মাধ্যমে হার্ডওয়্যার শুট করার জন্য অভিনব পেতে পারেন।

ইনপুটগুলি আমি থ্রটল, সক্ষম, দিকনির্দেশনা এবং ছাঁটাইয়ের জন্য সমস্ত এনালগ ইনপুট ব্যবহার করার জন্য বেছে নিয়েছি, যাতে সেগুলি পাওয়া যায় এবং ভেঙে ফেলা হয় সেগুলির জন্য পুলডাউন প্রতিরোধকগুলির জন্য প্যাড রয়েছে এবং একটি 5v পিন উপলব্ধ এবং ইনপুটগুলি উচ্চ হিসাবে সক্রিয় হিসাবে কাজ করে। (যদি সক্ষম হয় লাইন কম সক্রিয় ছিল এবং থ্রোটল আটকে গিয়েছিল যদি 5v তারটি ভেঙে যায় তবে মোটরগুলি একটানা চলবে)

আউটপুট আমি LED ব্যাটারি নির্দেশক/ পিন (অবশিষ্ট ডিজিটাল পিন) অ্যাক্সেসের জন্য একটি 5pin +গ্রাউন্ড আউটপুট শিরোলেখ অন্তর্ভুক্ত করেছি (PWM পিনের জন্য একটি শিরোলেখ) Arduino এর পৃথক টাইমার চ্যানেলে PWM আউটপুট প্রতিটি আমাকে টাইমারগুলির সাথে ভিন্নভাবে খেলতে দেয় ইত্যাদি ইত্যাদি)

ধাপ 3: উপাদান নির্বাচন

এই বোর্ডের জন্য, আমি প্রধানত সারফেস মাউন্ট কম্পোনেন্ট সোল্ডারিং এসএমডির সাথে যাওয়ার সিদ্ধান্ত নিয়েছি যদি আপনি আপনার ডিভাইসগুলি বুদ্ধিমানের সাথে বেছে নেন ।0805 আকারের উপাদানগুলি প্রতিরোধক এবং ক্যাপাসিটারগুলির জন্য খুব সহজ একটি মাইক্রোস্কোপের সাহায্য ছাড়া সোল্ডার এবং হ্যান্ডলিংয়ের জন্য শুধুমাত্র টুইজার প্রয়োজন ।

কিছু লোক বলে 0603 খুব খারাপ নয় কিন্তু এটি সীমাটিকে ধাক্কা দিতে শুরু করেছে।

কাচের zeners আমি কৌশলের জন্য একটু চতুর পাওয়া

ক্ষমতা থেকে ড্রাইভার থেকে ডিজিটাল পর্যন্ত উপাদান তালিকা (আমি যা ব্যবহার করেছি)

8x TO220 N-ch mosfets 60V 80A IPP057N06N3 G4x 1N5401-G সাধারণ উদ্দেশ্য পাওয়ার ডায়োড 100v 3A (200A শিখর) (এগুলো ভুল ছিল আমি Schottky ডায়োড ব্যবহার করা উচিত ছিল কিভাবে তারা দেখতে পায়) 8x 0805 50ohm resistor2x 0805 10ohm resistor2x 0805 10nF 50nm (সুরক্ষা সার্কিট)

2x 18v জেনার ডায়োড 0.5W ZMM5248B (সুরক্ষা সার্কিট) 1x nxp MC33883 H- ব্রিজ গেট ড্রাইভার 1x 0805 33nF 50V সিরামিক ক্যাপাসিটর (চালকের জন্য)

2x 0805 470nF 50V সিরামিক ক্যাপাসিটর (ড্রাইভারের জন্য)

1x জেনেরিক থ্রু-হোল পোলারিটি প্রোটেকশন ডায়োড (আগে থেকেই ছিল)

3x smd 10uF 50V 5x5.3mm ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর 3x 0805 1uF 50V সিরামিক ক্যাপাসিটর (5v লজিক সার্কিট)

9x 0805 10k রোধকারী (পুলডাউন এবং ভোল্টেজ ডিভাইডার 15k তৈরির জন্য কনফিগার করা) 4x 0803 3k রোধকারী (3k থাকতে সমান্তরাল সিরিজ কনফিগার করা হয়েছে। একটি বর্জ্য আমি জানি) 2x 10k থ্রু-হোল ট্রিমার potentiometers1x Arduino nanovarious হেডার, হিটসিংক, সুইচের মত অন্যান্য আইটেম, potentiometer ইত্যাদি

আমি mouser.com থেকে আমার যন্ত্রাংশ অর্ডার করেছিলাম এবং 10 টির মধ্যে বেশিরভাগ অংশ অর্ডার করেছিলাম এবং নিউজিল্যান্ডে বিনামূল্যে শিপিংয়ের জন্য মোট $ 60 nz এর অন্যান্য কয়েকটি অংশ যোগ করেছি (30 nz $ 30 এর সঞ্চয়)

বিল্ডের মোট উপাদান খরচ প্রায় $ 23 +

ধাপ 4: পিসিবি ডিজাইন

এখন আমরা উপাদানগুলি নির্বাচন করেছি এবং আশা করি সেগুলি যেভাবে আমরা পরিকল্পিতভাবে কম্পোনেন্ট প্যাকেজগুলি নিশ্চিত করতে পারি এবং আমাদের বোর্ড লেআউট শুরু করতে পারি পিসিবি লেআউটটি একটি আর্ট ফর্ম যা আমি এটি শেখানোর চেষ্টা করব না। তার জন্য ইউটিউব ব্যবহার করে দেখুন আমি যা করতে পারি তা হল এই বোর্ডে আমার ভুলগুলো তুলে ধরুন

আমি আমার মোসফেটগুলিকে অনুভূমিকভাবে রেখেছি আমি আমার পরিকল্পিত হিটসিংক সমাধানের সাথে কাজ করার জন্য আমার এইচ-ব্রিজ ডিজাইন করেছি এবং ফলস্বরূপ, আমার কাছে পাওয়ার ট্রেস রয়েছে যা আমি তাদের চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে সংকীর্ণ। আমি বোর্ডের নিচের দিকে ট্রেসগুলিকে দ্বিগুণ করে এবং সোল্ডার মাস্কটি সরিয়ে দিয়ে ক্ষতিপূরণ দিয়েছি যে আমি বর্তমান হ্যান্ডলিং পাওয়ার সংযোগগুলি বাড়ানোর জন্য সোল্ডার যুক্ত করতে পারি। আমি স্ক্রু টার্মিনাল ইত্যাদির পরিবর্তে +v -v মোটরএ এবং মোটরবি সংযোগের জন্য সোল্ডার ক্যাবলের জন্য বড় 10x10 মিমি প্যাড ব্যবহার করার সিদ্ধান্ত নিয়েছি (আমি বুঝতে পারি যে আমার যান্ত্রিক স্ট্রেন রিলিফের প্রয়োজন হবে) তবে আমার বড় হিটসিংকের কারণে কেবলগুলি সোল্ডার করা কঠিন হবে এই প্যাডগুলি জীবন সহজ হবে যদি আমি বোর্ডের বিপরীত দিকের এই প্যাডগুলিকে হিটসিংকে রাখতাম

আমার থ্রু-হোল ফ্রিওয়েল ডায়োডের জন্য ভিয়াসের আকার বাড়ানো উচিত ছিল। ফলস্বরূপ, এগুলি এখন সারফেস মাউন্ট করা হয়েছে (আপনার প্যাকেজের আকারগুলিতে মনোযোগ দিন

আপনার ডিজাইনকে একটি গারবার ফাইলে রূপান্তর করুন এবং আপনার প্রিয় পিসিবি ফ্যাব্রিকেটরের কাছে পাঠান আমি JLCPCB কে সুপারিশ করতে পারি তারা আমার জন্য একটি ভাল কাজ করেছে এবং যুক্তিসঙ্গত দামে

ধাপ 5: সমাবেশ এবং পরীক্ষা বোর্ড

এখন আপনার হাতে আপনার যন্ত্রাংশ এবং PCB গুলি একত্রিত হওয়ার এবং সোল্ডারটেক হতে পারে এক বা দুই ঘন্টা

প্রথমে, আপনার সমস্ত যন্ত্রাংশ আছে কিনা পরীক্ষা করুন এবং আপনার পিসিবি ভাল অবস্থায় আছে আপনার সরঞ্জামগুলি একত্রিত করুন।

যেমন আমি বলেছিলাম যে 0805 অংশগুলি খুব ছোট উপাদানগুলির সাথে শুরু হয় না, ছোট ছোট উপাদানগুলি প্রথম প্রতিরোধক, ক্যাপ, ডায়োডেস্টেন তারপর আইসি সরাসরি Arduino ইনস্টল করে বা অপসারণযোগ্যতার জন্য হেডার দিয়ে হেডার ইনস্টল করে

শর্ট সার্কিটের জন্য বোর্ড পরীক্ষা করুন

এখন আরডুইনোতে ব্লিংক স্কেচ লোড করুন এবং ইউএসবি আনপ্লাগ করুন এবং ব্যাটারি বা পাওয়ার সাপ্লাই থেকে বোর্ডকে পাওয়ার করুন যাতে নিয়ন্ত্রক বিভাগ সঠিকভাবে কাজ করছে তা নিশ্চিত করতে মোসফেটগুলি সর্বশেষ ইনস্টল করুন

শর্ট সার্কিটের জন্য বোর্ড পরীক্ষা করুন

চালক সফটওয়্যার আপলোড করুন এবং একটি বর্তমান সীমিত সরবরাহ থেকে বোর্ডকে ক্ষমতা দিন 100mA প্রচুর পরিমাণে হওয়া উচিত যাতে আমরা সমস্ত রাজ্যে H- সেতু নিশ্চিত করতে চাই যাতে শ্যুট-থ্রু না হয়। কম ভোল্টেজের কারণে সম্ভবত বন্ধ হয়ে যাবে

আপনার বোর্ড এখন মোটর বা 2 চালানোর জন্য প্রস্তুত