Saya direka dan 3D mencetak motor dan kawalan motor DC (BLDC) tanpa berus menggunakan Arduino. Sebagai tambahan kepada magnet, sensor penggulungan solenoid dan sensor kesan dewan, semua komponen motor dicetak dengan Replikator MakerBot 2. Video menunjukkan motor kerja selesai. Instructable ini disediakan sebagai PDF bersama -sama dengan fail CAD dan program kawalan motor. Program Kawalan Motor Arduino: Gunakan fail, semakan, tukar reka bentuk secara percuma, atau lakukan apa sahaja yang anda inginkan dengannya! Projek ini memerlukan pencetak 3D, mikrokontroler Arduino, dan alat elektronik asas seperti multimeter, osiloskop, bekalan kuasa, dan komponen elektrik. Senarai lengkap bahagian dan alat yang saya gunakan. Jadual 1 menunjukkan kos pembuatan motor. Komponen elektrik seperti perintang dan kapasitor tidak termasuk kerana kosnya boleh diabaikan berbanding dengan jumlah kos motor. Tidak termasuk pengawal mikro dan bateri Arduino, jumlah kos pembuatan motor adalah $ 27. 71. Ia harus menunjukkan bahawa mengurangkan kos bukanlah keutamaan. Pengoptimuman dapat mengurangkan kos pengeluaran. Berdasarkan prinsip bahawa motor harus mudah digunakan bahagian -bahagian yang mudah diakses untuk dibina, spesifikasi reka bentuk motor DC ditubuhkan, dan harus memberikan jenis yang serupa dengan prestasi kualiti banyak motor DC komersial, peminat elektrik kecil. Motor ini direka untuk menjadi 3-fasa, 4- polar DC motor dengan 4- magnet N52 ND pada pemutar dan solenoid luka 3 dawai yang dilampirkan pada stator. Kerana peningkatan kecekapan, bilangan bahagian mekanikal dikurangkan, dan geseran dikurangkan, reka bentuk tanpa berus dipilih. Magnet N52 dipilih untuk kekuatan, harga dan kemudahan aksesnya. Dalam bahagian \ 'Bldc Motor Control \', kawalan motor tanpa berus akan dibincangkan lebih lanjut. Jadual 2 menunjukkan perbandingan antara motor DC dan motor berus. Solenoid dalam 8- 12 V, dikawal oleh litar suis elektrik. Sensor Dewan akan memberikan maklumat lokasi tentang apabila litar akan ditukar. Persamaan berikut digunakan untuk menganggarkan prestasi motor, dengan itu mewujudkan reka bentuk motor awal. Sekiranya anda ingin melihat persamaan ini, lihatlah PDF yang dikaitkan dengan intro dan mereka akan merosakkan. Kekuatan antara kedua -dua magnet pada jarak tertentu boleh kira -kira kira -kira dengan persamaan berikut: F = BMambsas/4G2, di mana B adalah ketumpatan medan magnet pada permukaan magnet dan A adalah kawasan magnet, G adalah jarak antara dua magnet. BS, medan magnet solenoid diberikan oleh: b = nil, di mana saya adalah arus, n adalah bilangan pakej, dan L adalah panjang solenoid. Di dalam motor, tork maksimum dianggarkan: t = 2 frwheren r ialah jejari dan pemilihannya adalah 25mm. Digabungkan dengan persamaan ini, ungkapan linear tork output yang dikaitkan dengan arus input geometri solenoid yang diberikan dapat diperolehi. F = 2rbmamasn4g2Li Pemalar tork yang diperlukan untuk memilih adalah 40 m- nm/A berdasarkan prestasi yang dikehendaki berbanding dengan motor lain yang tersedia [2]. Litar kawalan elektronik diperlukan untuk kawalan motor BLDC. Untuk memutar motor BLDC, bergantung kepada kedudukan pemutar, penggulungan mesti dikuasakan dalam perintah yang ditakrifkan. Kedudukan pemutar dikesan menggunakan sensor dewan yang tertanam dalam stator. Rajah 3 menunjukkan gambarajah skema skim kawalan motor BLDC. Sensor Hall tertanam dalam stator dengan tiga belitan motor, memberikan output digital yang sepadan dengan sama ada Artik atau Antartika paling dekat dengan sensor. Berdasarkan output digital ini, pengawal mikro menyediakan urutan fasa untuk pemandu motor, sehingga membekalkan kuasa kepada penggulungan yang sepadan. Setiap lajur urutan perubahan fasa mempunyai penggulungan yang berkuasa pada voltan positif, penggulungan yang dikuasai ke voltan negatif, dan penggulungan yang dikuasai ke voltan negatif. Urutan perubahan fasa terdiri daripada enam langkah yang menghubungkan output sensor dewan dengan output penggulungan yang harus dikuasakan. Jadual 3 di bawah memberikan contoh putaran mengikut arah jam. Reka bentuk akhir terdiri daripada 4 bahagian yang berbeza; Perumahan bawah, pemutar, perumahan atas dan solenoid seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4 di bawah. Rajah 4: (a) shell bawah (b) pemutar (c) solenoid (d) Motor pemasangan (E) Perhimpunan atas. Semua bahagian dipaparkan ke arah yang dicetak. Lampiran bawah, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4 (a) penutup bawah motor. Rotor, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4 (b) , mengandungi 8 magnet, 4 untuk memandu motor, dan 4 untuk menyediakan data kedudukan kepada sensor dewan. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4, pemutar slaid ke shell bawah gaya galas gelongsor (D). Cangkang di bahagian atas, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4 (e) , dipasang pada pemutar dan disambungkan ke bahagian bawah untuk menutup motor. Perumahan atas mengandungi 3 sensor kedudukan dewan, serta pemotongan segitiga yang membolehkan tiub skru masuk ke dalam perumahan. Solenoid seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4 (c) , letakkan segitiga di tengah -tengah mereka untuk membolehkan mereka menyelaraskan dengan lubang di perumahan atas, yang mereka selaras dengan magnet pemutar. Semua bahagian yang diterangkan sebelum ini dicetak pada Replikator MakerBot 2. Bahagian boleh dicetak pada masa yang sama, dan pelbagai parameter percetakan mungkin menghasilkan hasil yang memuaskan. Produk akhir dicetak dalam plastik PLA yang telus, dengan jumlah pengisian sebanyak 20% dan jumlah pengisian ketinggian lantai 0. 20mm. Melalui ujian berulang, didapati bahawa bahagian -bahagian yang disambungkan bersama tanpa gelongsor, seperti cengkerang atas dan bawah, harus dicetak pada 0. Tambah 25mm ke semua sisi, manakala bahagian untuk gelongsor percuma, seperti rotor, harus dicetak pada 0. 4mm ruang sekitar. Cetak sensor kesan magnet dan dewan ke bahagian bawah bahagian atas jurang dengan merancang kekosongan dalaman yang betul di tempat yang betul, mencetak jeda dan masukkan peranti, dimasukkan ke dalam pemasangan, dan kemudian teruskan percetakan. Ketinggian jeda yang sesuai diberikan dalam Jadual 4 di bawah. Sekeping cetakan 3D boleh dikeluarkan dari MakerBot dan boleh dipasang bersama selepas mengeluarkan plastik yang berlebihan dari rakit. Bahagian -bahagian ini harus disatukan dengan lancar tanpa banyak usaha. Solenoid solenoid memerlukan solenoidprocessing terakhir. Setiap solenoid dibalut kira -kira 400 kali dengan garis magnet 26GW. Proses ini boleh dipercepat dengan menjadikan solenoid pada bit gerudi. Pastikan setiap solenoid dibungkus ke arah yang sama supaya solenoid yang dihasilkan mempunyai polariti yang sama. Sebaik sahaja solenoid siap, mereka harus terputus ke dalam shell di bahagian atas. Gam kuat boleh digunakan di sini untuk mengukuhkan sambungan. Unsur -unsur litar harus dihubungkan bersama mengikut rajah skema berikut. VCC pemandu motor L6234 boleh berada di mana -mana dari 7 V hingga 42 V, tetapi saya cadangkan menjalankan motor tanpa lebih tinggi daripada 12ish V. Program yang ditulis oleh Arduino untuk mengawal urutan perubahan fasa boleh didapati dalam program, yang disesuaikan mengikut manual ini. Peningkatan masa depan motor boleh dibahagikan kepada empat kategori; Pengoptimuman mekanikal, peningkatan kecekapan, peningkatan kawalan dan aplikasi. Langkah pertama dalam mana -mana kerja masa depan adalah untuk menguji kelajuan tork dan kecekapan motor semasa. Kawalan motor boleh dicapai menggunakan kaedah perkakasan dan bukannya kaedah perisian, yang akan mengurangkan kos dan skala pelaksanaan. Berikut adalah penerangan ringkas tentang bagaimana ini dapat dicapai- terdapat banyak bidang di mana reka bentuk mekanikal motor dapat dioptimumkan. Solenoid hanya boleh dimasukkan ke dalam badan utama motor. Saiz motor boleh dikurangkan dengan ketara. Saiz magnet kedudukan boleh dikurangkan untuk mengurangkan tork pemutar. Reka bentuk motor mungkin parameter dan dicetak dalam pelbagai saiz yang berbeza. Kecekapan motor dapat dioptimumkan dengan memeriksa ciri kelajuan tork dalam julat voltan yang digunakan. Jika motor percetakan 3D yang dioptimumkan sepenuhnya boleh diparameterized dan dicetak dalam pelbagai saiz dan penarafan yang berbeza, julat aplikasi akan sangat luas. Ini adalah buku nota Evernote saya dengan banyak artikel dan pautan yang saya pelajari semasa melakukan projek ini. Sumber Penting [1] Prinsip Asas DC Motor- Padmaraja Yedamale- Memahami Motor DC
