میں نے ایک برش لیس DC (BLDC) موٹر اور کنٹرول موٹر کو ڈیزائن اور 3D پرنٹ کیا ۔
Arduino کا استعمال کرتے ہوئے
میگنےٹ، سولینائیڈ وائنڈنگ اور ہال ایفیکٹ سینسر کے علاوہ، موٹر کے تمام اجزاء Makerbot Replicator 2 کے ساتھ پرنٹ کیے گئے ہیں۔
ویڈیو میں کام کرنے والی موٹر کو دکھایا گیا ہے۔
یہ ہدایت پی ڈی ایف کے طور پر کیڈ فائلوں اور موٹر کنٹرول پروگراموں کے ساتھ فراہم کی جاتی ہے۔
Arduino کا موٹر کنٹرول پروگرام: فائل کا استعمال کریں، جائزہ لیں، مفت میں ڈیزائن تبدیل کریں، یا اس کے ساتھ جو چاہیں کریں!
اس پروجیکٹ کے لیے 3D پرنٹرز، arduino microcontrollers، اور بنیادی الیکٹرانک ٹولز جیسے ملٹی میٹر، اوسکیلوسکوپ، پاور سپلائی، اور برقی اجزاء کی ضرورت ہے۔
حصوں اور ٹولز کی مکمل فہرست جو میں استعمال کرتا ہوں۔
جدول 1 موٹر کی تیاری کی لاگت کو ظاہر کرتا ہے۔
الیکٹریکل اجزاء جیسے ریزسٹرس اور کیپسیٹرز شامل نہیں ہیں کیونکہ لاگت موٹر کی کل لاگت کے مقابلے میں نہ ہونے کے برابر ہے۔
Arduino مائیکرو کنٹرولرز اور بیٹریوں کو چھوڑ کر، موٹر کی تیاری کی کل لاگت $27 ہے۔ 71.
یہ بتانا چاہیے کہ اخراجات کو کم کرنا اولین ترجیح نہیں ہے۔ اصلاح پیداواری لاگت کو کم کر سکتی ہے۔
اس اصول کی بنیاد پر کہ موٹر کو تعمیر کرنے کے لیے آسانی سے قابل رسائی پرزوں کا استعمال کرنا آسان ہونا چاہیے، ڈی سی موٹر کے ڈیزائن کی وضاحتیں قائم کی گئی ہیں، اور بہت سی کمرشل ڈی سی موٹرز، چھوٹے برقی پنکھوں کی کوالٹی پرفارمنس کی طرح فراہم کرنی چاہیے۔
موٹر کو 3 فیز، 4-
پولر ڈی سی موٹر کے ساتھ ڈیزائن کیا گیا ہے جس
میں روٹر پر 4- N52 nd مقناطیس اور سٹیٹر کے ساتھ 3 وائر زخم سولینائڈ منسلک ہیں۔
بڑھتی ہوئی کارکردگی کی وجہ سے، مکینیکل حصوں کی تعداد کم ہو جاتی ہے، اور رگڑ کم ہو جاتی ہے، بغیر برش کے ڈیزائن کا انتخاب کیا جاتا ہے۔
N52 مقناطیس کو اس کی طاقت، قیمت اور رسائی میں آسانی کے لیے چنا گیا ہے۔
\'bldc موٹر کنٹرول\' سیکشن میں، برش لیس موٹر کنٹرول پر مزید بات کی جائے گی۔
جدول 2 ڈی سی موٹر اور برش موٹر کے درمیان موازنہ دکھاتا ہے۔
8- 12 V میں Solenoid
، ایک برقی سوئچ سرکٹ کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔
ہال سینسر مقام کی معلومات فراہم کرے گا کہ سرکٹ کب تبدیل ہو گا۔
موٹر کی کارکردگی کا اندازہ لگانے کے لیے درج ذیل مساوات کا استعمال کیا جاتا ہے، اس طرح موٹر کا ابتدائی ڈیزائن تیار ہوتا ہے۔
اگر آپ ان مساوات کو دیکھنا چاہتے ہیں تو تعارف میں منسلک پی ڈی ایف پر ایک نظر ڈالیں اور وہ گڑبڑ ہو جائیں گے۔
ایک مخصوص فاصلے پر دو مقناطیسوں کے درمیان قوت درج ذیل مساوات کے ساتھ تقریباً تخمینی ہو سکتی ہے: F = BmAmBsAs/4g2، جہاں B مقناطیس کی سطح پر مقناطیسی میدان کی کثافت ہے اور A مقناطیس کا رقبہ ہے، g دو مقناطیسوں کے درمیان فاصلہ ہے۔
Bs، سولینائیڈ کا مقناطیسی میدان بذریعہ دیا جاتا ہے: B = NIl، جہاں I کرنٹ ہے، N پیکجوں کی تعداد ہے، اور l سولینائیڈ کی لمبائی ہے۔
موٹر میں، زیادہ سے زیادہ ٹارک کا تخمینہ لگایا گیا ہے: t = 2 fr جہاں r رداس ہے اور انتخاب 25mm ہے۔
ان مساواتوں کے ساتھ مل کر، دی گئی سولینائڈ جیومیٹری کے ان پٹ کرنٹ سے وابستہ آؤٹ پٹ ٹارک کا لکیری اظہار حاصل کیا جا سکتا ہے۔
F = 2rbmamasn4g2li منتخب کرنے کے لیے مطلوبہ ٹارک مستقل 40 m-
Nm/A ہے جو دیگر دستیاب موٹروں کے مقابلے میں مطلوبہ کارکردگی کی بنیاد پر ہے [2]۔
BLDC کے موٹر کنٹرول کے لیے الیکٹرانک کنٹرول سرکٹ کی ضرورت ہے۔
BLDC موٹر کو گھمانے کے لیے، روٹر کی پوزیشن پر منحصر ہے، وائنڈنگ کو بیان کردہ ترتیب میں آن کرنا چاہیے۔
سٹیٹر میں ایمبیڈڈ ہال سینسر کا استعمال کرتے ہوئے روٹر کی پوزیشن کا پتہ لگایا جاتا ہے۔
شکل 3 BLDC موٹر کنٹرول اسکیم کا اسکیمیٹک خاکہ دکھاتا ہے۔
ہال سینسر سٹیٹر میں تین موٹر وائنڈنگز کے ساتھ سرایت کرتا ہے، جو ایک ڈیجیٹل آؤٹ پٹ فراہم کرتا ہے جو کہ آرکٹک یا انٹارکٹک سینسر کے قریب ترین ہے۔
اس ڈیجیٹل آؤٹ پٹ کی بنیاد پر، مائیکرو کنٹرولر موٹر ڈرائیور کے لیے فیز سیکونس فراہم کرتا ہے، اس طرح متعلقہ وائنڈنگ کو بجلی فراہم کرتا ہے۔
ہر مرحلے کی تبدیلی کی ترتیب کے کالم میں مثبت وولٹیج پر چلنے والی وائنڈنگ، منفی وولٹیج پر چلنے والی وائنڈنگ اور منفی وولٹیج پر چلنے والی وائنڈنگ ہوتی ہے۔
مرحلے کی تبدیلی کی ترتیب چھ مراحل پر مشتمل ہے جو ہال سینسر کے آؤٹ پٹ کو وائنڈنگ کے آؤٹ پٹ کے ساتھ جوڑتا ہے جسے آن کیا جانا چاہیے۔
ذیل میں جدول 3 گھڑی کی سمت میں گردش کی مثال دیتا ہے۔
حتمی ڈیزائن 4 مختلف حصوں پر مشتمل ہے۔
نیچے کی رہائش، روٹر، ٹاپ ہاؤسنگ اور سولینائڈ جیسا کہ نیچے تصویر 4 میں دکھایا گیا ہے۔ شکل 4: (a)
نیچے کا شیل (b) روٹر (c) سولینائڈ (d)
اسمبلی موٹر (e) ٹاپ اسمبلی۔
تمام حصوں کو اس سمت میں دکھایا جاتا ہے جس میں وہ پرنٹ کیے جاتے ہیں۔
نیچے کی دیوار، جیسا کہ شکل 4 میں دکھایا گیا ہے (a)
موٹر کا نیچے کا احاطہ۔
روٹر، جیسا کہ شکل 4 (b) میں دکھایا گیا ہے
، 8 میگنےٹ پر مشتمل ہے، 4 موٹر چلانے کے لیے، اور 4 ہال سینسر کو پوزیشن ڈیٹا فراہم کرنے کے لیے۔
جیسا کہ شکل 4 میں دکھایا گیا ہے، روٹر سلائیڈنگ بیئرنگ اسٹائل (d) کے نیچے کے شیل پر سلائیڈ کرتا ہے۔
اوپر والا شیل، جیسا کہ شکل 4 (e) میں دکھایا گیا ہے
، روٹر پر نصب اور موٹر کو بند کرنے کے لیے نیچے سے جڑا ہوا ہے۔
ٹاپ ہاؤسنگ میں 3 ہال پوزیشن سینسرز کے ساتھ ساتھ ایک تکونی کٹ آؤٹ ہے جو اسکرو ٹیوب کو ہاؤسنگ میں داخل ہونے دیتا ہے۔
Solenoid جیسا کہ شکل 4 (c) میں دکھایا گیا ہے
، مثلث کو ان کے بیچ میں رکھیں تاکہ وہ اوپر والے مکان کے سوراخوں کے ساتھ سیدھ میں آسکیں، جو خود روٹر مقناطیس کے ساتھ عمودی سیدھ میں ہوتے ہیں۔
پہلے بیان کیے گئے تمام پرزے Makerbot Replicator 2 پر پرنٹ کیے گئے ہیں۔
پرزے ایک ہی وقت میں پرنٹ کیے جا سکتے ہیں، اور پرنٹنگ کے مختلف پیرامیٹرز سے اطمینان بخش نتائج برآمد ہونے کا امکان ہے۔
حتمی مصنوعہ شفاف PLA پلاسٹک میں پرنٹ کیا گیا ہے، جس میں بھرنے کی مقدار 20% اور بھرنے کی مقدار 0.
20 ملی میٹر فرش کی اونچائی ہے۔
بار بار ٹرائلز کے ذریعے، یہ پتہ چلا ہے کہ وہ حصے جو بغیر سلائیڈنگ کے ایک ساتھ جڑے ہوئے ہیں، جیسے اوپر اور نیچے کے خول، 0 پر پرنٹ کیے جانے چاہئیں۔
ہر طرف 25mm شامل کریں، جب کہ فری سلائیڈنگ کے لیے پرزے، جیسے کہ روٹرز، کو 0.
4mm جگہ پر پرنٹ کیا جانا چاہیے۔
مقناطیس اور ہال ایفیکٹ سینسر صحیح جگہ پر صحیح اندرونی صفر کو ڈیزائن کرکے خلا کے اوپری حصے کے دائیں نیچے پرنٹ کرتے ہیں، پرنٹنگ کو روکیں اور ڈیوائس کو داخل کریں، اسمبلی میں داخل کریں، اور پھر پرنٹنگ جاری رکھیں۔
مناسب توقف کی اونچائی نیچے جدول 4 میں دی گئی ہے۔
3D پرنٹ کے ٹکڑے کو Makerbot سے ہٹایا جا سکتا ہے اور بیڑے سے اضافی پلاسٹک کو ہٹانے کے بعد اسے ایک ساتھ جمع کیا جا سکتا ہے۔
ان حصوں کو زیادہ کوشش کے بغیر آسانی سے ایک ساتھ رکھنا چاہئے۔
Solenoid solenoid کو آخری solenoid پروسیسنگ کی ضرورت ہے۔
ہر سولینائیڈ کو 26gw میگنیٹ لائن کے ساتھ تقریباً 400 بار لپیٹا جاتا ہے۔
اس عمل کو ڈرل بٹ پر سولینائیڈ کو موڑ کر تیز کیا جا سکتا ہے۔
اس بات کو یقینی بنائیں کہ ہر سولینائڈ کو ایک ہی سمت میں پیک کیا گیا ہے تاکہ نتیجے میں آنے والے سولینائڈ کی قطبیت ایک جیسی ہو۔
ایک بار جب سولینائڈ تیار ہوجائے تو، انہیں سب سے اوپر والے شیل میں پھینک دیا جانا چاہئے.
کنکشن کو مضبوط بنانے کے لیے یہاں مضبوط گلو استعمال کیا جا سکتا ہے۔
سرکٹ عناصر کو درج ذیل اسکیمیٹک ڈایاگرام کے مطابق ایک ساتھ جوڑا جانا چاہیے۔
L6234 موٹر ڈرائیور کی VCC 7 v سے 42 V کے درمیان کہیں بھی ہو سکتی ہے، لیکن میں 12ish V سے زیادہ ہونے کے بغیر موٹر چلانے کی سفارش کرتا ہوں۔
فیز چینج آرڈر کو کنٹرول کرنے کے لیے Arduino کا لکھا ہوا پروگرام پروگرام میں پایا جا سکتا ہے، جو اس مینول کے مطابق بنایا گیا ہے۔
موٹر کی مستقبل کی بہتری کو چار اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔
مکینیکل اصلاح، کارکردگی میں بہتری، کنٹرول میں بہتری اور اطلاق۔ مستقبل کے کسی بھی کام میں پہلا قدم
جانچنا ہے ۔
موجودہ موٹر کی ٹارک کی رفتار اور کارکردگی کو
موٹر کا کنٹرول سافٹ ویئر کے طریقہ کار کے بجائے ہارڈ ویئر کے طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کیا جا سکتا ہے، جس سے عمل درآمد کی لاگت اور پیمانے بہت کم ہو جائیں گے۔
یہاں ایک مختصر تفصیل ہے کہ یہ کیسے حاصل کیا جا سکتا ہے-
بہت سے ایسے شعبے ہیں جہاں موٹر کے مکینیکل ڈیزائن کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔
سولینائڈ کو آسانی سے موٹر کے مرکزی جسم میں داخل کیا جاسکتا ہے۔
موٹر کا سائز نمایاں طور پر کم کیا جا سکتا ہے.
روٹر کے ٹارک کو کم کرنے کے لیے پوزیشن مقناطیس کا سائز بہت کم کیا جا سکتا ہے۔
موٹر ڈیزائن مختلف سائز کی ایک قسم میں پیرامیٹرائزڈ اور پرنٹ کیا جا سکتا ہے.
ٹارک کی رفتار کی خصوصیت کو جانچ کر موٹر کی کارکردگی کو بہتر بنایا جا سکتا ہے ۔
لاگو وولٹیج کی حد میں
اگر مکمل طور پر آپٹمائزڈ 3D پرنٹنگ موٹر کو پیرامیٹرائز کیا جا سکتا ہے اور مختلف سائز اور درجہ بندیوں میں پرنٹ کیا جا سکتا ہے، تو درخواست کی حد بہت وسیع ہو جائے گی۔
یہ میری ایور نوٹ بک ہے جس میں بہت سارے مضامین اور لنکس ہیں جن کا میں نے اس پروجیکٹ کو کرتے ہوئے مطالعہ کیا ہے۔
اہم ذرائع[1]
ڈی سی موٹر کے بنیادی اصول-
پدمراجا یدمالے-
ڈی سی موٹر کو سمجھیں
