Arduino R/C Lawnmower (painted) (2 / 11 steg)

Steg 2: Motor föraren

jag byggde flera motor förare innan man hittar en design som arbetade för mina behov. För vad det är värt, det finns flera fina produkter redan ut det som är ihop helt och kräver mycket mindre arbete om du inte är intresserad av att bygga din egen elektronik. Den öppna källkod Motor Controller är en öppen källkod design som har varit under ständig gemenskapen förbättring i flera år nu och klarar upp till 160amps på 36vdc! Men de är över $100 och endast kontroll 1 motor. Sabertooth 2x25amp motor controller är trevligt och styr 2 motorer, men det är $125.

Så jag tänkte skulle jag bara göra en mycket enkel dubbel h-bro som kunde hantera minst 25 ampere vid 24vdc kontinuerlig och hantera ökningar av upp till 100amps i några sekunder. När jag fick reda på att parallella Mosfets och multiplicera sin nuvarande kapacitet följaktligen, trodde jag jag skulle komma med en enkel design och något komplicera det genom att lägga till mer mosfets tills jag fått nog att hantera den nuvarande som jag behövde. Digikey har ett bra urval av Mosfets att välja på och bra filter för att minska den genom vad du behöver, så jag tillbringade mycket tid söker Mosfets som var specificerade för runt 50amp och kunde hantera över 30 volt. De måste också vara billigt eftersom min plan är att använda en knippa av dem. Jag bestämde mig FQP47P06 p-kanal och FQP50N06L n-kanal Mosfets från Fairchild Semiconductor, som jag köpte från Digikey.

Om du undrar vad en H-bro är, ta reda på här: en.wikipedia.org/wiki/H-bridge och detta kommer allt mer meningsfullt för dig.

Designen är enkel: 2 P-kanal mosfets kontrollera växlarna high-sida och 2 N-kanal mosfets för växlarna låg-sida. Men istället för att använda 1 mosfet för varje switch, kan använda 3. Nu har vi 12 mosfets per H-bron (3 mosfets x 4 växlar) och teoretiskt förmåga att utföra 150 ampere (det inte är korrekt dock). Styrelsen är så liten som jag kunde göra det med inget röra. Varje uppsättning 3 mosfets har kylflänsar och skruvas ihop för att avleda värme. Det finns också en 80mm kylfläkt monterade direkt ovanför mosfets att ytterligare hålla rummen svala. Mosfets är mycket bra på att hantera plötsliga förändringar i riktning och hastighet förändringar.

Eftersom det finns 24 mosfets totalt (8 grupper av 3) döpte jag den Triple-8. Det körs på Arduino standard PWM frekvens 1kHz (jag planerar på att spela med det att få högre frekvens). Styrelsen har 4 ingångar, 2 för varje brygga. Om du tar indata HIGH, går den sidan av bron hög.

Helst vill du styra styrelsen genom att hålla 1 ingång låg och tillämpa en PWM-signal till andra ingången. Detta möjliggör enkel varvtalsreglering. Jag har skrivit in koden att om du tar med digital pin 7 hög, koden växlar till relä läge och antingen vänder mosfets ända å eller hela vägen bort. Detta är mycket svårare att kontrollera, men är användbart ibland.

Om du är intresserad av att bygga din egen H-bro du kan hämta filen eagle till etch går en pcb och schematiskt Visa där allt. Du kan få allt att göra denna dubbla h-brygga på Radio shack (inklusive koppar klädda), utom Mosfets och en särskild motstånd nätverk jag används för att spara utrymme. Jag köpte de flesta delar från Digikey men eftersom det var billigare och anländer till mitt hus i 2 dagar.

Här är de delar som behövs för denna motor driver:

(12) FQP47P06 - P-kanal mosfet 47a 60v - Digikey - $1,73 ea
(12) FQP50N06L - logik nivå N-kanal mosfet 52a 60v - Digikey - $1,04 ea
(4) 2n7000 - logik nivå N-kanal mosfet 200ma 60v - Digikey - $0,26 ea
(8) 4606 X-1-470LF-ND - 47 ohm bussades motstånd nätverk - Digikey - 0,25 $ ea
(6) ED1609-ND - 2 position skruv terminal - Digikey eller Radio Shack - $0,46 ea
(24) CF1 / 84.7KJRCT-ND - 4.7 k 1/8-hjulig motstånd - Digikey eller Radio Shack - $1,78 (för 50pk)
(1) PC9-ND - 3" x4.5" 1-sidig koppar-klädda. 064 "2oz koppar - Digikey eller Radio Shack - $4.66
(4) P5575-ND - 1000uf kondensator eller liknande - Digikey - $1.19 ea
(1) 330 ohm - 1kohm motstånd 1/4w - för Powerled, behöver inte vara exakt
(1) makt ledde någon färg du gillar, jag använder 3mm storlek för att spara utrymme

Kanske något mindre?

Om du ska använda detta för något mindre än en 100lb gräsklippare, du kan slå upp en av de många kretsarna som H-bron och bygga din egen mindre motor controller med så få som 4 mosfets (eller integrerade transistorer) eller ens använda en paketerad IC H-bro som l293d (dual 1 amp) eller l298n (dual 2 amp).

Eller om någon är intresserad, jag kommer att publicera en schematisk och Eagle .brd fil för en mindre version av denna H-brygga som endast kräver 8 mosfets totala (allt annat är samma), och den kan hantera om 10amps på 24vdc.

Etsning:

Jag tänker inte gå in på alla detaljer av PCB Etsning, eftersom det finns redan många utmärkta instructables på detta tema. Så när du hämta min. BRD fil av min motor controller, allt du behöver göra är print .brd filen på vissa tidningen papper med hjälp av en laser-skrivare, och järn som på en bit ren koppar-klädda. Sedan etch det med din favorit etsmedel lösning (jag använder 2 delar väteperoxid till 1 del Muriatic syra och det fungerar perfekt). Och ta bort toner med aceton när gjort etsning.

För att underlätta montering jag designade denna styrelse att vara ensidig och använda endast hålmontering komponenter, inga utanpåliggande montering saker att bråka med! Yay för dig.

Du kan få .brd filer för olika h-broarna vid www.rediculouslygoodlooking.com