سيارة كهربائية محلية الصنع - كل شيء ليس هو رأيك

مرحبا بالجميع. أثناء الدراسة في الجامعة ، جمعت سيارة كهربائية صغيرة أو بئر أو بطاقات. كانت خدمته هي أن كل التحكم في المحرك الكهربائي ، بما في ذلك المكابح ، قد أعطيت لجهاز تحكم مؤقت. وحول كيفية قيامي بهذه السيارة الصغيرة ، وما هي المخاطر التي صادفتها أثناء الإنشاء - أود أن أخبرني في هذه المادة. المواد لا تدعي أنها فريدة من نوعها ، ولكن بالنسبة لي كانت تجربة رائعة ومثيرة للاهتمام.



موضوع القصة هو في مفترق جوانب الأجهزة والبرامج. وفي البرامج الثابتة لجهاز التحكم ، لم أكن أتعامل مع بعض المفاهيم المجردة أو البيانات ، ولكن مع الأجهزة "المادية" الحقيقية للغاية: المرحلات ، المحركات الكهربائية ، الترانزستورات ، إلخ. لذلك سأقدم وصفًا موجزًا ​​للجزء الفني ، التكوين الذي كان في ذلك الوقت لجميع الرقصات مع الدف.

العقد الرئيسية

محرك الجر - جامع عالمي. يمكن أن تعمل على حد سواء من مباشرة ومن التيار المتردد. الجهد التشغيل 220 فولت.



البطارية - 25 خلية من حامض الرصاص من 6 فولت من Casil متصلة كل منها في سلسلة ؛ ونتيجة لذلك ، نحصل على بطارية من 150 إلى 160 فولت. يتم تثبيته في الخلف ولفه بشريط كهربائي أزرق ، كل شيء كما ينبغي :)



يقود المحرك العجلات من خلال دودة التروس مع نسبة التروس i = 10. تظهر الصورة أن المحرك مقترن بصندوق التروس باستخدام بكرة صغيرة ، تم تصنيعه خصيصًا.



نظام الفرامل ، أي قرص الفرامل مع الفرجار ، لم يكن من حيث المبدأ. وضع الفرامل المادية في ذلك الوقت لم تنجح. لذلك ، ظل فرامل المحرك هو الخيار الحقيقي الوحيد ، لذلك كان على وحدة التحكم أيضًا التحكم في مكابح الماكينة.

تحكم لوحدة التحكم

من حيث المبدأ ، يمكن أيضًا تجميع وحدة تحكم بسيطة للمركبة الكهربائية على "سرير فضفاض". لكنني أود أن أكون قادرًا على تكوين كل شيء بشكل جميل بمساعدة البرنامج ، بعد كل شيء ، القرن الحادي والعشرين. بعد مناقشة علمية طويلة للغاية في العشاء ، قررت أن رقاقة pic16f877a ينبغي أن تؤخذ كأساس لوحدة التحكم ، وهنا خصائصها وجيزة:



في ذلك الوقت ، لم أكن أتعثر فعليًا في مجال الإلكترونيات ، وأردت في البداية أن أجعل الدائرة مشينة على نحو غبي - يتم تشغيل المحرك أو إيقاف تشغيل المحرك ، لكن بدلاً من التتابع وضع مفتاح الترانزستور بحيث لا ينقر أي شيء ولا يحترق. لكنني قررت أن الخطر كان مبررًا ، ولم أفقد أي شيء وأردت فعل شيء مفيد. لذلك أنا استقر على مجموعة من متحكم + الترانزستور السلطة تأثير الحقل كمفتاح. تم إحضار زر التحكم والخلف إلى عجلة القيادة.

ميزات الدائرة

عند اختيار ترانزستور ، لم أقم باختياره واخترت IRFP4227PBF - ترانزستور تأثير المجال N- قناة (يفتح بنبضة موجبة) لجهد يبلغ 200 فولت ويبلغ أقصى تيار 130 أمبير. القضية TO-247AC. ولكن ، بالنظر إلى المستقبل ، أقول - لقد تمكنت من حرقها.

PWM - ما هو وماذا يأكل مع

منذ أن استخدمت متحكمًا متزامنًا مع ترانزستور تأثير المجال ، كان من الخطيئة عدم محاولة استخدام pwm / pWM في الدائرة. ما هو الرقائق؟ تعد أداة تعديل عرض النبضة (PWM) عملية التحكم في الطاقة عن طريق نبض وإيقاف تشغيل الجهاز. - بفضل ويكيبيديا.

ميزة هذه الطريقة للتحكم في الترانزستور: أثناء التشغيل ، تكون في حالتين - إما مغلقة تمامًا ، لا يوجد تيار ولا يوجد تسخين ، أو أنها مفتوحة تمامًا ومقاومتها لعدة أميال ، على التوالي ، تتبدد بعض كسور واط الحرارة في الحرارة على الترانزستور نفسه ، أو وحدات من واط ، الدائرة بالكاد دافئة في هذا الوضع من العملية. ومثل هذه العملية - فتح / إغلاق يحدث آلاف المرات في الثانية الواحدة. وهذا ما يسمى تردد PWM. هناك أيضا شيء يسمى "دورة العمل". ترجمة إلى لغة بشرية - يوضح هذا الرقم مقدار الوقت الذي يفتح فيه الترانزستور. إذا ابتعدنا قليلاً - دعنا نقول أن لدينا تردد إشارة PWM من 1000 هرتز. لذلك يفتح الترانزستور ويغلق 1000 مرة في الثانية الواحدة ، وعملية التبديل بين التشغيل والإيقاف تساوي 1/1000 جزء من الثانية. القيمة 1/1000 هي فترة التردد. وبمساعدة دورة التشغيل ، نوضح أي جزء من الوقت من الفترة التي يفتح فيها الترانزستور ويتدفق التيار خلاله. على سبيل المثال: في البرنامج ، تكون دورة التشغيل 255 هي الطاقة القصوى ، 127 - 50٪ ، 0 - يتم إغلاق الترانزستور.

لإنشاء مثل هذا التردد ، تم استخدام جهاز التحكم "المادي" المضمن في الشريحة ، على الرغم من أن هناك إمكانية لتنفيذ البرنامج ، ولكن في هذه الحالة لن تفعل وحدة التحكم سوى ما لتوليد تردد مع فترة محددة ودورة العمل على الإخراج. وباستخدام جهاز التحكم من محيط MK ، كان من الممكن توليد إشارة ، ومن ثم سيقوم البرنامج بعمل شيء آخر.

كلما اقتربنا من الغابة ، كلما كانت الذئاب أكثر غضبًا - تعتمد فعالية محرك كهربائي على تردد PWM. حاولت ترددات مختلفة ، من 2 إلى 15 كيلو هرتز ، في كل مرة يتغير برمجياً. بصراحة ، لم ألاحظ فرقًا كبيرًا ، لكنني متأكد من ذلك. لسوء الحظ ، لا يمكن الحصول على البيانات المتعلقة بهذه المشكلة بكميات كافية. الشيء الوحيد الذي لاحظته هو أن الجهاز صرير على ترددات مختلفة أثناء التشغيل. بالمناسبة ، إذا لاحظ شخص ما في مترو الأنفاق والحافلات الكهربائية والقطارات أنك تسمع أثناء البداية صوتًا ممتعًا وصريرًا وعويلًا - وهذا هو نفس صرير لفائف المحركات بسبب العمل على ترددات جهاز التحكم. هذا ملحوظ للغاية في القطار "Swallow" ، الذي يمتد على طول مركز عملائي خلال البداية.

مطبات في خوارزمية العمل

كانت المشكلة التالية هي عكس المحرك. المحرك عبارة عن جامع ، له لفان - بلا حراك - الجزء الثابت ، على الجسم ، ويدوران - دوار. لتغيير اتجاه الدوران ، من الضروري نشر اتجاه التيار في واحدة من اللفات ، وليس في اتجاه الآخر. لهذا ، تم استخدام مرحلتين ، وكانا يعملان في وقت واحد ، "رمي" الدائرة لعكس عندما تم توفير الطاقة لهم. ولكن في الإصدار الأول من البرنامج الثابت كان هناك خطأ - التبديلات تحولت تحت الحمل. نتيجة للاختبار تحت الحمل ، هناك مرحلتان محترقتان ، نظرًا لأن المحرك عبارة عن حمل استقرائي وكان هناك قوس قوي على مفاصل الترحيل ، فإن جهات الاتصال تذوب وتُحرق ببساطة أثناء التبديل.

المخرج من الموقف هو إدخال الشرط الذي في البرنامج قبل إيقاف التشغيل ، نزيل الحمل عن طريق فك دورة العمل لإشارة PWM بمقدار 0 ، ورمي التتابع ، وإعادة الطاقة إلى المستوى المحدد. هذا هو بالضبط كيف تعمل الفرامل على السيارة - عكس. المتشددين فقط - لا أجهزة الاستشعار والتشفير ، لا شيء. وإليكم صورة التتابع ، إنها أشبه بترحيل بداية من Lada. إذا قمت بتبديلها دون تحميل ، فإنها تعمل أيضًا بجهد مرتفع ، فاحتفظت بـ 160 فولت عند 15 أمبير ، لكنني افترض أن جهات الاتصال تم تسخينها بسبب المقطع العرضي الصغير.





بعد انتهائي من البرنامج الثابت ، ارتفعت القوة بسلاسة إلى مستوى معين. وهذا يزيل بالفعل صدمة في الإرسال وتحميل على العقد. هذه هي الطريقة التي يمكن بها لخط واحد في البرنامج أن يزيد من عمر الوحدة.

نحن ربط وحدة تحكم مع الترانزستور بشكل صحيح

بقي فقط لربط الترانزستور بشكل صحيح مع وحدة تحكم. فعلت هذا بشكل غير صحيح إلى حد ما ، من خلال زوج بصري ، مباشرة. لكن هذه الدائرة تتدحرج عند العمل مع الفولتية المنخفضة ، عند التشغيل العالي الفولتية ، يحترق مصراع الترانزستور باستمرار ، ويحتاج الأمر إلى برنامج تشغيل يعمل بالدفع والتحكم. تظهر الدائرة العادية أدناه. ومع ذلك ، في وقت واحد ، كانت الدائرة مع زوج بصري كافية ، مع بعض المعجزة ، كانت تعمل لاختبار القيادة ، وبدأت تحترق مباشرة بعد ذلك. هنا هو مخطط برنامج التشغيل "الصحيح" ، فقط في نسختي كان لا يزال هناك فصل بين البصريات من وحدة التحكم. الصورة مأخوذة من Drive2:

بعض النقاط المثيرة للاهتمام

• عند بدء التشغيل ، يستهلك المحرك الكهربائي عدة أضعاف الطاقة حتى بدون تحميل. وعندما انحرف الدوار أثناء البداية ، بدأت فرش الجرافيت بالتدخين.
• في تلك اللحظة ، عندما يحترق الترانزستور على الجهاز - يبدأ في السير بمفرده ، لأن فقط الترانزستور يفصل البطارية عن المحرك. لذلك فإن تقديم خطط الحماية له ما يبرره إذا كنت لا ترغب في الجري بعد السيارة والدعاء أنها لن تصيب أي شخص.
• المحرك الذي استخدمته هو من الغسالة. دوران دون تحميل ، ادعى 14000 - من الصعب تصديق ذلك ، ولكن هذا الرقم كان على لوحة. على الرغم من انه يسحب تماما "من القاع".
• الجهد الكهربي الموجود على البطارية ، بدون حمولة كان لدي حوالي 150 فولت ، يمكن أن يكون بهدوء 140 تحت الحمل ، وإذا كانت البطارية منخفضة جدًا ، ثم 130 ، ولهذا السبب ، يمكن أن تقود السيارة جيدًا على بطاريات جديدة خلال الدقائق القليلة الأولى ، ثم عندما تنفق البطاريات في مكان ما حوالي 20-30 ٪ من الطاقة ، بدأ وضع التشغيل أكثر أو أقل ، السيارة أقل ببطء ، تسارعت ببطء أكثر ، لكنها لم تكن ملحوظة للغاية. عندما استهلكت البطاريات حوالي 70٪ من الشحن ، تحولت الرحلة إلى مسار سلحفاة.
• تمكنت حتى من حرق الترانزستور قوية إلى حد ما بسبب الجهد الزائد على مصراع لها. للحماية ضد هذا ، تحتاج إلى تحويل بوابة الترانزستور مع الصمام الثنائي إلى + امدادات الطاقة من سائق الترانزستور.
• تم توصيل المرحلات إلى عضو الكنيست باستخدام مفاتيح ترانزستور منخفضة الطاقة على فئران صغيرة.

في النهاية ، ماذا حدث في الفيديو

بشكل عام ، بدأت تجاربي مع محرك كهربائي في المدرسة وجربت العديد من التصميمات المختلفة ، لكن هذا هو المخطط الأكثر نجاحًا في ذلك الوقت. إذا كنت تحب المواد ، فسوف أكتب منشورًا منفصلاً حول الملحمة بأكملها.

محدث: تم تغيير الأخطاء في المقالة ، وذلك بفضل كل من استجاب