DIY 一个带制动的微型高速电调（有刷单向）（详细）（适合有一定电子基础的新手）

ox000008 · 发表于 2008-4-1 22:08

首先，文章来自 http://www.stefanv.com 我觉得这篇文章很好因此翻译了一下与大家分享；

其次，我的英语不太好，翻译不好的地方请原谅并欢迎指正；

还有，这是我第一次发帖，希望大家喜欢，相信这篇文章会让你喜欢上DIY。:em21:

最后，看完一定要帮我顶一下哦！！谢谢

一个带制动的微型高速电调
市面上有许多高速电调的设计，它们大多需要两个8个管脚的集成电路（ IC ）或一个14引脚集成电路。有些适合家庭组装的设计是相当大的（有的有2平方英寸大），还有许多不包括刹车功能。在这篇文章中介绍的电调避免了提到的这些缺点。这个设计的一些想法是来自出版的欧洲各杂志，许多这类使用的表面贴装技术（表面贴装技术）构建，但像我这样的模友不具备各种设备。而这个设计使用了标准现成的零件，并没有使用微处理器，这意味着你不需要任何特别的设备来完成它。

规格
这种控制器规格如下：
大小： 1.4" L x 1.2" W × 0.7 " H （3.6厘米x 3.0厘米x 1.5厘米）
重量：约0.6盎司（ 17克）不含马达和电池
电流： 30A连续，间歇45 A（好的MOSFET会更高）
电压损失： 150 mV @ 20A（四个IRFZ40的MOSFET ）
油门为0时为固定状态软刹车
带启动开关
没有上电毛刺*
发射机无输出时油门为0
7至12节电池工作
制作成本：约40元加币

*注意：如果你在安装控制器前没有打开遥控或者接收机未打开（即Z1没有电源），控制器很有可能出人意料的通电，所以一定要在你安装控制器前打开你的接收机。

电路

电路始于一个缓冲器，由C1，R1和Q1组成。这使接收机与控制电路相隔离，使电路能够在不同的模型接收机上工作（虽然你有可能要改变R8的，如果你改变接收机类型）。 R2，R3和C2组成积分器，产生输出电压成正比的脉冲宽度的输入信号。这个输出电压不固定，1 ms输入大约为 1.15V ，2 ms 大约1.45V（ 50Hz）。

Z1A ，连同R4的通过R8的，和C3 ，形成2.5khz三角波发生器。R8调整三角波的上，下界（它也影响到频率，但在超过R8必须调整的范围内，这并不重要）。如果加以适当调整，三角波（这似乎是整个C3 ）会在大约1.2V和1.4 V之间摆动，有2/3电路的电压范围。
Z1B是用来作为比较的，其中由比较积分器的电压和三角波组成。当积分电压高于电压的三角波，其输出的Z1B高;当它下面，它是低。在零油门时，积分电压（ 1.15v ）永远是低于三角波电压（ 1.2 V到1.4 V ），所以Z1B仍然偏低。在全油门时，积分电压（ 1.45v ）永远是高于三角波电压，使Z1B仍然偏高。在半油门时，积分电压（ 1.3 V ）有一半的时间在三角波电压之上，所以Z1B有一半时间为高电平，一半时间为低。
当Z1B低时，由R12和R15， MOSFET Q2和Q5截止。当Z1B为高时，由R9、R12、R15 ，MOSFET导通。开关S1把R9从Z1B断开，因为它是一个集电极开路输出，它不会变高（ R10为确保它不会变高，还能够保护MOSFET ）。

[ 本帖最后由 ox000008 于 2008-4-2 21:03 编辑 ]

ox000008 · 发表于 2008-4-1 22:10

D1,C4,R11和Q6组成刹车。每当Z1B变高， C4迅速通过R9和D1放电。当Z1B低， C4是通过R11缓慢充电。这种充电十分缓慢，在ZIB变高前它不会有大的变化。只有当Z1B在50ms不变高，（即油门关闭50ms ）C4才会有所变化。当C4充满电后（下侧达到接近0V ）， P沟道MOSFET Q6开启，有效地使电机短路，作为刹车。注意到，只要有一点点油门，这就不可能发生，所以即使Q6和Q2/3/4/5同时导通也不会有危险。因为Q6的导通电阻大约是0.2至0.3Ω，刹车有点若，但已经足够制动螺旋桨了。
该电路由于原先设计使用的物美价廉 IRFZ40 MOSFET，它在10V时有0.028Ω的导通电阻，但实际上在低至7 V的条件下工作优良（在荷载下）。修改后的文章中提出了几种可能的低阻的替代产品。

制作
该电路是最好安装在一个印刷电路板上。参阅我的文章的主题，
做出漂亮的印刷电路板 。

敷铜片实际尺寸为1.4 " × 1.2 " （ 3.6厘米x 3.0厘米）。

在制作中有几件事要说明：接收机的接线（舵机的替代线），直接连到电路板的底部焊点（在PCB布线右边如上所示）。
通常情况下， CH-线是褐色或黑色的， SIG线是白色、黄色或橙色的，CH +线是红色的。开关S1用两根短线焊在有S1标记的两个孔上，如下：

元件贴装图。

首先安装所有电阻和电容器等。电阻器应直立安装（除R12-R15平装外）。请务必使C2的安装方向正确，负极靠近电路板边缘。安装D1和Q1并确保它们方向正确（D1负极有一圈白色标记）。安装Z1底部的跳线，然后安装一个Z1的插座。如上文所述连接接收机的线和开关。
用12或14 号线连接线路板上的MOTOR+, MOTOR-, BATT+, and BATT-。每根导线剥开足够的绝缘层，保证它能够足够承受电机电流。MOTOR+ and BATT+ 线实际上可以只用一根中间剥去绝缘层的1.4 "导线。
安装MOSFET。四个N沟道MOSFET的标签应对着线路板上的MOTOR-边，而P沟道MOSFET的标签应对着线路板上的MOTOR+边。在焊接每个MOSFET的中心牵头前把它弯向MOTOR-边。每个MOSFET的中心头应与前一个MOSFET 重合。把中心头焊到一起并焊到铜片上以及MOTOR-线上。注意不要让MOSFET 过热。

[ 本帖最后由 ox000008 于 2008-4-2 14:23 编辑 ]

ox000008 · 发表于 2008-4-1 22:11

测试
重复检查你的工作，保证不存在任何搭焊，而且你所复制的电路板无误。检查所有部件都在正确位置，但请不要把Z1插入其插座。
连接7至12个电池给BATT+ 和 BATT-引线，用一个伏特电表，以确保servo 引脚上没有过高的电压（你肯定不想因为接线错误而烧毁你的接收机）。
断开电源，把Z1插入其插座，把servo线接到正确的接收机通道，连接电机电池，接一个12V的汽车灯在MOTOR+ 和 MOTOR-输出端。把发射器油门开到0，打开你的发射机，再打开你的接收机，然后启动开关，灯可能会亮也可能不亮。如果它亮，就用一个小螺丝起子逆时针调节R8，直到灯熄灭。如果它不亮，顺时针R8的，直到它亮，然后再次逆时针直到它熄灭。
关掉所有东西，断开电机电池，并连接一个电机（与一个合适的螺旋桨）。不要忘了在马达电极上安装一个二极管，二极管白色标记对准马达正极（图上用的是简单易得的1N4004 ，而用肖特基二极管会更好）。确保电机系紧，螺旋桨可以自由转动。所有东西调节如下：油门关，发射器，接收器开，启动开关开。如果你如上文所述用灯泡调整好了一切，电机可能完全不动，或有点嗡嗡声，或缓慢转动。调整R8，使当油门为0时，电机不转，但当油门拉起一到二格时，它开始转动。调整时要注意螺旋桨。当电机首次转动后，它会发出音调很高的声音。这仅仅是电机电枢振荡，在速度控制中2500hz是很正常的。
当一切调整好，电机在正确点开始转动后，尝试慢慢将油门加到最大。注意电机的转速，它应在你加大油门时变快，但当油门最大时它不应变得更快。一旦马达达到极速，你再加大油门，它不会转得更快。
如果你发现把油门拉到最大，电机转速仍有变大的趋势，那你可能需要把R5换成一个120kΩ的电阻器，以缩小油门幅度，以配合您的遥控器。

安装
安装很简单，接好你测试时的东西，把启动开关装在合适的地方（我喜欢左侧的机身，就在机翼的前沿上，向前是ON）。确保开关底部没有触及任何金属。为了防止腐蚀，我在底部喷上了清漆。马达和电池导线越短越好，还要确保你的电机装有一个二极管以及抑制电容器（我用一个0.1 μ F的电容器并联在电机电极上，一个 0.047 μ F的电容器并联在每个电极和外壳上; 不要使用电解电容器）。

                     完成的 ESC安装在我的大飞机上。

请务必使用一个保险丝。安装保险丝最好的地方是在BATT+ 极（即在电调和电池间）。我用两个12号雌头连接器，把它正确地焊在线上，作为保险架。

在用这个电调飞行前要做接收距离检查。电机不转，在未拉出天线时你应该有与不装电调时同样的遥控距离（对于大多数遥控，应该有100英尺（30米）可参考说明书）。电机转动时，你应至少有85 ％的遥控范围。如果你没有通过这个范围测试，不要飞行！

修改
这种控制是非常多才多艺，可以对它作很多修改，这里有一些建议。

  1. 如果您不需要刹车，你可以省略D1, R11, C4, 和 Q6。

  2. 如果你想做一个小电调，如 400速电机时，你可以用更少的MOSFET 。举例来说，一个IRFZ4040 MOSFET，适合于高达10A的400级模型飞机用电机。在这种情况下，你可以省略Q3, Q4, 和 Q5，然后弯曲Q2使它平躺在板上。如果您想使用制动，Q6可以弯曲放在Q2上面。这种安排大大降低了电调的厚度。

  3. 实现较低的导通电阻和/或更少的MOSFET中，你可以把Q2,Q5换成一些较新的低电阻逻辑MOSFET，，如IRLZ44N (0.025Ω @ 5V) ,SMP60N03-10L (0.010Ω @ 5V) , IRL2203N (0.010Ω @ 4.5V) 或IRL3803 (0.009Ω @ 4.5V) 。这可以增加一倍到两倍电流承受能力，或用单只MOSFET制作提供20A的电调。用逻辑电平MOSFET中还允许电调只用四节电池驱动。

  4. 用1.2kΩ的电阻代替R9，你可以使用多达14个电池驱动电调。请注意：大部分的逻辑层次的MOSFET 不能连接12节电池以上，所以你必须使用普通的MOSFET如IRFZ40 。

[ 本帖最后由 ox000008 于 2008-4-2 15:06 编辑 ]

ox000008 · 发表于 2008-4-1 22:13

零件清单
下表中列出了所有所需的零部件，以及部分Radio Shack® 可用器件器件。

Part 部分	Description 描述	Radio Shack® Radio Shack®
R1,R10	1M ¼W	271-1356
R2	220k ¼W	271-1350
R3	33k ¼W	271-1341
R4	22k ¼W	271-1339
R5	100k ¼W	271-1347
R6,R9	1k ¼W	271-1321
R7	68k ¼W
R8	10K的微调	271-282
R11	470k ¼W	271-1354
R12-R15	100Ω ¼W	271-1311
C1,C3	22nF (0.022µF)
C2	2.2µF 钽电容	272-1435
C4,C5	0.1µF 0.1μ f	272-109
D1	1N914 or 1N4148 1N914或1N4148	276-1122
Q1	2N3904, 2N4401（BC387）, 或其它。	276-2016
Z1	LM393 双比较
Q2-Q5	IRFZ40, IRFZ44, ECG2395, SMP50N06-25
Q6	IRF9530 or IRF9540
S1	SPST微型钮子开关或微型滑动开关	275-624 275-406

部分不具备Radio Shack的可从电子供应商网上订购，如：Sayal Electronics或Digikey。还看到了前面在Modifications中其它一些可以用作Q2,Q5的MOSFET。

注：实在没有Q1型号的三极管可用任意一种耐压足够的NPN管如8050 等

[ 本帖最后由 ox000008 于 2008-4-2 16:12 编辑 ]

ox000008 · 发表于 2008-4-1 22:14

我想听听你的想法
如果你做了这个电路（或没有），让我知道你的想法。如果您有问题，我可以帮助你，但是一定要提供一份详尽的描述。
我可以从stefan@capable.ca 收到。

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[ 本帖最后由 ox000008 于 2008-4-2 21:12 编辑 ]

ox000008 · 发表于 2008-4-1 22:15

常见问题
问：请问这个电调能否用在 R/C车或船？
答：是的，它可以，只要你的车或船的规格（具体来说，有多少电池，最大电流）不要超过电调的极限（见规格，在文章的最上面）。还应注意，这个电调不带反向控制（参见下一个问题），这可能也有可能不会给你带来麻烦。

问：请问这个速度控制进行改装，使它能够反向控制？
答：简单的答案是"不行" 。
带反向的电调需要4倍的MOSFET，用一种H模式，电机在中间。它还要知道油门在什么位置电机反向。基本上，它设计起来更困难。请不要问我如何设计。作为一个模型飞机飞行员，我有没有必要反向。
其中一个方法，你可以实现扭转，是用另外一个通道来控制扭转继电器。这有个缺点，需要一个单独的通道，也不能保证你在全油门是能够反向。

问：这个电调能否用在XYZ电机上？
答：电调并不知道它所接的是什么电机，而且它也不在乎。只要电机是有刷直流（DC）的，并且电池输入电压和最大电流没有超出电调规格，它就能工作。这不是哪种马达的问题，而是你如何使用这个电调。要估计您的电机，电池，变速箱（如果使用），和螺旋桨结合起来所需要的电流值，你可以使用程序如MotoCalc。

问：你将设计一个无刷速度控制器吗？
答：不会。我很喜欢挑战设计模拟电路。虽然在理论上有可能设计出一种模拟无刷速度控制器，但它会非常复杂，可能不切实际。这可能比购买一个崭新的像Castle Creations 的ESC 花费更多。

问：我做了这个速度控制器，而且有用，但为什么就是油门反应呆滞？
答：这个设计，响应油门的变化确实不是瞬时的。举例来说，从0到全油门约需一秒。这是因为它需要时间使积分器（R2，R3，和C2 ）对接收器的脉冲作出响应。把C2换成一个1μF的电容器将使应速度变快，但干扰较大。

问：当我调节方向舵，副翼，或升降舵时，为什么速度会变化？
答：像改变方向舵这样改变其它控制，将暂时影响油门几个百分点。这是因为在控制操纵杆时，在在油门脉冲变化时，积分器响应就滞后了，虽然这种作用微乎其微。
如果在控制时油门水平的变化很多，可能是因为你有一个由BEC或接收器电池提供的高漏电流的binding操纵面，是造成高电流流失，而这可能影响到ESC控制。

问：我做了你的电路，但它是不工作，你能帮助我吗？
答：也许吧。
我提供做这个制作的资料，因为我想分享一下我的工作。我只是一个业余爱好者，我的业余时间也有限，因此不能提供详细的故障排除。不过，如果你已经做了这个电路，并给我发一份它为什么不工作的详细说明，我可能有一两个想法帮你解决它，虽然不可能保证。

问：你能否把部件寄给我，或为我做一个完成的电路？
答：很可惜没有。
正如我前面所提到的，我做这个只是一种嗜好，而且我也没有时间为你们收集邮件或为你们做电路。即使你付钱要我做一个，它的成本远远不止购买同样的商业化的产品。自制电子产品成本比大规模生产的产品的费用高得多。

原文：
http://www.stefanv.com/rcstuff/esc.htm

（END）
我会随时改进，希望大家多提意见，踊跃回帖 :em21:
我最近没时间做，等有空自己做一个。

各路 DIY 高手，要积极发扬DIY精神哈，有做出来的可以拿出来一起分享，谢谢。

如果大家喜欢并支持的话，我会继续翻译其它几篇实用的文章

[ 本帖最后由 ox000008 于 2008-4-2 14:49 编辑 ]

ox000008 · 发表于 2008-4-2 10:15

人的一生可能燃烧也可能腐朽，我不能腐朽，我愿意燃烧起来！ —— 奥斯特洛夫斯基

你若要喜爱你自己的价值，你就得给世界创造价值。 —— 歌德

社会犹如一条船，每个人都要有掌舵的准备。 —— 易卜生

人生不是一种享乐，而是一桩十分沉重的工作。 —— 列夫·托尔斯泰

人生的价值，并不是用时间，而是用深度去衡量的。 —— 列夫·托尔斯泰

生活只有在平淡无味的人看来才是空虚而平淡无味的。 —— 车尔尼雪夫斯基

一个人的价值，应该看他贡献什么，而不应当看他取得什么。 —— 爱因斯坦

人只有献身于社会，才能找出那短暂而有风险的生命的意义。 —— 爱因斯坦

:em21:

[ 本帖最后由 ox000008 于 2008-4-2 14:06 编辑 ]

ox000008 · 发表于 2008-4-2 10:25

再顶一个，不要沉了啊

CCCHARLES · 发表于 2008-4-2 10:32

帮顶!!

ox000008 · 发表于 2008-4-2 11:00

原帖由 CCCHARLES 于 2008-4-2 10:32 发表
帮顶!!

谢谢啊，有谁做出来后可以拿出来交流一下:em21:

jy_zhf · 发表于 2008-4-2 11:21

好贴
最好请有条件的模友提供套件，可以减少其他爱动手模友单买的成本和难度

yqyqingyv · 发表于 2008-4-2 11:29

不讨厌我的话我就帮你顶一个

ox000008 · 发表于 2008-4-2 12:36

太好了，有这么多人顶，所有元器件都列出来了，只要去电子商城都能配到，电路板可以自己做。谢谢大家的支持。

[ 本帖最后由 ox000008 于 2008-4-2 12:38 编辑 ]

制作者 · 发表于 2008-4-2 13:47

原理图根本看不清楚啊

ox000008 · 发表于 2008-4-2 13:57

原帖由 制作者 于 2008-4-2 13:47 发表
原理图根本看不清楚啊

已经改到最大谢谢提醒

[ 本帖最后由 ox000008 于 2008-4-2 16:56 编辑 ]

wangfine1975 · 发表于 2008-4-2 14:53

我还以为是无刷的呢

ox000008 · 发表于 2008-4-2 14:58

原帖由 wangfine1975 于 2008-4-2 14:53 发表
我还以为是无刷的呢

不好意思，没写清楚，改过

ox000008 · 发表于 2008-4-2 15:00

有刷的较为简单，适合初级的 DIY ，容易出成果 ^_^

ox000008 · 发表于 2008-4-2 15:18

我是新手，需要你们高手的鼓励和支持啊，非常感谢。

ox000008 · 发表于 2008-4-2 18:27

再顶一个，希望这是最后一次自己顶

DIY 一个带制动的微型高速电调（有刷单向）（详细）（适合有一定电子基础的新手）

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