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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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楼主
发表于 2008-4-1 22:08 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
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IRFZ40MOSFET
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
712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C1R1Q1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) R2R3C2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1.2V1.4 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;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 V1.4 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R12R15, MOSFET Q2Q5截止 Z1B为高时,由R9R12R15 ,MOSFET导通。 开关S1R9Z1B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 ]

欢迎继续阅读楼主其他信息

沙发
 楼主| 发表于 2008-4-1 22:10 | 只看该作者
        D1,C4,R11Q6组成刹车。 每当Z1B变高, C4迅速通过R9D1放电。 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Z1B50ms不变高,(即油门关闭50ms C4才会有所变化。 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Q6Q2/3/4/5同时导通也不会有危险。 因为Q6的导通电阻大约是0.20.3Ω,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D1Q1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1214 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 ]
3
 楼主| 发表于 2008-4-1 22:11 | 只看该作者
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712个电池给BATT+ 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, 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+ 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, 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10A400级模型飞机用电机 。在这种情况下,你可以省略Q3, Q4, 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) 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MOSFETIRFZ40




[ 本帖最后由 ox000008 于 2008-4-2 15:06 编辑 ]
4
 楼主| 发表于 2008-4-1 22:13 | 只看该作者
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 1N9141N4148
276-1122
Q1
2N3904, 2N4401BC387, 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 ElectronicsDigikey 还看到了前面在Modifications中其它一些可以用作Q2,Q5MOSFET

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 ]
5
 楼主| 发表于 2008-4-1 22:14 | 只看该作者
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。

其他的R / C电子制作项目
如果您有兴趣制作更多你自己的R /C设备,你可能也想看看这些文章:(原文及google 翻译)

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[ 本帖最后由 ox000008 于 2008-4-2 21:12 编辑 ]
6
 楼主| 发表于 2008-4-1 22:15 | 只看该作者
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Castle Creations 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(R2R3,和C2 )对接收器的脉冲作出响应。 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 ]
7
 楼主| 发表于 2008-4-2 10:15 | 只看该作者

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 ]
8
 楼主| 发表于 2008-4-2 10:25 | 只看该作者
再顶一个,不要沉了啊
9
发表于 2008-4-2 10:32 | 只看该作者
帮顶!!
10
 楼主| 发表于 2008-4-2 11:00 | 只看该作者
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:
11
发表于 2008-4-2 11:21 | 只看该作者
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
12
发表于 2008-4-2 11:29 | 只看该作者
不讨厌我的话我就帮你顶一个
13
 楼主| 发表于 2008-4-2 12:36 | 只看该作者
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 ]
14
发表于 2008-4-2 13:47 | 只看该作者
原理图根本看不清楚啊
15
 楼主| 发表于 2008-4-2 13:57 | 只看该作者
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 ]
16
发表于 2008-4-2 14:53 | 只看该作者
我还以为是无刷的呢
17
 楼主| 发表于 2008-4-2 14:58 | 只看该作者
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
18
 楼主| 发表于 2008-4-2 15:00 | 只看该作者
有刷的较为简单,适合初级的 DIY ,容易出成果 ^_^
19
 楼主| 发表于 2008-4-2 15:18 | 只看该作者

回复 #12 yqyqingyv 的帖子

我是新手,需要你们高手的鼓励和支持啊,非常感谢。
20
 楼主| 发表于 2008-4-2 18:27 | 只看该作者
再顶一个,希望这是最后一次自己顶
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