وحدة تحكم سرعة المحرك DC 10-55V 60A 100A مع مفتاح تحكم عكسي وعرض LED وريليه

وحدة تحكم سرعة المحرك DC 10-55V 60A 100A مع مفتاح تحكم عكسي وعرض LED وريليه

في هذا الدليل الخاص بالمشروع، نستعرض مراجعة شاملة وتفكيكًا لوحدة تحكم سرعة محرك تيار مستمر عالي القدرة. هذه الوحدة، القادرة على التعامل مع 10 إلى 55 فولت وتدعي إخراجًا مستمرًا قدره 60 أمبير، مصممة لتوفير تحكم دقيق في السرعة وإدارة الاتجاه لمحركات التيار المستمر الكبيرة. بالإضافة إلى كونها مراجعة للمنتج فقط، يستكشف هذا الدليل المكونات الداخلية، ويختبر المتحكم تحت حمل شديد، ويقدم رؤى حاسمة حول أدائه وحدوده في العالم الحقيقي.

هذا النوع من وحدات التحكم هو عنصر متعدد الاستخدامات للعديد من المشاريع الطموحة. إليك بعض التطبيقات العملية حيث يتألق هذا الوحدة:

• تحويلات المركبات الكهربائية (EV)التحكم في محرك الدفع على دراجة كهربائية صغيرة أو سكوتر أو كارت كهربائي DIY.
• الأتمتة الصناعية:تشغيل أحزمة النقل، المناشير، أو غيرها من المشغلات الثقيلة التي تتطلب سرعة متغيرة وتشغيل للأمام/ للخلف.
• الروبوتات:تشغيل محركات الدفع للروبوتات الكبيرة ذات التحمل العالي حيث يكون التحكم الدقيق في السرعة والاتجاه أمرًا أساسيًا.
• أدوات الآلات:تعديل مثقاب، مخرطة، أو ماكينة تفريز بالتحكم في السرعة المتغيرة لمواد وعمليات قطع مختلفة.
• المضخات والمراوح:التحكم في مضخات المياه ذات التدفق العالي أو مراوح التهوية الصناعية حيث يكون من الضروري ضبط معدل التدفق.

ستساعدك هذه الدليل في التعرف على ميزات الوحدة، وتحليل مكوناتها الداخلية، واختبار الأداء الحراري التفصيلي لتوضيح ما يمكنها التعامل معه حقًا.

نظرة عامة على الأجهزة

وحدة التحكم هي وحدة مدمجة لكنها قوية، قياسها 120 مم في الطول، 99.5 مم في العرض، و22 مم في العمق. يركز تصميمها على اثنين من المرحلات الكبيرة للتحكم في الاتجاه، مجموعة من MOSFET لتعديل السرعة، ودائرة تحكم لواجهة المستخدم. تحتوي اللوحة الأمامية على مفتاح ثلاثي الاتجاهات للأمام، والتوقف، والعكس، ومقاوم متغير لضبط السرعة، وشاشة LED تظهر دورة العمل الحالية لPWM.

داخلياً، يحتوي الوحدة على عدة مكونات رئيسية تم تحديدها خلال تفكيكها (في الفيديو عند 04:03):

• 555 تايمر IC:تنتج هذه الشريحة إشارة PWM بتردد 15 كيلو هرتز التي تتحكم في سرعة المحرك.
• منظم جهد 7805منظم 5 فولت يقوم بتزويد منطق التحكم ومحرك العرض بالطاقة.
• محول XL7015محول خفض جهد عالي الجهد يقوم بخفض جهد الإدخال (حتى 60 فولت) إلى 5 فولت ثابت لبقية الدائرة.

دليل الأسلاك

توصيل الوحدة سهل، حيث تستخدم موصلات براغي بسيطة. تم تسمية الأطراف الأربعة على الجانب بوضوح لمدخل الطاقة ومخرج المحرك.

قم بتوصيل مزود الطاقة DC الخاص بك (10-55V) بالأطراف المسمى عليها+و-ثم قم بتوصيل محرك التيار المستمر إلى الطرفين الآخرين. يمكن تغيير اتجاه دوران المحرك باستخدام المفتاح ثلاثي الاتجاهات على اللوحة الأمامية. تحتوي الوحدة أيضًا على مفتاح تشغيل/إيقاف منفصل يتحكم في الإشارة إلى وحدة التحكم، مما يسمح لك بإيقاف المحرك دون قطع الطاقة الرئيسية.

إذا تم توفير مخطط التوصيل في الفيديو، فسوف يتم وضعه هنا.

شرح الكود

لا يتم توفير أي كود لهذا المشروع، حيث يركز على مراجعة الأجهزة لوحدة تحكم محرك مستقلة. الوحدة مكتفية ذاتياً بالكامل ولا تتطلب برمجة للتشغيل. ومع ذلك، يذكر المراجع "هاك" محتمل في الفيديو (في الفيديو عند 02:02) للسماح بالتحكم عبر الأردوينو. سيتطلب ذلك تجاوز المقاوم المتغير المدمج لتغذية إشارة PWM خارجية لدائرة مؤقت 555، لكن التفاصيل غير مغطاة في هذه النسخة النصية.

اختبار الأداء المباشر والتحليل الحراري

جوهر هذا الاستعراض هو اختبار الأداء المباشر. قام المراجع بربط الوحدة بمصدر طاقة وحمل إلكتروني لمحاكاة ظروف العالم الحقيقي وقياس قدراتها الحقيقية.

الوظائف الأساسية:أكّد الاختبار الأول مع محرك صغير أن نظام التحكم في السرعة وتحويل الاتجاه يعملان كما هو متوقع. يتميز المتحكم بوظيفة بدء التشغيل الناعمة، التي تزيد تدريجياً من سرعة المحرك بدلاً من القفز إلى القيمة المحددة، مما يقلل من الإجهاد الميكانيكي.

الجهد الأدنى:أظهرت الاختبارات أنه بينما يمكن للوحدة العمل عند جهوزيات أقل، فإنها تتطلب إدخال 10 فولت المحدد للتشغيل المناسب والموثوق (في الفيديو عند 09:25).

اختبار التيار العالي:كان الاختبار الأكثر حرجًا يتضمن دفع وحدة التحكم إلى حدودها. قام المراجع بضبط الحمل الإلكتروني على 60 أمبير، متطابقًا مع تصنيف التيار المستمر للوحدة. تحت هذا الحمل، بدأت ترانزستورات MOSFET تسخن بسرعة، لتصل إلى درجات حرارة تزيد عن 100 درجة مئوية (في الفيديو عند :44). continued temperature. ظلّت درجة الحرارة ترتفع، وفي النهاية تجاوزت 125 درجة مئوية، مما أجبر المراجع على إنهاء الاختبار لتجنب الأضرار.

التصوير الحراري:تم استخدام كاميرا حرارية لتحديد أكثر المكونات حرارة. أظهرت التحليلات أن وحدات MOSFET كانت المصدر الأساسي للحرارة، بينما ظلت المفاتيح الكهروميكانيكية باردة نسبياً. وهذا يشير إلى أن تصنيف التيار محدود بالأساس بقدرات وحدات MOSFET على تبديد الحرارة.

اختبار التيار المخفض:تم تكرار الاختبار عند تيارات أقل للعثور على نقطة تشغيل مستدامة. عند 50 أمبير، استمرت درجة الحرارة في الارتفاع. عند 40 أمبير، استقرت درجة الحرارة عند حوالي 91-99°C بعد بضع دقائق. وهذا يشير إلى أنه للتشغيل المستمر، يتم تقييم الوحدة بشكل واقعي لحوالي 30-40 أمبير، وليس 60 أمبير المعلن عنها.

عرض تجريبي للمشروع

أظهرت التجربة بوضوح نقاط القوة والضعف في الوحدة. التحكم في السرعة وتبديل الاتجاه يستجيب بسرعة ويعمل بشكل جيد. ومع ذلك، كشف الاختبار الحراري عن قيد حرج: وحدة التحكم لا تستطيع الحفاظ على التيار المستمر المعلن عنه بقوة 60 أمبير دون أن تسخن. لضمان تشغيل موثوق ومستمر، ينبغي عليك التخطيط لحد أقصى من 30-40 أمبير، أو ستحتاج إلى إضافة مروحة تبريد خارجية أو مبرد أكبر لوحدات MOSFET.

استنتاج

هذا المتحكم في سرعة المحرك الكهربائي (DC) هو منتج جيد بالنظر إلى سعره، حيث يقدم ميزات تحكم قوية وجودة بناء متينة. ومع ذلك، فإن التصنيف المعلن عنه بقدرة 60 أمبير مضلل. تُظهر الاختبارات الحرارية أنه الأنسب للتطبيقات التي تسحب 40 أمبير أو أقل للاستخدام المستمر. إذا كان مشروعك يتطلب تيارات أعلى، فستحتاج إلى تنفيذ حلول تبريد إضافية أو التفكير في متحكم أكثر قوة. يوفر هذا الوحدة قيمة ممتازة ووظائف لمجموعة واسعة من تطبيقات التحكم في المحركات متوسطة القوة.

فصول

• [00:00] المقدمة ونظرة عامة على المنتج
• [01:14] المواصفات ورابط الشراء
• [02:14] جولة في الأجهزة وتحديد المكونات
• [04:03] تفكيك وتحليل المكونات الداخلية
• [06:39] اختبار التحكم الأساسي في السرعة والاتجاه
• اختبار الحد الأدنى للجهد الكهربائي
• اختبار الحمل العالي (60 أمبير) والتصوير الحراري
• اختبارات تحميل التيار المخفض (50A و 40A)
• [19:43] الحكم النهائي والتوصيات