Калькулятор тяги: 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

В этом проекте я опишу, как я сделал установку, которая контролирует напряжение, ток, тягу, развиваемую винтом, и скорость двигателя. Система обошлась мне очень дешево и работает безупречно. Я добавил таблицу Excel, содержащую данные для первого успешного запуска. Я также добавил графики, поскольку они описывают данные за один раз. Надеюсь, вам понравился проект, и если есть какие-либо недоразумения, вопросы или предложения, прокомментируйте ниже или напишите мне.

Я добавил подробный документ об очень похожем проекте, над которым работал раньше. Загрузите это для получения более подробной информации

Расходные материалы в дополнение к ESC и Motor-

• Перфорированная доска
• Шунтирующий резистор
• LM324
• Провода
• Древесина
• Петля
• Ардуино

Шаг 1: Изготовление датчика тяги

Датчик тяги по своей сути является датчиком силы. Самый популярный способ измерения силы - использовать датчик веса. Однако я решил пойти немного старомодно и разработал свой собственный датчик. Это было особенно возможно для меня, потому что я недавно купил себе 3D-принтер, и поэтому изготовление нестандартных деталей не было проблемой.

Датчик состоит из двух основных частей: пружины и датчика. Пружина, как мы все знаем, будет давать смещение на величину, пропорциональную приложенной к ней силе. Однако очень сложно найти маленькую пружину подходящей жесткости и размера, и даже если вы ее найдете, это еще один кошмар - правильно ее настроить и заставить работать так, как вы хотите. Поэтому я полностью заменил пружину алюминиевой полосой толщиной 2 мм и шириной около 25 мм.

Консольную балку следует удерживать очень надежно за один конец, иначе значения наверняка будут неверными. Я также сделал специальную насадку на другом конце, чтобы ее можно было легко подключить к остальной системе.

Затем консольная балка была прикреплена к линейному скользящему потенциометру с помощью соединительного стержня, который также был напечатан на 3D-принтере.

Я распечатал все соединительные отверстия немного меньше диаметра резьбы имеющихся у меня винтов, чтобы в системе не было люфта. Подставка для потенциометра также была напечатана на 3D-принтере, как и все остальные.

Шаг 2: Датчик скорости

Одно из главных изобретений моей жизни (до настоящего времени) - датчик скорости, предназначенный для измерения угловой скорости любого устройства. Сердце системы - магнит и датчик Холла. Когда магнит пересекает датчик Холла, выходной сигнал падает. Для этого требуется подтягивающий резистор между выходом и линией 5 В. Эту работу выполняет внутренний подтягивающий резистор Arduino. Магниты расположены на кольце на двух крайних полюсах. Это помогает сбалансировать вес системы. Датчик на эффекте Холла помещается в специальный слот, который был напечатан на 3D-принтере. Подставка сконструирована таким образом, что высоту и расстояние можно регулировать.

Когда магнит находится рядом с датчиком Холла, выходной сигнал датчика становится низким. Это вызывает прерывание на арудино. Затем функция триггера записывает время.

Зная время между двумя пересечениями, легко определить угловую скорость любого вращающегося тела.

Эта система работает безупречно, и я использовал ее в другом своем проекте.

Шаг 3: напряжение

Это в основном для измерения мощности, потребляемой esc и, следовательно, двигателем. Измерение напряжения - это самая простая вещь, которую можно усвоить при использовании Arduino. Используйте аналоговые выводы для измерения любого напряжения до 5 В и используйте делитель напряжения для любого напряжения выше 5 В. Здесь условия были такими, что аккумулятор мог достигать максимального напряжения 27 вольт. Поэтому я сделал делитель напряжения, чтобы сделать делитель, который выдает 5 вольт при напряжении 30 В.

Также убедитесь, что вы случайно не закоротили линии + и -, что может легко привести к возгоранию.

Шаг 4: Измерение силы тока

Для измерения тока или управления током в любой форме требуются знания и опыт того, что вы хотите делать. Я использовал шунты с четырьмя резисторами 0,05 Ом 10 Вт. Это означает, что они могут выдерживать ток (P / R) ^. 5 = (40 / 0,0125) ^. 5 = 56,56 А. Для меня этого было более чем достаточно.

Обязательно сделайте толстые следы припоя и используйте толстые провода при работе с такими большими токами. Взгляните на заднюю часть моей схемы, особенно в области шунта, где используются сверхтолстые провода

Также важно использовать некоторые фильтры нижних частот в сочетании с шунтами. Я добавил изображение текущего розыгрыша ESC, измеренного моим DSO138. Это очень большая фигня для Arduino, поэтому пассивный фильтр будет много значить для Arduino. Я использовал конденсатор 1 мкФ в сочетании с потенциометром 100 кОм, чтобы сделать фильтр.

Пожалуйста, свяжитесь со мной, если у вас есть сомнения по этому разделу. Это может разрушить вашу батарею, если все сделано неправильно.

Шаг 5. Загрузите программу и установите соединения

• ВЫХОД ДАТЧИКА ВЛИЯНИЯ ЗАЛ = D2
• ВЫХОД УСИЛИТЕЛЯ ДАТЧИКА СИЛЫ = A3
• ВЫХОД ДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ = A0
• ВЫХОД УСИЛИТЕЛЯ ТОКА = A1

Первая строка программы - время в секундах. Это важно, если вы хотите измерить ускорение или что-либо еще, зависящее от времени.

Все готово, и теперь вы собираете все типы данных с вашего нового устройства.