Kraftkalkylator: 5 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

I detta projekt kommer jag att beskriva hur jag gjorde en installation som övervakar spänning, ström, dragkraften som utvecklats av propellern och motorns hastighet. Systemet kostade mig väldigt lite att göra och fungerar felfritt. Jag har lagt till ett Excel -blad som innehåller data för den första lyckade körningen. Jag har också lagt till grafer när de beskriver data på en gång. Hoppas att du gillar projektet och om det finns förvirring eller frågor eller förslag vänligen kommentera nedan eller meddela mig.

Jag har lagt till ett detaljerat dokument om ett mycket liknande projekt som jag hade gjort tidigare. Ladda ner det för ännu mer information

Tillbehör utöver din ESC och motor-

• Perf styrelse
• Shunt reistor
• LM324
• Trådar
• Trä
• Gångjärn
• Arduino

Steg 1: Gör trycksensorn

Kraftsensorn i grunden är bara en kraftsensor. Det mest populära sättet att mäta kraft är att använda en lastcell. Jag bestämde mig dock för att gå lite gammaldags och jag utvecklade min egen sensor. Detta var särskilt möjligt för mig eftersom jag nyligen skaffade mig en 3D -skrivare och därför var det inte ett problem att göra anpassade delar.

Sensorn har två huvuddelar, fjädern och sensorn. Fjädern som vi alla vet kommer att ge förskjutning med en mängd proportionell mot kraften som appliceras på den. Det är dock mycket svårt att hitta en liten fjäder med rätt styvhet och storlek och även om du hittar en är det en annan mardröm att ställa in den ordentligt och få den att fungera precis som du vill ha den. Så därför ersatte jag helt våren med en aluminiumlist, 2 mm tjock och ca 25 mm bred.

Cantilever -balken bör hållas mycket stadigt i ena änden, annars går värdena säkert fel. Jag gjorde också en specialfäste i andra änden så att det är enkelt att koppla till resten av systemet.

Cantilever -balken fästes sedan på den linjära glidpotentiometern med en kopplingsstav som också trycktes i 3D.

Jag skrev ut alla kopplingshål lite mindre än gängdiametern på skruvarna jag hade så att det blir nollspel i systemet. Potentiometerstativet var också 3D -tryckt som resten.

Steg 2: Hastighetssensor

En av mina stora uppfinningar av min livstid (till dags dato) är hastighetssensorn avsedd att mäta vinkelhastigheten för vilken enhet som helst. Hjärtat i systemet är magnet och en hall -effektsensor. När magneten någonsin korsar hall -effektsensorn faller utgången lågt. Detta kräver ett uppmotstånd mellan utgången och 5V -ledningen. Detta jobb utförs av arduino interna pullup motstånd. Magneterna är arrangerade på en ring vid två extrema poler. Detta hjälper till att balansera systemets vikter. Hall -effektsensorn är placerad i en dedikerad plats som 3D -printades. Stativet är så utformat att höjd och avstånd kan justeras.

När magneten någonsin befinner sig i närheten av halsensorn, blir sensorns utgång låg. Detta utlöser avbrottet på arudinoen. Utlösarfunktionen noterar sedan tiden.

Genom att känna till tiden mellan två korsningar kan man enkelt bestämma vinkelhastigheten för vilken roterande kropp som helst.

Detta system fungerar felfritt och jag har använt det i ett annat projekt av mig.

Steg 3: Spänning

Detta är i grunden för att mäta effekt som förbrukas av esc och därmed motorn. att mäta spänningen är det lättaste man lär sig när man använder arduino. Använd analoga stift för att mäta spänning upp till 5 V och använd en spänningsdelare för spänning högre än 5V. Här var förhållandena sådana att batteriet kunde nå en maximal spänning på 27 ish volt. Så jag gjorde en spänningsdelare för att göra en avdelare som levererar 5 volt under en spänning på 30 V.

Var också säker på att du inte av misstag kortar + och - linjerna som lätt kan leda till brand.

Steg 4: Mät ström

Att mäta ström eller hantera ström i någon form kräver kunskap och erfarenhet av vad du vill göra. Shuntarna jag använde var fyra.05 ohm 10W motstånd. Detta innebär att de kan hantera en ström på (P/R)^. 5 = (40/.0125)^. 5 = 56,56A. Detta var mer än tillräckligt för mig.

Var noga med att göra tjocka lödspår och använd tjocka trådar när du hanterar så stora strömmar. Ta en titt på baksidan av min krets, särskilt i shuntregionen där supertjocka trådar används

Det är också viktigt att använda några lågpassfilter i kombination till shuntarna. Jag har lagt till en bild av den aktuella dragningen av ESC mätt med min DSO138. Detta är en mycket stor mumbojumbo för arduino att bearbeta och därför skulle ett passivt filter betyda mycket för arduino. Jag använde en 1uF kondensator i kombination med en 100k kruka för att göra filtret.

Vänligen kontakta mig om du har några tvivel i det här avsnittet. Detta kan förstöra ditt batteri om det inte görs rätt.

Steg 5: Ladda upp programmet och gör anslutningar

• UTGÅNG AV HALL EFFEKTGIVARE = D2
• UTGÅNG AV KRAFTGIVARE FÖRSTÄRKARE = A3
• UTGÅNG AV SPÄNNINGSDELARE = A0
• UTGÅNG AV STRÖMFÖRSTÄRKARE = A1

Den första raden i programmet är tiden i sekunder. Det är viktigt om du vill mäta acceleration eller något tidsberoende.

Du är klar här och samlar nu alla typer av data från din nya nya enhet.