Schubrechner: 5 Schritte

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2025-01-23 12:52

In diesem Projekt werde ich beschreiben, wie ich ein Setup erstellt habe, das die Spannung, den Strom, den vom Propeller entwickelten Schub und die Geschwindigkeit des Motors überwacht. Das System hat mich sehr wenig gekostet und funktioniert einwandfrei. Ich habe ein Excel-Sheet hinzugefügt, das Daten für den ersten erfolgreichen Lauf enthält. Ich habe auch Grafiken hinzugefügt, da sie die Daten in einem Rutsch beschreiben. Ich hoffe, Ihnen gefällt das Projekt und wenn es Verwirrung oder Fragen oder Vorschläge gibt, kommentieren Sie bitte unten oder senden Sie mir eine Nachricht.

Ich habe ein detailliertes Dokument eines sehr ähnlichen Projekts hinzugefügt, das ich zuvor durchgeführt hatte. Laden Sie das herunter, um noch mehr Details zu erhalten

Zubehör zusätzlich zu Ihrem Regler und Motor-

• Perfboard
• Nebenschlusswiderstand
• LM324
• Drähte
• Holz
• Scharnier
• Arduino

Schritt 1: Den Schubsensor herstellen

Der Schubsensor ist im Grunde nur ein Kraftsensor. Die beliebteste Methode zur Kraftmessung ist die Verwendung einer Wägezelle. Ich entschied mich jedoch etwas altmodisch zu gehen und entwickelte meinen eigenen Sensor. Dies war für mich insbesondere möglich, weil ich mir kürzlich einen 3D-Drucker zugelegt habe und daher die Herstellung von Sonderteilen kein Thema war.

Der Sensor besteht aus zwei Hauptteilen, der Feder und dem Sensor. Die Feder, wie wir alle wissen, wird eine Verschiebung um einen Betrag bewirken, der proportional zu der auf sie ausgeübten Kraft ist. Es ist jedoch sehr schwierig, eine kleine Feder mit der richtigen Steifigkeit und Größe zu finden, und selbst wenn Sie eine finden, ist es ein weiterer Albtraum, sie richtig einzustellen und so zu arbeiten, wie Sie es möchten. Daher habe ich die Feder komplett durch einen Aluminiumstreifen von 2 mm Dicke und ca. 25 mm Breite ersetzt.

Der Kragträger sollte an einem Ende sehr fest gehalten werden, sonst werden die Werte mit Sicherheit falsch. Am anderen Ende habe ich auch eine spezielle Befestigung gemacht, damit es einfach an den Rest des Systems gekoppelt werden kann.

Der Kragträger wurde dann mit einer ebenfalls 3D-gedruckten Koppelstange am linearen Schiebepotentiometer befestigt.

Ich habe alle Kupplungslöcher etwas kleiner gedruckt als der Gewindedurchmesser der Schrauben, die ich hatte, damit das System kein Spiel hat. Der Potentiometerständer wurde wie der Rest auch 3D-gedruckt.

Schritt 2: Geschwindigkeitssensor

Eine meiner wichtigsten Erfindungen meines Lebens (bis heute) ist der Geschwindigkeitssensor, der die Winkelgeschwindigkeit jedes Geräts messen soll. Das Herzstück des Systems ist ein Magnet und ein Hall-Effekt-Sensor. Immer wenn der Magnet den Hall-Effekt-Sensor kreuzt, sinkt die Ausgabe. Dies erfordert einen Pull-Up-Widerstand zwischen Ausgang und der 5-V-Leitung. Diese Aufgabe wird vom internen Pullup-Widerstand des Arduino erledigt. Die Magnete sind auf einem Ring an zwei äußersten Polen angeordnet. Dies hilft beim Ausgleichen der Gewichte des Systems. Der Hall-Effekt-Sensor befindet sich in einem speziellen Steckplatz, der 3D-gedruckt wurde. Der Ständer ist so konstruiert, dass die Höhe und der Abstand angepasst werden können.

Immer wenn sich der Magnet in der Nähe des Hallsensors befindet, wird die Ausgabe des Sensors niedrig. Dies löst den Interrupt auf dem arudino aus. Die Triggerfunktion merkt sich dann die Uhrzeit.

Wenn man die Zeit zwischen zwei Kreuzungen kennt, kann man leicht die Winkelgeschwindigkeit jedes rotierenden Körpers bestimmen.

Dieses System funktioniert einwandfrei und ich habe das in einem anderen Projekt von mir verwendet.

Schritt 3: Spannung

Dies dient im Wesentlichen dazu, die vom Esc und damit vom Motor verbrauchte Leistung zu messen. Das Messen der Spannung ist das Einfachste, was man bei der Verwendung von Arduino lernt. Verwenden Sie analoge Pins, um jede Spannung bis 5 V zu messen, und verwenden Sie einen Spannungsteiler für jede Spannung über 5 V. Hier waren die Bedingungen so, dass die Batterie eine maximale Spannung von 27 ish Volt erreichen konnte. Also habe ich einen Spannungsteiler gemacht, um einen Teiler zu bauen, der 5 Volt bei einer Versorgung von 30 V liefert.

Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie die + und - Leitungen nicht versehentlich kurzschließen, was leicht zu einem Brand führen kann.

Schritt 4: Strom messen

Das Messen von Strom oder der Umgang mit Strom in jeglicher Form erfordert Kenntnisse und Erfahrung in dem, was Sie tun möchten. Die Shunts, die ich verwendet habe, waren vier 0,05 Ohm 10W Widerstand. Dies bedeutet, dass sie einen Strom von (P/R)^.5 = (40/.0125)^.5 = 56.56A verarbeiten können. Das war für mich mehr als genug.

Stellen Sie sicher, dass Sie dicke Lötspuren herstellen und dicke Drähte verwenden, wenn Sie mit so großen Strömen umgehen. Schauen Sie sich die Rückseite meiner Schaltung an, insbesondere im Shunt-Bereich, wo super dicke Drähte verwendet werden

Es ist auch wichtig, einige Tiefpassfilter in Kombination mit den Shunts zu verwenden. Ich habe ein Bild der Stromaufnahme des ESC hinzugefügt, wie sie von meinem DSO138 gemessen wurde. Dies ist ein sehr großer Mumbo-Jumbo für Arduino, und daher würde ein passiver Filter für Arduino viel bedeuten. Ich habe einen 1uF-Kondensator in Kombination mit einem 100k-Topf verwendet, um den Filter herzustellen.

Bitte kontaktieren Sie mich, wenn Sie Zweifel in diesem Abschnitt haben. Dies kann Ihren Akku zerstören, wenn es nicht richtig gemacht wird.

Schritt 5: Laden Sie das Programm hoch und stellen Sie Verbindungen her

• AUSGANG DES HALL-EFFEKT-SENSORS = D2
• AUSGANG DES KRAFTSENSORS VERSTÄRKER = A3
• AUSGANG SPANNUNGSTEILER = A0
• AUSGANG STROMVERSTÄRKER = A1

Die erste Zeile im Programm ist die Zeit in Sekunden. Es ist wichtig, wenn Sie Beschleunigungen oder etwas zeitabhängiges messen möchten.

Sie sind hier fertig und sammeln jetzt alle Arten von Daten von Ihrem neuen neuen Gerät.