Stuwkrachtcalculator: 5 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

In dit project zal ik beschrijven hoe ik een opstelling heb gemaakt die de spanning, stroom, de door de propeller ontwikkelde stuwkracht en de snelheid van de motor bewaakt. Het systeem kostte me weinig om te maken en werkt feilloos. Ik heb een Excel-blad toegevoegd dat gegevens bevat voor de eerste succesvolle run. Ik heb ook grafieken toegevoegd omdat ze de gegevens in één keer beschrijven. Ik hoop dat je het project leuk vindt en als er enige verwarring of vragen of suggesties zijn, reageer dan hieronder of stuur me een bericht.

Ik heb een gedetailleerd document toegevoegd van een zeer vergelijkbaar project dat ik eerder had gedaan. Download dat voor nog meer details

Benodigdheden naast uw ESC en motor-

• Perf board
• Shunt-restor
• LM324
• Draden
• Hout
• Scharnier
• Arduino

Stap 1: De stuwkrachtsensor maken

De stuwkrachtsensor is in de basis slechts een krachtsensor. De meest populaire manier om kracht te meten is het gebruik van een loadcel. Ik besloot echter een beetje ouderwets te gaan en ontwikkelde mijn eigen sensor. Dit was met name mogelijk voor mij omdat ik onlangs een 3D-printer heb gekocht en dus het maken van aangepaste onderdelen geen probleem was.

De sensor heeft twee hoofdonderdelen, de veer en de sensor. Zoals we allemaal weten, zal de veer een verplaatsing geven die evenredig is met de kracht die erop wordt uitgeoefend. Het is echter erg moeilijk om een kleine veer met de juiste stijfheid en maat te vinden en zelfs als je er een vindt, is het nog een nachtmerrie om hem goed in te stellen en hem te laten werken zoals jij dat wilt. Dus daarom heb ik de veer volledig vervangen door een aluminium strip, 2 mm dik en ongeveer 25 mm breed.

De vrijdragende balk moet aan één kant heel stevig worden vastgehouden, anders gaan de waarden zeker fout. Ook heb ik aan de andere kant een speciale bevestiging gemaakt zodat deze makkelijk aan de rest van het systeem te koppelen is.

De vrijdragende balk werd vervolgens bevestigd aan de lineaire schuifpotentiometer door een koppelstang die ook 3D-geprint was.

Ik heb alle koppelingsgaten iets kleiner afgedrukt dan de draaddiameter van de schroeven die ik had, zodat er geen speling in het systeem is. De potentiometerstandaard was ook 3D-geprint zoals de rest.

Stap 2: Snelheidssensor

Een van mijn belangrijkste uitvindingen van mijn leven (tot nu toe) is de snelheidssensor die bedoeld is om de hoeksnelheid van elk apparaat te meten. Het hart van het systeem is een magneet en een hall-effectsensor. Wanneer de magneet ooit de hall-effectsensor kruist, wordt de output laag. Dit vereist een pull-up weerstand tussen de uitgang en de 5V-lijn. Deze taak wordt gedaan door de interne pullup-weerstand van de arduino. De magneten zijn aan twee uiterste polen op een ring aangebracht. Dit helpt bij het balanceren van de gewichten van het systeem. De hall-effectsensor wordt in een speciale sleuf geplaatst die in 3D is geprint. De standaard is zo ontworpen dat de hoogte en de afstand instelbaar zijn.

Wanneer de magneet zich ooit in de buurt van de hall-sensor bevindt, wordt de output van de sensor laag. Dit activeert de interrupt op de arudino. De triggerfunctie noteert dan de tijd.

Als men de tijd tussen twee kruisingen kent, kan men gemakkelijk de hoeksnelheid van elk roterend lichaam bepalen.

Dit systeem werkt feilloos en ik heb dat in een ander project van mij gebruikt.

Stap 3: Spanning

Dit is in feite om het vermogen te meten dat wordt verbruikt door de esc en dus de motor. het meten van de spanning is het gemakkelijkste dat je leert bij het gebruik van arduino. Gebruik analoge pinnen om elke spanning tot 5 V te meten en gebruik een spanningsdeler voor elke spanning hoger dan 5 V. Hier waren de omstandigheden zodanig dat de batterij een maximale spanning van 27 ish volt kon bereiken. Dus maakte ik een spanningsdeler om een deler te maken die 5 volt levert onder een voeding van 30 V.

Zorg er ook voor dat u niet per ongeluk de + en - lijnen kortsluit, wat gemakkelijk tot brand kan leiden.

Stap 4: Stroom meten

Stroom meten of omgaan met stroom in welke vorm dan ook vereist kennis en ervaring van wat je wilt doen. De shunts die ik gebruikte waren vier.05 ohm 10W weerstanden. Dit betekent dat ze een stroom van (P/R)^.5 = (40/.0125)^.5 = 56,56A aankunnen. Dit was voor mij meer dan genoeg.

Zorg ervoor dat u dikke soldeersporen maakt en dikke draden gebruikt bij het omgaan met dergelijke grote stromen. Kijk eens naar de achterkant van mijn circuit, vooral in het shuntgebied waar superdikke draden worden gebruikt

Het is ook belangrijk om enkele laagdoorlaatfilters te gebruiken in combinatie met de shunts. Ik heb een foto toegevoegd van de huidige trekking van de ESC zoals gemeten door mijn DSO138. Dit is een hele grote mumbo jumbo voor Arduino om te verwerken en daarom zou een passief filter veel betekenen voor Arduino. Ik gebruikte een 1uF condensator in combinatie met een 100k pot om het filter te maken.

Neem alsjeblieft contact met me op als je twijfels hebt in deze sectie. Dit kan uw batterij vernietigen als het niet goed wordt gedaan.

Stap 5: Upload het programma en maak verbindingen

• UITGANG VAN HALL EFFECT SENSOR = D2
• UITGANG VAN DE VERSTERKER VAN DE KRACHTSENSOR = A3
• UITGANG VAN SPANNINGSVERDELER = A0
• UITGANG VAN STROOMVERSTERKER = A1

De eerste regel in het programma is de tijd in seconden. Het is belangrijk als u versnelling of iets tijdsafhankelijks wilt meten.

U bent hier helemaal klaar en verzamelt nu alle soorten gegevens van uw nieuwe nieuwe apparaat.