Устройство предназначено для тестирования щеточных моторов постоянного тока напряжением до 60В мощностью до 500Вт. Тестер позволяет
- Определять потребляемую мощность мотора
- Измерять напряжение и потребляемый ток
- Устанавливать и измерять скорость вращения вала об/мин
- Определять время разгона и время торможения с точностью до 0.1сек
- Измерять угловую скорость в рад/сек и момент силы Н/м
- Измерять температуру мотора
Схема приведена ниже
Устройство выполнено на Ардуино Нано. Скорость тестируемого мотора регулируется переменным резистором RV1 методом ШИМ. С выхода ШИМ D9 Ардуино сигнал поступает на затвор logic level MOSFET транзистора Q1, который управляет скоростью вращения вала тестируемого мотора. Для индикации измеренных значений применен 4-строчный 20-ти символьный I2C LCD дисплей. Потребляемый ток измеряется путем падения напряжения на резисторе R4 токовым сенсором U1. Напряжение питания мотора измеряется с помощью делителя R2,R3 и поступает на аналоговый вход А1 Ардуино. Реле RL1 переключает мотор в реверс. Температура мотора измеряется температурным сенсором U3.
Для измерения скорости вращения вала применен инфракрасный сенсор препятствия IR1. Принцип работы такого датчика заключается в регистрации инфракрасного излучения, отражённого от объекта. Источником излучения является инфракрасный светодиод, приёмником служит фоточувствительный элемент – фототранзистор. Чем ближе к датчику объект, тем выше интенсивность отражённого инфракрасного излучения. Когда интенсивность достигает порогового значения, датчик срабатывает: загорается индикатор препятствий и состояние вывода Out изменяется с высокого уровня на низкий. Порог срабатывания датчика (другими словами его чувствительность) регулируется потенциометром. Ниже приведено размещение датчика около мотора
Когда планка с белым матовым покрытием прикрепленная к валу двигателя в процессе вращения вала оказывается вблизи излучателя, отражённое инфракрасное излучение поступает на фотоприемник, напряжение на сигнальном выходе платы сенсора изменяется с высокого уровня на низкий. Это напряжение поступает на цифровой вход D3 Ардуино.
AC DC конвертор А1 обеспечивает выходное напряжение +12Vdc для питания Ардуино. К коннектору J4 подключается источник напряжением от +5 до +60В и током до 10А для питания мотора. Для этого подойдет лабораторный блок питания. Диод D1 защищает транзистор Q1 от всплесков напряжения, вызванных накоплением энергии индуктивностью обмотки мотора.
Для измерения времени разгона и торможения мотора установленную переменным резистором RV1 скорость вращения вала нажатием кнопки SW1 записывают в EEPROM U2. Кнопкой SW2 включается реверс, кнопка SW3 переключает дисплей, кнопка SW4 запускается и останавливается мотор. Подробнее на видео.
Перечень элементов, проект в FLPROG со скетчем для Ардуино, чертеж печатной платы в EagleCAD с герберфайлами для заказа, проект в Протеус с симуляцией в архиве