Меню

Bec 5v своими руками

Записки программиста

Паяем BEC для квадрокоптера на базе регулятора LM2596

BEC (Battery Elimination Circuit) — это всего лишь используемое в авиамоделизме хитровыдуманное название для регуляторов напряжения. Типично в квадрокоптерах используются 3S или 4S батареи, имеющие напряжение 11.1 В или 14.8 В соответственно, плюс-минус в зависимости от уровня заряда. Поскольку полетный контроллер и приемник питаются от 5 В, возникает потребность в понижающем регуляторе напряжения.

Естественно, моей первой идеей было попробовать линейный регулятор, вроде уже знакомого нам по заметке Интегральные схемы: чипы стандартной логики 74xx регулятора LM7805. Но оказалось, что в данном случае он плохо подходит. Дело в том, что линейные регуляторы сильно греются. При этом на макетке температура может быть довольно адекватной. Но при включении двигателей с создаваемыми ими шумами LM7805 моментально нагревается до такой температуры, что если дотронуться до него, вы обожжетесь. Происходит так по той причине, что рассеивание мощности (в виде тепла) у линейных регуляторов пропорционально разности между входным и выходным напряжениями. Конечно, можно попытаться решить проблему хорошим радиатором, но это лишний вес.

Поэтому вместо линейных регуляторов в авиамоделизме обычно используют импульсные. Их существует великое множество, но для своих опытов я выбрал LM2596. Пользоваться им очень просто, соответствующая схема описана на второй странице даташита [PDF]:

Вместо предлагаемого огромного диода Шоттки 1N5822 я использовал 1N5818. Емкость керамического конденсатора, обозначенного на схеме Cff (feedforward capacitor) подбирается в соответствии с таблицей на странице 11 даташита. Я использовал конденсатор емкостью 10 нФ. От сопротивления R2 напрямую зависит выходное напряжение. Напомню, что резисторы имеют погрешность. Поэтому резистор стоит подобрать на макетке так, чтобы выходное напряжение было 5 В или чуть больше, скажем, 5.2 В. Или поставить вместо резистора потенциометр.

Так уже спаянный BEC был размещен в моем квадрокоптере:

Травить плату было лень. Поэтому я просто использовал макетку, которую затем обрезал ножницами по металлу. Вес платы 10.7 г с проводами и со всем при размере 31 x 46 мм (без учета скосов) против 10.5 г с проводами при размере 36 x 36 мм готовой платы с BEC, используемой мной до этого. То есть, по размеру и весу плата более-менее аналогичная.

Полевые испытания прошли успешно. Меня, впрочем, немного беспокоит, что при разрядке батареи выход BEC слегка падает, до 4.9 В, плюс-минус 0.03 В при включенных двигателях. Это никак не сказывается на работе приемника или полетного контроллера. Однако именно из-за этого эффекта выше я советовал подбирать R2 так, чтобы выходное напряжение было чуть выше 5 В, или же использовать потенциометр. Некоторые авиамоделисты используют импульсные стабилизаторы в каскаде с линейными стабилизаторами с низким падением напряжения (LDO), например LM1084. Возможно, как раз для обеспечения на выходе ровно 5 В несмотря ни на что. Также в самодельные BEC добавляют LC-фильтр нижних частот.

Знание о том, как сделать свой BEC, открывает большой простор для творчества. Можно не только разместить компоненты и выходы удобным вам способом или победить абсолютно все шумы. BEC можно объединить с платой распределения питания и пищалкой, предупреждающей о низком заряде батареи. Притом пищалка может не только пищать, но также и мигать светодиодными лентами. Все это хозяйство можно вырезать в форме нижней части рамы F450. Заменив соответствующую часть рамы на плату, плата эффективно перестанет занимать какое-либо место. Наконец, BEC является обязательной составляющей ESC, если вдруг вы когда-нибудь захотите сделать самопальные ESC.

А паяете ли вы BEC и если да, то из каких компонентов?

Дополнение: Как оказалось, существует импульсный регулятор LM2576-ADJ (даташит [PDF]), который паяется по точно такой же схеме, что и LM2596. Регуляторы имеют очень похожие характеристики. Основное отличие заключается в частоте. LM2596 работает на частоте 150 кГц, а LM2576 — на частоте 52 кГц. Однако чтобы это имело значение на практике, нужно постараться. При покупке LM2576 убедитесь, что это именно LM2576-ADJ, так как существуют версии LM2576 с фиксированным выходным напряжением.

Источник

Bec 5v своими руками

Извините если Боян , но всетаки хочу что бы эту статью добавили (если подобного не было)
Почему?


Часто сталкиваюсь с проблемой запитать приемник , а регуль приходится выдергивать.
Примерные параметры входное напряжение от 7 — 35 вольт , выход 5 вольт 1.5 ампера , для приемника и серв этого достаточно

Потребутся :
КРЕН — ка L7805CV
2 Конденсатора от 10 мФ и выше , на вход не менее 15 вольт (зависит от напряжение которые будете подключать) , на выход 10 мФ не менее 10 вольт(с запасом)

на этом можно было бы и ограничиться , но русская то душа требует ! , по этому
на вход поставим диод от переплюсовки любой на 1.5 ампера (я поставил 1А IN5817)
светодиод на выход , чтобы было визуально видно ,что питание включено , для этого требуется резисто на 160 ом и собственно стандартный 3-х вольтовый светодиод с током потребления 0.03 А (30 мА)
ну и немножко проводов , и разъем включения в серву , я взял от компа (штекер от корпуса в материнку)

вот собственно сам схема (ногами не бить рисовал в паинте )

тут все что потребуется на фотке

я использовал танталовые конденсаторы (16 вольт, 47 мФ, полоски на танталовых это «+»), не забываем что вольтаж на входе у конденсаторов должен быть в зависимости от того от какого аккума будет питаться , предел от 7 до 40 вольт, на выходе достаточно 10 вольтовых

Читайте также:  Изготовление клепки своими руками

собственно на этом можно было ограничится , слева подаем напругу , справа снимаем , но мы не защищены от переплюсовки и не имеем контроля , вкл у нас питание или нет!
по этому на вход впаиваем диод от преплюсовки , полоса на диоде это минус

далее подпаиваем резистор к светодиоду , который у нас будет стоять на выходе

далее ножки во избежание КЗ убираем в термоусадку ,и подпаиваем (на светодиодах «+» это длинная нога , резастор подпаиваем к «+») и уже рабочем состоянии

убираем всю схему в термоусадку , и вот уже с включенным приемником

напоминаю , что вся схема держит максимум 1.5 апмера , но для авиамодельма этого вполне достаточно , питание приемника и 5 серв

ЗЫ- вес с проводами и термоусадкой 12 грамм
на схеме 7-20 вольт — только из-за того что конденсаторы стоят 16 вольтовые (диод от переплюслвки 40 вольт), если на входе ставить до 40 вольт , то вход до 35 вольт ,даже 40 съест
и не забываем , чем выше напруга на входе , тем больше будет греться кренка -это нормально , потому как рассеивание напруги идет именно на кренке , если вы однозначно будете знать , что будете Входная напруга будет более чем 25 вольт — то имеет смысл сделать небольшой радиатор

С Уважение Kigo ака Кузнецов Игорь, Рязань

PS. По данной теме возникло большое обсуждение на форуме, рекомендую прочитать. Константин

Источник

RCSearch

BEC (Battery Eliminator Circuit — дословно: цепь, исключающая батарею) — Система стабилизации питания приёмника, сервомашинок, полётного контроллера и другого оборудования от силовой батареи, имеющей напряжение, как правило, выше, чем на которое рассчитано это оборудование (как правило, 5 или 6 В, но встречаются сервомашинки и приёмники, питающиеся от 7.2В и 8.4В).

Может представлять собой самостоятельное отдельное устройство либо являться частью регулятора оборотов.

Характеризуется следующими параметрами:

  • входное напряжение или диапазон входных напряжений, определяет от каких аккумуляторов можно будет запитывать BEC. Указывается в вольтах (например, 12V), или диапазоном напряжений (7..23V) или количеством «банок» аккумулятора (2S..4S).
  • выходное напряжение или несколько возможных напряжений, выбираемых переключателем или перемычкой. Определяет напряжение, которое будет подаваться на нагрузку (бортовое оборудование). Указывается в вольтах (5V), или списком (5V, 6V).
  • максимальный ток, определяет какую нагрузку BEC сможет выдержать. Указывается в амперах (например, 3А).

Применение BEC в моделях с электродвигателем во многих случаях лучше, чем применение отдельного аккумулятора (как в классических моделях с ДВС). Во-первых, BEC намного, в 10-20 раз легче, чем отдельный аккумулятор. Во-вторых, нужно озаботиться проверкой напряжения и зарядкой отдельного аккумулятора кроме того, что это нужно делать и для основного, силового аккумулятора.

Содержание

Линейные BEC [ править ]

Самую высокую стабильность выходного напряжения обеспечивают линейные регуляторы (Linear BEC, LBEC), например на микросхеме LM7805. Их недостаток в том, что вся избыточная мощность превращается в тепло, а это не только возможный перегрев (с последующим отключением или выходом из строя стабилизатора), но и просто неэкономное расходование энергии (как следствие — хоть и незначительно, но уменьшенное время работы модели). К примеру, если на входе 12В, а на выходе 5В и нагрузка потребляет при этом 1А, то получается лишние 7Вт тепла в никуда. Поэтому применение линейных BEC оправдано в небольших моделях, которые требуют использования аккумуляторов с небольшим напряжением — до 9В.

В случае применения линейных стабилизаторов важно знать (это часто замалчивается производителями BEC), что указанный в характеристиках максимальный ток нагрузки является расчётным для определённого входного напряжения (во многих случаях это 6..8В), а при его превышении практический максимально возможный ток нагрузки уменьшается. К примеру, при подключении аккумулятора 3S, максимальный ток может составить всего 0.5А, хотя заявлено может быть 2 или 3А. Это замечание не относится к импульсным стабилизаторам.

Импульсные BEC [ править ]

Импульсный стабилизатор напряжения, Switching BEC (SBEC), также часто именуемый как UBEC, на номинальных нагрузках практически не нагревается и преобразует напряжение с КПД порядка 90%.

Недостатком большинства импульсных стабилизаторов являются существенные электромагнитные помехи во время работы, а также выбросы при включении, выключении или резком перепаде тока нагрузки. Поэтому, в частности, рекомендуется устанавливать импульсные BEC не ближе чем 5 см от антенн приёмника, иначе возможно существенное уменьшение радиуса действия аппаратуры радиоуправления.

В некоторых случаях преимуществом импульсных стабилизаторов может стать то, что они способны давать не только пониженное напряжение (относительно входного), но и повышенное. Линейные стабилизаторы на такое не способны в принципе.

FAQ по BEC [ править ]

Встроенный или внешний BEC [ править ]

Если у вас небольшая модель с питанием от аккумулятора 2S, то использование встроенного в регулятор оборотов линейного BEC — простое и недорогое решение. Но начиная с 3S и больше (а это значит, что будут использоваться и более мощные сервоприводы) лучше использовать импульсный стабилизатор, и если таковой не встроен в регулятор, то нужно применять внешний импульсный BEC.

Также некоторые приёмники (например, некоторые Spektrum), потребляют несколько больший ток, чем обычные, и более чувствительны к «просадкам» напряжения питания, поэтому для них также рекомендовано питание от отдельного внешнего BEC.

Читайте также:  Березовым мостиком своими руками

5В или 6В [ править ]

Большинство сервомашинок рассчитаны на питание от 5В до 6В. Питания от 5В будет достаточно для планеров, классических авиамоделей, летающих крыльев и т.п. Но если у вас пилотажная модель самолёта, или вертолёт с изменяемым шагом лопастей, то оправдан выбор питания от 6В — при этом реакция сервомашинок становится быстрее, а усилие — больше. Вертолётчики любят устанавливать 6-вольтовые сервы на хвост. Некоторые сервомашинки поддерживают и более высокие напряжения — до 7.2В или 8.4В. Перед тем как выбрать повышенное напряжение, убедитесь, что всё оборудование, которое будет питаться от BEC, рассчитано на такое напряжение.

Источник

Бесколлекторный мотор GoolRC типоразмера 3660 для настольной сверлилки

Нестандартное использование бесколлекторного мотора, в любительских целях.
Мотор 3660 мощный, позволяет устанавливать патроны на вал 5 мм.
Профильное назначение — двигатель для р/у машинок и прочей техники в масштабе 1:10, 1:8.

За подробностями под кат

Приветствую!
Сегодня будет немного рукоблудства на тему необычного использования модельных двигателей.

Бесколлекторный (или вентильный) двигатель — это разновидность электродвигателя переменного тока, у которого коллекторно-щеточный узел заменен бесконтактным полупроводниковым коммутатором, управляемым датчиком положения ротора. Иногда можно встретить такую аббревиатуру: BLDС — это brushless DC motor. Для простоты буду называть его двигатель-бесколлекторник или просто БК.

Бесколлекторные двигатели достаточно популярны из-за своей специфики: отсутствуют расходные материалы типа щеток, отсутствует угольная/металлическая пыль внутри от трения, отсутствуют искры (а это огромное направление взрыво и огне безопасных приводов/насосов). Используются начиная от вентиляторов и насосов заканчивая высокоточными приводами.
Основное применение в моделизме и любительских конструкциях: двигатели для радиоуправляемых моделей.

Общий смысл этих двигателей — три фазы и три обмотки (или несколько обмоток соединенных в три группы) управление которыми осуществляется сигналом в виде синусоиды или приближенной синусоиды по каждой из фаз, но с некоторым сдвигом. На рисунке простейшая иллюстрация работы трехфазного двигателя.

Соответственно, одним из специфичных моментов управления БК двигателями является применение специального контроллера-драйвера, который позволяет регулировать импульсы тока и напряжения по каждой фазе на обмотках двигателя, что в итоге дает стабильную работу в широком диапазоне напряжений. Это так называемые ESC контроллеры.

БК моторы для р/у техники бывают различных типоразмеров и исполнения. Одни из самых мощных это серии 22 мм, 36 мм и 40/42 мм. По конструкции они бывают с внешним ротором и внутренним (Outrunner, Inrunner). Моторы с внешним ротором по факту не имеют статичного корпуса (рубашки) и являются облегченными. Как правило, используют в авиамоделях, в квадракоптерах и т.п.
Двигатели с внешним статором проще сделать герметичными. Подобные применяют для р/у моделей, которые подвергаются внешним воздействиям тип грязи, пыли, влаги: багги, монстры, краулеры, водные р/у модели).
Например, двигатель типа 3660 можно запросто установить в р/у модель автомобиля типа багги или монстра и получить массу удовольствия.

Также отмечу различную компоновку самого статора: двигатели 3660 имеют 12 катушек, соединенных в три группы.
Это позволяет получить высокий момент на валу. Выглядит это примерно так.

Соединены катушки примерно вот так

Если разобрать двигатель и извлечь ротор, то можно увидеть катушки статора.
Вот что внутри 3660 серии

еще фото

Любительское применение подобным двигателей с высоким моментом — в самодельных конструкциях, где требуется малогабаритный мощный оборотистый двигатель. Это могут быть вентиляторы турбинного типа, шпиндели любительских станков и т.п.

Так вот, с целью установки в любительский станок для сверления и гравировки был взят набор бесколлекторного двигателя вместе с ESC контроллером
GoolRC 3660 3800KV Brushless Motor with ESC 60A Metal Gear Servo 9.0kg Set

Плюсом в наборе был сервопривод на 9 кг, что очень удобно для самоделок.

Общие требования при выборе мотора были следующие:
— Количество оборотов/вольт не менее 2000, так как планировалось использование с низковольтными источниками (7.4. 12В).
— Диаметр вала 5мм. Рассматривал варианты с валом 3.175 мм (это серия 24 диаметра БК двигателей, например, 2435), но тогда бы пришлось докупать новый патрон ER11. Есть варианты еще мощнее, например, двигатели 4275 или 4076, с валом 5 мм, но они соответственно дороже.

Характеристики бесколлекторного мотора GoolRC 3660:
Модель: GoolRC 3660
Мощность: 1200W
Рабочее напряжение: до 13V
Предельный ток: 92A
Обороты на вольт (RPM/Volt): 3800KV
Максимальные обороты: до 50000
Диаметр корпуса: 36mm
Длина корпуса: 60mm
Длина вала: 17mm
Диаметр вала: 5mm
Размер установочных винтов: 6 шт * M3 (короткие, я использовал М3*6)
Коннекторы: 4mm позолоченные «бананы» male
Защита: от пыли и влаги

Характеристики ESC контроллера:
Модель: GoolRC ESC 60A
Продолжительный ток: 60A
Пиковый ток: 320A
Применяемый аккумуляторные батареи: 2-3S Li-Po / 4-9S Ni-Mh Ni-Cd
BEC: 5.8V / 3A
Коннекторы (Вход): T plug male
Коннекторы (вызод.): 4mm позолоченные «бананы» female
Размеры: 50 х 35 х 34mm (без учета длины кабелей)
Защита: от пыли и влаги

Характеристики сервомашинки:
Рабочее напряжение: 6.0V-7.2V
Скорость поворота (6.0V): 0.16sec/60° без нагрузки
Скорость поворота (7.2V): 0.14sec/60° без нагрузки
Момент удержания (6.0V): 9.0kg.cm
Момент удержания (7.2V): 10.0kg.cm
Размеры: 55 х 20 х 38mm (Д * Ш * В)

Параметры комплекта:
Размер упаковки: 10.5 х 8 х 6 см
Масса упаковки: 390 гр
Фирменная упаковка с логотипом GoolRC

Читайте также:  Ворота для дачи без сварки своими руками

Состав комплекта:
1 * GoolRC 3660 3800KV Motor
1 * GoolRC 60A ESC
1 * GoolRC 9KG Servo
1 * Информационный листок

Размеры для справки и внешний вид двигателя GoolRC 3660 с указанием основных моментов

Теперь несколько слов о самой посылке.
Посылка пришла в виде небольшого почтового пакета с коробкой внутри

Доставлялась альтернативной почтовой службой, не почтой России, о чем и гласит транспортная накладная

В посылке фирменная коробочка GoolRC

Внутри комплект бесколлекторного двигателя типоразмера 3660 (36х60 мм), ESC-контроллера для него и сервомашинки с комплектом

Теперь рассмотрим весь комплект по отдельным составляющим. Начнем с самого главного — с двигателя.

БК двигатель GoolRC представляет собой цилиндр из алюминия, размеры 36 на 60 мм. С одной стороны выходят три толстых провода в силиконовой оплетке с «бананами», с другой стороны вал 5 мм. Ротор с двух сторон установлен на подшипниках качения. На корпусе присутствует маркировка модели

Еще фотография. Внешняя рубашка неподвижная, т.е. тип мотора Inrunner.

Маркировка на корпусе

С заднего торца видно подшипник

Заявлена защита от брызг и влаги
Выходят три толстых, коротких провода для подключения фаз: u v w. Если будете искать клеммы для подключения — это бананы 4 мм

Провода имеют термоусадку разного цвета: желтый, оранжевый и синий

Размеры мотора: диаметр и длина вала совпадают с заявленными: Вал 5х17 мм


Габариты корпуса двигателя 36х60 мм


Сравнение с коллекторным 775 двигателем

Сравнение с б/к шпинделем на 300Вт (и ценой около $100). Напоминаю, что у GoolRC 3660 заявлена пиковая мощность 1200Вт. Даже если использовать треть мощности, все равно это дешевле и больше, чем у этого шпинделя

Сравнение с другими модельными двигателями

Для корректной работы двигателя потребуется специальный ESC контроллер (который есть в комплекте)

ESC контроллер — это плата драйвера двигателя с преобразователем сигнала и мощными ключами. На простых моделях вместо корпуса используется термоусадка, на мощных — корпус с радиатором и активным охлаждением.

На фото контроллер GoolRC ESC 60A по сравнению с «младшим» братом ESC 20A

Обратите внимание: присутствует тумблер выключения-выключения на отрезке провода, который можно встроить в корпус устройства/игрушки

Присутствует полный комплект разъемов: входные Т-коннекторы, 4 мм бананы-гнезда, 3-пиновый вход управляющего сигнала

Силовые бананы 4 мм — гнезда, маркируются аналогично по цветам: желтый, оранжевый и синий. При подключении перепутать можно только умышленно

Входные Т-коннекторы. Аналогично перепутать полярность можно если вы очень сильный)))))

На корпусе присутствует маркировка с названием и характеристиками, что очень удобно

Охлаждение активное, работает и регулируется автоматически.

Для оценки размеров приложил PCB ruller

В наборе также присутствует сервомашинка GoolRC на 9 кг.

Плюс как и для любой другой сервомашинки в комплекте идет набор рычагов (двойной, крест, звезда, колесо) и крепежная фурнитура (понравилось, что есть проставки из латуни)

Макрофото вала сервомашинки

Пробуем закрепить крестообразный рычаг для фотографии

На самом деле интересно проверить заявленные зарактеристики — это металлический комплект шестерен внутри. Разбираем сервомашинку. Корпус сидит на герметике по кругу, а внутри присутствует обильная смазка. Шестерни и правда металлические.

Фото платы управления сервой

Для чего все это затевалось: для того, чтобы попробовать БК двигатель как сверлилку/гравировалку. Все таки заявлена пиковая мощность 1200Вт.
Я выбрал проект сверлильного станка для подготовки печатных плат на thingiverse. Там есть множество проектов для изготовления светильного настольного станка. Как правило, все эти проекты малогабаритные и предназначены для установки небольшого двигателя постоянного тока.

Я выбрал один из популярных проектов и доработал крепление в части держателей двигателя 3660 (родной двигатель был меньше и имел другие размеры креплений)

Привожу чертеж посадочных мест и габаритов двигателя 3660

В оригинале стоит более слабый двигатель. Вот эскиз крепления (6 отверстий для М3х6)

Скрин из программы для печати на принтере

Заодно напечатал и хомут для крепления сверху

Мотор 3660 с установленным цанговым патроном типа ER11


Для подключения и проверки БК мотора потребуется собрать следующую схему: источник питания, сервотестер или плата управления, ESC-контроллер двигателя, двигатель.
Я использую самый простой сервотестер, он также дает нужный сигнал. Его можно использовать для включения и для регулировки оборотов двигателя

При желании можно подключить микроконтроллер (Ардуино и т.п.). Привожу схему из интернета с подключением аутраннера и 30А контроллера. Скетчи найти не проблема.

Соединяем все, по цветам.

Источник показывает, что холостой ток контроллера небольшой (0.26А)

Теперь сверлильный станок.
Собираем все и крепим на стойку


Для проверки собираю без корпуса, потом допечатаю корпус, куда можно установить штатный выключатель, крутилку сервотестера

Еще одно применение подобного 3660 БК двигателя — в качестве шпинделя станков для сверления и фрезеровки печатных плат



Про сам станок обзор доделаю чуть позже. Будет интересно проверить гравировку печатных плат с помощью GoolRC 3660

Заключение
Наверх
Двигатель качественный, мощный, крутящий момент с запасом подойдет под любительские цели.
Конкретно живучесть подшипников при боковом усилии при фрезеровки/гравировки покажет время.
Определенно существует выгода применения модельных двигателей в любительских целях, а также простота работы и сборки конструкций на них по сравнению с шпинделями для ЧПУ, которые дороже и требуют специального оборудования (источники питания с регулировкой оборотов, драйверы, охлаждение и т.п.).

При заказе пользовался купоном SALE15 со скидкой 5% на все товары магазина.

Источник

Adblock
detector