Doğru küçük elektrik motorunu seçmek, projenin ne yapması gerektiğine bağlıdır. DC motorlar sürekli dönen şeylere, örneğin soğutma fanlarına yönelik oldukça basit ve uygun maliyetli çözümlerdir. Fırçasız doğru akım motorları (BLDC) genel olarak daha iyi çalışır, daha uzun ömürlüdür ve boyutlarına göre daha fazla güç sağlar; bu da robotlar veya insansız hava araçlarının uzun süre hareket halinde kalması için ideal hale getirir. Adım motorları, geri bildirim olmadan tam konumlandırma gerektiğinde en iyi şekilde çalışır; bunlara örnek olarak robot kolları, 3D yazıcıların bazı parçaları veya insanların çekim yaparken kullandığı kamera sabitleyiciler verilebilir. Fan sistemlerine bakarken, düzgün ve sessiz çalışma en önemli özelliktir; bu yüzden genellikle DC veya fırçasız motor seçenekleri tercih edilir. Robotlarda hareket etmek için fırçasız motorlar gücü ve dayanıklılık gereksinimlerini iyi karşılar, buna karşılık adım motorları hassas görevler için gereken kontrollü ve tekrarlanabilir hareketi sunar.
Sıkı alanlarda çalışırken performans gerçekten dört ana özelliğin doğru şekilde bir araya gelmesine bağlıdır. İlk olarak, voltaj değerleri genellikle 3 ile 12 volt arasında değişir ve kullanacağımız güç kaynağına uyumlu olmalıdır. Bu konuda bir uyumsuzluk olursa motorlar ya hızlıca yanar ya da yeterli güç üretmeden zayıf çalışır. Devir (RPM), yük olmadan beklenen hız hakkında bilgi verir ancak yükleme yapıldığında gerçek hızlar oldukça düşer. Bu nedenle tork-hız grafiklerine bakmak çok önemlidir. Tork ise ne kadar itme gücüne sahip olduğumuzu gösterir. Ağır pervane kanatlarını hareket ettirmek veya robotları dirence karşı yokuş yukarı hareket ettirmek istediğimizde bu özellikle kritik hale gelir. Boyut sınırlamaları da kesinlikle eleme kriteridir. Örneğin 20 mm fırçasız bir motor drone pervaneleri için çok iyi çalışır ancak dar boşluklardan geçmesi gereken küçük bir muayene robotu için çok büyük olur. Her şeyin ileride hem termal hem de mekanik olarak düzgün çalışmasını istiyorsak, üreticilerin sadece parlak broşürlerine değil, tam teknik özellik sayfalarına da bakmalıyız.
Polaritenin yanlış olması, ne kadar kısa bir süre olursa olsun, bu küçük motor sargılarını ciddi şekilde bozabilir veya iç bileşenleri yakabilir. Herhangi bir şeyi açmadan önce pozitif ve negatif bağlantıları mutlaka iki kez kontrol edin. Fazla akım geçtiğinde motorlar hızla ısınır ve yalıtımı bozulmaya başlar. Bu yüzden akıllı insanlar basit potansiyometreler yerine PWM kontrolleri kullanır veya kalkış anındaki ani akım artışları ile durma durumlarını karşılayabilecek doğru boyutta akım sınırlayıcı dirençler ekler. Motorlar aniden durduğunda ya da yön değiştirdiğinde bu kötü geri EMK sıçramaları oluşur; bu yüzden motor uçlarına bir adet flyback diyotu bağlamak çok işe yarar. Isıl koruma için PTC resetlenebilir sigortalar iyi çalışır ya da entegre sıcaklık sensörleri, her şey fazla ısınmadan önce sistemi devre dışı bırakır. IEEE güvenilirlik kuralları, tüm bu korumaların bir araya getirilmesinin korumasız olanlara kıyasla küçük motorların ömrünü yaklaşık %70 daha uzatabileceğini göstermektedir.
Pil seçimi, sistem kararlılığı ve güvenliği doğrudan etkiler. Anma gerilimini motora ait nominal giriş gerilimiyle eşleştirin (±%10 tolerans kabul edilebilir); küçük boyutlandırılmış piller yük altında gerilim düşmesine neden olurken, büyük boyutlandırılmış paketler aşırı gerilim stresi ve termal kaçak riski oluşturabilir. Önemli pil hususları şunlardır:
| Faktör | Mini Motor Performansına Etkisi | Çözüm |
|---|---|---|
| Kapasite (mAh) | Şarj öncesi çalışma süresini belirler | Maksimum sürekli akım çekim değerinin en az 1,5 katı için boyutlandırın |
| Deşarj Hızı (C) | Tork talebi sırasında tepe güç iletimini yönetir | Motor durma akımı (A) ÷ pil kapasitesi (Ah) değerinden büyük veya eşit seçin |
| Kimya | Enerji yoğunluğu, ağırlık ve güvenlik arasında denge sağlar | Yüksek güçlü robotlar için LiPo; düşük riskli, düşük maliyetli fanlar için NiMH |
Sürekli çalışma düzeneklerinde, motorların etrafında ısı birikimini önlemek için ≥%20 hava akışı boşluğu sağlanmalıdır. Lityum bazlı piller, aşırı şarj, aşırı deşarj ve kısa devre arızalarına karşı korunmak üzere entegre koruma devrelerine (PCB'ler) ihtiyaç duyar—bu kritik güvenlik önlemleri UL 2054 ve IEC 62133 uyumluluk çerçevelerinde vurgulanmıştır.
Arduino Uno ve Raspberry Pi Pico gibi popüler mikrodenetleyici kartları sayesinde küçük motorlarda hassas kontrol sağlamak artık çok daha kolay. Bu küçük bilgisayarlar, motor hızlarını Darbe Genişlik Modülasyonu (PWM) adı verilen bir yöntemle ayarlayabilir. Temel olarak PWM, gerilimi gerçekten değiştirmeden motora giden ortalama gücü nasıl değiştirdiğini belirler. Bu, sargılarda daha az ısı birikmesi olduğu için sistemlerin serin kalmasını sağlar ve aynı zamanda her şeyin daha verimli çalışmasını sağlar. Yön değiştirmek istediğimizde, H-köprüsü adı verilen bir devreye ihtiyaç duyarız. L298N veya TB6612FNG gibi bileşenler, dört ayrı elektronik anahtarı kullanarak motor bağlantılarında elektriksel kutupların yönünü değiştirerek bunu başarır. Bir kez temelleri anlaşıldığında, tüm bu bileşenleri bir araya getirmek pek zor değildir.
Arduino'nun analogWrite() fonksiyonu temiz PWM sinyalleri oluştururken, Pi Pico MicroPython'ın PWM sınıfını kullanır ve benzer sonuçlar verir ancak genel olarak daha az güç tüketir; bu da bataryayla çalışan robotlar için harika bir seçenek haline getirir. Bu kartlarla çalışırken kontrol hatlarına akım sınırlama dirençleri koymak mantıklı olur ve motor çıkışları için geri besleme diyotlarını da kesinlikle unutmayın. Küçük motorlar durduğunda 500 mA'den fazla çekebilir ve bu yüzden korumasız bırakmak, elektronik bileşenlerin sıkı alanlarda bir arada bulunduğu durumlarda genellikle yanmış kontrolcülere yol açar. Birçok amatör, beklenmedik voltaj sıçramaları sırasında değerli bileşenlerinin duman olması sonrasında bu dersi zor yoldan öğrenmiştir.
Hafif ve dengeli kanatçıklar, başlangıç noktası olarak çok önemlidir çünkü dengesi bozulduğunda titreşimler oluşur ve bu da rulmanların daha hızlı aşınmasına neden olur; motorların ömrünü genel olarak kısaltır. Kanatçıkların ayarlandığı açı da önemli bir faktördür. Çoğu kişi, fazla türbülans yaratmadan veya statik basıncı kaybetmeden iyi bir itme kuvveti elde etmek için yaklaşık 15 ila 30 derece arası ayarların en uygun olduğunu düşünür. Fanın arka tarafına bir tür kapalı muhafaza yerleştirmek, aslında havanın nereye gideceğini yönlendirmede yardımcı olur ve tüm sistemin daha iyi bir şekilde birlikte çalışmasını sağlar. Kanatçık boyutu da dikkate alınması gereken başka bir konudur. Genel olarak konuşmak gerekirse, kanatçık çapının motor tabanının taşıyabileceği değerlerin yaklaşık %80'inden düşük tutulması, hava akışı bozulması ve motor bölgesine yakın alanlarda sıcak noktalar oluşması gibi sorunları önler. Sadece hizalama problemleri bile ASHRAE fan performansı standartlarına göre hava akışı verimliliğini yaklaşık %40 oranında düşürebilir.
Dişli oranlamada, 200 gramın altında olan ve engebeli zeminde hareket etmeye çalışan küçük robotlar için gerçekten önemli olan şeyleri düşünün. Standart bir 3:1 oranı tork çıkışını üç katına çıkarır ancak hızı düşürür ve bu küçük makineler için oldukça uygundur. Tekerlekler konusunda hafif malzemeler tercih edin; örneğin silikon kaplamalı tekerlekler ya da özel olarak 3D yazıcıyla üretilmiş polimer tekerlekler idealdir. Bunlar döner kütleyi azaltır ve motorların çok hızlı aşınmasını engeller. Konumlandırma da önemlidir. Motorun tekerleklerin döndüğü noktaya mümkün olduğunca yakın yerleştirilmesi, montaj parçalarındaki gerilimi azaltmada büyük fark yaratır. Motorun şasiye bağlandığı bölgeleri güçlendirmeyi unutmayın. Yapılan araştırmalar, yanlış hizalanmadan kaynaklanan titreşimlerin küçük robot projelerinin yaklaşık üçte birini erken aşamada bozduğunu göstermiştir. Bağlantı noktalarına destek plakaları (gusset) eklemek veya çift katmanlı PCB kullanmak, sistemin daha kararlı ve uzun süreli çalışmasını sağlar.
DC motorlar soğutma fanları gibi sürekli dönme gerektiren uygulamalar için uygundur. Fırçasız DC motorlar (BLDC), daha uzun çalışma süresi ve daha fazla güç gerektiren projeler için idealdir ve genellikle robotlarda ve insansız hava araçlarında kullanılır. Adım motorları ise robot kolları ve 3D yazıcılar gibi hassas konumlandırma gerektiren uygulamalara uygundur.
Voltaj, devir (RPM), tork ve boyut gibi temel özellikleri göz önünde bulundurun. Voltaj, güç kaynağınızla uyumlu olmalıdır. RPM, hız potansiyelini gösterir; tork, güç kapasitesini; boyut ise mevcut alan sınırlarına uygun olmalıdır.
Doğru kablolama ve polariteyi sağlayın, akım sınırlama yöntemlerini kullanın ve motor ömrünü uzatmak için geri besleme diyotları ve termal koruma gibi koruma devrelerini uygulayın.
Piller, performans istikrarını ve güvenliği etkiler. Doğru boyut ve deşarj oranları düşük performans veya termal sorunları önler. Enerji ihtiyaçları ile güvenlik gereksinimleri arasında denge sağlayan kimyayı seçin.
Arduino ve Raspberry Pi Pico gibi mikrodenetleyiciler, hız kontrolü için PWM ve yön değişimleri için H-köprüsü devrelerini kullanarak verimli güç kullanımıyla birlikte hassas motor yönetimini sağlar.
2024 © Shenzhen Jixin Micro Motor Co.,Ltd - Gizlilik Politikası