Arduino İle Sensörlü BLDC Motor Sürücü

 

Fırçalı DC motorlarda rotordaki sarımlara elektrik iletimi, fırça-kollektör yapısı ile sağlanır, bu da kıvılcım oluşturma, bakım gerektirme ve fırçalarda aşınma gibi problemler ortaya çıkarır.

BLDC motorlarda fırça-kollektör düzeneğinin görevini elektronik bir denetleyici üstlenir.

Motorun dönüşünde aksama olmaması için denetleyicinin uygun bir hızda rotoru takip etmesi ve rotor pozisyonunu bilmesi gerekir. Bunun için genelde Hall effect sensörleri kullanılır. Bu projemizde bu motoru arduino ile sürmeye çalışcağız.

Malzeme listesi;

• 5 adet 0,47uf  35v kutuluplu kondansatör
• 3 adet 1uf 35v kutuluplu kondansatör
• 9 adet 1n4148 diyot
• 6 adet 75n75 mosfet (daha büyük güçte bir motor kullanılacaksa daha büyük mosfet tercih edilmeli.)
• 6 adet 3,3 ohm direnç
• 1 adet 10k pot
• 3 adet 10k pot
• 2 adet 2li klamensli konnektör
• 1 adet 3lü klamensli konnektör
• 1 adet hall efekt sensör için konnektör
• 1 adet arduino nano 
• 1 adet IR2103
• 1 adet 7805 

Devrenin 3D gösterimi aşağıdaki gibidir;

Devrenin Şematik gösterimi aşağıdaki gibidir;

BLDC (Fırçasız Doğru Akım) motor sürücüleri Simülasyonu;

https://wokwi.com/projects/419098366238398465

Bu sitede kod ve simülasyon için proje oluşturulmuştur.
Kırmzı ledler 3 grubun ilk pozitif kutuplarını süren mosfetleri temsil ediyor.
Mavi ledler 3 grubun ikinci negatif kutuplarını süren mosfetleri temsil ediyor.

Üst kısımda bulunan anahtarlar ise hall efekt sensörlerinin konumlarını temsil ediyor.

Potansiyometreden gelen veriye göre, en solda geriye doğru en sağda ileriye doğru ortada ise stop komutu var.

BLDC (Fırçasız Doğru Akım) motor sürücülerinin çalışma mantığı;

1. Temel Yapı; BLDC motorlar, sabit mıknatıslı bir rotora ve sargılardan oluşan bir statora sahiptir. Fırçalı motorlardan farklı olarak, komütasyon işlemi elektronik olarak gerçekleştirilir.
2. Elektronik Komütasyon; BLDC motorlarda fırçalar ve kolektörler yerine, rotorun pozisyonunu algılayan sensörler ve bir mikrodenetleyici kullanılır. Mikrodenetleyici, rotorun pozisyonuna göre statordaki sargılara doğru akımı yönlendirir
3. Sürücü (Driver) Rolü; Sürücü, bataryadan aldığı enerjiyi motorun ihtiyacına göre düzenler. Gaz kolu, fren sensörü gibi girişlerden gelen sinyalleri işleyerek motorun hızını ve torkunu kontrol eder
4. MOSFET Kullanımı; Sürücülerde, motorun hızını ve torkunu kontrol etmek için MOSFET'ler kullanılır. MOSFET'ler, akımın açılıp kapanmasını sağlayarak motorun hızını düzenler.
5. Koruma Özellikleri; Sürücüler, aşırı akım ve düşük voltaj gibi durumlarda motoru korumak için çeşitli koruma mekanizmalarına sahiptir. BLDC motor sürücüleri, yüksek verimlilikleri ve uzun ömürleri nedeniyle birçok uygulamada tercih edilirler.

Daha fazla bilgi için Kaynaklara Göz atabilirsiniz;

(1) BLDC Motor Sürücüler - elekTRofizikci. https://elektrofizikci.com/bldc-motor-suruculer/.

(2) ANKARA ÜNİVERSİTESİ GAMA MESLEK YÜKSEKOKULU ELEKTRİK VE ENERJİ BÖLÜMÜ .... https://acikders.ankara.edu.tr/mod/resource/view.php?id=47353

(3) FIRÇASIZ DOĞRU AKIM MOTORU (BLDC) VE - yok.gov.tr. https://acikbilim.yok.gov.tr/bitstream/handle/20.500.12812/247361/yokAcikBilim_10328830.pdf.

(4) http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-978.pdf