DIY电动V8发动机桌面模型,油车和电车都沉默了

先来看看视频,这个桌面 V8 发动机动起来效果怎么样的~

之所以要做这个东西,也是源于在 MakerWorld 上找一些有意思的 3D 模型玩玩的时候,看到一个 V8 发动机模型,对这类东西简直毫无抵抗力啊,立马打印了一个。

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不过原作者设计的模型虽然可以动,但是需要靠自己用的去转一个摇杆,这明显玩起来不够尽兴,刚好手上有一个有刷电机,接上电就可以让这个模型全自动运转起来了,美滋滋。

另外,作为一个发动机,怎么少得了变速呢,搞个变速箱可能比较麻烦,但是给有刷电机调个速还是比较简单的,先拿 DC-DC 降压模块测试了一下,没啥问题,直接画块板子开干。

材料配件

除了 PCB 和 3D 打印的东西之外,还需要其他的一些配件

  • F280 电机:电机不建议买太强力的,电流会比较大,容易超过 DC-DC 降压芯片的工作电流范围
  • 双轴按键摇杆模块:用于调速,让 DC-DC 芯片的电压反馈电阻形成不同比例来调整输出电压

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不过这个摇杆模块的精度也是有点差的,中间行程的电阻值变化不是很线性,不过这个电机调速也不需要那么精确,能有个变速的感觉就可以了 😂。

调速原理

有刷电机的调速靠调速输入电压就可以了,这里用的降压芯片是 SY8088,根据数据手册里给的公式,再根据摇杆模块电阻值的范围,就基本可以确定该如何选择对应的反馈电阻值了。

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在计算电阻前,已经使用可调电源模拟了一下,需要多大的电压驱动电机比较合适,最后试下来是 0.7V 到 0.9V 就差不多了。

然后摇杆模块的电阻值范围是在 5K-1K,为了使得摇杆居中时电压低,摇杆推到底时电压高,得好好算一下 R1 和 R2 的取值。

根据电压范围,最后确定 R1 和 R2 都是 1K,并且摇杆模块串联在 R2 和 FB 之间,这样在摇杆居中和推到底时,可以分别计算电压:

  • 摇杆居中:Vout=0.6*(1+1/(1+5))=0.7V
  • 摇杆到底:Vout=0.6*(1+1/(1+1))=0.9V

确定完反馈电阻大小就可以画个板子了。

PCB 设计

原理图

原理图比较简单,就是一个 SY8088 降压电路和一个 TP4054 充电电路,为了连接方便,在各个输入输出位置都使用了 PH2.0 端子进行连接。

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PCB 设计

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PCB 渲染图

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焊接组装

PCB 焊接

很简单的板子,理论上直接用电铬铁都可以完成,不过我还是用了加热台,处理 USB-C 连接头更方便一点。

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电机安装

因为这个模型组装完,同心并不是很好,所以电机不能直接使用硬连接固定死,我这里用了海绵垫在下面,这样电机本身可以随着不规整的同心度晃,有种发动机机脚的感觉了……

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整体组装

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组装完成

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参考资料

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