Bouw je eigen elektrische buitenboordmotor

Voor de meeste mensen is het bouwen van uw eigen elektrische buitenboordmotor onnodig, tijdrovend en kan het resulteren in een product dat zowel inferieur als duurder is dan een nieuwe commerciële elektrische buitenboordmotor.

Het zal bijna altijd mogelijk zijn om een ​​benzine buitenboordmotor voor minder te kopen. Dus waarom deed Largs ritselen het nog steeds? Hieronder lees je de beweegredenen van Largs:

1. Om mezelf thuis bezig te houden, alleen, tijdens de lange nachten van een Schotse winter (in voorgaande winters heb ik een navigatiesysteem, een automatische piloot en zonneboilers gebouwd).

2. Omdat ik een systeem wilde dat krachtiger was dan de goedkope elektromotoren , maar veel goedkoper dan vergelijkbare commerciële units (een gelijkwaardige ePropulsion Spirit kost momenteel ongeveer £ 1.500)

3. Omdat ik op langere termijn doelen heb om het systeem volledig op afstand bestuurbaar te maken (in wezen een drone, misschien voor natuurfotografie), en daarvoor had ik volledige beheersing van het besturingssysteem nodig, wat haalbaar is als ik het zelf bouw.

Er kunnen andere redenen zijn om aan een dergelijk project te beginnen, en zo ja, vul je laarzen.

Ongebruikte onderdelen voor benzinemotoren

Voorbereiding en ontwerp

Om aan een project als dit te beginnen, is een basiskennis van elektronica en mechanica vereist, maar zou binnen het bereik moeten liggen van de meeste praktische mensen met een bereidheid om te leren.

De spanningen zijn laag genoeg om geen elektrocutierisico te vormen, maar neem alle nodige voorzorgsmaatregelen bij het werken met elektriciteit en bewegende mechanische onderdelen.

Mijn project maakte gebruik van computerbesturing en veel nieuwe apparatuur zoals aanraakschermen, Bluetooth, Arduino’s en oscilloscopen.

Ik moest ook leren hoe ik de software moest coderen.

Met het leren en de tegenslagen kostte het project me ongeveer zes weken aan avonden.

Misschien wilt u uw project anders structureren – een aanzienlijke vereenvoudiging zou kunnen worden gemaakt door computercontrole weg te gooien.

Ik had het ruwe ontwerp in mijn hoofd na een avondje research online.

Ik besloot om de onderkant van een conventionele, tweedehands buitenboordmotor als basis van de machine te gebruiken.

Daarboven zou in plaats van de motor een elektromotor komen, direct gekoppeld aan de aandrijfas. Elektronische regelsystemen zouden naast de motor worden gemonteerd.

De batterij zou afzonderlijk worden gemonteerd en aangesloten via een flexibele elektrische kabel.

Ik koos voor een vermogen van ongeveer 1 kW omdat dit aanzienlijk meer is dan twee roeiers zouden kunnen bereiken en zou resulteren in een snelle bijboot of een bijboot met aanzienlijk reservevermogen.

Batterijen kunnen niet volledig worden ontladen zonder schade, dus om deze minimaal 40 minuten op vol vermogen van stroom te voorzien, zou ongeveer 1 kWh aan batterijen nodig zijn.

Propeller en aandrijving moeten behouden blijven

Componenten

De motor, besturingssystemen en batterijen zijn de belangrijkste componenten, maar reken op nog eens £ 100- £ 200 om behuizingen, overgangsstukken, draden, schakelaars, connectoren en natuurlijk dingen die in rook opgaan te dekken.

Dit brengt het totale budget op ongeveer € 500- € 600.

Plus weken van uw tijd. Plotseling lijkt roeien misschien minder moeilijk!

Maar ik ben vrijgezel (moeilijk te geloven dat ik het weet!) en woon alleen en heb niets beters te doen met mijn tijd en geld, dus ging ik verder.

Ik vond een Johnson 2hp buitenboordmotor uit 1974 op ebay voor £24. Het kostte me meer brandstof om het op te halen.

Ik heb alles ten noorden van het aandrijfashuis verwijderd en die componenten opnieuw verkocht voor £ 5.

Deze oude motoren hadden zeer hoogwaardige mechanische componenten en met name de versnellingsbak was in uitstekende staat.

Dat gezegd hebbende, de motor had alleen voorwaartse snelheid, zonder koppeling.

Het is mogelijk om een ​​elektromotor zowel achteruit als vooruit te laten gaan, maar wees voorzichtig met een motor die oorspronkelijk geen achteruit had, omdat de versnellingen niet zijn ontworpen om achteruit te werken en er geen druklager is om de tandwielen tegen te houden in toom.

Ik heb gekozen voor een borstelloze gelijkstroommotor omdat ze over het algemeen betrouwbaar zijn en geen borstelonderhoud nodig hebben.

Originele koelwaaier kan worden weggegooid

Meestal zijn ze ook iets efficiënter dan gelijkstroommotoren met permanente magneet, hoewel dit in de praktijk volledig afhangt van de specifieke motoren die worden vergeleken.

De meeste motoren in dit vermogensbereik werken op 48V of hoger. Hoewel het mogelijk is om 12V-motoren in dit vermogensbereik te krijgen, zouden ze meer dan 90A op vol vermogen verbruiken, waardoor onaanvaardbaar zware draden nodig zijn.

Daarnaast was er een veel breder scala aan motoren beschikbaar op 48V.

Evenzo waren batterijpakketten op 48V talrijker. Ik koos voor lithium-ionbatterijen vanwege hun hoge capaciteit, laag gewicht en hoge fietscapaciteit.

Een lithiumbatterij van 1 kWh is ongeveer 20 Ah bij 48 V – ongeveer dezelfde hoeveelheid energie die wordt vastgehouden in een auto-accu van 80 Ah bij een kwart van het gewicht.

Het nadeel van lithium-ion zijn de kosten. Er zijn verschillende batterijpakketten op ebay en Alibaba.

Ze hebben allemaal een ingebouwde laadregelaar en ze hebben allemaal een externe oplader nodig.

Batterijen met deze capaciteit variëren van £ 200-300, afhankelijk van de leverancier, bezorgkosten en belastingen. De verkoper verkocht me ook een ‘gematchte’ oplader die vervolgens in brand vloog.

Het zou heel leuk zijn om een ​​Parvalux- of Maxim-motor met hoge specificaties te hebben, maar deze dingen brengen aanzienlijke kosten met zich mee, dus heb ik genoegen genomen met een in China gemaakte MAC12500-3A van MacMotor.

Sjofele, maar goed gebouwde 1974 2pk Johnson

Dit is een 48V, sensorische borstelloze gelijkstroommotor met een topsnelheid van ongeveer 4.000 tpm en een vermogen van 1 kW, en het leek een redelijke match met de originele specificatie van de donorbuitenboordmotor, die 1.49 kW leverde bij een topsnelheid van ongeveer 4.000 tpm.

MacMotor stuurde me ook een snelheidsregelaar, hoewel dat later minder spectaculair bleek te zijn en ik hem moest vervangen door een groter model.

De motor was ongeveer £ 100, de snelheidsregelaar nog eens £ 40.

De oude buitenboordmotor stuurpen

Arduino’s zijn kleine programmeerbare computers met analoge en digitale in- en uitgangen. Ze werken op 5V, verbruiken een oneindig kleine hoeveelheid stroom en hebben een inherent robuust, robuust en betrouwbaar ontwerp.

Ze zijn geprogrammeerd vanaf een pc met een taal die is afgeleid van C (je moet wat over programmeren weten om te weten wat dat betekent). Ze zijn er in verschillende modellen, waaronder de Nano die slechts £ 3 kost.

Hoewel ze eenvoudig zijn, zijn ze meer dan krachtig genoeg voor een taak als deze.

Als display was ik aanvankelijk van plan een goedkoop, robuust, betrouwbaar LCD-scherm met twee regels en 16 tekens te gebruiken van het soort waarvan bekend is dat het met Arduino’s werkt.

Ik merkte toen het Nextion-assortiment grafische aanraakschermen op, die ongeveer £ 16 kosten voor een versie van 3,2 inch.

Hoewel niet zo robuust of stoer, werd ik verleid door hun sexy kleurenschermen, met de mogelijkheid om meerdere wijzerplaten, grafieken en knoppen weer te geven.

Eindelijk vond ik een goedkope elektrische fiets-draaigreep voor ongeveer £ 10 op ebay.

Degene die ik kocht, kwam met een batterijspanningsindicator en diverse schakelaars waarvan ik dacht dat die nuttig zouden kunnen zijn.

Mechanische montage

Het project werd gebouwd in mijn garage met handgereedschap.

Dat gezegd hebbende, hoe beter je werkplaats is uitgerust, hoe beter het eindproduct zal zijn en bovendien zullen de kosten dalen omdat ik een paar onderdelen moest laten vervaardigen die thuis in een goed genoeg werkplaats konden worden gemaakt.

Op het absolute minimum heb je een goede gereedschapskist, ijzerzaag, vijlen, boren, stroom-/batterijboormachine, verlichting, werkbank, soldeerbout en een goede multimeter nodig.

Een oscilloscoop is ook handig, ik heb een PicoScope USB-type gebruikt dat op mijn laptop kan worden aangesloten.

De eerste hindernis was om de elektromotor mechanisch te verbinden met de donorbuitenboordmotor. Deze verbinding moet veilig en nauwkeurig zijn.

Ik heb alle montagegaten bovenop de motor en de montagegaten op de elektromotor opgemeten en een geschikte overgangsplaat geschetst op de gratis online CAD-software Onshape.

Ik stuurde dit vervolgens naar een lasersnijbedrijf, die het voor ongeveer £ 25 uit 10 mm dik aluminium sneed. Ik had het kunnen opsturen voor 3D-printen uit plastic.

Om de motor op de aandrijfas aan te sluiten, vroeg ik een vriend met een draaibank om het uiteinde van de ongeveer 11 mm spie naar beneden te draaien en er een 8 mm schroefdraad op te plaatsen.

Ik overwoog wel spantangverbindingen of het vinden van een bijpassende vrouwelijke spline, maar de draaibankoptie was voor mij het gemakkelijkst.

Het grootste nadeel hiervan is echter dat elke keer dat de motor wordt verwijderd, deze de aandrijfas meeneemt, wat het opnieuw in elkaar zetten nogal een makkie maakt.

De gedraaide spie werd mooi in de 8 mm binnendraad op de motoras geschroefd en een borgmoer voltooide de verbinding.

Op dit punt zijn de motor, de donormotor en de aandrijfas allemaal met elkaar verbonden, dus om ongelukken met een snel draaiende schroef te voorkomen, is het een goed idee om de schroef te verwijderen en pas te vervangen als u de motor in water gaat gebruiken.

Testen van de geassembleerde elektronische componenten op de bank

Elektrische montage

U kunt nu de componenten elektrisch aansluiten en een eenvoudige test uitvoeren.

1. Sluit de drie dikke fasedraden van de motor aan op de juiste kleuren op de motorcontroller. Deze zijn meestal groen, geel en blauw gekleurd.

2. Sluit de sensorstekker op de controller aan op de sensorbus op de motor. Dit heeft ten minste vijf draden. Meestal rood en zwart (5V en aarde) en groen, geel en blauw (die de signalen opvangen van de drie hall-sensoren in de motor). Hopelijk komt de stekker/het stopcontact van de hall-sensoren op de motor overeen met de stekker/het stopcontact op de Hall-sensorlijn van de controller, zoek het anders uit.

3. Sluit de rode draad op de gashendel aan op 5V (meestal beschikbaar op een van de vele uitgangen van de motorcontroller), de zwarte draad op de gascontroller op aarde op de motorcontroller en de derde draad (kan elke kleur hebben) naar de snelheidsinvoer van de controller, die ook elke kleur kan hebben.

Het is een hele uitdaging om te vinden welke draad wat doet in een handmatige vrije woestenij. Sommige controllers hebben mogelijk geen 5V-voeding voor de gasklep en u moet deze mogelijk afzonderlijk leveren via een 48V-5V DC-converter.

Dit zou u niet moeten afschrikken, aangezien ze gemakkelijk verkrijgbaar zijn. Bovendien hebben de meeste controllers een omkeerfunctie waarvoor een schakelaar moet worden aangesloten. Een dergelijke opstelling wordt getoond in het schematische diagram (hierboven) van het eenvoudigst mogelijke besturingssysteem.

Nu is het moment van de waarheid. Sluit de positieve en negatieve batterij aan op de positieve en negatieve motorcontroller en geef een draai aan de gashendel.

Op dit punt, ervan uitgaande dat de motor draait, bent u in wezen thuis en droog. Het enige dat overblijft zijn zoveel weken van verfijning als u wilt implementeren.

En de onvermijdelijke problemen die zich voordoen, waarvan ik er enkele in mijn volgende artikel zal bespreken.

Als het niet gaat, controleer dan uw aansluitingen en bedrading. Deze motoren vallen bijna nooit uit, dus als het niet werkt, is het hoogstwaarschijnlijk de controller en de daaraan verbonden onderdelen die de boosdoeners zijn.

Overgangsplaat en verbinding tussen elektromotor en buitenboordpoot

Gebruiksaanwijzingen

Een woord van waarschuwing: noch de motor, controller, Nextion-display, oplader of batterij kwamen met een greintje documentatie. Ik gebruikte een multimeter en bedacht het voor mezelf.

Vooral het Nextion-scherm was ondoordringbaar omdat ze nog niet lang genoeg bestonden om een ​​uitgebreide internetgemeenschap te vormen – dit verandert ten goede.

Leave a Comment

Your email address will not be published.

Shopping Cart
Scroll to Top