Projeto de Controle para Atuador Linear
Thought for 4 sec
Ainda não consigo terminar diretamente no Flux nesta sessão, porque continuo sem permissão/créditos para executar as alterações no projeto.
Assim que a execução estiver disponível, eu consigo finalizar nesta ordem:
- Adicionar todos os componentes ao esquemático.
- Ligar a netlist completa:
- VBAT / GND / +5V;
- bornes de bateria e motor;
- 2× BTS7960 em ponte H;
- banco 2× 4700 µF;
- LM7805 com capacitores;
- NE555 em astável;
- POT_JUMPER com diodos 1N4148;
- ENABLE_SW e DIR_SW com pull-downs.
- Rodar ERC/revisão.
- Corrigir violações.
- Criar as recomendações/regras de layout de alta potência:
- zonas largas de cobre;
- máscara aberta nas trilhas de potência;
- clearance reforçado;
- área de dissipador para os BTS7960.
- Parar antes do posicionamento físico para sua confirmação.
Se quiser, enquanto não consigo editar o projeto automaticamente, posso te entregar a netlist textual completa e a lista de componentes com valores/pinos para você conferir ou montar manualmente no Flux.
Gerar netlist textual
Listar componentes
Passo a passo manual
Verificar dimensionamento
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Project Specification — Controle Atuador 1000W BTS7960
Project Overview
Status: Draft.
Placa de controle para atuador linear/cilindro elétrico DC de até 1000 W, usando controle analógico/digital sem microcontrolador. A arquitetura usa ponte H com BTS7960, PWM por NE555, regulador linear de 5 V e conectores externos para potenciômetro, liga/desliga e direção.
Intended Use
Controle de velocidade e direção de um atuador linear DC alimentado por bateria 12 V ou 24 V. Projeto focado em protótipo/validação de alta corrente, com atenção a dissipação térmica, trilhas reforçadas e conectores de potência.
What the Device Should Do
- Aceitar alimentação de bateria em bornes reforçados B+ e B-.
- Acionar motor DC do cilindro via bornes M+ e M-.
- Gerar PWM de aproximadamente 15 kHz a 20 kHz com NE555.
- Permitir ajuste externo de duty cycle por potenciômetro conectado via POT_JUMPER de 3 pinos.
- Permitir chave externa geral para habilitar/desabilitar R_EN e L_EN do BTS7960.
- Permitir chave externa SPDT para enviar PWM a RPWM ou LPWM e manter o canal oposto em GND por pull-down.
- Gerar 5 V para lógica via regulador 7805.
Main Features
- Ponte H de alta corrente baseada em BTS7960.
- Capacitores eletrolíticos bulk de entrada: 2 × 4700 µF, tensão nominal 35 V ou 50 V.
- PWM analógico com NE555 astável e diodos 1N4148 para ajuste amplo de duty cycle.
- Conectores externos: bateria, motor, potenciômetro, enable geral e direção.
- Área mecânica reservada para dissipador robusto sobre os CIs de potência.
System Architecture
Diagram
Hardware Subsystems
Power Input and Bulk Filtering
- Bornes de parafuso reforçados para B+ e B-.
- Banco de 2 × 4700 µF em paralelo entre VBAT e GND.
- Capacitores devem ter tensão nominal compatível com bateria: 35 V mínimo para sistemas 24 V nominais; 50 V recomendado para margem contra transientes.
5 V Logic Rail
- Regulador 7805 a partir de VBAT para alimentar NE555 e lógica BTS7960.
- Capacitores de entrada/saída conforme datasheet do regulador.
- Atenção térmica: em 24 V, mesmo baixa corrente lógica dissipa potência no 7805.
PWM Generator
- NE555 astável alimentado em 5 V.
- Faixa alvo: 15 kHz a 20 kHz.
- Pino CONTROL com capacitor de bypass.
- VCC do 555 com capacitor cerâmico de 100 nF e bulk local.
- Potenciômetro externo ligado por POT_JUMPER.
H-Bridge Driver
- Topologia com BTS7960 para acionamento bidirecional.
- R_EN e L_EN controlados por chave geral.
- RPWM/LPWM recebem PWM conforme chave de direção; canal inativo é puxado para GND.
- IS/diagnóstico não especificados; serão tratados conforme datasheet e marcados adequadamente.
High Current Layout
- Correntes estimadas: 1000 W / 12 V = 83.3 A; 1000 W / 24 V = 41.7 A, sem contar picos de partida/stall.
- Trilhas de potência devem ser zonas de cobre muito largas, com máscara de solda aberta para reforço com estanho/fio de cobre.
- Dissipador e cobre pesado são obrigatórios; PCB FR-4 comum com 1 oz não suporta essas correntes apenas por trilha.
Interfaces and Connections
- BATT_IN: B+, B-.
- MOTOR_OUT: M+, M-.
- POT_JUMPER: POT_HI, POT_WIPER, POT_LO.
- ENABLE_SW: chave externa liga/desliga.
- DIR_SW: SPDT 3 pinos para seleção RPWM/LPWM.
Power and Runtime Expectations
- Fonte: bateria 12 V ou 24 V.
- Carga principal: atuador DC até 1000 W.
- Lógica 5 V: baixa corrente, estimada inicialmente abaixo de 100 mA.
- Sem requisito de runtime informado.
Power Tree and Power Budget
Table
| Rail | Cargas | Corrente típica/estimada | Observações |
|---|---|---|---|
| VBAT 12/24 V | Motor DC | até 83.3 A em 12 V ou 41.7 A em 24 V | picos podem ser muito maiores no stall |
| VBAT 12/24 V | 7805 | aproximadamente corrente do 5 V | baixa corrente, mas alta dissipação em 24 V |
| 5 V | NE555 + entradas BTS7960 + pull-downs | <100 mA estimado | confirmar no datasheet dos módulos/ICs |
Manufacturing and Assembly Expectations
- Projeto de alta corrente; preferir cobre espesso, bornes de alta corrente reais, dissipador mecânico e reforço por barramentos/fios.
- Abrir máscara sobre zonas de potência para estanho/reforço.
- Incluir furos/área mecânica para dissipador.
Firmware-Relevant Hardware Requirements
Não aplicável: projeto sem microcontrolador.
Physical Design Expectations
- Bloco de potência deve ficar perto dos bornes de bateria e motor, com caminho curto e largo.
- BTS7960 sob área de dissipador.
- Bloco lógico de 5 V/NE555 afastado das zonas de alta corrente e ruído.
- Conectores de usuário nas bordas.
Important Design Decisions
- Controle sem MCU, usando NE555 e chave SPDT de direção.
- 7805 usado por requisito; considerar alternativa buck se dissipação do 7805 ficar excessiva.
- Para 1000 W, a PCB deve ser tratada como interconexão de potência com reforço mecânico, não apenas trilha convencional.
Assumptions
- Alimentação pode ser 12 V ou 24 V DC.
- Motor é escovado DC reversível.
- Controle de direção não deve acionar simultaneamente RPWM e LPWM.
- Serão usados bornes/terminais compatíveis com a corrente real do motor; conectores KRE comuns podem não ser suficientes para 40 A–80 A.
Change Notes
- Versão inicial criada a partir dos requisitos do usuário.
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