Проект по разработке продукта-инновации, а именно электронного устройства «Brushless motor monitor» - гаджета для практического исследования параметров бесколлекторных электродвигателей постоянного тока, имеет техническую направленность и представляет собой инженерно-практическую задачу.

Решение инженерно-практической задачи можно разделить на несколько частей, в которых применялись различные методы работы.

Теоретическое исследование:
Бесколлекторный двигатель - это разновидность электродвигателя постоянного тока, у которого щеточно-коллекторный узел заменен полупроводниковым коммутатором, управляемым датчиком положения ротора. Конструктивно бесколлекторный двигатель состоит из ротора с постоянными магнитами и статора с обмотками. В коллекторном двигателе наоборот, обмотки находятся на роторе. Ток в обмотках бесколлекторного двигателя переключает специальное устройство-коммутатор — он носит название «драйвер». В работе рассмотрено то, как бесколлекторные электродвигатели проверяют сейчас и какие данные при этом получают. Как оказалось, сейчас бесколлекторные электродвигатели проверяют только на исправность, не получая при этом очень важных параметров. Анализ применяемых сейчас методов показал их недостатки, что привело к принятию решения о конструировании своего устройства.

Проектный метод работы.
Проектирование в приложении EasyEDA электронной схемы устройства на базе микроконтроллерной платформы Arduino NANO и последующая сборка данной схемы. На этом этапе были разобраны варианты компоновки устройства и выбран оптимальный. Рассматривались следующие варианты схемного решения, их функционал, достоинства и недостатки:

1.Бесколлекторный двигатель + модуль драйвера бесколлекторных двигателей + микроконтроллер. Самая простая и незатратная конфигурация. Не обладает какими-либо средствами индикации, для работы необходимо подключение к PC или ноутбуку.

2.Бесколлекторный двигатель + модуль драйвера бесколлекторных двигателей + микроконтроллер + светодиоды. Немного дороже чем предыдущая конфигурация. Также не обладает полноценными средствами вывода информации.

3.Бесколлекторный двигатель + модуль драйвера бесколлекторных двигателей + микроконтроллер + LCD дисплей. Конфигурация с максимальными возможностями, оптимальной стоимостью и превращающая устройство в самодостаточное (не требующее подключений к PC).

Исходя из проведенного анализа вариантов исполнения был выбран третий.

Практический метод работы.
-Монтаж схемы и сборка электронного устройства «Brushless motor monitor».
-Написание программы управления, которая фактически, является прошивкой для микроконтроллерной платформы Arduino. Прошивка написана в среде разработки Arduino IDE. Прошивка, используя широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) запускает бесколлекторный двигатель, подключенный к драйверу. Далее происходит математический расчет вышеуказанных параметров. С использованием библиотек Wire и LiquidCrystal происходит вывод данных параметров по I2C интерфейсу на LCD экран.

Экспериментальный метод работы.
Апробация опытного образца устройства в Аэроквантуме детского технопарка «Кванториум» при сборке комплектов-конструкторов «Учебный БПЛА», в которых используется по четыре бесколлекторных электродвигателя постоянного тока.