Còi hú di động chạy motor (Portable motor powered siren)

Được lên bài trên PC Gamer. Link ở đây.

Mình có sẵn vài món đồ RC dư với lại vừa có máy in 3D mới, nên muốn làm gì đó cho vui. Mình thấy một tấm hình về cái còi báo động kiểu air raid này nhìn hay quá, rồi nghĩ: mình làm được mà…

Thiết kế này để lắp vừa motor 2830 BLDC out-runner, con của mình là 1000KV (Banggood, ID: 1549208) và mình có dùng một số phần cứng lắp đặt đi kèm. Mình dùng ESC 50A vì sẵn có từ một con trực thăng cũ, nhưng loại 20–30A chắc cũng ổn.

Ít nhất chỉ cần in 2 phần là đủ: rotor và stator. Các phần tiếp theo là duct/cover và directional horn nếu muốn. Cuối cùng là cái stand, ngàm giữ pin và ESC, cùng khu vực để electronics và núm điều khiển.

Thiết kế này lấy cảm hứng từ cái còi khổng lồ thời Chiến tranh Lạnh thập niên 1950.

Độ to tối đa đạt được ở khoảng 50% PWM, sau đó chủ yếu chỉ tăng tần số thôi, dù nghe có vẻ to hơn. Mình đã plot tần số và mức sound pressure tương đối theo tín hiệu PWM vào. Trong các test này mình dùng ESC Skywalker 50A với pin Li-Po 3S 20–30C. Ở 100% PWM với bộ của mình, tần số âm thanh đỉnh là 912Hz / 5 ports = 182.4 vòng/giây x 60 giây = 10,944 RPM. Tầm 11,000 RPM, đúng như kỳ vọng với 11.1V và motor 1000KV.

Stator có thể thấy bên dưới (màu vàng), đồng thời là chỗ chứa motor. Rotor (cũng màu vàng) lắp lọt vào trong stator với khoảng hở ngang tầm 0.5mm.

Phần duct màu đỏ được thiết kế để hướng âm từ 5 cổng bên hông của stator vào cái horn màu đen để tạo hiệu ứng định hướng, nhưng mình chưa test hiệu quả thực tế.

Ống màu xanh dương (holder) chứa pin và ESC. Với bộ của mình thì khá khít, nhưng pin và ESC nhỏ hơn cũng dùng được. Cụ thể, đồ của mình là: pin Turnigy Li-Po 3 cell 2200mAh 20–30C với ESC Hobbywing Skywalker 2–4S 50A UBEC Brushless ESC có 5V/5A BEC (Banggood ID: 1041723) và nó vừa khít. ESC cũng cấp nguồn cho phần electronics.

Phần electronics nằm trong ống màu xanh lá phía trên holder, được ép khít (press fit) lên holder để dễ tháo ra lắp vào, đi dây. Cái núm màu hồng trên cùng gắn với một biến trở 10k (potentiometer) để điều khiển tốc độ.

Cái stand màu xanh lá bên dưới ép chặt vào holder nhưng có thể tháo ra để truy cập đầu cắm sạc pin.

Có một nút nhấn màu đen phía sau nhưng bạn sẽ cần tự khoan lỗ cho vừa công tắc của bạn. Nút nhấn của mình rated 15A. Giữ để cấp nguồn, và phải giữ liên tục — mình thiết kế vậy cho an toàn.

Cần 4 con vít lục giác M3x25 để bắt thân motor vào stator, và (tùy chọn) bắt vào holder màu xanh dương. Mình dùng dung sai lỗ để dễ tự ta-rô (self tapping). Mình cũng dùng phần cứng lắp đặt đi kèm (với món Banggood) để gắn rotor vào trục motor. Nhớ siết thật chặt vì lúc giảm tốc nó có thể bung ra, cực kỳ nguy hiểm nếu bạn không dùng duct cover!

Mình dùng keo nến (hot glue) để dán duct màu đỏ vào stator, và dán luôn cái lưới bảo vệ phía trước. Chỉ cần chấm vài điểm ở mặt sau stator là đủ, và cũng dễ gỡ ra nếu cần.

Đây là 2 bộ phận quan trọng nhất.

Còn lại cái gì cũng là tùy chọn.

Thân motor lắp bên trong thân stator và cố định bằng phần cứng lắp đặt nguyên bản đi kèm motor Banggood.

4 lỗ này cần có ở mặt ngoài ống màu xanh dương, nếu không sẽ rất khó siết bằng lục giác.

CẢNH BÁO: Cánh quạt sắc và quay rất nhanh, dễ gây chấn thương nếu chạm vào lúc đang chạy. Mình khuyên nên dùng lưới bảo vệ (guard mesh).

CHÚ Ý: Đeo bảo vệ thính giác khi test, bạn sẽ cần đó. Đồng thời đeo kính bảo hộ nếu chạy không có cover hoặc lần đầu test tốc độ.

Ban đầu mình test bằng bộ phát/thu RC. Giờ mình dùng mạch dựa trên 555 để tạo xung cần thiết (1–2 ms mỗi 20ms). Khi ESC khởi tạo xong, chỉ cần vặn lên là kêu. Với ESC của mình, mình phải bắt đầu từ mức minimum (coi như kênh ga/throttle của RC), mình thấy đây là một tính năng an toàn hay. À mà bạn cũng có thể program ESC bằng cái núm như đang điều khiển throttle, nếu thiết bị của bạn hỗ trợ.

Món này được thiết kế bằng FreeCAD. Mình có đính kèm source gốc, tuy nhiên mình còn đang học nên vài chỗ hơi “lôm côm”. Mình in nhiều màu bằng PLA rẻ, không tên tuổi vì sẵn có.

Nếu đủ nhiều người quan tâm thì mình sẽ cải tiến thêm — có thể. Hy vọng bạn thấy vui.

mark

Góp ý từ một fan…