Ohjainlaite sähköperämoottorille

Abstract

Sähköperämoottoreiden suosio jatkaa kasvamistaan, mutta suurin osa niistä on soutuveneeseen tarkoitettuja moottoreita, joita hallitaan suoraohjauksella. Moottoria siis joudutaan ohjaamaan sen vierestä käsin, usein epäergonomisesta asennosta. Lisäksi valtaosassa moottoreita on huonolla hyötysuhteella toteutettu tehonsäätö. Kauko-ohjattaviakin moottoreita on saatavilla, mutta ne ovat hieman isompien veneiden keulaan asennettavia ja niiden hinnat ovat moninkertaisia suoraohjattaviin nähden.

Opinnäytetyön tavoitteena oli suunnitella ja rakentaa edullinen, suoraohjattaviin sähköperämoottoreihin jälkiasennettava ohjainlaite, jolla mahdollistetaan kauko-ohjaus, lisätään autopilottitoimintoja ja parannetaan hyötysuhdetta. Tarkoituksena oli luoda prototyyppi pohjaksi laitteelle, jonka voisi myöhemmin jalostaa myyntituotteeksi.

Ohjainlaitteessa on kaukosäädin, jolla annetaan komentoja mikrokontrollerille, joka ohjaa releitä. Releiden avulla hallitaan lineaarimoottoria, joka kääntää sähköperämoottorin vartta eli ohjaa venettä. Lisäksi ohjauslaitteeseen kuuluu PWM-säädin, jonka ansiosta sähköperämoottori on energiataloudellisempi osatehoalueella.

Työn vaiheita olivat suunnittelu, toteutus, testaus ja pohdinta. Suunnittelussa hahmoteltiin kokonaisuuden vaatimat komponentit ja tehtiin vaatimusmäärittely. Toteutus koostui hankinnasta, kokoonpanosta ja ohjelmoinnista. Tämän jälkeen laitetta testattiin ja hienosäädettiin. Lopuksi tarkasteltiin, täyttikö laite sille asetetut tavoitteet ja pohdittiin parannusmahdollisuuksia.

Työn perusteella todetaan, että on mahdollista rakentaa olemassa olevia malleja merkittävästi edullisempi ohjainlaite, jolla voidaan helpottaa, automatisoida ja optimoida sähköperämoottorin toimintaa.

The purpose of this thesis was to design and build an affordable, retrofit control device for directly controlled electric outboard motors. This device aims to enable remote control, add autopilot functions, and improve efficiency. The aim was to create a prototype that could later be developed into a marketable product.

The control device features a remote control that sends commands to a micro-controller, which operates relays. These relays manage a linear actuator that steers the outboard motor, thereby directing the boat. Additionally, the control device includes a PWM regulator, which makes the electric motor more energy-efficient when operating at partial power.

The project phases included design, implementation, testing, and evaluation. During the design phase, the necessary components were outlined, and a requirements specification was created. The implementation phase involved procurement, assembly, and programming. Following this, the device was tested and fine-tuned. Finally, an assessment was made to determine if the device met its objectives, along with considerations for improvements.

The findings of this study suggest that it is feasible to construct a significantly more affordable controller compared to existing models, which can ease, automate, and optimise functionality of electric outboard motors.