Mono Wheel Bot

[radbruch]

Nur so ein Gedanke: Was passiert denn bei einer rein ohmschen Last wie z.B. eine (Auto-)Glühbirne? Als Hinweis auf schlecht entstörte Motoren? Irgendwas muss das doch verursachen..

[mausi_mick]

hi Murdoc_mm,

ich halte den Vorschlag von radbruch auch für sehr gut, ich habe kein besonderes Vertrauen in die Strommessungen mit einem (langsamen ) Multimeter.
Bei den sehr hohen (Ermittlung siehe unten) Anfahrströmen der Motoren sollte man
auch mehrere Sicherheitsmassnahmen vornehmen, die eventuell
auch die Resetprobleme beheben:
- kurze, dicke (Kupfer-) Leitungen mitn >= 1,6 Quadratmm vom Akku zu den Treibern und den Motoren,
- separater Anschluss / Absicherung für Spannungsversorgung Controller
(abtrennen von Motorversorgung vielleicht mit separater Diode/Elko)
- Einzelabsicherung der Treiber/Motoren mit schneller (6A ?) Sicherung
- Beim Test Leistungsvorwiderstand von 2-3 Ohm vor die Motoren (Strombegrenzung auf ca 5A), Rsense mit 0,33 Ohm(?) hilft da nicht wirklich,
- erstmal nur einen Motor betreiben
- Entstörung des Motors mit (kleinen ?)Keramikkondensatoren zwischen den +-Anschlüssen und Gehäuse (ich weiss aber nicht, ob das bei PWM und H-Brücke funktioniert, hängt vermutlich auch von der PWM-Frequenz ab)
- Verdrillen der Motorzuleitung, Abschirmung könnte auch helfen.

Möglich ist auch , dass sich die Motoren beim Anfahren gegenseitig behindern, da die Motorkennlinien nicht 100% übereinstimmen.
Das kann eventuell auch zu Schwingungen (Aufschaukeln) führen.

In Deinem Programm hab ich nichts unangenehmes gefunden, nur dass Du
I von 0 an alle 40ms hochzählst.
Hast Du mal ermittelt, bei welchem Wert I der Motor überhaupt anläuft.
Den Wert würde ich dann als Startwert I start nehmen, damit der Motor nicht unnötig lange Strom zieht, ohne sich zu bewegen (er zieht dann wohl - wenn Du ohne Rsense arbeitest - in den High-Phasen ca 15 A (eventuell durch die Induktivität ("da kommt der Strom spät) der Ankerwicklung wird der Wert in der kurzen Zeit nicht erreicht . Diese Peaks siehst Du natürlich auf deinem Multimeter nicht, da der angezeigte Wert ja der PWM-Mittelwert ist , sie können aber den Treiberbaustein schädigen.

Und nun noch eine Bemerkung zu den Motordaten:

aus den paar im Datenblatt des Motors RE540/1 (MFA / Como Drills 919D Series) zu Leerlauf und Betrieb im Optimum lässt sich der Anlauf / Blockkierstrom (für Drehzahl 0) ermitteln.
Da die Motorstromkennlinie bei solchen Gleichstrommotoren linear verläuft, ergibt sich aus den zwei Wertepaaren Leerlauf: (Drehmoment = 0/ I Leer = 0,52 A ) und Nennbetrieb: (Drehmoment = 154,4 gcm, I Nenn = 2,85 A ) und dem Blockierdrehmoment (Drehzahl = 0, Drehmoment = 1000 gcm) der Blockier-Anfahrstrom zu 15,5 A.
( Skizze kann ich zur Zeit nicht posten, da ich meine 3 MB Grenze überschritten habe)).
Bei Drehzahlen unterhalb der Nenndrehzahl (13360) liegt der Strom über 2,85 A, bei z.B 10700 Umdrehungen bereits bei ca 5 A.

[Klingon77]

hi Murdoc_mm,

wenn es von Deiner Schaltung aus betrachtet keine Probleme verursacht, ziehe einfach mal ein Kabel von der Akku-Masse zu einem der untern quer verlaufenden 6mm breiten Flachstähle.

Damit setzt Du das mech. Innenteil auf Masse.

Das Stahlteil deshalb, weil es im Gegensatz zum Alu keine nicht leitende Oxydschicht bildet.

Eine der Schrauben der Überschlagsicherungs-Bügel (oder besser zwei; eine links und eine rechts) würden sich anbieten. Die Farbe unter dem Alu-Röhrchen weggekratzt und ein Litzenkabel dazwischen.
Eine Kontrollmessung kannst Du oben an der blanken Stahlwelle der oberen Laufrollenschwinge machen. Wenn die Masse dort ankommt ist der Rest ebenfalls auf Masse.

Ist schnell gemacht und gibt evtl. etwas mehr Aufschluß, ob das Problem durch elektrische Aufladung hervorgerufen wird.


Wenn alle Stricke reißen, könnte ich Dir meinen alten Russen (Oszi) leihweise schicken.
Wird aber nicht billig.

Du könntest Ihn mir dann bei Deinem nächsten Besuch in der Heimat von Deutschland aus zurückschicken.
Zur Zeit brauche ich ihn nicht; es würde also nicht eilen.


Die Anforderungen für elektronische Schaltungen im KFZ-Bereich sind, glaube ich, sehr hoch.

Evtl. findest Du dort (Google) ein paar Schaltungs-Tips, wie man das Problem mit Spannungsspitzen entschärfen kann.


Was mir noch einfällt wäre eine separate Stromversorgung für die Elektronik (oder nur für den Prozessor).
In den nach oben verlaufenden Streben sollte noch genügend Platz für ein oder zwei Akku-Pack´s sein.
Zum testen sicherlich eine Überlegung wert.

Evt. könnte/müsste man mit schnellen Optokopplern die Signale ausgeben und einlesen. Dann sollte aber auch Ruhe sein.

Der Prozessor selber hat keinen "Knacks"? Schon mal einen anderen versucht?

Sorry, wenn ich hier meine laienhafte Lösungsvorschläge -ansätze poste; bin halt Mechaniker und habe keine allzu große Kenntnisse über Elektronik.


immer noch zuversichtliche Grüße,

Klingon77

[uwegw]

Das gleiche mit Last und ohne. Sehr oft wenn die Motoren das Rad antreiben aber auch wenn sie frei laufen passiert es.

Daher würde ich den Bandgenerator-Effekt erst mal ausschließen. Die Störung scheint aber von der Belastung der Motoren abhängig zu sein.

Zum MCUCSR: eigentlich müsste es reichen, am Programmbeginn das Register auszulesen, zu löschen und den Wert auszugeben. Hab das aber selber noch nie ausprobiert.

Ansonsten gib doch noch mal die aktuelle Beschaltung von Reset, VCC und AVCC am AVR an. Vielleicht lässt sich da ja noch mehr an Entstörmaßnahmen finden.

EMV-mäßig ist so ein Lochrasteraufbau jedenfalls immer recht heikel. Vielleicht müssen doch noch ordentlich geätzte Platinen her (könnte ich dir in den Semesterferien wohl ätzen). Ich würde die Elektronik auf jeden Fall modularer aufbauen. Also getrennte Platinen für Controller, Motorteiber, Sensoren etc. Das hat den großen Vorteil, dass man zb auf einen neuen Treiber umsteigen kann, ohne an vorhandenen Platinen rumzulöten.

[radbruch]

Hallo

Bei den "laienhaften" Vorschlägen kann ich mich auch beteiligen. Ich habe keine praktische Erfahrungen mit (selbstprogramierter Hardware-) PWM, schon gar nicht in Bascom. Beim Versuch die Konfiguration im Testcode oben nachzuvollziehen bin ich über die Byte/Wort-Problematik gestolpert (Datenblatt Mega32 Seite 89 "Accessing 16-bit Registers").

Selbstverständlich gehe ich auch davon aus dass Bascom dies richtig macht, aber sicherheitshalber würde ich beim Schreiben von Pwm1a/b die Interrupts sperren. Ein Fehler beim Schreiben des High-Byte könnte meiner Meinung nach auch einen plötzlichen großen Motorstrom verursachen.

 'abbremsen 
 Do 
DISABLE INTERRUPTS
    Pwm1b = I 
ENABLE INTERRUPTS

    Waitms 40 
    I = I - 5 
 Loop Until I < 10

Gruß

mic

[Murdoc_mm]

Hi,

erstmal Danke für die vilen Antworten.

- kurze, dicke (Kupfer-) Leitungen mitn >= 1,6 Quadratmm vom Akku zu den Treibern und den Motoren

Ich hab für die Zuleitung zur Platine und für die Motorleitungen 1,5mm² flex. Kupferkabel genommen. Auf der platine verteil ich über die Lötbahnen und mehrere zusammengezwirbelte Litzen (am Anfang hatte ich auch da das Kupferkabel genommen aber das stellte sich als zu starr heraus, sodass ich mehrere Litzen verwenden musste).

Leider musste ich ein paar Abstriche in Sachen Kurz machen. Die Motorzuleitungen sind etwa 30-35 cm lang obwohl 20 cm locker ausreichen würden. Aber dann hätte ich große Probleme die Platine einzusetzen und für Wartung heraus zu nehmen.

- separater Anschluss / Absicherung für Spannungsversorgung Controller (abtrennen von Motorversorgung vielleicht mit separater Diode/Elko)

Eigentlich ist zwischen Controllerspannung und Versorgungsspannung ein Schaltregler und ein Festspannungsregler, also die Versorgungsspannung wird zwei mal verringert (und damit von der Versorgungsspannung getrennt) aber ich werd mal versuchen ne diode einzubauen.

- Einzelabsicherung der Treiber/Motoren mit schneller (6A ?) Sicherung

Schwierig. Aber auch wenn das Problem gelöst ist ne Überlegung wert.

- Beim Test Leistungsvorwiderstand von 2-3 Ohm vor die Motoren (Strombegrenzung auf ca 5A), Rsense mit 0,33 Ohm(?) hilft da nicht wirklich

Für Rsense hab ich 2x0,59 Ohm parallel verbaut (einer allein hat nicht genug Wärmeabstrahlung).

- erstmal nur einen Motor betreiben

Dann kommt wieder dieses Pseudo-funktionieren und kaum hab ich beide dran funzt es nicht mehr.

- Entstörung des Motors mit (kleinen ?)Keramikkondensatoren zwischen den +-Anschlüssen und Gehäuse (ich weiss aber nicht, ob das bei PWM und H-Brücke funktioniert, hängt vermutlich auch von der PWM-Frequenz ab)

Hab ich. In dieser Dreiecksanordnung je einen 100nF und einen 10nF Kerko. Eigentlich hab ich auch noch Ferritkerne bestellt aber die wahren zu klein.

- Verdrillen der Motorzuleitung, Abschirmung könnte auch helfen.

Sind verdrillt.

Möglich ist auch , dass sich die Motoren beim Anfahren gegenseitig behindern, da die Motorkennlinien nicht 100% übereinstimmen.
Das kann eventuell auch zu Schwingungen (Aufschaukeln) führen.

Es passiert auch wenn die Motoren nicht mechanisch gekoppelt sind (aber seltener).

@Klingon:

Keine Pange. Auch der Laie sieht manchmal mehr als der Profi. Dein Oszi brauchst du mir nicht schicken (aber Danke für das Angebot), da die Versandkosten wohl höher werden als ein preiswertes neues zu kaufen.

Das Gehäuse auf Masse zu legen dachte ich auch schon aber ich wollte den schönen Lack nicht zerstören. Aber Opfer müssen wohl sein .

Einen anderen Prozessor hab ich noch nicht versucht aber ich denke nicht das es am IC liegt. Aber versuch macht klug.

Ansonsten gib doch noch mal die aktuelle Beschaltung von Reset, VCC und AVCC am AVR an. Vielleicht lässt sich da ja noch mehr an Entstörmaßnahmen finden.

Reset über 10KOhm an 5V, keine Kondensatoren. VCC und AVCC muss ich selbst noch mal gucken (ich denke beide natürlich an 5V und mit je 100nF gegen Masse). Aref an 3,3V mit 100nF gegen Masse.

Gruß

[Bluesmash]

Ich habe jetzt nicht alles durchgelesen... aber ich glaube du programmierst mit bascom? könnte es sein das die stackwerte zu niedrig sind? und der prozessor dadurch ins nirvana läuft?

wenn dies schonmal gepostet wurde bitte entschuldigen es sind halt doch ein paar seiten in diesem tread

gruss bluesmash

[mausi_mick]

hallo Murdoc_mm,

danke für die schnelle Antwort,
passt meiner Ansicht nach eigentlich alles, nur die R Sense mit 0,3 Ohm bei einem Anker/-Kollektorwiderstand von ca 0,8 Ohm (12V/15A) begrenzen eigentlich nur auf ca 10 A. Der Motor ist halt "sau-stark".

Falls es noch weitere Probleme gibt, könnte ich Dir auch ein paar TLE5205
für nix schicken, die fangen wohl auch Spitzenströme von 10-15A ab.
Eine hoffentlich vernünftige Ansteuerungsschaltung (mit PWM und DIR) hab
ich aufgebaut, nur muss man die PWM-Frequenz wohl unter 2 kHz halten.
-Siemens war schon immer für langsame aber sichre Technik bekannt.

Der TLE5205 ist wohl auch besser für Auswertungen über Microcontroller,
da er Informationen wie Überstrom etc. als 8-Bit Wert ausgibt ...

PS: Ich hab die Skizze der Motorkennlinie, wie sie sich aus den Parametern ergibt, posten können (siehe vorhergende Seite)

Gruß und viel Erfolg bei der Problembehebung

mausi_mick

[Borki90]

hallo

ich würde es mit einem neuen Controller versuchen, denn ich habe aktuell ein ähnliches Problem mit einem von meinen. Aus irgendeinem Grund resetet er sich dauernd, und dies tut er nicht nur bei Motorenansteuerungen.. aus welchem Grund habe ich keine Ahnung... Die Betriebsspannung meines Bots will ich seit etwa einem Halben Jahr mit einem Oszi überprüfen, jedoch habe ich immer noch keins..

Was die Entstörung angeht: Ich habe neben den obligaten Kondensatoren (am Motor) und den Freilaufdioden (beim Treiber) noch entstördrosseln von Conrad in die Leitunngen gelötet (s.Bild)

mfg Borki90

PS: mit einem anderen Controller funktioniert alles einwandfrei.. \/

[Murdoc_mm]

Hi,

so ich hab jetzt einige Sachen ausprobiert.

Anderer Controller hat nichts gebracht. Erst sah es gut aus aber nach etwa 3-4 min hat sich das Programm aufgehangen und ist in der Laufphase geblieben (hat sich einfach weiter gedreht ohne Anzeichen von Abbremsen oder Reset). Nachdem ich dann die Versorgungsspannung kurz weggenommen habe gings zwar wieder aber kurz darauf kammen die ersten Resets wieder.

Danach hab ich das Programm wie Radbruch es geschrieben hat geändert (die Interrupts an- und abschalten). Hat auch nichts geändert. Die Resets traten weiter auf.

Und momentan bin ich am Überprüfen ob der Controller auch bei anderen Programmen resetet. Hab dafür ein kleines Prog geschrieben was die LEDs blinken lässt wenn ich einen bestimmten Pin auf Masse gezogen habe. Falls ein Reset kommt startet das Prog von neuem --> dann hören die LEDs auf zu blinken und warten wieder das ich das Blinken einschalte. Läuft seit 20 min ohne Reset.

Während ich das Blinken einschaltete ist mir wieder mal aufgefallen das wenn ich meinen Finger auf die beiden Beinchen des Quarzes lege irgendwas passiert. Z.B. wurde das Blinken sehr langsam oder hörte ganz auf. Ein Reset wurde aber nicht ausgelöst. Wenn ich meinen Finger wieder wegnahm ging das Blinken fröhlich weiter ohne das ich neu starten musste --> heißt das Prog wurde nur verlangsamt. Aber dann ist mir was anderes in den Sinn gekommen: Könnten die Magnetfelder der Motoren, der Kabel oder sonst was den Quarz stören? Wenn ja wie könnte ich das verhindern (wie schirmt man einen Quarz, der schon sehr nah (ca. 0,5 cm) am Controller ist, ab)?

Gruß