Fahrrad Controller

[avion23]

L-PISR bei Reichelt als Spule.

[WarChild]

Hab jetzt meine eigenen Spulen gewickelt. Bei 40 Wicklungen von 0,78mm² Kupferlackdraht um einen 27mm Ferritring habe ich immerhin 5,7mH erreichen können und das bei geringen 30mOhm. Damit sollte ich auch bei geringer PWM frequenz einen schön konstanten Strom hinbekommen.

@Avion
Die spule mit 680uH verträgt zwar 1,2A, aber die hat 1,1 Ohm RDC das wäre zusätzlich 1W verlust pro scheinwerfer, also bei 7W für die Leuchtmittel 2W für die Spulen 1W für die beiden MEsswiderstände, und schon ist es unwesentlich effektiver als Halogenstrahler. Daher meine eigenen Spulen, sind zwar 50% größer, aer fast 10 mal Leistungstärker.


mfg WarChild

[Gock]

Die Lampe ist im Vergleich zur Halogenlampe erfrischend hell.
Die Schaltung ist ja auch nicht schlecht, aber: Eine niedrige PWM Frequenz sorgt immer für relativ große Schwankungen. Der Strommittelwert stimmt dann zwar, aber unter den Spitzen leidet die LED mit dem Ergebnis, dass ihre Lebensdauer schrumpft.
Whält man hingegen die Spitzen als Maxwert, erreicht sie nicht ihre optimale Helligkeit. Wie weit man das mit dem bloßen Auge erkennt ist eine andere Frage.
Ein "schön konstanter Strom" ist für mich aber was anderes.
Ein C über die LED würde deren Strom zusätzlich etwas glätten.
Ich schlage eine Messung des Stroms mit einem Oszi am lebenden Objekt vor, in kaltem Zustand der LED und im heißen jeweils mit vollen und leeren Akkus.
Die Unterschiede dürften deutlich erkennbar sein. Würde mich wirklich mal interessieren.
Mit einer Regelung könntest Du eine sinkende Eingangsspannung in gewissen Grenzen kompensieren.
Gruß

[WarChild]

also der tip mit dem Elko parallel zur Diode ist mäßig. Der strom wird nicht geglättet. Wenn ich 47uF nehme kann ich bei meiner PWM frequenz von 10kHz einigermaßen den aperiodischen grenzfall erreichen. Der Sollstrom wird in minimaler Zeit erreicht. Wählt man jedoch die Kapazität größer, so kommt es zu Überschwingern, die die Diode killen könnten. Da ich die beiden Spulen noch genau nachmessen muss werden die die Elkos nur mit pads vorgesehen und später wenn die Steuerung läuft integriert. Sonst könnte ich womöglich meine fest im Gehäuse verbauten dioden schrotten.
mein letztes problem bleibt die Messung des stromes anhand der spannung. Wenn ich zum zeitpunkt, wenn der Mosfet Leitet messe, dann erhalte ich genau die spannung über dem shunt (0,5Ohm max 1A = 0,5V bei 10 Bit ca. 102 Schritte Auflösung). Sonst die 7,4V da der Mosfet sperrt. kann man den adc irgendwie mit der PWM erzeugung synchronisieren? Hab noch nie mit eigenen ADC funktionen gearbeitet. Nur mit einer fertigen LIB.

Hier ist direkt über den shunts gemessen worden, sonst bestehtdas signal nur aus einer flanke der draiecke und haut dann nach 7,4V ab. die restwelligkeit beträgt man gerade 10mA. bei 10kHz unsichtbar und m.E. ungefährlich für die dioden.

mfg WarChild

[steg14]

Du willst doch sicher den Strommittelwert messen. Also ein Integrierglied aus R und C vor den ADC schalten.

Ich glaube deine Ursprungsfrage wurde noch nicht beantwortet. Du schreibst 0,5V Spannungsfall für die Strommessung. Dann kannst du den R zwischen Schalttransistor und Masse schalten und hast so den Bezugspunkt Masse. Der Transistor schaltet (je nach Typ) immer noch zuverlässig.

[avion23]

Der Thread ist kaum zu lesen. Deswegen nur kurze Antwort.

Erstmal solltest du deinen Wandler berechnen -> http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html
Ich meine, das script berechnet auf 40% Restwelligkeit. Einen Kondensator brauchst du eigentlich nicht, die Restwelligkeit ist sogar förderlich.

Zweitens würde ich dei Frequenz höher setzen. 10kHz sind viel zu wenig. 50 - 250kHz sind eine nette Region. Dann kannst du auch kleinere Spulen benutzen.

Drittens: n-fets mit treiber ansteuern. Nein, die atmels haben keinen integrierten Treiber. Gegentaktstufe aus pnp npn verwenden.

Viertens die Strommessung. Lowside messen ist einfacher. Also den Shunt mit einer seite aus GND setzen. An der anderen Seite den wandler. Der Shunt sollte möglichst klein sein. Deswegen besser opamp benutzen. Die attiny / atmegas haben oft einen 20x / 200x differentiellen adc integriert, also brauchst du keinen externen opamp. Zusammen mit der internen bandgap referenz von 1.1V ergibt das einen sehr kleinen shunt.
Falls lowside nicht möglich ist das Signal mit 1k / 10k widerständen auskoppeln. Das ist _nicht_ nett. Kann man aber machen.
Das Signal nicht direkt weiterverwenden. Ich mache gerne 100nF "Angst"-Kondensatoren vor die ADCs. Intern nochmal mitteln über 4bit o.ä. Durch das Rauschen wird die Auflösung geringer, mit oversampling bekommt man wieder etwas vernünftiges. Regelkreis muss ja nicht schnell sein.

Wegen dem ADC synchronisieren: Schau mal nach ADC Trigger sources im Datenblatt. Das kannst du je nach AVR auf den timer overflow synchronisieren.

Ganz allgemein: Ich baue Dinge aus so wenig Bauteilen wie möglich. KISS. Jedes Bauteil kostet Platz, muss eingebaut werden und kann potentiell nicht funktionieren.
Dein Schaltplan sollte sauberer sein. Normal links Eingang, rechts Ausgang. Oben Vcc, unten Gnd. Keine kreuzenden Verbindungen.

[WarChild]

Ich habe das mal von dem Skript berechnen lassen. Der sieht bei einem maximalen Strom von 1A eine Restwelligkeit von 0,4A vor, also 40%. Das ist doch Wahnsinn. Wenn der Strom so stark schwankt, bleibt meine Cree nicht lange am leben. Selbst bei 0,7A sind es immernoch 0,28A.

Mein Controller läuft aus Stromspargründen bei 1-4MHz mal sehen wieviel ich letztendlich nehmen muss. Die meißte Zeit verbringt die anlage nämlich mit der Überwachung der Alarmsensoren und der Überwachung der Batteriespannung. Nebenbei steuert der Controller auch die Stromquellen, wenn ich mal Licht brauche.

Um den Strom einigermaßen gut einstellen zu können wünsche ich mir eine Auflösung des Duty Cycles von 100-200 Schritten. Bei 1Mhz CPU frequenz bleibt bei einer Auflösung von 100 Schritten maximal eine PWM frequenz von 10kHz. Der Relevante Bereich zum einstellen des Stromes liegt Blöderweise ganau in der Nähe der 50%. Wenn ich ihn bei 4MHz betreibe könnte ich bei 200 Schritten Auflösung immernoch 20kHz erreichen. Dies ist auch mein angestrebtes Ziel. Die dicken Spulen habe ich ja schon und die Restwelligkeit beträgt vorraussichtlich 20mA, was m.E. wesentlich vernünftiger klingt.

Die Hardare ist jetzt aber soweit fertig. Die ADCs habe ich jetzt mit 100nF ausgekoppelt.
Mal sehen, ob ich das in den nächsten Tagen zum laufen bekomme, aber am 9. habe ich erstmal Matheprüfung, also kann es vlt. auch etwas schleifen.

mfg WarChild

[WarChild]

So, die PWMs für die stromquellen laufen. Taster sind entprellt und die Uhr Funktioniert auch schon.
Der Sirenen PWM läuft auch, aber anscheinend habe ich das induktive bauteil aus der conrad sirene falsch angeschlossen, da der transitor trotz anliegendem signal nicht schaltet.

Die Stromquellen liefern jetzt ungeregelt 1mA bis 1A (dort habe ich das maximum für den duty cycle gesetzt. (58%)

Fehlt noch die Strommessung via ADC und eine gegeignete Zustantsübergangstruktur.

hier ein paar bilder:

[021aet04]

Schaut gut aus. Warum hast du die Leitungen zu den Schaltern so lange gelassen? Hast du auf der Platine ein Experimentierfeld (Lötpads ohne zuleitung)?

[WarChild]

Die Leitungen sind so lang, damit ich sie auf keinen fall zu kurz habe, abschneiden kann man die immer nur einmal. Und da meine HONG KONG Lipos noch nicht da sind ist das noch nicht die endgültige verdrahtung. Mal sehen, wie die dicken LIPO leitungen sich da durch zwengen lassen.
Und du hast recht, da ist links ein lochrasterbereich für eventuelle erweiterungen wie z.b. mein elektroschocker, um auch hartnäckige Diebe abzuwehren. Der geht aber nicht sofort an, sondern erst nach einminütiger merhfacher auslösung des vibrationssensors. Etwas platz für nen kleinen schocker travo ist unter der platine neben dem fach für den AKKu auch noch.
mfg Warchild