DIY Brushless Regler für Modellbaumotoren (max. 20A)

[Che Guevara]

Hi,

mein Regler ist auch für einen Kopter gedacht, selbst da können mal niedrige Drehzahlen vorkommen, z.b. wenn man im starken Sinkflug ist oder wenn man einen Kamerakopter mal ohne Kamera / Zuladung fliegt.
Niedrige Drehzahlen per se sind auf Koptern übrigens auch gut, deswegen gibts auch viele Große / Starke Motoren mit wenig Drehzahl (< 700kV), dadurch lassen sich größere Props verwenden und der Flug wird insgesamt ruhiger.
Nun, gefunden hab ich nichts im DB, nur einige nicht ganz voll aussagekräftige Diagramme, aber ich werds morgen einfach mal probieren.

Gruß
Chris

[Che Guevara]

Hi,

also die neue Schaltung läuft jetzt, allerdings möchte ich den Spannungsbereich noch etwas erweitern (lief momentan nur an 3S). Dazu muss aber die BEMF-Schaltung anders dimensioniert werden, damit der AVR keine zu großen Spannungen abbekommt.
Hier die Schaltung: http://www.mikrocontroller.net/artic..._schaltung.png
Der Spannungsteiler incl. TiefpassKondensator sind schnell verändert, ich werde einfach 1k, 6k8 und 220nF verwenden, aber ich weiß nicht, wie ich die Widerstände zur Mittelspannungserzeugung dimensionieren soll? Habt ihr eine Idee?

Vielen Dank & Gruß
Chris

[derNeue]

Die sind ziemlich unkritisch. Hauptsache es sind drei gleiche. Nimm einfach 10k, die liegen ja meistens irgendwo rum.

Aber die anderen Widerstände musst du eig nicht großartig verändern. An der gemessenen Phase liegt etwa VCC/2 an. also 15,8V/2= 7,9V. Diese 7,9V teilst du ja mit einem Spannungsteiler nochmal. In deinem Link sind es zwei gleiche Widerstände, also wird die Spannung nochmal halbiert. Bist du bei 3,95V. Ich glaube noch zu wissen(grad keine Lust zum suchen ) dass du einen Atxmega nutzt. Also mit 3,3V Versorgungsspannung. Ich würde also die 4K7 auf der einen Seite lassen, auf der zu-messenden-Phase-Seite die 6K8 nehmen und die 100nF einfach lassen. So kritisch ist das jetzt nicht, mein Regler läuft ohne diese Kondis fast rund, nicht ganz sauber, aber er dreht. Und wenn du den Widerstand vor dem Kondi erhöhst, senkst du damit ja eh nur die Grenzfrequenz des Tiefpass. Da jetzt noch einen größeren Kondi zu nutzen könnte evtl Probleme bereiten, wenn der Nulldurchgang zu spät erkannt wird, weil erst der Kondi fertig geladen werden muss. ABer müsste man probieren.


Dennis

[Che Guevara]

Hi,

das Problem ist aber nicht die zu messende Phase, sondern die Phase, die momentan bestromt wird, Bsp:
Pwm = 90% (Vollgas), Vcc = 21V (5S voll) --> 90%*21V = 18.9V (natürlich nur grob überschlagen)
Ja, ich nutze einen XMega, der mit 3V3 läuft.
Die Platine ist jetzt übrigens fertig, alles funktioniert BIS auf eine komische Sache: Bei einem Zustand der Bestromungsphase (PhaseC = Pwm, PhaseB = GND, PhaseA = floating) haut der AC unzählige Interrupts raus (alle 30µs einen, also in phase mit der PWM, die mit 32kHz läuft), ich weiß aber nicht wieso. Mit dem Oszi sehen alle Phasen mehr oder weniger gleich aus, am Layout kanns eigentlich auch nicht liegen...
Werde später aber noch ein paar Bilder reinstellen, evtl. fällt jemanden (dir) was auf.

Gruß
Chris

[Che Guevara]

Hi,

also ich hab jetzt mal ein paar Bilder gemacht, sieht eigentlich ganz in Ordnung aus:
gelbmittel_blauphasea_2.5ms.BMP
Gelb ist die Mittelpunktspannung, Blau ist die Spannung an PhaseA (nach dem Spannungsteiler)

gelbtrigger_blauphasea_2.5ms.BMP
Gelb ist der Trigger Impulse (AC ISR), Blau ist die Spannung an PhaseA (nach dem Spannungsteiler)

Leider habe ich nur ein 2 Kanal-Oszi, sodass ich nicht die drei Signale gleichzeitig darstellen kann, aber ich denke, man kanns so auch ganz gut erkennen.
Aber jetzt die Frage:
Warum haut der da immer Interrupts raus, obwohl sich die Spannungen nicht überkreuzen?

Vielen Dank & Gruß
Chris

[derNeue]

Hallo!

das Problem ist aber nicht die zu messende Phase, sondern die Phase, die momentan bestromt wird

Da ist dir warsch ein Detail entgangen, was ich selbst aber auch ohne deutliche externe hilfe nicht gefunden hätte. Ich bin jetzt mit Xmega nicht so firm, aber ich denke, die Pin-Beschaltung wird sehr ähnlich dem einfachen Megas sein. Du hast schließlich noch eine interne Schutzdiode. Solange durch diese nicht mehr als 1mA fließt, ist alles i.O.
Rechnen wir also einfach mal mit 3,3V als Vcc. Wenn die interne Schutzschaltung genauso wie beim Atmega ist, sollte die Schutzdiode die Spannung am Pin auf 3,9V begrenzen(0,6 bis 0,8 V Spannungsfall über einer SI Diode). Vom Pin zur Masse hast du ja einen Widerstand in deiner BEMF Schaltung. Ich hätte diesen auf 4k7 gelassen. Bei 3,9V fließen über diesen Widerstand 0,83mA. Jetzt dürfen max. 1mA über die Diode fließen, also 1,83mA über den Widerstand zwischen Phase und Pin. 6k8 und ein Strom von 1,83mA macht einen Spannungsfall von 12,44V. Dieser Spannungsfall plus 3,9V sind wir bei 16,34V. Okay, sind wir leicht unter 16,8V eines vollgeladenen 4S, sollte aber trotzdem noch funktionieren. Bei mir ist die Spannung noch deutlich höher, da ich einen Atmega88 mit 5V Vcc betreibe, damit wird der Strom durch den Wid zwischen Pin und Masse höher, somit steigt der Strom durch den Wid zwischen Phase und Pin und somit steigt ja auch der Spannungsfall über dem Wid zwischen Phase und Pin.

Soll heißen, beim messen hast du dann deutlich mehr Spannung zur Verfügung, die der AC vergleichen kann. Bei dir sind es jetzt im 300mV Bereich, nach deinen Oszi Bildern. Das ist schon arg wenig. Da weist du nicht, wo vielleicht irgend ein Spike doch durch kommt, widerrum wundert es mich, das es überhaupt soviele Spikes gibt, wo du doch einen Tiefpass dazwischen hast. Wie nahe hast du die Kondis des Tiefpasses an den Eingangspins des Atxmegas? Ich habe meine direkt an die Pins gesetzt, um evtl. einstreuende Störungen auch noch zu vermeiden immerhin fließen ein paar mm weiter mehrere Ampere. Evtl kannst du auch noch einmal 100nF an deinen viertuellen Sternpunkt machen, nur zum probieren.


Dennis

[Che Guevara]

Hi,

jein, ich weiß, dass es Schutzdioden gibt, dachte aber, die seien eher für "Notfälle" und eben nicht für den normalen Dauerbetrieb. Da muss ich nochmal das DB studieren.
Momentan hab ich in der Schaltung noch (bzw. wieder) die 4k7 Variante, weils anfangs mit den veränderten Rs nicht funktioniert hat und ich dachte, es liegt daran.
Ja, es sind einige Spikes, ich hatte / habe auch die Vermutung, dass es wohl induktive Spikes von einer anderen Leiterbahn sind, alles andere kann ich mir nicht vorstellen (obwohl ich mir das auch nur schwer vorstellen kann...). Aufjedenfall werde ich das gleich mal ausprobieren mit ein paar zusätzlichen Kondensatoren nahe der Pins.
Was mich aber wundert, du hast geschrieben, in deiner Schaltung sind keine Tiefpässe verbaut und trotzdem funktionierts. Wie hast du den deinen Regler aufgebaut sprich: wie sind dein Logik- und Hochstromteil räumlich getrennt / aufgebaut?

Gruß
Chris

[derNeue]

Ähm, nein, nicht ganz. Mein Regler hat natürlich auch einen tiefpass vorgesehen. Aber mein Motor wollte einfach nicht funktionieren. Und da habe ich viele durchprobiert. Unter anderem dachte ich, die Kondensatoren verzögern den Spannungsverlauf zu sehr. Deswegen habe ich ihn mal ohne Kondis laufen lassen. Es ging halbwegs, er drehte, irgendwie, aber auf jedenfall lief er nicht rund. Hatte ich aber in dem anderen Post auch schon geschrieben. Ich denke, das da genau solche Probleme, wie bei dir jetzt Fehler verursacht haben. Ich hatte das zu dem Zeitpunkt nicht näher untersucht, weil es eindeutig war, das mein Motor noch schlechter lief, also sowieso schon.

<OT> zur Info, bei mir war das Problem, die Kopplung zwischen AC Interrupt und Input Capture von Timer 1. Also es gibt da eine Option, die beiden Interrupts AC und ICP mit einander zu verbinden. Theoretisch eine prima Sache, nur scheints nicht richtig zu funktionieren, weil selbst Atmel in seinen App-Notes diese Funktion nicht nutzt. Ich habe ein ganzes halbes Jahr gebraucht, das rauszufinden, ich war kurz davor, es sein zu lassen. Bei niedrigen Drehzahlen lief er, sobald ich schneller drehen wollte, kam er aus dem Tritt.</ot>


Dennis

[Che Guevara]

Also langsam hab ich schon an mir selbst gezweifelt, selbst die zusätzlichen Kondensatoren brachten keine Besserung DOCH DANN:
Durch das neue Layout haben sich auch einige Pin-Belegungen (speziell die der Timer-Pwm) geändert, das hatte ich aber bei der ISR-Vector vergabe vergessen, sodass der Timer-Interrupt nie zugeschlagen hat. Die Störungen der Phase kamen nur durch die Zwangskommutierung, aber es machte mich eben stutzig, dass es nur bei einer Phase auftrat.
Wie dem auch sei - Danke für deine Hilfe, jetzt läuft alles, falls ich noch Fragen habe, melde ich mich nochmal!

Gruß
Chris

[derNeue]

Schön, wenn es jetzt läuft, freut mich


Dennis