RN-Power

[pinker42]

Hallo

ich habe die RN-Power mal aufgebaut, und die Firmware auf 16 MHz
und 9.600 Baud kompiliert. Das ganze funktioniert im Prinzip ganz gut.

Hier nun meine Probleme und Anmerkungen:

- Sporadisch kommt es zu Fehler links/Fehler rechts Fehlermeldungen
Obwohl die Motoren recht aufwendig enstört sind und die Ströme
sich in Grenzen halten (Zwei Trico Scheibenwischermotoren von Pollin).

- Wir haben zwei Boards mit je zwei VNH2 Chips in der Reflow
bestückt, bei beiden Boards und allen vier Chips hatte der INA Pin
keinen Kontakt zur Platine (auch manuelles nachlöten brachte nichts). Erst abkratzen der Pads mit einer Klinge und nachlöten schaffte Abhilfe.
Ist da irgendein Fehler in der Lötstoplack-Maske ?

- Eine seperater 5 Volt Eingang würde den RN-Komponenten noch gut stehen. Wir stellen bei unseren Projekten die 5 Volt mit einem zentralen Step-Down Wandler zur Verfügung (Ist natürlich recht simpel nachzurüsten).

- Bei der Ansteuerung über RS232 sind mir noch einige Fehler im BIOS aufgefallen:

Bei den Kommandos für den rechten Kanal (und bei beiden Kanälen) führt eine Speed und Direction Kommando zu einem impliziten "Motor An". Beim linken Kanal mussten wir dieses Komando noch zusätzlich senden um den Motor zu starten.
Nach einem Motor Stop und einem erneuten Motor Start bekommen dir Motoren für einen Takt lang einen Impuls mit der vor dem Stop eingestellten Geschwindigkeit. Wir haben versucht dies zu ungehen in dem
wir vor dem Motor Stop die Geschwindigkeit des Motors auf Null setzen und Beim Starten erst die Geschwindigkeit und dann die Richtung setzen.
Beides schaffte keine Abhilfe.

- Eine einstellbare Motorbremse wäre ein nettes Feature. Ich konnte noch nicht rausfinden ob der VNH2 Chips das unterstützt. Kann man das irgendwie mit dem Atmel über Takten der entsprechenden INA und INB Leitungen lösen ?

Von den kleineren Macken mal abgesehen läuft das Board fantastisch.
Der VNH2 wird nichtmal warm und das bei ca. 2A-4A Motorstrom.

@Stupsi
Wir haben den VNH2 mit externen Shunt Widerständen betrieben, was
ja eigentlich Blödsinn ist. Im Prinzip müssen ja nur die Shunts durch Brücken ersetzt werden und der CS Ausgang der VNH2 in geigneter Weise
mit dem Eingansgfilter des AVR Analogeingangs verbunden werden.
Hast du da einen Tip wie man das mit dem RN-Power Board sinnvoll lösen kann ?

Wann gibt es eigentlich eine neue Version von der Firmware ?
Was ist noch zu tun ? Vielleicht kann man ja noch bei der
Entwicklung helfen.


Gruss

Dirk

[stupsi]

Hei, Pinker42, Tausend Dank für deine reichlichen Informationen.
Die sporadischen "Fehler links/rechts" - Meldungen sind uns auch ein Rätsel. War die defekte Lötstopmaske die Ursache dafür? Falls nicht, hilf mir bitte mit deinen Mitteln bei der Fehlersuche.

Separate Eingänge für die 5V-Versorgung sind doch einige vorhanden.
wichtig ist nur, das alle Versorgungs-Jumper geöffent sind und nur der genutzte gesteckt ist. Zusätzlich gibt es noch POW5V oder irgendein ungenutzer Eingang der I/O-Ports.

Die Firmware wird Dino-Dieter noch kontrollieren.
An der gesteuerten Bremse arbeiten wir noch; vom Prinzip ist es: [ INA=0, INB=0 und PWM=Bremskraft ] ; dummerweise läßt es die interne Chip-Logik nicht zu. Wir werden mal schauen, ob ein Takten der INA und INB möglich ist.
Die Modifikation zum Stromsensor ist gut möglich und ich reich sie bis morgen nach. Versprochen!!!

Die Erste Firmware erfüllt nur die Grundfunktionen des Boards.
Wir suchen noch nach einer geeigneten Struktur, das jeder eigene intelligente Routinen einbinden kann, um im Ergebnis höchsten Komfort zu erhalten. Software muß wachsen. Wenn die 16k nicht reichen, ist ja noch ein MEGA32 einsetzbar. Natürlich würden wir uns über eure Mithilfe freuen.

Gruß Stupsi

[stupsi]

Nutzung von RN-Power mit dem Chip VNH2SP30
=================================

Der Motor-Treiber-Chip VNH2SP30 ist eine geänderte Version vom VNH3SP30, der im Board RN-POWER-V1.0 Verwendung findet. Ein Umbau ist durch eine Modifikation des Boards möglich.

Durch den Umbau ändern sich aber die technischen Daten:

- Der VNH2SP30 ist nur für 12V KFZ-Betriebsspannung verwendbar !!!
- Er hat einen geringeren Innenwiderstand (19mOhm anstatt 44mOhm), dadurch ist die Erwärmung des Chips bei gleichem Strom weitaus geringer.
- Er hat einen Current-Sense- Ausgang; dieser ermöglicht eine intelligente Stromauswertung

Diese intelligente Stromauswertung wird von der Firmware zur Zeit NICHT unterstützt.

Zusätzlich wird eine komfortable Temperaturüberwachung zur Nachrüstung beschrieben.
Diese Temperaturüberwachung wird schon von der Firmware unterstützt.

LINK: >>>ENTFERNT <<<
Neuer Link: RN-POWER-V1-MOD2.pdf

!!! Die Umbauanleitung ist ungeprüft, daher bitte alle Informationen kritisch betrachten !!!

Gruß Stupsi

[stupsi]

Mir ist in der Umbauanleitung ein Fehler passiert. (Prozentrechnung ist abends schwierig )

Hier der neue Link mit der aktualisierten Umbauanleitung: RN-POWER-V1-MOD2.pdf

Dieser Satz bleibt weiterhin wichtig:
!!! Die Umbauanleitung ist ungeprüft, daher bitte alle Informationen kritisch betrachten !!!

@pinker42:

Falls du diesen Umbau nachvollziehst, würde mich ein Oszillogramm der Spannung an der Bürde R19 oder R20 bei verschiedenen Motorströmen stark interessieren. Eventuell müssen wir die Dimensionierung ändern, um eine ordentliche Stromregelung zu erzielen.

Der Softwarevorschlag in der Bescheibung gilt nur als Diskussionsgrundlage. Meine Idee ist es, neben einer ordentlichen Stromregelung (oder Momentenregelung) auch die Funktion ähnlich eines Motorschutzschalters in die Software einzubauen. Was hälst du davon?


Gruß Stupsi

[pinker42]

Hallo Stupsi,

ich werde mein Board im Laufe der Woche umbauen und die entsprechenden Messdaten posten. Den Vorschlag für die Strom Steuerung/Überwachung finde ich im Prinzip gut.

Ich würde jedoch eine per Software einstellbare Strombegrenzung vorschlagen und einen abweichenden A/D Wandler Messbereich wählen. Das Board kann ja mit Kühler und dem VNH2 locker 20A Dauerstrom und 30A kurzzeit liefern. Macht es da nicht Sinn den Messbereich des A/D Wandlers generell auf 40A auszulegen ? Das ermöglicht bei 10 Bit ADC immer noch eine ca. 40-50mA genaue Regelung der Strombegrenzung die doch völlig ausreicht. Schliesslich reden wir ja hier von einem RN-Power Board !!!

40A sollten dann 2,4V am A/D Port erzeugen:
R19 = 2,4V / (40A/11370) = 682 Ohm
680Ohm

40A = 2,4V = 980
20A = 1,2V = 490
10A = 0,6V = 245
5A = 0,3V = 122
2,5A = 0,15V = 61

Als Parameter für den maximal einstellbaren Strom würde ich den A/D Wandler Wert durch 2 vorschlagen.

Der maximal mögliche Wert von 255 ergibt dann einen A/D Wandler Wert von 510 und einen Strom von ca. 21A. Der kleinste Wert von 1 ergibt dann einen A/D Wandler Wert von 2 und eine Strom von ca. 80mA. Der Parameter 0 könnte dann die Stromüberwachung deaktivieren (oder besser nicht ?). Voreingestellt ist der Parameter 61 was einem A/D Wandler von 122 und einem Strom von 5A entspricht. Die "Notabschaltung" könnte dann immer bei 200% Strom erfolgen
(ADC Wert mal 2 ist einfach zu rechnen).

Ich werden das Board mal so auslegen und an meine Stromsenke anschliessen und dann die Messwerte bis 20A ermitteln.

Gruss

Pinker 42

[stupsi]

Hi Pinker42

Danke, das du auch bei der Erstellung der Software mitdenkst. Die einstellbare Strombegrenzung ist "versteckt" enthalten:
Wird Parameter2 auf 1 gesetzt, ist durch Ändern von Parameter 1 eine Motorstrombegrenzung von 0...150% des Motornennstromes möglich. Erweiterungen einer Regelung durch zusätzliche Parameter und einer PID-Routine wären weiterhin möglich.

Der Softwarevorschlag basiert ja nicht auf absoluten Werten, sondern normiert in Prozentwerten.
Der Vorteil: Die Bürde muß auf den Nennstrom des angeschlossenen Motors abstimmt werden. Bei einem Re-Design werd ich auf Leichtes Austauschen der Bürde achten.
Somit erhalten wir eine Routine, die unabhängig von der Endstufe und vom Motorstrom reagiert, das Board und den angeschlossenen Motor schützt und eine saubere (Momenten)Regelung ab ca. 20% des Motornennstromes ermöglicht. Und das vom RB35 bis zur "WUMME" (dicker motor)
Die Prozentaufteilungen im Softwarevorschlag sind "meine gefühlsmäßige Optimierung" zwischen Regelungs- und Schutzbereich.
Ob sie richtig sind, zeigen die Betriebserfahrungen. Hier eine andere Software-Anwendung mit dem VNH2-Chip : VNH2-AN.PDF

Zum maximalen Dauerstrom: die 20A sind sehr optimistisch, die Verluste steigen mindestens quadratisch zum Strom und große Erfahrungen mit der Wärmeabfuhr der Kühlkörperkonstuktion hab ich auch noch nicht sammeln können. Dazu möcht ich nichts sagen. Ich hoffe aber, das du deine Erfahrungen hier veröffentlichst.

Ganz wichtig sind die Messungen an der Bürde. Ich hab ähnliche Messungen am RB35 durchgeführt und war erschreckt. Schau dir DAS mal an: Strom_RB35.pdf
Wir werden Schwierigkeiten bekommen, die Spannungspegel an der Bürde mit geringen Zeitkonstanten so zu glätten, das der A/D-Wandler ordentliche Meßwerte liest. wünschen wir uns gute Ideen.

gruß Stupsi