Aber wer kümmert sich um die Wiederbelebung ?
Och.... Du machst das schon. Wer eine Pneumatik in einen Raptor reinfuzeln kann, der schaffts auch, Reparaturen an einer SMD-Platine durchzuführen. Da hab' ich volles Vertrauen ... :engel:
So, nach dem relativ brauchbaren Einsatz der Fahrtregler (mit Fail-Save, Waffenelektronik und teilweiser Strombegrenzung) in der Version 2_2 bei MMMV4 wurde jetzt versucht, die Schaltung noch ein "bißchen" zu verbessern.
Im Layout konnten die Leiterbahnbreiten für die MOSFET-Versorgung und Abgänge noch vergrößert werden, usw....
Schaltungstechnisch hat bei den Waffenausgängen eine Strombegrenzung gefehlt. Die wurde jetzt nachgerüstet. Und zwar für den digital schaltenden H-Ausgang (Out1) und den beiden Digi-Ausgängen (Out2 und Out3) getrennt.
Wer von unseren interessierten Roboteers mal Zeit und Lust hat die Schaltung zu checken, der kann das hier machen.
Auf Seite 3 des PDF-Dokuments sind die Strombegrenzungen aufgeführt.
Die beiden oberen entsprechen dem bisherigen Design für die Motoren. Neu ist nur die Diode mit Reihenwiderstand über dem bisherigen R, der zusammen mit dem C vor dem Trimmer den Tiefpass bzw. die Integratorschaltung bildet. Durch die zusätzliche Diode mit dem Widerstand soll die Strombegrenzung zwar genau so schnell ansprechen wie bisher, aber der Kondensator (um Faktor 10 höhere Kapazität) wird jetzt wesentlich langsamer entladen. Dadurch wirkt die Strombegrenzung länger und die MOSFETs werden nicht durch einen "zusätzlichen Oszillator" gestresst.
Absolut neu sind auf Seite 3 die beiden unteren Strombegrenzungen für die Digi-Ausgänge. Aus Platzgründen konnte ich die bei den Motoren verwendete Schaltung nicht mehr verwenden. Daher ein neues Design, bei dem der zweite Kanal des OpAmp als Komparator mit einstellbarer Schwelle dient. Nachdem die Verstärkerschaltung der vorhergehenden Stufe maximal 10V liefert (12V-Versorgung minus ca. 2V Rail vom OpAmp) kann durch Aufdrehen des Trimmers die Strombegrenzung abgeschaltet werden. Wird der Trimmer auf GND gedreht, wird die Strombegrenzung schon beim leisesten Motorhuster ansprechen.
So, ich würde gerne wieder ein paar konstruktive Meinungen hören.....
Was habe ich übersehen?
Wo könnte noch ein Bug drinsein?
Die Vorschläge, die mir Heiko bezüglich dem Fahrtregler bzw. der Ansteuerung der MOSFETs gemacht hat, sind noch nicht eindesigned.
Was habe ich übersehen?
Hmm, also deine Stromversorgung ist stark überholungsbedürftig, aber das weißt du schon... 
Der Einsatz der Potis P-M1 und P-M2 in Verbindung mit den Schmittrigger Ketten ist mir nicht klar. Wärs wie bei den beiden neuen Strombegrenzern nicht eleganter und zugleich noch platzsparender gelöst?
deine Stromversorgung ist stark überholungsbedürftig, aber das weißt du schon...
Ups, ja stimmt.... da hattest Du ja auch was gefunden. ... hatte ich glatt vergessen.
Wärs wie bei den beiden neuen Strombegrenzern nicht eleganter und zugleich noch platzsparender gelöst?
Ja, eigentlich schon.
Irgendwie hatte die Faulheit da wohl zugeschlagen. (außerdem eine ganze Fuhre von den CMos-Schmitt-Triggenr gekauft... 
aber das ist wohl die billigste Ausrede....) Wenn Du keine Bugs in der Komparator-Schaltung siehst, würde ich die beiden anderen Strombegrenzungen für die Motoren ebenso umdesignen.
Aufgrund Heikos Vorschlag werden bei den High-Side-MOSFET noch jeweils zwei antiserielle Z-Dioden zwischen Gate und Source integriert. (Ähnlich wie beim Jumbo2-Fahrtregler)
Wenn Du keine Bugs in der Komparator-Schaltung siehst, würde ich die beiden anderen Strombegrenzungen für die Motoren ebenso umdesignen.
Ich glaube es sind keine drin, aber das muss nicht bedeuten dass es auch funktioniert. Die Schaltung da hab ich ganz am Anfang bei Experimenten mit dem Heavyregler eingesetzt und die war nicht zuverlässig und ne saubere Begrenzung wars irgendwie auch nicht, mehr ein Abwürgen...
Deine OP Eingänge sind übrigens nicht geschützt. Wenn durch Spikes mehr Spannung rein kommt als laut Datenblatt erlaubt ist, dann ist Beerdigung angesagt. Ich hab bereits einige genau deswegen geschrottet... 
Deine OP Eingänge sind übrigens nicht geschützt.
Danke für den Hinweis! Die OpAmps würden es derzeit verkraften (18V maximal), aber die Schaltung sollte ja soweit vorbereitet sein, dass sie irgendwann mal 24V kann. Darum wird's also noch eine Z-Diode geben.
und die war nicht zuverlässig und ne saubere Begrenzung wars irgendwie auch nicht, mehr ein Abwürgen...
Hm... das gibt etwas zu denken. Mir ist auch irgendwie nicht wohl dabei, sich auf eine eingestelle Spannugnsgrenze zu verlassen, die aber durch eine Spannung bestimmt wird, die unter Belastung zusammenbricht.
Was ist denn eine "Monatebohrung" ? =)
Was ist denn eine "Monatebohrung" ?
Hehe... =)
Erste Antwort: "Ein Fremdwort"
Zweite Antwort: "Das Gegenteil zu einer Jahreszufüllung"
*zwinker* => Keine Gewehr für Schreibrechtfeller ....
Hmm, also deine Stromversorgung ist stark überholungsbedürftig, aber das weißt du schon...
Bin schwer am Schwanken, ob ich nicht tatsächlich eine "Step-Konstanterei" einbaue. @Giz: ich habe mir Deine Schaltung vom Dezember 2005 noch einmal herausgekramt. Einsatz des LT1372. Etwas verwundert war ich zunächst beim genaueren Hinschauen über den Kondensator von 1uF zwischen Pin8 und der Anode der Diode. Im Datenblatt (geladen über RS-Components-Page) fehlt der Kondensator, allerdings ist dort auch die ganze Schaltung als grundsätzlicher Step-Up-Wandler deklariert. Das gäbe dann wieder Sinn für eine Trennung des Versorungs- und Lastkreises (über den Kondensator), wenn man gleichzeitig auch "Step-Down" machen will.
Hand-aufs-Herz: Hat die Schaltung zufriedenstellend und zuverlässig funktioniert? Du weist, ich bin gegen Induktivitäten allergisch, weil das Zeugs nie zufriedenstellend bei mir funktioniert. Und hier sind gleich zwei Stück drin... :kotz1: (... oder mach's wie die Schlange Kaa im Disney-Dschungelbuch: rotierende Augen und die Frage "... vertraust Du mir nicht...?" ) =)
/Edit:
Ich habe jetzt mit ein paar Leuten gesprochen, die auch schon Erfahrung mit dem Bau von Schaltreglern gemacht haben. Grundsätzlich haben die Schaltungen bei denen alle funktioniert. Das Problem war immer die anschließende Störfestigkeitsmessung (EMV-Vorschrift) zu bestehen.
Unseren "Bedarf" (8V-14V => 12V) hat bisher noch keiner realisiert, nämlich eine Schaltung, bei denen die Eingangsspannung in der gleichen Größe liegt, wie die Ausgangsspannung. Der Schaltregler muss also "Buck" und "Boost" gleichzeitig können. Da wird's schwierig.
Gizmo: Deine Schaltung ist bei LT auch abgebildet, allerdings um 5V aus 4V bis 8V zu erzeugen. Der o.g. Kondensator ist aber bipolar. Empfehlung eines Kollegen: Einen MKP-Kondensator verwenden. Natürlich gibts solche Kondensatoren wieder nur als große Brummer ab 250V... :heul:
Mal ein Tipp an die anderen Fahrtregler-Entwickler:
Flatliner hat beim Testen festgestellt, dass zwischen Batteriespannung und einem Motor, der unter Vollgas läuft, ungefähr 1 Volt fehlt.
Den Effekt kann ich nachvollziehen, wenn ich so ca. 10Ampere aus dem Regler herausprügle. (Last ist ein AEG-Motor, der dem Bosch GPA750 nicht unähnlich ist...).
Nach einigem verständnislosem Suchen eine ganz einfache Ursache: Obwohl die Leiterbahnen zwischen 2.5 und 4mm Breite haben, geht hier das Volt verloren.
Mittlerweile wurden die Leiterbahnen durch 1qmm-Silberdraht verstärkt, bin jetzt runter auf 0.3V.
=> Wollte ich euch nur mitteilen.
Jan von der DRG hat mir den Link zu seinem Speed-Controler Projekt geschickt.
Hier findet ihr alle Infos zum Controler.
Was ich EXTREM interessant fand:
Dieser Feather wird mit 900er Motoren betrieben. Die Mosfets werden ohne Kühlkörper nicht übermässig warm. (Habe es persönlich direkt nach dem Kampf geprüft!)
Die Ansteuerung der H-Bridge ist in dem Zip-File beschrieben.
Jan ist zur Zeit an der Version 2 dran.
Delldog.
Alles längst bekannt seit MMM IV, bzw. sogar seit MMM III...
Die werden nicht warm weil die Übersetzung recht groß ist...
Trotzdem sehr cooles Projekt... 
Die werden nicht warm weil die Übersetzung recht groß ist...
Kurz zur Info wegen "Wärme": Bei meinem Regler werden die MOSFETs auch nicht warm. Sogar, wenn man einen GPA750 hinhängt. Auch bei 50% Puls-Pause nicht. Die Dinger bleiben im regulären Betrieb (also so, dass die Leiterbahnen nicht abschmelzen => ca. 20A) ganz normal temperiert.
Jetzt die Preisfrage: Wann werden sie heiß? => Sobald im Regler irgendeine Sicherheitsfunktion zuschlägt. Wenn also die 8V Akkuspannung zusammenbrechen und der High-Side-Treiber die Ansteuerung einfach mal kurzfristig abschaltet. Oder wenn die Strombegrenzung anschlägt und einen aktiven Puls mal schnell abwürgt, etwas pausiert und dann mitten unter dem nächsten Ansteuerpuls den Treiber-IC wieder freigibt.
Original von Gizmo
Prinzipiell erachte ich persönlich folgendes als Wärme "fördernd":
[1]Mangelhafte Treiberleistung (langsame Flanken)
[2]Schlechte, bzw. unsaubere Ansteuerung der MOSFETs
[3]Unzureichende Spannungsversorgung
[4]ShotThru
[5]Fehlende Strombegrenzung
[6]Energierückspeisung des Motors die vernichtet werden muss/soll (Generatorwirkung, Motorbremse)
zu 1) Zustimmung. (Erster Versuch des Reglers, die Pulse über den High-Side-Treiber zu generieren => Ladepumpe viel zu langsam => verschliffene Gate-Pulse
zu 2) Verstehst Du darunter das Timing? => Also praktisch bei der Aufhebung des Motorkurzschlusses (=Motorbremse) zu schnell mit den Pulsen losgelegt => Heiße FETs und extremer Spannungseinbruch, der bis zum Reset des Prozessors führen kann.
zu 3) Wenn der Akku in die Knie geht, dann hilft nur abschalten. Leider produziert die automatische Abschaltung des High-Side-Treibers "schlechte" Flanken (siehe 1) => Hitze. Was tun? Hm... Zusätzliche Überprüfung der Spannung am Prozessor => Abschaltung der Pulse für mehrere Sekunden (statt nur ein paar Millisekunden des Treibers).
zu 4) F1 F1 F1 ... Was verstehst Du darunter bitte ?
zu 5) Derzeit macht wohl die Strombegrenzung indirekt eine zu hohe Taktfrequenz, so dass die MOSFETs heißlaufen. Ohne Strombegrenzung würde aber die Akkuspannung zusammenbrechen => High-Side-Treiber schalten ab => Heiße MOSFETs
zu 6) Kann ich derzeit noch nichts dazu sagen => keine Messungen des Rückspeisestroms durchgeführt. Bzw. geht so schnell, dass meine Stromzange gar nicht anspricht.
Am Besten also genügend Akkuleistung und so schwache Motoren, dass die Strombegrenzung gar nicht einsetzt.... 
=> Im Ernst: Ich arbeite dran. Die neue Schaltung der Strombegrenzung (Komparator mit Schmitt-Trigger) scheint zu funktionieren. Leider ist die "Erholzeit" noch viel zu schnell. Bei einer Motorfrequenz (Ansteuerfrequenz) von 4KHz hätte ich gerne mal 10ms gewartet, bis die Pulse wieder freigegeben werden. Klappt derzeit mit den Dimensionierungen noch nicht, ohne sich eine zu große Hystere einzufangen...)
zu 2) Verstehst Du darunter das Timing? => Also praktisch bei der Aufhebung des Motorkurzschlusses (=Motorbremse) zu schnell mit den Pulsen losgelegt => Heiße FETs und extremer Spannungseinbruch, der bis zum Reset des Prozessors führen kann.
Unter anderem ja, aber auch solche Dinge wie Induktivität, Kapazität und Widerstand bei den Gate Zuleitungen oder auch unschöne Spikes bei ungeschickter Ansteuerung...
zu 3) Wenn der Akku in die Knie geht, dann hilft nur abschalten. Leider produziert die automatische Abschaltung des High-Side-Treibers "schlechte" Flanken (siehe 1) => Hitze. Was tun? Hm... Zusätzliche Überprüfung der Spannung am Prozessor => Abschaltung der Pulse für mehrere Sekunden (statt nur ein paar Millisekunden des Treibers).
Spannungsversorgung die auch noch unterhalb von 5V zumindest noch so lang funktioniert bis die Treiber aus sind. Alles was weit unter 5V liegt ist entweder Kurzschluß oder total ausgelutschter Akku und dann sollte ganz abgeschaltet und am besten nicht mehr angeschaltet werden. Das schont neben der Elektronik dann auch noch die Akkus...
zu 4) F1 F1 F1 ... Was verstehst Du darunter bitte ?
*g* Das gleichzeitige Öffnen von Hi und Lo Side FET was zu einem Kurzen und dadurch zu extremer Hitze führt...
zu 5) Derzeit macht wohl die Strombegrenzung indirekt eine zu hohe Taktfrequenz, so dass die MOSFETs heißlaufen. Ohne Strombegrenzung würde aber die Akkuspannung zusammenbrechen => High-Side-Treiber schalten ab => Heiße MOSFETs
Deine Strombegrenzung macht eine Taktfrequenz? Warte mal kurz, du hast die Strombegrenzung nicht etwas träge gemacht...? Dann stottert die Maschine ziemnlich heftig und schnell und gesund wird das auf alle nicht sein...
zu 6) Kann ich derzeit noch nichts dazu sagen => keine Messungen des Rückspeisestroms durchgeführt. Bzw. geht so schnell, dass meine Stromzange gar nicht anspricht.
GPA750 mit kleiner Schwungmasse dran, Motorbremse aus, Vollgas und dann auslaufen lassen... Meß das mal wenn du lustig bist
m Besten also genügend Akkuleistung und so schwache Motoren, dass die Strombegrenzung gar nicht einsetzt.... großes Grinsen => Im Ernst: Ich arbeite dran. Die neue Schaltung der Strombegrenzung (Komparator mit Schmitt-Trigger) scheint zu funktionieren. Leider ist die "Erholzeit" noch viel zu schnell.
Also da sind wir mal auf das Ergebniss gespannt...
Bei einer Motorfrequenz (Ansteuerfrequenz) von 4KHz hätte ich gerne mal 10ms gewartet, bis die Pulse wieder freigegeben werden. Klappt derzeit mit den Dimensionierungen noch nicht, ohne sich eine zu große Hystere einzufangen...)
Bevor wie wild anfängst in der Gegend herumzurechnen, kram doch lieber das alte Spice raus und simulier es...
Das gleichzeitige Öffnen von Hi und Lo Side FET was zu einem Kurzen und dadurch zu extremer Hitze führt...
Ja, stimmt, das waren die Anfangsfehler, dass man seinen Prozessor die Anweisungen zum Portansteuern ohne entsprechende zwischenzeitliche Verzögerungen gibt... *grins* Findet man aber relativ schnell, wenn beim ersten Fahrkommando die Kontrollleuchte vom Netzteil ausgeht...
Deine Strombegrenzung macht eine Taktfrequenz? Warte mal kurz, du hast die Strombegrenzung nicht etwas träge gemacht...? Dann stottert die Maschine ziemnlich heftig und schnell und gesund wird das auf alle nicht sein...
Hm ja... indirekt gibts da Überlagerungen. Ich hatte gehofft, dass das nicht so schlimm ist, aber man hört am Motor dann nicht nur die 4Khz Taktfrequenz, sondern eine Art "Mischfrequenz". Nach meinem Musikergehör ist das eine Mischung zwischen 4 bis 8 Khz.
Zur Schaltungserklärung: Beim Eingang des Treiber-ICs, der normalerweise vom PWM angesteuert wird, ist ein Transistor in Emitterschaltung dazugehängt. Sobald die Strombegrenzung einsetzt, wird der PWM-Impuls auf GND abgeleitet. Ist kein Kurzschluss, sondern alles "ganz legal" mit Widerständen abgefangen.
Jetzt kann es aber sein, dass z.B. mitten unter dem Puls der Transistor schaltet. Damit ist der Puls nur noch ganz kurz. Soll er auch sein. Dann dauert es, bis die Strombegrenzung wieder "aufmacht". Das Öffnen kann aber jetzt auch wieder so blöd fallen, dass das nicht in einer Pause, sondern während des aktiven Pulses erfolgt. Also wieder nur ein ganz kurzer Puls erfolgt.
Hm... Gizmo, durch diese Diskussion ist mir noch eine Fehlermöglichkeit gekommen: Der Transistor ist im Vergleich zum PWM relativ "träge". Ich hab's zumindest nicht auf Speed optimiert. Könnte also sein, dass der Transistor meine Flanken verschleift und deshalb die MOSFETs heiß werden.
Am Oszi kann man sowas leider ganz schlecht erfassen, weil das An- und Abschalten nicht eindeutig in ein reproduzierbares Zeitraster fällt. Auf deutsch: Am Oszi sind lauter Pulse, die sich ständig verschieben. "Messen" kannste vergessen.
GPA750 mit kleiner Schwungmasse dran, Motorbremse aus, Vollgas und dann auslaufen lassen... Meß das mal wenn du lustig bist
Ja, ich denke an den Spruch von Normen, dass wir uns mit solchen Schaltungen die Arenabeleuchtung sparen können...
=> Ich werd's bei Gelegenheit mal antesten. (... mal sehen, ob ich danach immer noch lustig bin..)
Bevor wie wild anfängst in der Gegend herumzurechnen, kram doch lieber das alte Spice raus und simulier es...
*heul* Du weist, ich gehöre zur aussterbenden Gattung, die noch mit Germanium-Transistoren groß geworden sind und in der Schule mit Rechenschieber gearbeitet haben. "Spice" ? Wurde im Studium zwar angesprochen. Aber nicht damit gearbeitet. Somit keine Chance meinerseits, zu wissen, was ich damit machen soll. Eine Schaltung eingeben könnte ich vielleicht noch (habe da mal bei jemand über die Schulter geschaut). Aber dann? Kann mir da jemand einen Crash-Kurs mit einem Spice-Programm verpassen?
Hm... Gizmo, durch diese Diskussion ist mir noch eine Fehlermöglichkeit gekommen: Der Transistor ist im Vergleich zum PWM relativ "träge". Ich hab's zumindest nicht auf Speed optimiert. Könnte also sein, dass der Transistor meine Flanken verschleift und deshalb die MOSFETs heiß werden.
Wir reden doch aber nur von bis zu 8 kHz. Da sollte doch selbst bei 0815 Transistoren noch nichts derart verschliffen werden...? Außerdem dachte ich deine FETs werden gar nicht heiß...?
Am Oszi kann man sowas leider ganz schlecht erfassen, weil das An- und Abschalten nicht eindeutig in ein reproduzierbares Zeitraster fällt. Auf deutsch: Am Oszi sind lauter Pulse, die sich ständig verschieben. "Messen" kannste vergessen.
Gutes Oszi nehmen... Single Shot Betrieb...
Zur Schaltungserklärung: Beim Eingang des Treiber-ICs, der normalerweise vom PWM angesteuert wird, ist ein Transistor in Emitterschaltung dazugehängt. Sobald die Strombegrenzung einsetzt, wird der PWM-Impuls auf GND abgeleitet. Ist kein Kurzschluss, sondern alles "ganz legal" mit Widerständen abgefangen.
Jetzt kann es aber sein, dass z.B. mitten unter dem Puls der Transistor schaltet. Damit ist der Puls nur noch ganz kurz. Soll er auch sein. Dann dauert es, bis die Strombegrenzung wieder "aufmacht". Das Öffnen kann aber jetzt auch wieder so blöd fallen, dass das nicht in einer Pause, sondern während des aktiven Pulses erfolgt. Also wieder nur ein ganz kurzer Puls erfolgt.
Ist natürlich so eine Sache dein Konzept, man kann sich allerlei Hardware Effekte dabei einfangen...
Das harte Abklemmen der PWM wiederspricht mir persönlich. Ich mache das per Software und greife bei Überstrom "sanft" in die PWM ein...
*heul* Du weist, ich gehöre zur aussterbenden Gattung, die noch mit Germanium-Transistoren groß geworden sind und in der Schule mit Rechenschieber gearbeitet haben. "Spice" ? Wurde im Studium zwar angesprochen. Aber nicht damit gearbeitet. Somit keine Chance meinerseits, zu wissen, was ich damit machen soll. Eine Schaltung eingeben könnte ich vielleicht noch (habe da mal bei jemand über die Schulter geschaut). Aber dann? Kann mir da jemand einen Crash-Kurs mit einem Spice-Programm verpassen?
Aussterbende Gattung... Paperlapappp...
http://de.wikipedia.org/wiki/SPICE_%28Software%29
Ausserdem: Google is ur best online friend...
Beim Eingang des Treiber-ICs, der normalerweise vom PWM angesteuert wird, ist ein Transistor in Emitterschaltung dazugehängt. Sobald die Strombegrenzung einsetzt, wird der PWM-Impuls auf GND abgeleitet. Ist kein Kurzschluss, sondern alles "ganz legal" mit Widerständen abgefangen.
Jetzt kann es aber sein, dass z.B. mitten unter dem Puls der Transistor schaltet. Damit ist der Puls nur noch ganz kurz. Soll er auch sein. Dann dauert es, bis die Strombegrenzung wieder "aufmacht". Das Öffnen kann aber jetzt auch wieder so blöd fallen, dass das nicht in einer Pause, sondern während des aktiven Pulses erfolgt. Also wieder nur ein ganz kurzer Puls erfolgt.
Das ist... speziell. Es spricht nichts dagegen, den PWM-Impuls im Überstromfalle brachial zu kappen - das ist gängige Praxis und funktioniert über die Shut Down-Enigänge der üblichen Brückentrieber-ICs auch nicht anders. Ich würde mir allerdings Gedanken über das definierte Wiederanfahren machen. Normalerweise startet die PWM - auch im Überlastfall - jeden PWM-Zyklus, es kann nur sein, dass er ganz schnell wieder ausgeknipst wird. Das macht aber nix, weil die Motorinduktivität die Stromanstiegsgeschwindigkeit eh in Grenzen hält. Bei deiner Lösung gibt's etwas, was ich mal "Jitter" nennen würde, also ein nicht definiertes Wiedereinsetzen der PWM. Ich halte es zumindest für möglich, dass die Einhaltung der PWM-Grundfrequenz der ganzen Sache zugute kommen würde.
