Fahrtregler für Beetle-weight V1

  • Servus Reiner,

    Habe mir den Beetleweight-ESC heute mal angeschaut. Versuchsaufbau:
    1 x Beetleweight-ESC
    2 x DC-Getriebemotoren vom Chinesen
    1 x Spektrum AR610 Empfänger
    1 x Spektrum DX6i Funkfernsteuerung

    Versorgung über Netzteil mit 12,8 V.

    Strombedarf im Leerlauf: ~ 50 mA (mit angeschlossenem Empfänger)
    Strombedarf bei Vollgas beider Motoren: ~ 180 mA (Nichts wird warm)
    Strombedarf bei abrupten Drehrichtungswechseln: ~240 mA (Keine Probleme)

    Habe nichts bzgl. Konfiguration via Software testen können, da sich die Update-Hardware in NÖ befindet.

    • Official Post

    Danke Alex für den ersten Check.
    Du darfst den Fahrtregler ruhig etwas mehr abverlangen. ;)

    Die 240mA würden auch meine Ant-Fahrtregler schaffen. Versuch ruhig, Deine Motoren mal zum Blockieren zu bringen. Das Entwicklungsziel war, dass ein kontinuierlicher Strom pro Kanal von 2A möglich ist, im Blockadebetrieb dann jeweils 5A, ohne dass der Fahrtregler das übel nimmt.

    Bei meinem Motoren-Prüfstand, den mir Flatliner-Dirk gebaut hat, sind ziemlich fette Motoren drauf. Im Blockadebetrieb fließen dann > 40A pro Kanal. Der Beetle-Fahrtregler hat hier eine kurzzeitige Belastung von 10 - 15A überstanden. (Allerdings nur kurzzeitig. Ich hatte damals nur ein einziges Entwiclungsmuster der Hardware und wollte das nicht schon gleich beim ersten Smoke-Test schrotten.)

    • Official Post

    Kleiner Update, beschrieben in Textform:

    Der Fahrtregler hat zwei 5V-Spannungskonstanter . Einer für die Elektronik und der Versorgung des Empfängers, Der zweite ist autark und nur für die Versorgung des Servos zuständig. Beide Spannungskonstanter können einen Dauerstrom von 0.5A, einen kurzzeitigen Spitzenstrom von 0.7A

    Wie ich mitbekommen habe, sollten auch Servos mit höherer Kraft eingesetzt werden können. 2 Ampere "wären schön".
    Habe jetzt gesucht und tatsächlich einen Spannungskonstanter gefunden, der das gleiche Gehäuse (DPAK) und strommäßig "etwas mehr" kann.
    1.0A Dauerstrom und kurzzeitig 2.2A . Laut meinen Tests ist das ausreichend, wenn man am Kreuzknüppel "irrer Iwan" spielt und der fette Servo im Dauerbetrieb ist. (Servo allerdings ohne mechanische Last)

    Nachteil: Dieser Spannungskonstanter möchte am Ausgang bei seinen 5V einige µF eines Elkos sehen, sonst fängt er an zu schwingen. Den zusätzlichen Elko habe ich im neuen Layout gerade noch untergebracht.

    @Alex/BB-Dirk: Ihr habt noch das "alte" Layout mit der 0.5A-Servoversorgung. Sollte Bedarf an der 1.0A-Variante bestehen, dann bitte melden. Ich kann den Fahrtregler modifizieren.

    *Hüstel*... Gibt's schon neue Erkenntnisse von der Testfront? :D

  • *Hüstel*... Gibt's schon neue Erkenntnisse von der Testfront?


    Hab' die aktuellen Infos/Fotos von der Regler-Hauptbaugruppe auf meiner Homepage zusammengefasst:
    http://www.robots.ib-fink.de/fahrtregler_be…ler_beetle1.htm

    Hier wäre dann auch der Plan für die aktuelle Belegung der Empfängereingänge etc.

  • Hallo Reiner,

    Im Moment sehe ich für mich keinen Bedarf für den größeren 5V Regler - das kann sich natürlich noch ändern. Im Moment jongliere ich mit verschiedenen Beetleweight-Design-Ideen in meinem Kopf herum, wenn dann das Design feststeht weiß ich mehr ;) Ansonsten kann ich von der Testfront nicht viel neues berichten, außer dass ich mir das Teil behalten werden ;) Kannst du mir bitte via PM mitteilen, was du dafür haben möchtest?

    • Official Post

    Hi Reiner,

    ich habe blob ausgeweidet und deinen Regler eingebaut. Ich bin heute über default gefahren über parametrisiert muss ich noch testen. Blob war voll beladen 6kg. Normalerfahrbetrieb kein Problem. Die 10 Ampere Sicherung ist allerdings geflogen, als ich Blob vor die Wand gesetzt habe und Vollgas. Kurz angeruckt und dann Sille. Mit der 15 Ampere Sicherung im Keller geheizt kein Problem. Selbst unter Last bei Vollgas gegen die Wand war das kein Problem, allerdings wohl nur, weil die Räder durchgedreht haben. Bei Blockadestrom wäre wohl die Sicherung durchgegangen. Die Motoren sind mit 8 oder 9 Ampere angegeben, muss ich aber nochmal nachschauen. Die Fets und die Klemmen waren nach dem Test etwas mehr als Handwarm. Konnte man also noch gut anfassen. Möglicherweise für einen echten Raptorkampf durch die 15 Ampere Sicherung nicht sicher zu gebrauchen, aber mal sehen, ob ich nicht eine 20 Ampere Sicherung finde :)

    • Official Post

    Hallo Reiner,

    Im Moment sehe ich für mich keinen Bedarf für den größeren 5V Regler - das kann sich natürlich noch ändern. Im Moment jongliere ich mit verschiedenen Beetleweight-Design-Ideen in meinem Kopf herum, wenn dann das Design feststeht weiß ich mehr ;) Ansonsten kann ich von der Testfront nicht viel neues berichten, außer dass ich mir das Teil behalten werden ;) Kannst du mir bitte via PM mitteilen, was du dafür haben möchtest?

    Danke für die Rückmeldung. Nun,... ich bin ja (vorläufig) noch nicht aus der Welt. Wenn sich was am Gebrauch des Servo-Ausgangs ändern sollte, dann gib' bescheid. Nachdem Du auch SMD löten kannst, würde der Austausch des Spannungskonstanters und ein zusätzlicher Elko wohl kein handwerkliches Problem darstellen.

    Freut mich, wenn der Regler soweit taugt, dass Du ihn behalten willst. ^^ PN folgt gleich. (Hoffentlich willst Du ihn dann immer noch behalten. :D;) )


    Quote from Bat_Boy

    ich habe blob ausgeweidet und deinen Regler eingebaut. Ich bin heute über default gefahren über parametrisiert muss ich noch testen. Blob war voll beladen 6kg. Normalerfahrbetrieb kein Problem. Die 10 Ampere Sicherung ist allerdings geflogen, als ich Blob vor die Wand gesetzt habe und Vollgas. Kurz angeruckt und dann Sille. Mit der 15 Ampere Sicherung im Keller geheizt kein Problem. Selbst unter Last bei Vollgas gegen die Wand war das kein Problem, allerdings wohl nur, weil die Räder durchgedreht haben. Bei Blockadestrom wäre wohl die Sicherung durchgegangen. Die Motoren sind mit 8 oder 9 Ampere angegeben, muss ich aber nochmal nachschauen. Die Fets und die Klemmen waren nach dem Test etwas mehr als Handwarm. Konnte man also noch gut anfassen. Möglicherweise für einen echten Raptorkampf durch die 15 Ampere Sicherung nicht sicher zu gebrauchen, aber mal sehen, ob ich nicht eine 20 Ampere Sicherung finde


    Vielen Dank für diesen "Brachialtest". Bei dem Lesen von "voll beladen 6kg" bin ich etwas zusammengezuckt. ;( Eigentlich war der Regler für Beetles mit 1.5kg gedacht. :D:saint: . Aber ok, wenn er mit einem Raptor zurechtkommt, dann dürfte ein Beetle erst recht keine Probleme bereiten. *uff* (Die beste Werbung für Standard-Strassen-Autos sind immer Wüstenrallys oder 24h von Le Man ... :D;) )

    Eine 20A Sicherung(en) schicke ich Dir zu. Aber die Leiterbahnen am Regler sind dann wohl doch am Limit. Ich habe sie nur verzinnt, aber keine Silberdraht-Streifen mit aufgelötet, um den Spannungsabfall bzw. die Verlustleistung zu reduzieren. Wenn's mit der 20A-Sicherung rauchen sollte, dann würde mich interessieren, "wie lange" der Bot herumgescheucht wurde, bevor der MOSFET , die Leiterbahn oder die Sicherung die weiße Fahne hisste.

    Nochmals vielen Dank an meine beiden Beta-Tester. :thumbup:

    • Official Post

    Hi Reiner,

    bitte schicke mir keine Sicherung zu. Ich müsste eigentlich noch welche haben (ist eher eine Sache des findens). Ich melde mich, wenn der Maximaltest gelaufen ist.

    Ok, hatte heute morgen keine Zeit für den Postgang. Dann behalte ich die Sicherungen vorläufig. (Diese FKS-Sicherungen sind genormte KFZ-Sicherungen, gibt es zur Not also auch an einer Tankstelle => Die allgemeine "Erhältlichkeit" von Ersatzteilen ist für mich immer ein ausschlaggebender Punkt, wenn man kurzfristig bei einem Turnier mal Ersatzteile braucht. :D )

    Viel Erfolg beim 20A-Smoke-Test.

  • .... und 30 Ampere Sicherungen. .....

    *aufjaul*
    Ich denke, das ist dann doch zuviel. Die MOSFETs sind laut Datenblatt für maximal 20A ausgelegt. Und man weis ja, dass in Datenblättern immer alles um mindestens den Faktor 2 übertrieben wird. (Vergleich: Ein Leichtathlet kann die 100m in 10 Sekunden laufen. Somit schafft er die 400m auch in 40 Sekunden zu laufen...) . Bei aktiver Kühlung der MOSFETs und dass jeder Fahrkanal dann nur 15A abkriegt, könnte man noch eine gewisse Standfestigkeit erwarten. Aber wenn ein Kanal mit 30A belastet wird und der zweite Kanal nur lächelnd zuschaut, dann sehe ich da gewisse elektrische Komplikationen..... :D
    Und, wie bereits darauf hingewiesen, die Leiterbahnen sind nicht verstärkt. Nicht dass, so wie beim damaligen Blockbetrieb des Waffenarms eines Müncher-Kammerspiel-Bots, das Lötzinn auf der Baugruppe zum Schmelzen anfängt. => Wenn's also zischt, dann aufhören, weil das Lötzinn auf das PE herabtropft. ;)

  • Eine schicke Konstruktion, aber IBF ich hätte da eine Anmerkung:

    Du hast hier noch weniger Platz als bei deinen großen Reglern Fahrtregler V4.x, baust aber diskret mit mehr Bauteilen. Warum bist du also von dem sehr erfolgreichen Konzept der Smart Half Bridge Familie (BTS7960) abgewichen? Gibts die nicht für kleinere Ströme im D2PACK?

  • Eine schicke Konstruktion, aber IBF ich hätte da eine Anmerkung:

    Du hast hier noch weniger Platz als bei deinen großen Reglern Fahrtregler V4.x, baust aber diskret mit mehr Bauteilen. Warum bist du also von dem sehr erfolgreichen Konzept der Smart Half Bridge Familie (BTS7960) abgewichen?

    Das ist im Konzept begründet.

    Hauptargument war : Meine Fahrtregler sind zu teuer.
    Im Vergleich zu dem Chinesenschrott kann ich vom Materialpreis einfach nicht mithalten. Die verwendeten Infineon-Halbbrücken sind saugut, kosten aber jeweils einen ziemlichen Batzen Geld.
    Leider zählt (dank Geiz-ist-geil-Mentalität) nicht mehr die Qualität und diverse Sicherheitsreserven, sondern ausschließlich der Verkaufspreis.

    Darum habe ich versucht, mit einer Neukonstruktion etwas an Materialpreisen einzusparen. Also die betriebssicheren Infineon-Halbbrücken durch Standard-MOSFET ersetzt.

    Zweitens, warum das Beetle-Fahrtregler-Design fast so groß ist wie das von den bewährten Raptor-/Feather-Fahrtreglern: Ich habe viele neue Features eingebaut bzw. vorgesehen.


    Neben den erwarteten beiden Endstufen für die Fahrmotoren ist auch noch ein separater Spannungskonstanter für den Servo mit dabei. Also unabhängig von der 5V-Versorgung für die Elektronik bzw. dem Empfänger. Damit soll ein separater Servo angesteuert werden, der als Waffe (z.B. Lifter) eingesetzt wird. Auch wenn sich der Lifter während des Kampfes mal hart tut und die 5V-Versorgungsspannung zusammenbrechen sollte, der Rest (Fahrtregler, Empfänger,...) funktioniert immer noch.

    Weiterhin werden alle 8 Kanäle des Empfängers abgefragt. Und können zu einer separaten Zusatzplatine (wird huckepack auf die Fahrtregler-Platine geschraubt) ausgewertet werden. Derzeit sind damit drei "Schalter" möglich. Per Softwarekonfiguration lässt sich damit aber eine H-Brücke mit separatem Schalter konfigurieren . (Ist in der Software noch nicht fertig). Oder später soll mit den drei Endstufen dann auch ein Brushless-Motor befeuert werden. Also immer die gleiche Hardware, nur einfach per PC-Programm umkonfiguriert.

    Im Prinzip habe ich eigentlich damit den Weg ebnen wollen, dass ein Stückchen Elektronik zur Verfügung steht, mit dem jeder einen Beetle befeuern kann und schon diverse technische Probleme umgangen sind.
    Mein Konzept ist einfach immer: Möglichst wenig Drahtverhau und zusätzliche Steckverbinder im Bot haben. Lieber zentral alles auf einer Baugruppe zusammengeführt und "verwaltet". ;)

    Wenn die 3K-Slave-Baugruppe abgeschlossen ist, gibt es eine kompatible 8-Kanal-Baugruppe. Ist aber nicht für Roboter vorbereitet, sondern für Standard-Modellbauer. (Hab' einem LKW-Modellbauer versprochen, dass er eine Baugruppe kriegt, wo er dann seine Beleuchtung, Blinker, Lichthupe, Rückfahrscheinwerfer, Drehlicht, usw... ansteuern kann. Ebenso dann im Zeitmultiplex mit nur einer Fernsteuerung zwei von diesen Fahrtreglern mit zusätzlichen 2 Zusatzbaugruppen, um dann einen Bagger auf der LKW-Pritsche anzusteuern. Wohlgemerkt: alles nur mit einer einzigen 8-Kanal-Funke. :saint: => Wird aber noch dauern, zunächst mal die 3K zum Abschluss kriegen.)


    Quote from Gizmo

    Gibts die nicht für kleinere Ströme im D2PACK?

    Nein, leider nichts bei Infineon bzw. Novalic verfügbar. Immer nur die TO263-Gehäuse.

    Ehrlich gesagt, hatte ich mir schon überlegt, einen Beetle-Regler V2 zu designen, der dann die "großen" MOSFET-Halbbrücken beinhaltet. Aber ich würde die Platine wieder größer machen müssen, auch wenn der Kühlkörper wegfällt. Und preislich bin ich dann wieder in der Region, wo auch die Raptor-/Feather-Regler hineinfallen. Also nichts gewonnen, um die Interessenten auf "Made-In-Germany" zu missionieren.

  • Ok, jetzt verstehe ich. Gut finde ich mehr Funktionen zentralisiert und der modulare Ansatz. Selbiger wäre mir aber noch zu wenig ausgeprägt und das hätte ich anders gemacht. Bei meinen letzten Designs (ganze anderes Hobby/Thema als RW) war meine Idee mit der ich gut und günstiger gefahren bin: Das Arduino Konzept kopieren. Dinge die man immer benötigt kommen zusammen auf eine Platine, bei mir wäre das das CPU Modul. Dinge für die Anwendungsfälle sind entweder ein Aufsteckmodul für das CPU Modul ODER das CPU Modul zum aufstecken auf das Baseboard.

    Jetzt die üblichen Kernfragen die kommen müssen wenn man sowas diskret baut... :)

    • Das Design ist diskret. Wie ist die Brücke aufgebaut? 2x P und 2x N oder 4x N?
    • Wenn 4x N wie werden die Gates befeuert? Das wäre dann ja wieder die Ladungspumpe für die 15V Überhöhung auf Vcc um die oberen N Fets zu steuern. Da war doch das Problem mit der einbrechenden Versorgungsspannung.
    • Wie hast du die Strombegrenzung gemacht?
  • Im Vergleich zu dem Chinesenschrott kann ich vom Materialpreis einfach nicht mithalten. Die verwendeten Infineon-Halbbrücken sind saugut, kosten aber jeweils einen ziemlichen Batzen Geld.
    Leider zählt (dank Geiz-ist-geil-Mentalität) nicht mehr die Qualität und diverse Sicherheitsreserven, sondern ausschließlich der Verkaufspreis.

    Leider wahr ... Was in Fernost ohne Rücksicht auf Umwelt, Menschen, Qualität, EMV-Normen, etc. produziert wird findet in einer Welt des globalisierten Handels den Weg ohne Einschränkungen (und vor allem Konsequenzen für die Hersteller) nach Europa - gleichzeitig erstickt der europäische Unternehmergeist im Gesetzesdschungel [/rant] ;)

  • Das Arduino Konzept kopieren. Dinge die man immer benötigt kommen zusammen auf eine Platine, bei mir wäre das das CPU Modul. Dinge für die Anwendungsfälle sind entweder ein Aufsteckmodul für das CPU Modul ODER das CPU Modul zum aufstecken auf das Baseboard.

    Jetzt die üblichen Kernfragen die kommen müssen wenn man sowas diskret baut... :)

    • Das Design ist diskret. Wie ist die Brücke aufgebaut? 2x P und 2x N oder 4x N?
    • Wenn 4x N wie werden die Gates befeuert? Das wäre dann ja wieder die Ladungspumpe für die 15V Überhöhung auf Vcc um die oberen N Fets zu steuern. Da war doch das Problem mit der einbrechenden Versorgungsspannung.
    • Wie hast du die Strombegrenzung gemacht?

    So sollte das Konzept auch diesmal sein. Mir ist aufgefallen, dass für den Waffenkanal immer ein paar Spezialitäten benötigt werden. Aber die Grundfunktion (=Fahrantrieb) bleibt. Darum auf der Fahrtregler-Baugruppe die Endstufen für die Motoren belassen und einen Servoausgang als Anreiz für eine einfache Waffe dazugelegt. Der Rest und die zukünftigen Bedürfnisse werden dann über die Aufsteck-Baugruppe realisiert.

    Zu den Fragen:
    1. Nachdem für die High-Side von N-MOSFETs eine Ladepumpe benötigt wird, aber diese ICs auch wieder zusätzliches Geld kosten, habe ich mich schweren Herzens für die P-FETs auf der High-Side entschieden. Sind zwar minimal höhere RDS, aber verschmerzbar. Nachdem die PWM aber niemals auf die P-FETs, sondern grundsätzlich immer auf die N-FETs wirkt, brauche ich keinen separaten Treiber für die Anschaltung der P-FETs. Einfach aktivieren und ein paar Mikrosekunden länger warten, bis die Gate-Kapazität geladen ist.

    2. Ladepumpe gibt es nicht. Um das zu vermeiden, wurden P-FETs verbaut.

    3. Bei diesem Fahrtregler gibt es keine Strombegrenzung. Bei den früheren Fahrtreglern (Fahrtregler2_x und Fahrtregler3_1) hatte ich viel Aufwand betrieben, um über Shunts, Operationsverstärkern und SMD-Trimmpotis eine einstellbare Strombegrenzung zu realisieren. Die hat nie jemand verwendet! Wenn es tatsächlich mal so war, dass die Strombegrenzung angeschlagen hat, dann wurde sich bei mir beschwert und der Rat für Abhilfe eingeholt. Im Endeffekt wurde dann der Trimmer hochgedreht, so dass die Strombegrenzung nicht mehr wirkte. Darum habe ich mir die Strombegrenzung im Beetle-Regler gespart. Die Schaltung ist ausgelegt für 5Ampere pro Motor, die MOSFETs können laut Datenblatt 20Ampere. Abgesichert mit einer KFZ-Sicherung von 10A für beide Motoren. Das dürfte betriebssicher sein. Hab' das natürlich mit großen Motoren usw. alles ausprobiert, damit ja nichts abraucht. Hat funktioniert und gehalten. (BB-Dirk benutzt den Fahrtregler in einem Raptor mit 20A-Absicherung. Ist zwar ausserhalb der Spec., funktioniert aber laut seinen Erfahrungen. 8o )

    Wo ich großen Wert darauf lege, aber das irgendwie nicht so richtig rüberkommt: Ich habe Schraubklemmen am Fahrtregler dran. Und nicht einfach Drähte auf die Baugruppe gelötet. Diese müssten sonst im Bot über Zwischenstecker oder fummelige Lötverbindungen weiterverteilt werden. Das kostet Platz im Bot. Mit Schraubklemmen kann man direkt alles verdrahten und spart sich den "Drahtknödel" im Bot.