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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik µC mit schnellem AD-Wandler und 5 Kanal PWM


Autor: Andreas Wiese (Gast)
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Hallo zusammen,

ich bin im Moment für meine Diplomarbeit, ein Umrichter für einen
5-phasigen Linearmotor, auf der Suche nach einem passenden
Mikrocontroller.
Die wichtigsten Forderungen sind ein schneller AD-Wandler (möglichst
unter 2, besser 1µsec Wandelzeit mit mind. 10 bit) und eine Hardware
PWM mit 5 absolut unabhängigen Kanälen.
Weiterhin sollte es einen günstigen C-Compiler geben, bzw. das
Gesamtpaket von Controller, Programmieradapter und benötigter
Entwicklungssoftware fürs Programmieren in C, und eventuell ein
Entwicklungsboard (so über 100 SMD-Pins sind für mich doch irgendwie
unhandlich) sollte möglichst günstig sein, da es sich erstmal um ein
Einzelstück handelt.
Ich will nicht, dass ihr alle für mich Datenblätter durchstöbert, aber
vielleicht hat jemand schon mit einem Controller gearbeitet, der
zufällig diese Anforderungen erfüllt.
An einem der Kriterien ist bisher jeder Verdächtige durchgefallen.
Für Tipps bin ich sehr dankbar!

Gruß
Andreas

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Das Hauptproblem dürfte eher die Verarbeitung der Daten sein.

Bei 1µs sind das z.B. für einen LPC21xx nur 60 Zyklen bei 60MHz und das
ist für einen RISC verdammt wenig.

Ich habs mal ausprobiert, da kann man gerade mal einen Interrupt
aufrufen, Register retten, eine Variable hochzählen und wieder zurück.

Und der LPC21xx ist schon ein richtiges Schlachtschiff unter den
Mikrokontrollern.


Ich glaube also, Du mußt da zuerst mal etwas realistischere Zahlen
ermitteln.

Ansonsten bleibt nur, sich mal bei DSPs umzusehen.


Peter

Autor: Peter Mahler (Gast)
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Hallo Andreas,

Philips LPC2194/LPC2119/LPC2129 ARM7TDMI 60MHz

4 analog-Kanäle  Wandlerzeit ca. 2,44 uS (10 Bit)
8 PWM
div. Peripherie (2-4CAN/2UART/SPI/I2C..)

verfügbar als Module von
www.olimex.com
www.mct.de
www.elektronikladen.de
www.phytec.de

Kosten zw. 80 und 400 Euro

Entwicklungsumgebung gcc(gnuarm)
OS (falls gewünscht ) freeRtos

Der AD-Wandler trifft nicht ganz deine Anforderungen,
eventuell kannst du ja einen HighSpeed-Wandler von z.B. ADS dranhängen
Farnell hat da mehrere im Programm die bis zu 100MSamples/s machen.

Von der LPC_Familie habe ich selbst einen im Einsatz, und kann
eigenlich nur positives berichten.

Gruss,

Peter

Autor: Andreas Wiese (Gast)
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@ Peter Dannegger
Mit dem Timing verhält es sich etwas anders: Ich möchte eine PWM im
nichthörbaren Bereich (mind. 18kHz) erzeugen habe also zur Not 55 µsec,
besser 27 µsec wegen kleinerer Totzeit um den Strom in meinen 5 Phasen
zu regeln. Dafür muss ich jedoch zuerst die 5 Istwerte vom Wandler
haben. Daher muss der Wandler so schnell wie möglich sein, damit ich es
überhaupt schaffe, in der verbleibenden Zeit die Regelung
voraussichtlich mit einem PI-Regler zu schaffen.
Insgesamt hast du sicher Recht, das ganze wird eine knappe Geschichte,
und eventuell muss ich wirklich auf einen DSP ausweichen. Ich habe auch
schon mit einem TMS320F2812 gearbeitet, aber da es sich um ein
Partnerprojekt mit einer polnischen Universität handelt, sind die
Finanzmittel etwas knapper und dazu keine Entwicklungstools vorhanden,
und die weitere Entwicklung sollte schon in Polen stattfinden.

@ all
Zu einem ARM-Typ hatte ich auch schonmal tendiert, vielleicht komme ich
mit der Wandelzeit irgendwie klar, von den LPCs gabs glaub ich auch
einen Typ mit acht Kanälen.
Gibt es hierbei, oder bei anderen ARM-Typen die Möglichkeit die Kanäle
gleichzeitig zu samplen und nacheinander zu wandeln, ich meine der
dspic könnte sowas, aber den müsste ich mir schon genauer angucken, und
bei den pics gibt es wieder das Problem mit dem günstigen C-Compiler.

Danke für eure Hilfe

Gruß
Andreas

Autor: Martin Götzenberger (Gast)
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Hallo!

Warum machst du die Stromregelung nicht analog (natürlich mit Modulator
und nicht linear)? Das würde 'ne Menge Arbeit vom µC fernhalten. Der
müßte dann nur noh die Sollwerte per DA ausgeben. Oder widerspricht das
der Ausfabenstellung?

Welche Bandbreite soll denn dein Stromregelkreis haben? Die
Strommessung hängt davon, und nicht zwingend von der PWM-Frequenz ab.

servus,
Martin

Autor: Andreas Wiese (Gast)
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Was verstehst du unter Bandbreite? Also digitale Stromregelung sollte es
schon sein, das ist gefordert.
Das Problem bei der Geschichte ist, dass mir noch wichtige Angaben zu
dem Motor fehlen, weil der auch bisher nur in der Theorie existiert und
erst gerade als Prototyp gebaut wird. Daher kann ich zu
Stromanstiegszeiten und dynamischen Forderungen noch gar nichts
konkretes sagen.
Vielleicht war dieser Thread ein bischen früh, aber das Problem ist,
dass ich bei dem Rest der Hardware ohne die besagten Angaben auch nicht
so recht weiterkomme.

Gruß
Andreas

Autor: Martin Götzenberger (Gast)
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Hallo!

Je nach Bandbreite des Reglers wird ein angeforderter Strom mehr oder
weniger schnell an/ausgeregelt. Das kann bei einem sehr schnell
eingestellten Regler schon nach 3..5 Takten der PWM der Fall sein, oder
auch erst nach 30..50. Bei 30..50 reicht dann natürlich evtl. eine
Strommessung je 10 Takte.

Der Zahlenwert der 'Bandbreite', der 0dB-Punkt der Verstärkung der
offene Regelschleife und der 3dB-Punkt der geschlossenen Regelschleife
hängen eng zusammen, wie genau müßte ich jetzt auch erst wieder
nachsehen...

Wenn die digitale Regelung gefordert ist, ist die Wahl natürlich klar.
Bei so schnellen µC kann ich leider nicht weiterhelfen.

servus,
Martin

Autor: Andreas Wiese (Gast)
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Danke für die Erklärung!

Tendiere jetzt dazu, es vielleicht mit der Philips LPC Serie zu
versuchen, die scheinen mir ja recht verbreitet zu sein und mit dem GCC
habe ich beim AVR schon erfolgreich gearbeitet, dann werde ich das dabei
wohl auch hinkriegen. Ich müsste dann jedoch einen LPC 22xx nehmen, weil
ich 5 AD-Kanäle brauche, was ich oben nicht erwähnt hatte.
Kennt vielleicht jemand ein kleines Board für wenig Geld mit einem 22xx
Controller, das von Phytech scheint mir ein wenig teuer und bei Olimex
gibt es das wohl erst demnächst.
Wichtig wäre mir nur, dass ich in meiner Probierphase nicht mit
SMD-Beinchen hantieren muss, da es sicherlich nicht bei einem
Platinenentwurf bleibt.

Gruß
Andreas

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