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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Microcontroller


Autor: Jimmy (Gast)
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Hi leute...ich hab folgendes problem und hoffe, dass ihr mir bissel 
helfen könnt.

Ich soll eine ansteuerung für 2 nabenmotoren realisieren. aus 
platzmangel würde ich gerne einen microcontroller verwenden. Dieser soll 
auch nach dem einlöten noch programmierbar sein. Ich habe noch nie so 
etwas gemacht, deshalb frage ich euch um rat.

Folgende Bauteile habe ich schon recherschiert:

microcontroller:       atmega8
Spannungsversorgung:   LM2576HV-5.0
Leistungstreib.-baustein für Programmierschnittstelle (RS232 25-pol.): 
74HCT244
"Anschluss"-Schnittstelle (RS232 9-polig) über MAX232

Würde das funktionieren? Ich würde aber gerne USB2.0-Schnittstellen 
verwenden. Ist dies auch möglich? Was meint ihr?

Wenn ihr bessere vorschläge habt, dann würde ich die gerne lesen...

mfg jimmy

Autor: ich (Gast)
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>Leistungstreib.-baustein für Programmierschnittstelle (RS232 25-pol.):
>74HCT244

Erstens ist der HCT244 kein Leistungstreiber, zweitens auch kein RS232 
Treiber.
Und warum 25-poig?
und der  LM2576HVx-5.0, ist der zur Versorgung der Motoren oder des 
Mikrocontrollers gedacht?
Welche Daten haben deine Motoren? Welche Versorgung hast du?

USB2.0: für was? zum programmieren oder zur Kommunikation? Im Prinzip 
möglich, aber dann brauchst du einen USB2.0 fähigen Controller, oder 
z.B. einen FT2232H sammt Bootloader für den mega8.

Soll das ein el. Fahrrad werden?

Autor: Jimmy (Gast)
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Der LM2576VH-5.0 ist als Versorgung für den Microcontroller gedacht.

Ich habe eine Brennstoffzelle...die bringt 48V und 50A, bricht aber bei 
belastung auf 33V zusammen. Der Microcontroller soll die Ansteuerung der 
Motoren übernehmen, gleichzeitig aber auch das 
energierückspeisemanagement.
Ich verwende einen Akku und Kondensator als speicherelemente.

Ich habe halt das problem, dass ich den Strom von 50A in den Griff 
kriegen muss. Bei Berganfahrten steigt der Strom teilsweise kurzzeitig 
auf 120A an, da ich dann zusätzlich energie aus dem akku oder kondi 
nutzte.Diese Daten habe ich mit einer probefahrt rausbekommen in der ich 
die Brennstoffzelle noch nicht benutzt habe, sondern paar akkus...

Jetzt habe ich halt die Zelle und brauche elektronik für die ansteuerung 
der motoren. Einer hat um die 40A...Durch PWM wollte ich die beiden 
Motoren auf ca. halber leistung fahren, damit der strom nicht zu groß 
wird. Die PWM ist doch programmierbar oder?
Die USB würde ich nehmen wollen, da es ja eigentlich nur noch diese 
schnittstellen gibt. Bin für Vorschläge sehr offen. Bin aber am 
mikrocontroller hängen geblieben...

Also der Microcontroller muss die ansteuerung der motoren und das 
energierückspeisemanagement steuern. Dazu ist noch die 
Leistungselektronik notwendig aber soweit war ich noch nicht.

Also könnte ich das mit den o.g. bausteinen realisieren?

mfg jimmy

Autor: ich (Gast)
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Bis auf das mit dem USB2.0 (wofür denn jetzt eingentlich) kannst du das 
mit dem mega8 machen (theoretisch).

Aber wenn ich so lese was du da baust, ist der Mikrocontroller wohl das 
kleinst Problem.
Mach dir Gedanken wie deine Leistungselektronik aussieht, und vorallem, 
was du dort alles messen willst. Danach, wenn du weist was du steuern 
und was du messen willst, dann würde ich einen Controller aussuchen.

Und dein Schaltregler ist mit 3A doch etwas überdimensioniert wenn er 
nur den Controller versorgen soll (meine Meinung).

>Die PWM ist doch programmierbar oder?
Ja

>Die USB würde ich nehmen wollen, da es ja eigentlich nur noch diese
>schnittstellen gibt.
Nur ein Argument wenn du dir ein Netbook auf den Gepäckträger schnallen 
möchtest.

Autor: ich (Gast)
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Was hattest du nochmal mit den HCT244 vor?

Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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Jimmy schrieb:
> Hi leute...ich hab folgendes problem und hoffe,
Und offensichtlich das Problem eine sinnvollen Betreff zu wählen!

Bitte in Zukunft beachten:
Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!
•Aussagekräftigen Betreff wählen
•Im Betreff angeben um welchen Controllertyp es geht (AVR, PIC, ...)
•Groß- und Kleinschreibung verwenden (die nutzt man nicht nur am 
Satzanfang...)

Autor: Jimmy (Gast)
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hihi, sagt nicht der erste...

>Und dein Schaltregler ist mit 3A doch etwas überdimensioniert wenn er
>nur den Controller versorgen soll (meine Meinung).

den habe ich ausgewählt, weil ich die Zelle 48V liefert...hast einen 
anderen Vorschlag?

>Mach dir Gedanken wie deine Leistungselektronik aussieht, und vorallem,
>was du dort alles messen willst. Danach, wenn du weist was du steuern
>und was du messen willst, dann würde ich einen Controller aussuchen.

naja, die Zelle ist vollautomatisch...regelt alles selber. Messen würde 
ich den strom. Vorallem ist mir aber auch wichtig den akku und den Kondi 
im ladevorgang zu überwachen. Wenn da der strom zu hoch wird, dann kann 
es durchaus passieren, dass was kaputt geht.

Hast du vielleicht jemand eine Idee zur Leistungselektronik?

Autor: Jimmy (Gast)
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Alles klar laeubi...ich merk es mir

ich schrieb:

>Was hattest du nochmal mit den HCT244 vor?

Der sollte die RS232 sein.

MfG jimmy

Autor: Phil Hartung (hartung_p)
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Hi,
du schreibst in deinem ersten Post, dass du Platzmangel hast.
Demnach ist für dich evtl. eine OnChip Lösung interessant.
Bei Atmel Controllern bin ich mir nicht sicher, ich weiß allerdings dass 
die Fujitsu 16FX Familie auch Controller besitzt, die USB, CAN, LIN ... 
im Chip haben. Diese besitzen einen Vorinstallierten Bootloader und 
können direkt über einen UART programmiert werden.

Alternativ, falls du keine SMD Bauteile verwenden willst, kannst du dir 
die Atmegas anschauen, ich würde mir, falls du ein DIL Gehäuse wählst, 
aber gleich einen größeren Controller nehmen. Evtl ist der Atmega32 
interessant, den kannst du auch noch durch den Atmega644 aufstocken, da 
diese Pinkompatibel sind.

Mit dem SPI Bus kannst du einen USB Treiber steuern.
Ansteuerung eines MAX232 ist Standard und eigentlich überall zu finden.

Bei den Atmegas ist darauf zu achten, dass diese vorerst KEINEN 
Bootloader besitzen, und vorerst über den SPI Bus durch einen Programmer 
Programmiert werden müssen.
Über diesen Programmer kann man auch einen Bootloader laden, mit dem 
dann die SW über Uart geladen werden kann (Bei interesse, hier mal nach 
Bootloader suchen).

Es gibt auch andere Mikrocontroller, die auch ihre Existenzgründe haben, 
mit denen ich mich allerdings, im Moment, noch nicht auskenne.

Ich hoffe das hilft bei der Recherche weiter.

Eins noch, man lernt sich nicht innerhalb weniger Tage in die µC Technik 
ein, du solltest schon mit mind. einem Monat einarbeitung rechnen
(vorausgesetzt du hast bereits Erfahrung in C).

Gruß

Autor: ich (Gast)
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>>Was hattest du nochmal mit den HCT244 vor?

>Der sollte die RS232 sein.

Dir ist klar dass der 0-5V verträgt und RS232 normalerweise -12 bzw +12V 
führt? Mit einem MAX232 liegst du schon besser.

>Hast du vielleicht jemand eine Idee zur Leistungselektronik?

Sollen die Motoren beim bremsen Energie in die Kondensatoren rückführen?
Welche Spannungen können dort auftreten? Brauchst du noch ein 
Lastwiderstand um überschüssige Energie los zu werden?
Wie siehts aus mit Drehrichtungsumkehr (willst du rückwärts fahren 
können)?

Autor: Jimmy (Gast)
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Phil Hartung schrieb:

>Eins noch, man lernt sich nicht innerhalb weniger Tage in die µC Technik
>ein, du solltest schon mit mind. einem Monat einarbeitung rechnen
>(vorausgesetzt du hast bereits Erfahrung in C).

Erfahrungen in C und C++ habe ich, nur wollte ich hier eigentlich 
Programmierung und Entwurf trennen. Scheinbar ist das aber nicht 
möglich.

weiter schrieb Phil Hartung:

>Bei Atmel Controllern bin ich mir nicht sicher, ich weiß allerdings dass
>die Fujitsu 16FX Familie auch Controller besitzt, die USB, CAN, LIN ...
>im Chip haben. Diese besitzen einen Vorinstallierten Bootloader und
>können direkt über einen UART programmiert werden.

Ich würde auch auf USB verzichten und die RS232 nehmen.
Im Moment finde ich nur keine passende Leistungselektronik, da mir schon 
ans Herz gelegt wurde, erst diese zu finden und dann den Mikrocontroller 
zu wählen.

MfG jimmy

Autor: Jimmy (Gast)
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ich schrieb:

>Sollen die Motoren beim bremsen Energie in die Kondensatoren rückführen?
>Welche Spannungen können dort auftreten? Brauchst du noch ein
>Lastwiderstand um überschüssige Energie los zu werden?
>Wie siehts aus mit Drehrichtungsumkehr (willst du rückwärts fahren
>können)?

Ja, die Motoren sollen Energie zurückführen beim Bremsen sowie 
Berabfahrten. Der Kondi ist ein SuperCap mit 28V. Das mit dem 
Lastwiderstand ist so eine Sache...das müsste man sicher erst testen. 
Überlegungen habe ich schon getroffen. Dachte da an einen Brems-Chopper. 
Wegen der Drehrichtungumkehr dachte ich an einen 
4-Quadrantensteller.Keine Ahnung ob das kunktionieren kann. Wie gesagt, 
dies ist eigentlich nicht mein part...komme eher aus der 
Starkstromtechnik. Nun bin ich aber hier angekommen...

MfG jimmy

Autor: Daniel F. (danielosna)
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Hört sich ja interessant an...

Was mir auffällt:
  - SuperCap mit 28V bei Spannungen bis 48V
Ich würde die Motoren über eine H-Brücke ansteuern H-Brücke und 
Rekuperation sind da wohl passende Suchbegriffe.

Zur Strommessung - ich hab mal einen Regler für ein E-Bike gesehen da 
waren die MosFET's mit Pins für die Strommessung ausgestattet...

Allgemein zu den Strömen: Das ist ja doch schon ein recht großer Happen 
- aufs Leiterplattendesign achten, Treiber für die FET's nicht vergessen

Autor: Jimmy (Gast)
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Daniel F. schrieb:

>Was mir auffällt:
>  - SuperCap mit 28V bei Spannungen bis 48V

Deswegen die PWM...wollte die Motoren nur mit halber Spannung fahren. 
Ein Motor hat 48V aber da der SuperCap 28 hat, wollte ich die Motoren 
auf 24V fahren. Schrittmotoren wären sicher besser gewesen aber ich hab 
nun mal diese hier.

MfG jimmy

Autor: ich (Gast)
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Und was wenn du bergab schnell fährst? Da wird die Spannung über 24V 
steigen. Das bedeutet dass du auf jeden Fall ein Bremswiderstand 
benötigst der die Spannung am Motor zusammenbrechen lässt. Der benötigt 
wieder einen dicken FET.
Dann musst du darauf achten, dass der Kondensator dadurch nicht auch 
entladen wird (weiterer FET in Längsrichtung, der die Brennstoffzelle 
und die Kondensatoren abtrennt wenn die Spannung zu hoch wird. Dann würd 
ich auch die Temperatur deines Choppers überwachen und ggf. Die 
Rückspeisung abschalten. Du hast noch viel Arbeit vor dir!

Wegen dem Platz sparen: Geh mal davon aus dass der Controller nicht mehr 
als 5% deines Platzes benötigt... der Rest geht für deine Messelektronik 
und Ansteuerung drauf.

Autor: ich (Gast)
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Hast du ein Datenblatt von deinem Kondensator griffbereit?

Autor: Jimmy (Gast)
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also ist das mit dem Chopper möglich?

Autor: MWS (Gast)
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> Deswegen die PWM...wollte die Motoren nur mit halber Spannung fahren.
48V sind auch noch 48V nach der PWM, da werden ohne Weiteres keine 24V 
draus. Lediglich das Tastverhältnis ändert sich.
Das gleicht sich erst durch ein LC Glied an, das C ist ja schon da, aber 
auch an das L gedacht ?

Autor: ich (Gast)
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>also ist das mit dem Chopper möglich?

Dazu kann man schlecht eine Aussage treffen, weil einfach wichtige 
Details fehlen. Du benötigst auf jeden Fall irgendeine Einrichtung, die 
dir die hohe Spannung beim Bremsen von den Kondensatoren fernhällt.
Es wäre auch ein Step-Down Wandler denkbar der die Rückgespeiste 
Spannung auf die Spannung des Kondensators begrenzt, wobei man wissen 
müsste wie hopch der Strom hierbei werden kann, und was der Kondensator 
als Ladestrom aushällt. Nur weil SuperCaps eine riesige Kapazität haben, 
bedeutet dad nicht dass man sie mit hohem Strom laden darf.
Wenn du mehr Energie beim bremsen erzeugst wie du in den Kondensator 
schieben kannst, brauchst du einen Chopper. Den würde ich aber generell 
vorsehen, kann ja sein dass du eine Stunde lang Berg ab fährst....

Autor: Jimmy (Gast)
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hier das datenblatt...ist auf der 2. seite

Autor: ich (Gast)
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Was spricht dagegen zwei solcher Module in Reihe zu schalten? Die 
Symetrierung haben die ja intern. Das würde dir einiges an Wirkungsgrad 
bringen und Aufwand sparen. Den Ladestrom können die aber scheinbar.

Autor: Jimmy (Gast)
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ich schrieb:

>Was spricht dagegen zwei solcher Module in Reihe zu schalten?

Du meinst wegen der Sache mit der Spannung? Hm, hab nur begrenzten Platz 
zur Verfügung...sind doch schon ordentliche Apparate ;-)

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