ich möchte durch einen PWM-Ausgang eines µCs (ATtiny84) mit 5 V eine kleine Pumpe (DC30A-1230, mit bürstenlosem DC-Motor bei 12 V und 400 mA) mit 4-12 V betreiben und somit die Pumpleistung steuern (unter 4 V arbeitet die Pumpe nicht wirklich, daher 4-12 statt 0-12 V).
Hat jemand bereits praktische Erfahrungen damit gemacht? Passen die verwendeten Werte/Bauteile zu meiner Konfiguration? Gibt es etwas anzupassen oder zu verbessern? Vielleicht sogar zu vereinfachen?
Durch ein wenig Recherche kam ich auf diesen Schaltplan
In keinem der beiden Links ist dann aber ein DAC drin.
Vielleicht sogar zu vereinfachen?
Ich würde dem ersten Schaltplan auf im ersten Link eine Chance geben, einen einen Logic-Level-Mosfet nehmen und für den "Mosfet Treiber" einfach den µC-PWM-Ausgangspin verwenden. Sinnvoll wäre dann noch ein 10k-Pulldown zwischen G und S, damit der Mosfet im Reset definiert abgeschaltet ist. Das wars.
Bei einem BLDC wuerde ich nichts mit PWM direkt am Motor machen. Eher vorher die PWM auf Analogsignal wandeln (tiefpassfiltern) und dann entsprechend analog verstaerken (und die anfallende Verlustleistung im Verstaerker halt in Kauf nehmen).
Wer unbegründete Angst vor PWM an BLDC hat, der kann einfach ein fertiges Stepdown-Modul von der Stange nehmen und eine aus PWM erzeugte Spannung von 0..5V über einen Widerstand am Feedback-Eingang einspeisen. Vorteilhaft ist es, wenn man dann eines mit einem bekannten Reglerchip verwendet, für den es auch Doku gibt.
Dort im Beitrag "Re: MCP41100 soll ein Potentiometer ersetzen" ist eine Schaltung, die die Ausgangsspannung auf diese Art einstellt. Über den R26 wird dort eine "Fremdspannung" in den Feedbackpfad eingekoppelt und so die Ausgangsspannung des Schaltreglers verändert.
Meine "Angst" liegt begruendet in einer Suche vor ein paar Jahren nach 12V Lueftern fuer ein bestehendes Produkt, weil der alte Luefter abgekuendigt war und - oh Wunder - eben nicht jeder Luefter mit so einer PWM seiner Betriebsspannung zurechtgekommen ist.
Da durfte ich dann mal beim TME ein buntes Potpourri an Lueftern bestellen und gucken und testen und mit schlechtem Gefuehl im Bauch dann einen nehmen, bei dem das dann funktioniert hat. Wissend, dass diese Betriebsart wohl in keinem Datenblatt irgendwie spezifiziert ist...
Aber du kannst aus PWM den diese Schaltung liefert eine analoge Spannung
machen durch einen LC Filter
Wenn schon, dann würde ich da den klassischen Schaltregler aufbauen:
1
PWM--o--Spule-o---.
2
| | |
3
- +| |
4
^ === Pumpe
5
| | |
6
GND -o--------o---'
Aber das funktioniert mit diesen hier verlinkten Schaltungen sowieso nicht, denn die erzeugt nicht die nötige Highside-PWM, sondern schaltet zur Lowside hin. Dann also dann besser gleich diese Variante nehmen:
Norbert möchte also die Blackbox (Controller aus dem PDF) nachbauen?
Ja, danke für das verlinkte PDF, im Prinzip möchte ich diese Blackbox nachbauen (ohne zu wissen, was drin steckt).
Oder hat jemand so eine Blackbox offen herumliegen?
Dann also dann besser gleich diese Variante nehmen:
1
> 5mH
2
> 12V -------o---###---o---.
3
> | | |
4
> - +| |
5
> ^ === Pumpe
6
> | | |
7
> o---------o---'
8
> |
9
> |- N-Kanal, Logic-Level
10
> µC |<.
11
> PWM --o--|-|
12
> | |
13
> 10k |
14
> | |
15
> GND --o----'
16
>
Danke, beim MOSFET dachte ich an den BS170 (weil ich den bereits in Verwendung hatte).
Wie groß würdest Du den ElKo parallel zur Pumpe dimensionieren?
Und was für eine Diode zwischen 12V und Drain klemmen? Schottky statt Gleichrichter, vermutlich? Irgendwas spezielles?
Scheint mir bei 400mA Laststrom recht knapp an die Grenze designt. Und mit 1,8 Ohm Rdson ist das ein wirklich schlechter Vertreter seiner Zunft. Nimm besser einen IRLML irgendwas.
Und was für eine Diode zwischen 12V und Drain klemmen? Schottky statt
Gleichrichter, vermutlich?
Ja, du baust einen Schaltwandler.
Irgendwas spezielles?
Nimm eine mit mindestens 2A, dann beibt die Uf beim nötigen Strom schön niedrig.
wie groß würdest Du den ElKo parallel zur Pumpe dimensionieren?
Nimm 470µF. Zusammen mit der großen Spule sollte dann die Restwelligkeit überschaubar bleiben.
Wie bekomme ich das heraus?
Ich lasse einen ATtiny84 mit intern 1 MHz laufen. Hilft das schon weiter?
Da die Pumpe erst ab 3,8 V sauber läuft, gebe ich im Bereich 81/255 bis 255/255 PWM-Signale von 5 V aus.
Scheint mir bei 400mA Laststrom recht knapp an die Grenze designt. Und
mit 1,8 Ohm Rdson ist das ein wirklich schlechter Vertreter seiner
Zunft. Nimm besser einen IRLML irgendwas.
Was hältst Du von einem IRL 510 VIS?
Ich kann halt bisher nur THT, kein SMD...
Nimm eine mit mindestens 2A, dann beibt die Uf beim nötigen Strom schön
niedrig.
Ich habe mir die SR204 ausgesucht, spricht etwas dagegen?
Nimm 470µF. Zusammen mit der großen Spule sollte dann die Restwelligkeit
überschaubar bleiben.
Wenn du denn unbedingt so eine feine Leistungseinstellung mit 256 unterschiedlichen kleinen Stufen brauchst. Wenn dir 32 Leistungsstufen reichen (davon verbleiben dann zwischen 4 und 12V ca. 20 Stufen als Einstellbereich), dann lautet diese Rechnung 1 MHz / 32, was wieder zu den 32kHz führt.
Mit Gleichrichter hat die nichts zu tun. Die arbeitet als Freilaufdiode und übernimmt beim Abschalten den Motorstrom.
Nein, "irgendeine" Diode tut's da nicht. Strom und Sperrspannung müssen passen, warum es allerding eine Schottky-Diode sein sollte, ist unklar.
Das lag wohl eher an dort eingebauter Elektronik als am Lüftermotor.
"Luefter" ist ein weiter Begriff.
Ja, natuerlich. Aber genau diese Probleme wirds potentiell bei jedem BLDC geben. Weil bei der Entwicklung der Kommutierungselektronik nicht immer der Schwerpunkt drauf liegt: Muss auch funktionieren (und dann auch noch die Motordrehzahl entsprechend runtersetzen), wenn der User meint, das Dingens mit PWM bestromen zu muessen.
warum es allerding eine Schottky-Diode sein sollte, ist unklar.
Schottkydioden haben prinzipiell keine Sperrverzugszeit (die gibt es dort bestenfalls als parasitären Effekt). Wenn die Diode 32000 mal pro Sekunde sperren muss, dann ist das relevant.
Dass an dieser Schottky-Diode im Flussrichtung dann nur die halbe Spannung abfällt, ist nur noch das Sahnehäubchen.
Kann mir einer erklären nach welchem Prinzip dieser Controller funktioniert? Das ist jetzt schon das zweite Mal dass ich über spannungsgesteuerte BLDC "Motoren" lese. Ich hatte noch nicht viele BLDC Motoren in der Hand, aber beim eScooter sind das rotierende Magneten und der Stator muss mit einem Sinus o.ä. bestromt werden. Die Geschwindigkeit wird dabei einzig und allein über die Kommutierung vorgegeben, die Höhe der Spannung bleibt immer gleich. Ich denke nicht dass dieses Prinzip hier anders ist.
BLDC "Motor" in Anführungszeichen da es sich offensichtlich um eine Baueinheit aus BLDC Motor + ESC Controller handelt. Wie wird nun diese BLDC Einheit mit einem weiteren externen Controller gesteuert (PDF)?
Ich hatte noch nicht viele BLDC Motoren in der Hand, aber beim eScooter
sind das rotierende Magneten und der Stator muss mit einem Sinus o.ä.
bestromt werden. Die Geschwindigkeit wird dabei einzig und allein über
die Kommutierung vorgegeben, die Höhe der Spannung bleibt immer gleich.
Ich denke nicht dass dieses Prinzip hier anders ist.
Du hast einen BLDC offenbar überhaupt nicht verstanden.
Nein, es ist kein Schrittmotor.
Die Kommutierung gibt gar nichts vor, sondern folgt. Und die Drehzahl hängt primär von der mittleren Spannung an den Spulen ab, sie ist nicht konstant wie bei einfachen Schrittmotoren oder stromgeregelt wie bei Mikroschritt.
Ob allerdings der Drehzahlsteuerungseingang der eine Steuerspannung will, diese direkt oder stromverstärkt als Spulenspannung nutzt halte ich für rar, eher als PWM Tastgrad Vorgabe.
Die Kommutierung gibt gar nichts vor, sondern folgt. Und die Drehzahl
hängt primär von der mittleren Spannung an den Spulen ab
Ich lese es, danke. Mir war der Unterschied nicht klar, dachte ob die Spulen nun "anziehen" (Kommutierung eilt vor) oder "abschieben" (folgt) kommt auf dasselbe heraus - wenn man die Kommutierung nicht perfekt ansteuert kommt der Motor ins stocken und blockiert.
Also kann man die Drehzahl über die Versorgungspannung des ESC Controllers steuern? Am eScooter konnte ich das nicht feststellen, der Controller schaltet bei Unterspannung einfach ab.
Wenn du denn unbedingt so eine feine Leistungseinstellung mit 256
unterschiedlichen kleinen Stufen brauchst. Wenn dir 32 Leistungsstufen
reichen (davon verbleiben dann zwischen 4 und 12V ca. 20 Stufen als
Einstellbereich), dann lautet diese Rechnung 1 MHz / 32, was wieder zu
den 32kHz führt.
Also kann man die Drehzahl über die Versorgungspannung des ESC
Controllers steuern?
Weniger Spannung --> weniger schnelles Ansteigen des Stromes --> weniger schnelles Ansteigen des Magentfelds --> weniger schnelles Ansteigen der Kraft
Am eScooter konnte ich das nicht feststellen, der Controller schaltet bei
Unterspannung einfach ab.
Der schaltet zum Schutz der Akkus ab, lange bevor du das Absinken der Versorgung merkst. Denn die Wicklungen des dortigen BLDC sind so niederohmig, dass der Strom eh' sowieso geregelt begrenzt werden muss.
BTW: "ESC Controller" ist wie "LCD Display" doppelt gemoppelt.
Was haltet Ihr von diesem Aufbau?
(AC-Input stimmt von der Symbolik noch nicht, Reihenfolge der I/O-Pins am µC stimmt noch nicht mit Realität betreffend analog/digital-Funktionalität überein)
Aber sonst?
Die Programmierung ist einfach:
M1 läuft gesteuert über RV1, falls SW1 zu und SW4 offen - ansonsten leuchtet D2 und BZ1 summt
M2 läuft, falls SW2 offen, SW3 zu und SW4 offen - ansonsten leuchtet D3 und BZ1 summt
Nein, es ist kein Schrittmotor.
Die Kommutierung gibt gar nichts vor, sondern folgt.
Laberkopp, natürlich folgt der Rotor der Kommutierung, weil die das Magnetfeld bestimmt und der Rotor dem folgt. Beim Schrittmotor wird die Kommutierung durch ein externes Signal (Stepper-Takt), beim BLDC durch die Rotorposition gesteuert.
Ein sensorloser BLDC wird beim Start, d.h. wenn die Drehzahl noch zu gering ist, um ein brauchbares Rückmeldesignal über die Rotorposition abzuleiten, sogar wie ein Stepper betrieben.
Hat zwar nix mit den Motoren oder PWM zu tun, aber der µC wird die ganze Zeit im Reset haengen, es sei den, irgendwer drueckt andauernd auf den RESET button. Soll das so? Wenn nicht, vielleicht SW5 und R5 vertauschen?
Ein sensorloser BLDC wird beim Start, d.h. wenn die Drehzahl noch zu
gering ist, um ein brauchbares Rückmeldesignal über die Rotorposition
abzuleiten, sogar wie ein Stepper betrieben.
Ich glaube das fehlt beim eScooter den muss man erst anschieben.
