Ich bau mir nen HV Regler selber...

[martin2day]

Guten Abend zusammen,

irgendwie habe ich wieder Lust bekommen, an der Technik zu experimentieren und zu lernen.
Ich bin ja seit letztes Jahr wieder aktiver Bootfahrer... aufgehört habe ich wo Schulze gerade den 32.55 auf den Markt gebracht hatte.
Bereits damals hatte ich schon zwei Eigenbau BL Regler selber aufgebaut... dann aber wieder verworfen.

Jetzt bei dem Wiedereinstig war alles erst einmal neu und anders. Es gibt viel mehr Regler als Schulze und Hacker... und auch bezahlbar.
Mit den beiden China Teilen war und bin ich aber absolut nicht zufrieden... und eh ich mir was "teures" kaufe, dann schau ich mal was ich selber bauen kann... :-)
Und da ich eh immer alles anders mache wie der Rest ;-) soll es ein Regler mit Vektorregelung werden.
Bisher werden, warum auch immer, alle Motoren als BLDC angesteuert.
In der Industrie ist die Vektorregelung schon lange "Stand der Technik", also warum nicht auch ins Modell überführen.
Weiterhin fahre ich schon seit geraumer Zeit mit den Setups mit doppelter Spannung und halben Strom, auch das soll jetzt wieder zum Einsatz kommen... sprich es soll ein HV Regler werden.
Für die Vektorregelung wird eine Strommessung der Phasen benötigt... das hat dann aber auch den großen Vorteil, dass ich den Strom nicht nur messe, sondern auch regeln und vorgeben kann. Sprich ich kann mir ein Maximalwert definieren der nicht überschritten wird.
Auch ein "explodieren" bei festem Motor passiert damit nicht mehr, da auch beim Anlaufen der Strom begrenzt wird.
Über einen NTC wird die Temperatur in der Nähe der FET's gemessen und entsprechend begrenzt.

Version 1.0 ist bereits aufgebaut und in der Testphase.
IMG_4935.jpgIMG_4936.jpg
Allerdings habe ich schon einige Sachen gefunden wo ich nachbessern muss. ;-)

Gruß Martin

[Drachenhoele]

Hallo Martin,


sehr schoenes und interessantes Projekt wuerde mich freuen mehr davon zu erfahren. Hast du die Platine/Layout selbst erstellt?


Gruß Erik

[martin2day]

Hey Erik,

aber gerne doch... das Layout ist selber erstellt, Fertigen haben ich das ganz in Fernost lassen.
Bei V1 habe ich noch recht wenig bestücken lassen, das mach ich aber nicht noch mal :-) gerade die kleinen IC's sind schon arg wenn man die selber machen will.

Gruß Martin

[martin2day]

Guten Morgen,

hier schon mal ein erster Trockentest mein einem 1940-6 an 4S im Boot.
https://youtu.be/wroHObapipQ
Der Anlauf klappt schon mal um ein vielfaches besser :-)

Nen schönen Tag
Martin

[Drachenhoele]

Hallo Martin,
vielleicht könntest du beim nächsten Test das Gas mal etwas langsamer anheben und absenken. Bin schon auf den ersten realen Test gespannt. Hast du die Möglichkeit die Spannung und Strom der Ansteuerung des Motors aufzuzeichnen?
Gruß Erik

[martin2day]

Hallo Erik,

ja ich habe da sogar noch was da ;-)
Ich werde einen der Regler auch im Crawler einsetzen, da macht er noch viel mehr Sinn. Der Vorteil von der Vektorregelung ist, dass ich bei niedrigen Drehzahlen ein höheres Moment erzeugen kann.
https://youtu.be/2iArmW6pf5Y

Hier mal ein Video im Crawler mit einem Außenläufer... da sieht man auch wie schön langsam man den laufen lassen kann.
Achtung, der Motor hat leider einen mechanischen Defekt.. da schleift irgend was... ist aber schon vom Hersteller behoben!

Am Rechner an sich kann ich viele Daten aufzeichnen, ja. Im Boot später habe ich mir noch keine Gedanken gemacht.

Einen schönen Abend
Gruß Martin

[brushlesspower]

Hallo Martin,

hast du dein Projekt von Grund auf neu gebaut?

oder baust du auf das VESC Projekt auf?


Ich habe auch mal mit Vektorregelung im Rennboot gearbeitet (basierend auf VESC Projekt), aber die Vorteile waren zu klein und die Nachteile zu groß.

Beim Crawler macht es mehr sinn.

[martin2day]

Hallöchen,

genau ich nutze die VESC Software und verwende die eigene Hardware.
Kannst du mehr zu deinem "Regler" sagen... wo waren bei dir die Nachteile?

Gruß Martin

[brushlesspower]

Angefangen hatte ich mit dem VESC4.7 in einem kleinen Rennboot.
Funktionierte, aber die Einstellungen waren sehr hakelig und der Anlauf klappte auch nicht immer.

Bei den VESC 6er ist das jetzt deutlich besser.

Insgesamt fand ich aber die konfiguration immer etwas zu aufwendig. Aber man machts ja nur einmal.


Was ich wirklich als nachteil empfand waren die 3 großen Shunts fur die Strommessung. Dadurch war es immer sehr schwierig den regler klein und kompakt zu halten.
Dazu fehlte mir der Vorteil...Durch die Vektorregelung musst du höhere PWM Frequenzen haben -> mehr Schaltverluste und die bessere Effizienz kommt auch mehr bei Teillast zum tragen.

Für kleine Motoren/Ströme wäre es aber auch meine erste Wahl

[martin2day]

Hey,

das Setup ist in der Tat etwas aufwendiger, es geht aber eben nur, wenn die Regelparamter zum Motor passen.
Ich kann deine Argumente verstehen, ich für meinen Teil sehe das aber nicht als Nachteil. Mittlerweile gibt es recht kleine Shunt's die man verbauen kann... ich selber habe schon eine V2.0 geplant die um einiges kleiner geworden ist.
In der Tat sind die Schaltverluste um einiges höher als bei einem herkömmlichen Regler, allerdings hab ich hier die Möglichkeit den Strom zu begrenzen. Gerade beim Anlauf und Beschleunigen kommen teilweiße mehrere 100A zustande... wenn ich hier begrenze, dann sollten die Verluste über den FET's geringer ausfallen.

Man hat ja den Vorteil, dass man mit der Software auch herkömmlich BLDC ansteuern kann. Da kann man dies Testen was besser läuft.
Die Zeit wird es zeigen ;-)

Sonst scheint das Thema Eigenbau nicht besonders "gefragt" zu sein... :-)

Einen schönen Tag
Martin

[y.o.r.k]

Ich finde das Thema sehr interessant. Ich bin jetzt kein Elektronikspezialist, daher kann ich hier, außer mit meinem Interesse, nicht viel beitragen. Bitte weiter berichten!

[Drachenhoele]

Hallo Martin,

also für mich ist dein Projekt nach wie vor sehr interessant. Wäre für mich schön noch mehr davon zu hören. Vielleicht könntest du auf folgende Sachen noch eingehen.
- Was für kosten stehen denn im Raum für so einen Prototypen?
- Könnte die Inbetriebnahme auch ein nicht so versierter Benutzer bewältigen?
- Können auf der Platine auch fertige Softwarepakete installiert werden?

Gruß Erik

[martin2day]

Hallo zusammen,

bei mir geht es aktuell mit der V2.0 weiter... man lernt ja immer wieder dazu und so ist eben eine für mich optimierte Version entstanden.
1. Kein 6V Netzteil mehr, dafür mit Optokoppler, zu viel Rauschen auf dem Empfänger Signal
2. Alle Bauteile auf einer Seite platzieren, China bestückt immer nur eine Seite....
3. Möglichst viele Bauteile nutzen die direkt bestückt werden können, das Löten macht nicht so den Spaß... ;-)
4. einige Routing Anpassungen, für weniger Rauschen

Da ich den FET geändert habe, ist das Layout einmal komplett anderes geworden. Eine 4-Lagen Regler-Platine und eine 2-Lagen Platine für die Spannungsversorgung.
Bestellt habe ich je 5 Platinen und davon immer 2 mit bestückten Bauteilen.
Dafür habe ich knapp 80€ inkl Versand gezahlt... plus noch paar wenige Bauteile die ich selber löten muss.

So schaut die Platine aus:
WhatsApp Image 2021-03-23 at 14.49.01.jpg

Und so direkt mit Bauteilen bestückt:
WhatsApp Image 2021-03-23 at 14.49.31.jpg

Jetzt muss ich bei dem schönen Wetter nur noch etwas Zeit und Lust finden das Teil mal fertig zu bauen.
Euch nen schönen Tag

Martin

[martin2day]

Guten Abend,

ich habe heute etwas Zeit gefunden den Regler zusammen zu löten und einem ersten Trockentest im Boot zu unterziehen.
Noch fehlen die großen Elloks und einige Stromverbindungen, aber er dreht schon mal ordentlich.
Auch einen ersten kleinen Stromtest habe ich durchgeführt.
Wenn ich den Motorstrom auf 50A und die Temperaturbegrenzung auf 40° einstelle, dann regelt sich der Strom nach einer gewissen Zeit auf ca. 28A ein.
Sehr schön.. das geht also auch schon mal.
Und auch das Empfänger Signal ist nun dank Optokoppler und Änderung im Layout ohne Rauschen.

Regler.jpg

Euch nen schönen Abend
Martin

[martin2day]

Guten Abend,

weiter geht es im Bau... habe alles soweit fertig gelötet, auch die vielen Elkos sind nun verbaut.
Regler_01.jpg
Jetzt muss ich mich mal um den Test im Boot und unter richtiger Last kümmern.
Ich bin mir noch nicht sicher ob ich in Strom oder DC Regelung den ersten Test fahre...

Edit: Oh ich seh gerade auf dem Bild sieht die Platine aber noch unsauber aus... das muss ich mal noch beheben... tut der Funktion aber erst mal nix

Gruß Martin

[martin2day]

Hallo zusammen,

heute habe ich die ersten "simulierten" Stromtests mit dem Regler durchgeführt.
Die Vektorregelung hat den Vorteil, dass ich auch ohne Last am Motor einen Vektor mit einer x beliebigen Drehzahl und einem x beliebigen Strom erzeugen kann.
Angedacht habe ich den 1940-6 in Stern zu fahren und das dann an 4-8S...
Die Temperaturbegrenzung habe ich auf 65° eingestellt und dann einen Strom von 55A simuliert.
Man sieht hier schon wie die Temperatur in der nähe der FET's ansteigt.
Bildschirmfoto 2021-04-05 um 16.56.46.jpg
Bei 65° wird dann auf 45-48A eingeregelt, damit die Temperatur nicht höher geht.
Sprich eingekühlt kann ich mit dem Regler 45A echten Dauerstrom ziehen.
Bildschirmfoto 2021-04-05 um 16.57.33.jpg
Wenn das Wetter wieder passt werde ich mich mal an das Testen im Boot ran machen.

Gruß Martin

[Isomar]

Hallo Martin,
das ist echt richtig super was du da machst, man sieht das du genau weist was du tust.
Mach weiter so, bin sehr gespannt.
Gruß Franz

[martin2day]

Guten Abend zusammen,

eine ganze Zeit lang ist nichts passiert... ich hatte irgendwie keine Lust oder was auch immer. Eigentlich lag alles "fertig" zum Testen in der Garage... :-)
Heute habe ich mich dann doch mal Lust auf das Boot bekommen...

Natürlich habe ich erst einmal ganz sachte angefangen... den 1940-6 in Stern und dann erst einmal 4S und einen 40K.
Soweit hat erst einmal alles funktioniert. Keine Rauchzeichen, kein Ausfall oder sonst irgend etwas... gut das ist auch ein sehr "zahmes" Setup.
Die Temperaturbegrenzung stand erst mal bei 45°... nach 3min Fahrzeit hat der Regler auch den Strom langsam zurückgenommen, weil die 45° erreicht sind...
Das scheint schon mal zu gehen... sehr schön.
Mit der Reichweite hab ich noch so meine Probleme... das hatte ich aber vorher bei dem China Regler auch... Keine Ahnung wo ich da den Fehler am Besten suchen sollte..

Hier noch paar bewegte Bilder... Vorsicht die Perspektive ist nicht die Beste... :-)
https://youtu.be/WV6xdJive-E

So schaut das Ganze jetzt aus:
WhatsApp Image 2021-07-10 at 21.17.09.jpg


Euch nen schönen Abend
Gruß Martin

[Johnnie Water]

Hi,

Es ist schön daß junge Leute nicht nur auf 46° Mallorca und für Manta von Opel interresieren.

[GunnarH]

...
Mit der Reichweite hab ich noch so meine Probleme... das hatte ich aber vorher bei dem China Regler auch... Keine Ahnung wo ich da den Fehler am Besten suchen sollte..

Hallo Martin,
um das etwas einzugenzuen:
-Welche Fernsteuerung?
-Welcher Empfänger?
Dann weiter mit der Installation
-Antennenverlegung?
->Antenne nach draußen geführt und wenn ja, wie hoch überm Deck?
-Empfängerstromversorgung über Akku oder BEC?
->Wenn BEC würde ich erstmal auf Akku umstellen
-Wo ist der Empfänger im Boot? Ist das das Teil Links vom Servo im Bild?
->Wenn ja würde ich als erstes das Empfängerkabel vom Regler auf der linken Seite vom Motor mit deutlich mehr Abstand zum Motor verlegen und vorm Empfänger einen Ferritkern setzen und am Empfänger ggf. noch einen dicken ElKo (5000-10000uF)

Gruß
Gunnar