Делаю контроллер для МК. Много вопросов

[VVK]

Здравствуйте!

Делаю контроллер для управления моторколесом  MW16B: 48V, 1kW, GoldenMotor http://www.goldenmotor.com/ .
Обмотки двигателя коммутирую мосфетами FS3307Z. Датчик холла подключен напрямую на процессор, с подтягивающими резисторами.
Коммутацию произвожу согласно таблицы истинности:

Скорость вращения регулирую ШИМ'ом, 20 кГц.

Колесо запустить получилось, но чем дальше делаю, тем больше вопросов возникает. Я тут озвучу некоторые из них, может кто поможет.

1. Сигналы с датчика холла сильно зашумлены. У меня там проводов накручено немало, но мне сдается, что шумов слишком много. Вот картинка:

Это так и должно быть? Если да, то как с этим принято бороться? Сейчас я использую простейший фильтр на процессоре.

2. Шум при работе колеса. При переключении фаз на низкой скорости слышен щелчок. На больших оборотах щелчки сливаются в постоянный гул. Вот видео (Питал колесо от 24V, скважность ШИМ не более 60%, больше мощность давать пока опасаюсь. Скорость регулировал с PC):

wheel

Все колеса так шумят, или только мое?

3. Если при вращении с небольшой мощностью колесо остановить рукой, а потом отпустить, оно может повторно не запуститься. Для запуска нужно будет увеличить скважность ШИМ. Это нормально?

[strannik]

А по подробней можно.

[илс]

Шум великоват, имхо.
А в чем смысл этой самодельщины? Экономия средств, с учетом покупки комплектующих, никакая, затраты времени и сил - огромные

Ради чего такие жертвы? Ведь готовый контроллер купить не проблема?

[i]

Шуметь вообще не должно. Возможно ошибка в алгоритме управления, колесо пытается дёрнутся в другую сторону и щёлкает.
Шумы с датчиков могут быть "мнимыми", щуп осцилографа ловит помехи. Можно проверить подключив щуп на землю рядом с его земляным проводом, если шумы останутся, значит шумит сам щуп.

[VVK]

А по подробней можно.

Да тут особо подробносте то и нет. Можно добавить вот такую структурную схему:

В качестве ключей у меня стоят мосфеты, драйвер для них: Si8233. Когда нужно подключить какую-то фазу (согласно таблице из первого поста), я один конец обмотки подключаю к общему проводу через нижний ключ, а на второй подаю ШИМ, которым регулирую скорость.

Шум великоват, имхо.
А в чем смысл этой самодельщины? Экономия средств, с учетом покупки комплектующих, никакая, затраты времени и сил - огромные

Ради чего такие жертвы? Ведь готовый контроллер купить не проблема?

Я хочу сделать сигвей. У меня есть маленький прототип:
WiFi Balancing robot
Готовый контроллер МК в нем использовать скорее всего нельзя, т.к в контроллеры обычно закладываются алгоритмы, вносящие неопределенные задержки. Например, плавный пуск.
Хотя контроллер я заказал, но он долго идет. Буду снимать с него диаграммы, если самостоятельно не получится.

[VVK]

Шуметь вообще не должно. Возможно ошибка в алгоритме управления, колесо пытается дёрнутся в другую сторону и щёлкает.
Шумы с датчиков могут быть "мнимыми", щуп осцилографа ловит помехи. Можно проверить подключив щуп на землю рядом с его земляным проводом, если шумы останутся, значит шумит сам щуп.

Со щупом все нормально, я когда убираю шим, помех нет,  сигнал с датчиков чист.
Буду эксперементировать дальше, может, догадаюсь, где ошибся

[zap]

IGBT для данного применения не годятся. Будут сильно греться, уменьшая КПД.
Ставьте мосфеты.
Шумные датчики это норма. Видел аналогичные осциллограммы. Там от ШИМа в обмотках идут наводки мама не горюй.

[варп]

VVK , вот здесь жую ...давно ...может поможет чем ...Но только теория пока, имей ввиду...Там ещё на девятой странице глянь...

https://electrotransport.ru/index.php/topic,15206.252.html

[av-master]

Для сигвея с ДД. Мороки будет ойёёй .

1. Выведи прерывание от датчиков на отдельный пин и посмотри шумы приводят к срабатыванию или нет ?
2. ИМХО обязательно сделай запоминание текущего направления и если стоит флаг что мотор должен двигаться, а за 1 секунду движения не произошло то переключай таблицу коммутации сам в нужном направлении. ( у мну на китайце на одном из ДХ тоже залипание происходит. (((( причем даже на полном ШИМе не срывает ( ток правда 4А максимум давал)
Вообще датчики стоят очень неважно. можеш сам померять, на какойнить скорости, разницу между датчиками. и разницу между импульсами самих датчиков.
3. Бери лучше редукторник (и заблокируй ему фривилл для реверса). Я планирую именно так и делать



Вот мои друзья закончили работу над сигвеем )) У них правда коллекторники по 5кВт ( со слов) Но в целом все просто 3-х очейвой цифровой Гир. и понеслась. Только на 18-м пике они так и недозапустили. нехватило производительности. допиливали на Моторолке какойто 80мГц. ( хотя я бы предпочел dsPIC33 )
http://youtu.be/A2ioQ8l4Zbs

[VVK]

Для сигвея с ДД. Мороки будет ойёёй .

1. Выведи прерывание от датчиков на отдельный пин и посмотри шумы приводят к срабатыванию или нет ?

Да, срабатывают от шумов. Я сейчас датчики опрашиваю по несколько раз, потом усредняю.

2. ИМХО обязательно сделай запоминание текущего направления и если стоит флаг что мотор должен двигаться, а за 1 секунду движения не произошло то переключай таблицу коммутации сам в нужном направлении. ( у мну на китайце на одном из ДХ тоже залипание происходит. (((( причем даже на полном ШИМе не срывает ( ток правда 4А максимум давал)
Вообще датчики стоят очень неважно. можеш сам померять, на какойнить скорости, разницу между датчиками. и разницу между импульсами самих датчиков.
3. Бери лучше редукторник (и заблокируй ему фривилл для реверса). Я планирую именно так и делать

Я так и хотел сначала, только с моторколесом очень уж компактно получается. Да и не нашел я ничего подходящего. Может подскажешь, что можно взять в качестве запасного варианта?

Вот мои друзья закончили работу над сигвеем )) У них правда коллекторники по 5кВт ( со слов) Но в целом все просто 3-х очейвой цифровой Гир. и понеслась. Только на 18-м пике они так и недозапустили. нехватило производительности. допиливали на Моторолке какойто 80мГц. ( хотя я бы предпочел dsPIC33 )

Прикольный сигвей, видно, что ребята постарались. Я тоже планирую или dsPIC33 или PIC32. Сейчас у меня PIC24FJ256GB210

[VVK]

IGBT для данного применения не годятся. Будут сильно греться, уменьшая КПД.
Ставьте мосфеты.
Шумные датчики это норма. Видел аналогичные осциллограммы. Там от ШИМа в обмотках идут наводки мама не горюй.

Т.е. получается, что сигнал с датчиков все-таки фильтровать нужно? Я фильтр не ставил, т.к побоялся, что он задержки вносить будет. Хотя на процессоре все-таки пришлось усреднение сделать, иначе вообще не работает.

[VVK]

VVK , вот здесь жую ...давно ...может поможет чем ...Но только теория пока, имей ввиду...Там ещё на девятой странице глянь...

https://electrotransport.ru/index.php/topic,15206.252.html

Спасибо, буду изучать

[zap]

Да, срабатывают от шумов. Я сейчас датчики опрашиваю по несколько раз, потом усредняю.

А RC фильтр воткнуть не судьба? Всяко надёжнее будет.
Ещё там есть подтягивающий резистор к +5V (у датчика открытый коллектор же?). Попробуйте просто уменьшить резистор, увеличится ток и возрастёт устойчивость к помехам.

[варп]

VVK , везде , где сталкивался, RC фильтры стоят ...Мне кажется небольшие задержки там - побоку...

[VVK]

Да, срабатывают от шумов. Я сейчас датчики опрашиваю по несколько раз, потом усредняю.

А RC фильтр воткнуть не судьба? Всяко надёжнее будет.
Ещё там есть подтягивающий резистор к +5V (у датчика открытый коллектор же?). Попробуйте просто уменьшить резистор, увеличится ток и возрастёт устойчивость к помехам.

Понял, завтра фильтр спаяю. Резистор уже уменьшал. Сначала там 3,3к стоял, теперь 680 Ом. Немного помогло.
Похоже, что основные проблемы действительно могут быть из-за неправильного считывания датчиков.
Отвык я от аналоговой техники 

[av-master]

Может там банальный дребезг на границе срабатывания? У мну 1K и 100Ом к контроллеру. test BLDC motor controller. First RUN

Сейчас у меня PIC24FJ256GB210

почему не спец контроллер для движков ? 30F2010 наример. или 33fj64mc802 (я его пользую) там регист для переключения есть OVDCON / очень удобно рулить. и аппаратная отсечка по току есть FLT пин

[VVK]

Может там банальный дребезг на границе срабатывания? У мну 1K и 100Ом к контроллеру. test BLDC motor controller. First RUN

Видно, что правильно колесо работает, звук совсем другой, не такой, как у меня.

Сейчас у меня PIC24FJ256GB210

почему не спец контроллер для движков ? 30F2010 наример. или 33fj64mc802 (я его пользую) там регист для переключения есть OVDCON / очень удобно рулить. и аппаратная отсечка по току есть FLT пин

У меня просто есть готовый контроллер, я его с полгода назад разработал, теперь ставлю везде. (http://robowell.ru/moduli/universalnyy-mikroprocessornyy-modul-umm-01/) А с BLDC только недавно начал разбираться, еще до конца не понял, что ему нужно.  У PIC24FJ256GB210 периферию можно подключать на разные ноги. Я переназначением ног ШИМ и коммутирую.

[mr.Dream]

А микроконтроллер умеет опережение на высоких оборотах? Если, RC фильтром ВЧ-помехи подавить не проблема, и четкие логичиские уровни получить, с небольшим, некритичным сдвигом фазы. Но можна и заморочится с LC, будет меньше задержка, если контроллер "тупой", и кроме ШИМ и комутации фаз по стостоянию датчиков ничего не умеет))
Кстати, счелчки на низких обротах и гул на высоких - это или не верный угол датчиков относительно обмоток (2/3 времени тянет вперед, 1/3 назад), или отсутсвие мертвого времени комутациии. Ключ ха ХХ греются? В первом случае лечится инвертированием уровней и/или сдвигом на 1/6 электрического оборота с помощью элементарной логики. Мотор в любом положении должен "тянуть", без мертвых зон.