Простой многофункциональный контроллер для коллекторного двигателя.

[pchelomor]

Кто в теме. Приличный H-мост + Arduino получается отличный программируемый умный контроллер. Для меня интересна данная тема, но в контексте работы с именно ардуино подобными продуктами. Если провести аналогию с персональными компьютерами - материнская плата (с силовой частью) и мозгом от Ардуины. И чтобы на эту материнку можно было навешивать всевозможные "арду-датчики". Вот там инженерной мысли будет где развернуться. Можно впринципе и без материнки, многие так и делают, но навесной монтаж и кучу разных проводов сложно будет назвать контроллером. Для примера, это платы для управления чем-то роботоподобным, в центре ARDUINO NANO. Для роботов, 3D принтеров, CNC, такие продукты имеются, а вот для детских машинок увы не встречал.

[FUNTICK]

[user]pchelomor[/user], Мне кажется, что это будет интересно только энтузиастам и фанатам ARDUINO. Я же говорю о законченном, функциональном и простом в подключении устройстве. Сделать можно всё, вопрос в востребованности...

[DED]

[user]FUNTICK[/user], если это не коммерческая тайна, можно посмотреть на схемку вашего контроллера?
А то сейчас тоже встала аналогичная задача для танкетки в параллельной теме. Пока только начинаю разработку, и не хотелось бы наткнуться на засады.
Для меня также актуально выдерживать кратковременные токовые броски  до 50-60А, и электронный реверс вращения (мостовая схема).

[pchelomor]

[user]pchelomor[/user], Мне кажется, что это будет интересно только энтузиастам и фанатам ARDUINO. Я же говорю о законченном, функциональном и простом в подключении устройстве. Сделать можно всё, вопрос в востребованности...

Так а мы о чем? Это с Вашей точки зрения вы продаете законченный продукт. А с точки зрения большинства покупателей это какая-то коробочка с проводками. Человек выше написал, что за два года продал 100 устройств. Но не потому что оно плохое, а потому что спрос такой.  Не все, к сожалению, энтузиасты и не у всех есть стремление к улучшению. 99% покупают как есть, катают и выбрасывают не задумываясь, ибо все познания в электрике на уровне замены лампочки. И не потому что не грамотные, а потому им это не нужно. Если уж речь идет о конечном продукте, тогда стоит подумать, о том, чтоб взять самые популярные модели детских авто и переоборудовать их Вашими разработками. И только тогда "это" можно назвать законченным продуктом. А так, контроллер нужен только энтузиастам, что подтверждается вышеуказанными постами и спросом 5 шт/мес. 

ЗЫ: я не фанат Ардуины, если что. Истинные фанаты, сами знаю что хотят, и такое писать не стали бы.

[FUNTICK]

[user]pchelomor[/user], Возможно, Вы и правы, и это никому не нужно. Я просто изучаю этот вопрос. А какой спрос на готовые авто? Неужели их берут пачками? Если так, то можно и авто модернизировать. Вообще, никогда не занимался ширпотребом. Всегда делал что-то эксклюзивное.
Например, древняя разработка- система передачи данных 4xE1, 2xETH, 2xSHDSL.bis:

А сейчас стало скучно, нужно что-то делать.

[Александр CRV]

[user]FUNTICK[/user],

Пожалуй тоже купил бы у Вас такой контролер если не в серьезные разы дороже будет того что есть. Пока еще не эксплуатировал в боевом режиме эту китайскую поделку и Ваши замечания про реверс после остановки и горящие реле принимаются. Реле то конечно можно и помощнее 40А купить видел 60 и даже 100, а вот защиту от дурака и удобное подключение педалей это труднее.
Пожалуй я заинтересовался сильно.

[FUNTICK]

[user]Александр CRV[/user], Сейчас важно понять какой функционал нужен, т.к. есть основные функции, без которых не обойтись , а есть "приятные плюшки", но без которых машина сможет так же хорошо ездить. И еще важный момент: возможно, кроме 2-3 человек это никому будет не нужно, тогда и смысла делать промышленный образец никакого нет. Т.к. бакс уже по 80!!! Будет дорого.

[pchelomor]

[user]Александр CRV[/user], Вы изучали эту  тему ? Себе взял этот контроллер

[Александр CRV]

[user]pchelomor[/user], это тема детского транспорта тут колекторники до 350В. Из какого мазохизма стоит купить контролер на 17т.р. с возможностью время от времени показать знакомым - гляди я могу на телефоне бежать за ребенком и видеть с какой скоростью я бегу!

[pchelomor]

[user]Александр CRV[/user], не думал использовать контроллер таким способом как Вы. Но как говорится каждому свое. Надеюсь Вы хоть поняли разницу между дешевым китайским контроллером, в котором даже реверса нету и этим от [user]VVK[/user] под управлением микропроцессора. Микроконтроллер для него стоит как Ваш контроллер целиком, не говоря про остальные комплектующие. Цена его такая, так как он разрабатывался для сигвея, там кроме мосфетов и микропроцессора еще много чего. Например датчики тока на каждый канал (с их помощью можно сделать дифференциал с самоблокировкий), гироскоп (на базе его можно сделать ESP например). Не буду дальше писать про остальной функционал, кому интересно разберется. Пожалуй лишь добавлю что аналоги стоят в разы дороже.

[Александр CRV]

Все это очень круто звучит. Я купил себе на автомобиль блютус адаптер который показывает там все параметры двигателя и т.п. да всякие расчеты делает и графики рисует, да то да это и все выводит на телефон. Я езжу каждый божий день. И знаете сколько раз я за последний год пользовался этими функциями? Ни разу! Я вот вспомнил о том что это все у меня стоит как эту тему прочитал.
ИМХО колекторник для движков до 500Ват должен иметь лишь реверс, какую то возможность ограничивать максимальный ток и возможность подключения различных ручек/педалей и все. Как желательное но не обязательное какие то контакты чтобы можно было поставить типа ключ зажигания или дистанционное отключение для ребенка.
Все остальное будет использоваться так же как мной упомянутая приблуда на автомобиль. И платить за это так же глупо как покупать новый айфон только потому что там есть голосовой помощник на французском языке и платежная система которая работает только в США. Я не отговариваю никого пускай у людей будет выбор купить за 1000 или за 17000 просто нужно думать что реально тебе нужно.

[FUNTICK]

Как желательное но не обязательное какие то контакты чтобы можно было поставить типа ключ зажигания или дистанционное отключение для ребенка.

Хорошая мысль. Добавил в список требований.

[pchelomor]

Все это очень круто звучит. Я купил себе на автомобиль блютус адаптер который показывает там все параметры двигателя и т.п. да всякие расчеты делает и графики рисует, да то да это и все выводит на телефон. Я езжу каждый божий день. И знаете сколько раз я за последний год пользовался этими функциями? Ни разу! Я вот вспомнил о том что это все у меня стоит как эту тему прочитал.

Оно и понятно. Параметры в виде графиков очень удобны для инженера для правильной и точной настройки. Позволяют наглядно продемонстрировать что на что влияет. Если Вы не занимаетесь ремонтом и настройкой, тогда вообще непонятно зачем Вам был этот адаптер?
Вот если говорить о контроллере, то графики здорово помогают в настройке. Вот например, в функции подбора фаз, как минимум 2 варианта окажутся  рабочими (мотор будет хорошо стартовать и крутиться без рывков), но только один вариант правильный. Какой? Правильно, на котором токопотребление меньше. А как узнать? Самый простой способ посмотреть на графики в обоих режимах. Точно так же с подстройкой датчиков Холла. Как известно на заводе могут установить кривовато. С помощью графиков можно настроить опережение. Про остальное говорить не буду, иначе будет выглядеть как реклама, но там есть еще много чего полезного.

ИМХО колекторник для движков до 500Ват должен иметь лишь реверс, какую то возможность ограничивать максимальный ток и возможность подключения различных ручек/педалей и все. Как желательное но не обязательное какие то контакты чтобы можно было поставить типа ключ зажигания или дистанционное отключение для ребенка.

Под Ваше ИМХО попадает 80% (если не больше) китайских контроллеров. Думаю Вам тема разработки будет неинтересна, т.к. по цене тяжело будет конкурировать и она может отличаться в разы. ТС хочет именно расширить функционал, добавить полезные функции, сделать эксплуатацию детского авто более безопасным (умный реверс). И вообще сделать просто качественную вещь. А делать очередной "вброс" ширпотреба тупиковый путь.

Все остальное будет использоваться так же как мной упомянутая приблуда на автомобиль. И платить за это так же глупо как покупать новый айфон только потому что там есть голосовой помощник на французском языке и платежная система которая работает только в США. Я не отговариваю никого пускай у людей будет выбор купить за 1000 или за 17000 просто нужно думать что реально тебе нужно.

Не совсем удачный пример вы привели. Не думаю, что большинство покупают новый телефон по тем причинам о которых Вы написали. Там более комплексный маркетинговый подход, хотя не исключаю, что небольшой % пользователей нового айфона перешли на него по вышеуказанным причинам. Но это никак не относится к данной теме. Как правило продвинутые версии контроллеров, ну хотя бы взять всем известный инфинеон, позволяют подстроить его под мотор, чтобы выжать с него по максимуму. В итоге не нужно брать мотор "с запасом" и "греть воздух" лишними потерями. И если все посчитать, то может получиться, что разница не совсем такая и большая. Более года назад я взял обычный китайский контроллер за 12$, и тогда мне было все равно. Я сам сделал реверс, сам добавил дистанционное отключение питания, сделал блокировку диффа и мн.др. И до сих пор все работает и сбоев не было. Но контроллер оброс кучей всяких релюшек, DC-DC преобразователей, переключателей (только одни ПП4-40 стоят не слабо)  датчиков, амперметров/вольтметров и др. И что думаете они мне бесплатно достались? Сейчас прошло время и я точно знаю, что мне необходимо. Итог, денег потрачено столько же или даже больше, а до нормального функционала как до луны. Это случай, когда проторенными дорожками идти совсем не хочется.

В общем подведу итог. Мне данная тема интересна в том или ином формате, но главное чтобы с точки зрения энтузиазма это было нечто большее чем "коробочка". Если кому интересно выложу техзадание, по которому мне делал контроллер [user]VVK[/user]. Изменение функционала, просто изменением прошивки. Код и схема открыты и лежат в общем доступе. Но я с PIC - контроллерами не очень дружу. Для меня ближе и понятней среда АРДУ. Тем более в интернете, можно найти тонны проектов и примеров.  Вот, вынашиваю мысль, чтобы сделать аварийную систему торможения перед препятствием. Датчики от парктроника + МК arduino думаю не так и сложно будет.  А вообще идей очень много...

[FUNTICK]

Обновил требования к контроллеру в первом посте.
У кого есть мысли - добавляйте!

[Александр CRV]

Напряжение питания - 12-48В постоянного тока.  Отлично
Максимальный ток управления двигателем - зависит от конкретного двигателя (пока до 150 А). Ну это перебор мне кажется. Только зря удорожает элементную базу. Колекторники 1,5-7,5кВт врятли ктото использует.

ШИМ-управление двигателем в диапазоне 25-100%, (любой другой, задаваемый программно).(Возможно, не требуется)
Ограничение тока через двигатель. Если делать то очень простой способ управления этим ограничением. Например через перемычки на плате 5/10/20/30/50/100А ох можно будет в полевых условиях гаража или деревни выставить без танцев с блютусами, шнурками и виндовсами. Да и врятли это часто менять придется.

Защита от КЗ.  По идее это тоже ограничение тока справится хотя может я не понимаю принципов работы.

Управление скоростью вращения двигателя от электронной педали газа, ручки газа или переменного резистора.
Плавный старт двигателя, даже если педаль газа была нажата резко "в пол". Защита механики от повреждения. Это тоже выглядит как дублирование функции ограничение тока в какой то мере.

Обычное или плавное торможение двигателем с помощью стандартной кнопочной педали или электронной педали (такой же как для газа).
Электронный "Умный реверс", управление любым выключателем с 2-мя контактами. Это хорошее дело
Вход для сигнала дистанционной блокировки двигателя и экстренного торможения. (дистанционное отключение машины с пульта для безопасности ребенка). Вообще нужная вещь.

Силовой выход для подключения стоп-сигналов. Удобно будет. Напряжение видимо равно напряжению питания?
Синтезатор звука работающего мотора. Выход для подключения динамика. Изменение звука в зависимости от нажатия на "газ" (не знаю, надо это или нет, может, детям интересно будет?) Это ИМХО нужно делать отдельным модулем как опцию. Так же как и индикаторы. В базовой комплектации не стоит. Ведь не известно кому для чего нужен контолер и платить лишнее...
Ну по принципу как в мастерките есть базовая плата силовая а на нее навешиваются платки расширения там радиомодуль и т.п.

Возможность отображения информации о расходе тока, напряжении на двигателе и аккумуляторе и т.п. на светодиодной линейке (16 светодиодов), OLED или ЖК дисплее. (опция на выбор)
Измерение питающих напряжений, индикация состояния источника питания. (Возможно, не требуется)
Диагностика и управление посредством интерфейса RS-232.(Возможно, не требуется)
Подключение к управляющим устройствам - разъемные клеммники, для силовых цепей - винты.

[pchelomor]

[user]FUNTICK[/user], я так понимаю речь идет об управлении только одним двигателем? Или же все таки парой?

[FUNTICK]

[user]Александр CRV[/user], Спасибо за комментарии!

Максимальный ток я выбрал исходя из моего "проекта", контроллер предполагается с масштабируемым по току H-мостом. Я использовал то, что было - MOSFET 200A.
Насчет ограничения тока, нужно подумать. По поводу перемычек- неплохая идея.
Защита от КЗ, это не тоже самое, что ограничение тока через двигатель!
В случае резкого трогания с места, уставка по ограничению тока может и не быть превышена и будет рывок, а вот алгоритмически это сделать, думаю, будет не лишним.
Выход на стоп-сигналы предполагается делать непосредственно от входного напряжения питания, но если нужно что-то другое, то можно подумать. Главное- не удорожать контрукцию.
Синтезатор звука работающего мотора - Здесь практически никакого удорожания не будет. Можно просто не паять пару деталей, если это не нужно.
Модуль индикации будет отдельный- это опция.
Думаю, еще добавить вход от ключа зажигания, который активирует контроллер и "заводит двигатель". Заодно сделать защиту от переполюсовки питания.


Добавлено 25 Янв. 2016 в 10:37
[user]pchelomor[/user], Да, пока предполагается управление одним движком. Пару можно включить, например последовательно или параллельно, как это было у меня в первом проекте с родными редукторами.

[pchelomor]

Я просто к чему. Электропривод позволяет использовать мотор для каждого колеса в отдельности. Может есть смысл, сделать для управления парой двигателей, с вытекающими от сюда плюсами электродифференциала с самоблокировкой. Тогда есть вариант, что конкуренции со стороны китая не будет и продукт получит распространение.