Реклама: Открытый контроллер BLDC

 

Хочешь стать куратором любимой темы?

* Комментарии к новостям

1. Bafang BBS движок под каретку (Электровелосипеды с подвесным двигателем) от warl0rd (26.02.2021 в 18:43)2. Электропривод для коляски. (Инвалидные коляски на электротяге) от Piramidon (26.02.2021 в 18:42)3. Новости от Илона Маска (и не только) (Электромобили) от владимиррр (26.02.2021 в 18:42)4. Восстановление АКБ малыми токами по версии Branimir (Свинцовые аккумуляторы) от feel76 (26.02.2021 в 18:36)5. Полеты на Луну. Настоящее и прошлое. (Свободный электрон) от SMILE1 (26.02.2021 в 18:34)6. Ковид и ковидобесие (Анекдоты и флУДИЛКА) от Comdir (26.02.2021 в 18:32)
7. Опыт ремонта гироскутеров (Гироскутеры (мини-сигвеи)) от lambert (26.02.2021 в 18:30)8. Ардерия ТС2 первый бюджетный китайский электрокар получивший ОТТС в РФ (Электромобили) от olle (26.02.2021 в 18:28)9. страхи форумчан (Анекдоты и флУДИЛКА) от Киса (26.02.2021 в 18:27)10. Клуб 2х2 (Электровелосипеды) от Optima Watson (26.02.2021 в 18:11)11. Электротрактора (Крупногабаритный электротранспорт) от ИОН (26.02.2021 в 18:11)12. Kugoo M2 - разбор полётов (Электросамокаты Kugoo M и G серии и аналоги ) от Виталий40 (26.02.2021 в 18:10)
Не нравится реклама? Пройдите простую регистрацию на форуме и не будете видеть рекламу.

Прочитано 12517 раз

0 Пользователи и 1 Гость просматривают эту тему.

11 Мая 2019 в 02:30
Прочитано 12517 раз
Оффлайн

amaora

Арзамас Сообщений: 71
Делаю уже несколько лет векторный контроллер BLDC. Исходная цель была в контроллере ВМГ для коптеров но сейчас появился интерес и к легкому электротранспорту. Плата получается компромиссной и подходящей под разные задачи.



Основные аппаратные параметры (rev5a).

  • Размеры: 82мм x 55 мм x 35мм.
  • Вес: 40 г (платы) или ~400 г (с проводами и радиатором).
  • Напряжение питания от 5в до 50в.
  • Фазный ток до 120А (IPT007N06N, 60в, ~0.75 мОм).
  • Частота ШИМ: от 20 кГц до 60 кГц.
  • Датчики на плате:
    - два шунта (0.5 мОм) с усилителями (диапазон +/- 165А, частоты до 250 кГц);
    - измерение напряжения питания (фильтр tau=25мкс, от 0 до 60в);
    - измерение напряжения на выходных терминалах (фильтр tau=25мкс, от 0 до 60в);
    - датчик температуры силовой платы NTC резистор 10к.
  • Интерфейсы к мотору:
    - дискретные датчики Холла;
    - инкрементальный энкодер;
    - внешний NTC резистор.
  • Интерфейсы управления:
    - CAN;
    - USART;
    - servo PWM;
    - STEP/DIR;
    - два аналоговых входа (от 0 до 6в);
    - дискретные входы.
  • Дополнительные интерфейсы: SPI, I2C, SWD, ADC/DAC, GPIO, FAN 5в.
  • Питание (можно взять с платы):
    - 5в ~500мА;
    - 12в ~50мА;
    - 3.3в ~200мА.
  • Управляющий микроконтроллер: STM32F405RG.

Программные возможности.

  • Бездатчиковое векторное управление PMSM (BLDC) по измерениям двух фазных токов.
  • Сложная схема векторной ШИМ:
    - уменьшение потерь на переключении, полное использование напряжения питания;
    - отслеживание фронтов переключения для получения чистых измерений тока;
    - предотвращение разряда бутстрепной цепи;
    - дополнительный режим пониженной пульсации для сервопривода.
  • Бездатчиковый наблюдатель обеспечивает работу на низкой скорости (обычно 1-2% от максимальной и в зависимости от мотора до ~0.05в ЭДС).
  • Измерение напряжения на терминалах (TVM):
    - компенсация влияния Dead-Time на работу бездатчикового наблюдателя;
    - подхват уже вращающегося при включении контроллера двигателя;
    - самотестирование целостности силовой части;
    - самотестирование параметров бутстрепной цепи.
  • Ослабление поля (для повышения максимальной скорости за пределы напряжения питания).
  • Возможность работы с двухфазной машиной (например биполярный шаговый двигатель).
  • Интерфейс командной строки для управления и настройки (автодополнение, история команд).
  • Сохранение всех параметров во flash память микроконтроллера.
  • Автоматическое определение всех требуемых параметров мотора:
    - DC сопротивление (R) и AC импеданс (L1, L2, R) обмоток;
    - потокосцепление ротора (E или Kv);
    - механический момент инерции (Ja);
    - углы установки датчиков Холла.
  • Сетевое взаимодействие (CAN):
    - до 30 узлов сети, все равноценны;
    - автоматическое назначение адресов (по запросу);
    - обновление прошивки по сети;
    - доступ к интерфейсу удалённого узла сети;
    - настраиваемые каналы передачи данных;
  • Варианты работы на нулевой скорости:
    - форсированное управление без обратной связи (подходит когда нет нагрузки на старте, для воздушного винта например);
    - свободное вращение;
    - инжекция ВЧ (HFI) по анизотропии индуктивности (работает не со всеми моторами);
    - датчики Холла;
    - инкрементальный энкодер.
  • Контуры управления:
    - контур тока работает всегда (в нем же реализованы основные ограничения);
    - контур скорости (реконструкция момента нагрузки с учётом Ja для быстрого отклика);
    - сервоконтур.
  • Настраиваемые ограничения:
    - фазный ток, отдельно в прямую и обратную стороны, максимальный ток в режиме HFI, ток при перегреве;
    - батарейный ток (мощность), отдельно потребление и регенерация;
    - напряжение звена постоянного тока, максимальное и минимальное;
    - скорость и ускорение (есть отличия при управлении током или скоростью).
  • Измерение пройденного расстояния и потраченной энергии [В*ч], заряда [А*ч].

Планируемые и возможные доработки.

  • Дальнейшее развитие бездатчиковых методов.
  • Добавить зарядку аккумулятора через фазные провода (или общий режим boost).
  • Исследование возможности работы с другими типами двигателей, применение в других областях.
  • Сделать чертёж корпуса-теплоотвода для rev5a
  • Начать новую ревизию с напряжением питания на уровне 120в

Все исходники схема и pcb в mercurial репозитории. А так же на github.

Видео на youtube
« Последнее редактирование: 15 Фев 2021 в 23:41 от amaora »


11 Мая 2019 в 10:33
Ответ #1
Оффлайн

biv4

Сообщений: 121
Очень перспективная разработка!

Добавьте еще ссылку на блог ссылка



« Последнее редактирование: 12 Мая 2019 в 11:28 от biv4 »


11 Мая 2019 в 10:39
Ответ #2
Оффлайн

SkeptiK

Россия, Москва Сообщений: 2517
Низкий поклон, видео впечатляет! Но такой вопрос - вот Flipsky VESC уже есть. Цены в открытом доступе. Как планируете конкурировать?
« Последнее редактирование: 11 Мая 2019 в 10:54 от SkeptiK »


13 Мая 2019 в 14:33
Ответ #3
Оффлайн

biv4

Сообщений: 121
VESC этому контроллеру не конкурент. Здесь более продвинутая математика, элементная база, топология. :wow:


13 Мая 2019 в 15:49
Ответ #4
Оффлайн

SkeptiK

Россия, Москва Сообщений: 2517
Потребителю интересны только свойства продукта, а не его составляющие.


13 Мая 2019 в 15:53
Ответ #5
Оффлайн

i

Администратор Иваново Сообщений: 4008
Я потребитель схемотехники. Мне интересно какие микрухи применены и смогу ли я их приспособить для своих нужд. Так же мне интересны программные трюки и примеры использования либ.  :pardon:


13 Мая 2019 в 23:03
Ответ #6
Оффлайн

SkeptiK

Россия, Москва Сообщений: 2517
На вас одном бизнес не сделать. Даже на ста таких как вы.


14 Мая 2019 в 20:31
Ответ #7
Оффлайн

Gychbbty

Россия, Санкт-Петербург Сообщений: 65
, буду весьма признателен если вы загляните в мою тему, она на несколько пунктов выше, увеличение кол-ва мосфет... Суть собсно в чем, biv4 предложил довольно интересное, а самое главное практически готовое решение... Я конечно понимаю что ваш продвинутый контроллер довольно далек от управления столь деревянными вещами, но все же, ИМХО мысль довольно интересная, что вы думаете по этому поводу? Насколько я пронформирован данный сабж расчитан на 48s, это около 177 вольт, на данный момент я больше ничем не располагаю, не сочтите за грубость, но я человек далекий от софта, да и с мк в принципе не особо дружу, так что заранее простите за такие глупые вопросы, да конечно я понимаю что подружить это дело стоит коллосального труда в плане доводки алоритмов, но надеюсь на ваше трудолюбие)


14 Мая 2019 в 20:46
Ответ #8
Оффлайн

amaora

Арзамас Сообщений: 71
Низкий поклон, видео впечатляет! Но такой вопрос - вот Flipsky VESC уже есть. Цены в открытом доступе. Как планируете конкурировать?
Открытый это значит каждый может взять все исходники и собирать этот контроллер или сделать модифицированный. У меня нет цели конкурировать, хотя слежу за другими проектами, интересно же. По ценам у меня похоже получается, но не планирую заниматься производством и продажей. Только разработка, и на данный момент лишь в интересных мне направлениях.


14 Мая 2019 в 21:01
Ответ #9
Оффлайн

amaora

Арзамас Сообщений: 71
, буду весьма признателен если вы загляните в мою тему, она на несколько пунктов выше, увеличение кол-ва мосфет... Суть собсно в чем, biv4 предложил довольно интересное, а самое главное практически готовое решение... ...
Хотите взять управляющую часть у меня и этот модуль? Я с высокими напряжениями и IGBT/SiC не работал, могут быть неожиданные проблемы. И сейчас приоритет на своем контролере, там много идей было реализовано но мало из них по хорошему протестировано. Лучше сначала все отладить на низких мощностях.


14 Мая 2019 в 21:06
Ответ #10
Оффлайн

edw123

ПодМосква Сообщений: 15946
Открытый это значит каждый может взять все исходники и собирать этот контроллер или сделать модифицированный. У меня нет цели конкурировать, хотя слежу за другими проектами, интересно же. По ценам у меня похоже получается, но не планирую заниматься производством и продажей. Только разработка, и на данный момент лишь в интересных мне направлениях.
Настройку параметров позволяет? каких?


14 Мая 2019 в 21:26
Ответ #11
Оффлайн

amaora

Арзамас Сообщений: 71
Настройку параметров позволяет? каких?
Да позволяет, их много. Ограничения тока, мощности, скорости. Пороги срабатывания снижения тока/мощности по перегреву или переразряду. Режимы работы на низкой скорости. Преобразование управляющего сигнала в параметр, можно назначать управление фазным током или скоростью (или еще чем-то).

14 Мая 2019 в 21:39
Ответ #12
Оффлайн

amaora

Арзамас Сообщений: 71
Вот схема в pdf, если кому лень идти в репозиторий и смотреть через KiCad.

* pmc.pdf (185.61 кБ - загружено 577 раз.)


14 Мая 2019 в 21:45
Ответ #13
Оффлайн

amaora

Арзамас Сообщений: 71
Сейчас есть такая задача. Найти  удобный способ конфигирования управляющих входов в применении к электротранспорту. Вариантов много, и хочется охватить все. То есть можно настроить торможение и разгон с одной ручки поделив диапазон на две части. Можно торможение включать отдельной кнопкой, можно для плавности отдельной ручкой. Еще кнопка реверса, или же реверс с одной ручки? И вот как-то все хотелось бы соединить, чтобы все просто настраивалось. Но похоже это не реализуемо простым путем.


14 Мая 2019 в 22:56
Ответ #14
Оффлайн

edw123

ПодМосква Сообщений: 15946
И вот как-то все хотелось бы соединить, чтобы все просто настраивалось. Но похоже это не реализуемо простым путем.
"На ходу" можно параметры менять? Или только заранее? Беспроводную связь можно организовать? Логи можно писать?


15 Мая 2019 в 16:13
Ответ #15
Оффлайн

amaora

Арзамас Сообщений: 71
"На ходу" можно параметры менять? Или только заранее? Беспроводную связь можно организовать? Логи можно писать?

На ходу все и меняется, если надо сохранить то пишется во флешь. Беспроводная связь через любой Bluetooth-USART преобразователь. Логи какие? Сейчас только критические ошибки пишутся в RAM, чтобы после рестарта можно было понять причину.


15 Мая 2019 в 18:37
Ответ #16
Оффлайн

Gychbbty

Россия, Санкт-Петербург Сообщений: 65
, на сколько я понял вас не интересует доводка софта и железа для применения в мощных конфигах... Ну что ж, тогда буду с интересом наблюдать за вашим проектом, удачи!


15 Мая 2019 в 18:45
Ответ #17
Оффлайн

amaora

Арзамас Сообщений: 71
на сколько я понял вас не интересует доводка софта и железа для применения в мощных конфигах... Ну что ж, тогда буду с интересом наблюдать за вашим проектом, удачи!
Да, на все сил не хватает.


 

Контроллер для двух МК (гальваноразвязка, открытый код).

Автор VVKРаздел Наша продукция

Ответов: 225
Просмотров: 50855
Последний ответ 03 Сен 2020 в 12:48
от VVK
Существует ли открытый проект контроллера бесколлекторника?

Автор alexpvРаздел Микроэлектроника

Ответов: 10
Просмотров: 2821
Последний ответ 24 Июл 2014 в 09:42
от Pavel__
ночью в открытый люк

Автор StratusРаздел Электровелосипеды

Ответов: 16
Просмотров: 3895
Последний ответ 05 Апр 2011 в 09:35
от piv
Открытый шлем 3/4

Автор snoagРаздел Электровелосипеды

Ответов: 17
Просмотров: 4374
Последний ответ 28 Дек 2012 в 23:42
от tmkt