6V Regler mit Microcontroller ?

[MaHa76]

Hallo Foristi,

ich habe immer wieder Sorgen mit meinem Regler- der mechanische erfordert mehr Talent als ich besitze- wie es scheint...

Die elektronischen am Markt scheinen auch nicht so Sorgenfrei zu sein...

Ich bin in der analogen Elektronikwelt aufgewachsen, habe mich aber nach 30 Jahren löten von analogen Schaltungen doch mal an Microcontroller in Form von Arduino gewagt und ein paar nette Projekte auf die Beine gestellt.

Nun reift in mir der Gedanke einen Lima- Regler für meine TS mit so einem Microcontroller zu realisieren. Ich habe keine hohen Anforderungen- brauche z.B. keine Möglichkeit die TS anschieben zu können- ich hab die Zeit, dann den Akku extern zu laden und eben später zu fahren. Weitere Anforderung wäre, dass ich einen NiCd- Akku fahren möchte mit Nennspannung 7,2V, was also im Fahrbetrieb gute 8V ergeben sollte.

Für mein Verständnis speise ich den MicroController über Klemme 15- er zieht dann ca. 5mA und benötigt min 3,6V und kann max 20V (es gibt auch welche für 1,9V). Sobald ich den Motor antrete kommt von der Lima (D+) eine geringe Spannung (<1V). Die würde ich als Trigger nehmen um vom Microcontroller gesteuert über einen MOSFet der Erregerspule Strom zu geben. Sobald dann an D+ die Spannung das Soll überschreitet, regel ich via PWM die Erregerspule herunter, sinkt die Spannung an D+ regel ich die Erregerspule wieder hoch.

Somit bräuchte ich neben der Rückstromdiode und einem Arduino nano (oder einzelnen Atmega für 2,-) nur einen P-Kanal-MOSFet sowie eine Widerstandsbrückenschaltung und eine Z-Diode um den analogen Eingang des MicroControllers zu schützen und den zu messenden Spannungsbereich auf den messbaren Spannungsbereich zu skalieren. Damit wären die Gesamtkosten bei <5,- und das ganze wäre sehr fein einstellbar und quasi universell.

Ist meine Theorie so weit richtig?

Würde mich sehr über eure Meinungen und eine zielführende Diskussion freuen.

[seife]

Was versprichst du dir von einem Microcontroller für Vorteile gegenüber normalen Reglerschaltungen?

Und damit du verstehst warum diese Frage meiner Meinung nach Zielführend ist: ich würde gerne deine Motivation zu genau dieser Lösung kennen, damit ich weiß ob es sinnvoll ist dir diese ausreden zu wollen oder nicht

[MaHa76]

Ich verspreche mir eine genauere Regelung und die Möglichkeit es ohne großen Aufwand an alle erdenklichen Spannungen anpassen zu können

- oder auch Einsatzbedingungen- man kann z.b. einfach einen Temperaturfühler einbinden, der die Batterietemperatur oder Lima-Temperatur oder beides überwacht... damit kann man es leicht an alle Bedingungen anpassen.

Und vor allem würde es durch den geringen Bauteileaufwand sehr günstig werden und relativ unkompliziert nachbaubar sein. Die analoge Schaltung vom Lothar ist schön... da hab ich aber schon Hemmungen mich da ran zu setzen....

[smartsurfer81]

Hallo MaHa.

Für mich scheint es auch ziemlich kompliziert zu sein mit dem mechanischen Regler.
Habe auch schon über elektronische Alternativen nachgedacht.
Aber was bringen denn diese für Problemchen mit sich?

[lothar]

Ich finde die Idee gut, warum das nicht mal versuchen? Die Frage nach dem Sinn bzw. Nutzen erübrigt sich doch,
wenn die Aufgabe einfach spannend ist und Spaß macht. Wer so ernst über den uneingeschränkten Nutzen nachdenkt,
würde vielleicht auch seine MZ besser in die Ecke stellen.

Einen Regler für die ETZ mit PWM gab es bereits serienmäßig. Dafür wurde aber ein spezieller Schaltkreis, der L9480 eingesetzt,
der nicht mehr produziert wird. Die Funktion und die Eigenschaften dieses Reglers wurden in der MZ-Elektrik ab S. 109 ausführlich
beschrieben. Dort kann man sich Anregungen für die zeitlichen Abläufe holen.

Gut, Anschiebebetrieb muss nicht sein, ist ja auch mehr ein analoges Problem, die Initialisierung der LiMa "aus dem Keller" zu holen.
Eine Temperaturkennlinie sollte aber schon sein. Ich kenn den µP nicht, evt. hat der eine Temperaturmessung on-chip
oder zumindest einen AD-Wandler für einen externen Sensor.

Interessant ist auch das Thema, welche Schutzschaltungen insgesamt nötig sind, um den µP störungsfrei betreiben zu können,
die Betriebsspannung kann ziemlich stark versaut sein mit induktiven Impulsen vom Kollektor bzw. von den über verschiedene
Wege eingekoppelten Zündimpulsen.

Gruß
Lothar

[MaHa76]

Der Arduino nano ist quasi auf einer kleinen Entwicklerplatine, mit einer gewissen Minimalbestückung, wie z.B. einer Spannungsregelung, die aus 4,5-20V stabile 3,3V für den Atmega macht.... bei diversen "kritischen" Anwendungen hinsichtlich Spannungsversorgung setzten viele ein RC- Glied davor... so würde ich es auch machen. Die Stromversorgung über ein Widerstand mit ca. 50 Ohm, dann ein Elko mit 47- 100 microF und einen Keramik mit 100nF... und zum Schutz nach oben eben noch eine Z-Diode....

damit sollte es eigentlich funktionieren...

für eine analoge PWM- Regelung gibt es einen TL494, damit habe ich schon diverse LEDs gedimmt.... der ist gut...

mit dem Arduino habe ich bisher alle meine Lampen in der Wohnung via Funk mit einer Zentrale verbunden, die nach Außenhelligkeit und Tageszeit ein Programm vorgibt... Je nach Programm stellen dann die Lampen (mit superhellen RGB- LEDs) bei Bewegung die passende Helligkeit und Farbe ein... wenn sich keiner bewegt dimmen die Lampen sanft wieder aus....

Die nanos haben 8 analoge Eingänge, 6 PWM Ausgänge und noch ein paar digitale Eingänge, wobei jeder Ein-/ Ausgang auch als digitaler Ein- oder Ausgang definiert werden kann.... Arduino programmieren teilweise schon 4-jährige.... da gibts auch grafische Programme...

Die Module zum ansteuern der Lampen kosten inkl. Funkmodul (nr24l01) im 2,4GHz Band und Mosfets etc. keine 10,- ....

und nach dem diese Projekte alle so gut laufen, will ich das mal auch für den Regler angehen.

Einzige Frage.... Muss ich wirklich "Kennlinien" hinterlegen, die bestimmte Betriebszustände abbilden? Oder reicht es "einfach" nur die Spannung möglichst konstant zu halten und das über das steuern des Erregerstroms zu realisieren???

Was die Temperatur angeht- soll ich damit die Temperatur der LiMa begrenzen? Ich habe mal einen Beschreibung gelesen, wo 80°C als max. Temp. für die Lima angegeben war.... in dem Fall könnte ich die Regelung entweder hart auf 50% runtersetzen oder auch sanft runterfahren wenn die Temperatur kritisch wird und bei Abkühlung wieder sanft nachziehen....

[lothar]

Einzige Frage.... Muss ich wirklich "Kennlinien" hinterlegen, die bestimmte Betriebszustände abbilden? Oder reicht es "einfach" nur die Spannung möglichst konstant zu halten und das über das steuern des Erregerstroms zu realisieren???

Nach meiner Auffassung reicht es, die Spannung konstant zu halten.

Was die Temperatur angeht- soll ich damit die Temperatur der LiMa begrenzen? Ich habe mal einen Beschreibung gelesen, wo 80°C als max. Temp. für die Lima angegeben war.... in dem Fall könnte ich die Regelung entweder hart auf 50% runtersetzen oder auch sanft runterfahren wenn die Temperatur kritisch wird und bei Abkühlung wieder sanft nachziehen....

Überlastung der LiMa überwachen die Sicherungen. Da ist nichts nötig. Was wichtig ist, ist die Temperaturabhängigkeit der optimalen
Ladespannung zu beachten. Dazu muss idealerweise der Temperatursensor an einer Stelle angebracht sein, wo er möglichst gut
der gleichen Temperatur wie der Akku ausgesetzt ist. In Bild V.2-3 auf S. 74 der MZ-Elektrik ist dieser Temeperaturgang dargestellt.
Nimm einfach die Mitellinie des grünen Bandes.

Gruß
Lothar

[MaHa76]

OK, das sollte realisierbar sein. Ich möchte aber einen NiCd Akku verwenden. Da kann ich die Temperaturkompensation für Bleiakkus sicher nicht verwenden... Hab die Anlage auch schon mal mit dem NiCd getestet, die Zündung ist schön stabil und das Licht deutlich heller...

Dann hole ich heute beim Conrad mal noch einen P-MOSFet und die Schottky-Diode.

[daniel_f]

Auf alle Fälle weitermachen! Man wird nicht dümmer und mich interessiert die Umsetzung. Das einfache Einbinden von Temperatur- und anderen Abhängigkeiten ist reizvoll. Außerdem ist z.B. denkbar, in Abhängigkeit von Belastung durch Verbraucher oder Fahrzustand oder aktueller Batteriespannung die Ladespannung so nachzuregeln, daß die Batterie immer möglichst gut geladen wird.
Hab mir mal ne µC-gesteuerte Zündung inkl. Zündkennlinie fürs Simsonmoped gebaut. Lief sogar, nur der Einbau ins Moped und Anpassung der Kennlinie ist aus Zeitmangel gestorben. Aktuell versuche ich mich an Atmega328P und CAN-Bus. Immer mal was Neues
Man wird zwar öfter mal gefragt, was bringt das alles, geht ja auch so, aber sowas sollte einen nicht entmutigen...ist ja schließlich Hobby.

Gruß

[MaHa76]

Eben. So sehe ich es auch... man lernt daraus.... und da ich 2 schulpflichtige Kinder habe ist es kein Fehler im Kopf beweglich zu bleiben und für ein Problem eine Lösung erarbeiten zu können... Mit meinem Großen übe ich auch immer wieder programmieren, da es doch recht gut strategisches und logisches Denken trainiert...

Ich hab mir schon ne Liste erstellt was ich bei Conrad alles holen muss- eventl. wird da heute schon losgelötet... Arduinos kaufe ich beim Chinesen immer Säckeweise... da hab ich noch genug

Die Ladespannung wird ja letztendlich auch unter Last konstant gehalten wenn ich die Spannung an D+ regel... da ist ja nur die Rückstromdiode dazwischen...

[Ysengrin]

Sehr schönes Projekt!

Wie empfindlich ist so ein Arduino denn gegenüber Vibrationen, Hitze, Kälte, evtl. auch Feuchtigkeit? Eignet der sich wirklich für den dauerhaften Einsatz am Motorrad?

[MaHa76]

Ich habe mir den Akku selbstgelötet und in einer Wasserdichtes Gehäuse gesetzt- da kommt der Arduino auch mit rein...

Der Arduino nano ist in SMD aufgebaut, damit hat man also sehr kleine und leichte Teile, was zu entsprechend geringen Kräften durch Stöße führt- die Lötflächen sind in Relation gesehen sehr groß. Also mechanisch unkompliziert... die aus chinesischer Produktion, sind im Gegensatz zur Produktion aus USA sehr sauber aufgebaut und mit Lötlack versehen, mit einem geeignenten Gehäuse erwarte ich keine Risiken.... viele bauen sich damit z.b. auch Steuerungen für Drohnen, Wetterstationen, mit Außensensoren die Wind und Wetter ausgesetzt sind... Kälte sehe ich zumindest für mich als wenig relevant an... aber -10°C und weniger können ja auch die Wetterstationen ab...

[Dorni]

Es muss ja am Ende der Versuche nicht unbedingt beim Arduino Board bleiben. Das ist ja mehr für den Einstieg. Zum Schluss bleibt eine selbst entworfene Platine übrig, auf der nur die Bauteile sitzen, die für die Funktion notwendig sind. Ich habe auch ein Projekt aus 2 ATMEGA16 aufgebaut; 2313 und Tiny13 - bis jetzt reicht der Schutz aus 7805 und P6KE18CA und bischen Handfutter vollkommen aus.

[seife]

Ich würde auf jeden Fall aber einen Hardwarewatchdog mit einbauen, der das Ding sauber resettet, wenn es in einen abnormalen Betriebszustand geht oder alternativ den Erregerstrom dann abschaltet.
Wobei -- die NiCD explodieren ja eher selten wenn sie brutal überladen werden.
Ein Problem mit NiCD in dieser Anwendung ist, daß sie eigentlich lieber mit konstantem Strom geladen werden wollen als mit konstanter Spannung, was hier schwierig sein könnte... und daß ihnen der typische "Entlade auf 90% der Nennkapazität, dann lade wieder Voll"-Betrieb in einem KFZ eher nicht liegt, stichwort Memory-Effekt. Ich weiß aber nicht, inwiefern das mit aktuellen NiCDs noch gilt, bin aus der "Szene" seit 20 Jahren raus

[MaHa76]

Was den Akku angeht habe ich mich da auch in diversen Beiträgen dazu belesen- der Tenor ist, dass die recht unkompliziert sind und ewig halten... daher sehe ich das mal relativ entspannt... für 18Zellen á 2Ah habe ich 35,- bezahlt... das ist ein überschaubares Risiko... und den Memory- Effekt probiere ich auch mal aus...

was die Arduinos angeht bekommt man bei Chinesen oft mal 10 Stück für 25,- inkl. Versand.. darum lasse ich die meistens so wie sie sind, auch wenn viel "Balast" drauf ist...

Da meine erste Lampensteuerung schon fast ein Jahr im Einsatz ist, mit recht vielen Programmzeilen und ein Reset bisher nicht erforderlich war, sehe ich das für den Regler auch nicht vor.... max. irgendein Schutz für die Erregerspule- damit die nicht wirklich dauerhaft mit 100% bestromt wird...

[daniel_f]

Hardwarewatchdog ist schon ein gutes Stichwort. So kompliziert ist der ja nun nicht. Aktivieren und sinnvoll regelmäßig bedienen... Nicht daß du dir für die ersten Programmversionen/Probefahrten einen Resetknopf am Lenker platzieren mußt

[kutt]

Die Idee ist gut, ich würde mich auch als Versuchskaninchen anbieten

Wenn du sowas beginnst, würde ich an deiner Stelle aber erst mal darauf achten, daß nur Bauteile verwendet werden, die für KFZ geeignet sind (-40 bis +125°C), damit man den Regler an der Lima einbauen kann.

[MaHa76]

Ja, kann man ja mit reinsetzen.... erstmal kommt die Grundfunktion... wenn die läuft kann ein watchdog mit rein und wenn man will ein kleines GPS- Modul, damit man den Standort nachverfolgen kann und der Atmega sich nicht langweilt mit dem bischen LiMa- reglen.... aber ganz am Anfang steht das Löten...

Und die Schaltpläne und den programm-Code veröffentliche ich hier selbstverständlich... vielleicht findet sich ein Löter der mal 20 Stück zusammen lötet....

[lothar]

Ich möchte aber einen NiCd Akku verwenden. Da kann ich die Temperaturkompensation für Bleiakkus sicher nicht verwenden... Hab die Anlage auch schon mal mit dem NiCd getestet, die Zündung ist schön stabil und das Licht deutlich heller...

Ja, das ist klar, aber die Möglichkeit, entsprechende Parameter in der Software vorzugeben, solltest du dir offen halten.

Das Licht wird heller bei 8V, aber du betreibst dann deinen Scheinwerfer (ECE 37 Nennspannung 6,3V) mit 8/6,3 => 27% Überspannung.
Mit jeweils 5% Überspannung vermindert sich die statistische Lebensdauer um 50%, d.h. du kannst dann bestenfalls eine statistische
Lebensdauer deiner Scheinwerferlampe von 3% erwarten. D.h., musstest du aller drei Jahre die Birne wechseln, liefe das dann auf
etwa monatlich hinaus ...

Gruß
Lothar

[daniel_f]

Ich bin kürzlich auf die angesprochene Chinaware gekommen Atmega328P.
Nutze die Teile allerdings nicht mit Arduino sondern mit Bascom oder Assembler.
Der 328P hält -40...85°C aus, reicht wahrscheinlich also nicht ganz für direkten Lichtmaschineneinsatz.

Hauptproblem wird die Erhaltung des gespeicherten Programms sein. Das Datenblatt sagt:

Data retention: 20 years at 85°C/100 years at 25°C
Reliability Qualification results show that the projected data retention failure rate is much less than 1 PPM over 20 years at 85°C or 100 years at 25°C.

Wobei 1ppm ja auch nicht wirklich viel ist...Versuch macht kluch.

[MaHa76]

Soweit die Theorie... selbst mit dem neuen Kabelbaum messe ich bei 6,5V Batteriespannung am Scheinwerfer 5,9V... bei 8V werdens dann wohl ca. 7,3V sein...

Erfahrungsberichte in diversen Foren sagen ca. 1/2 Lebensdauer... das probiere ich einfach mal...

-- Hinzugefügt: 14. Juli 2015 10:02 --

Zur Temperatur des Atmegas/Arduinos... Ich rechne im Batteriekasten nicht mit 80°C

[daniel_f]

Natürlich werden im Batteriekasten keine 80°C
Ich bezog meine Antwort auf die Idee von kutt, den Regler direkt am Motor im Limaraum zu haben. Dort wird es ggfs. schon so warm/wärmer.

Gruß

[MaHa76]

achso... ne... wenn da an der Batterie....

-- Hinzugefügt: 14. Juli 2015 12:33 --

Man könnte aber eine LL- Regelung rein nehme... unter einer Drehzahl X abschalten, über einer Drehzahl Y wieder aktivieren... damit der LL stabil bleibt

[MaHa76]

anbei nun die Schaltung.... Den Code schreibe ich am Wochenende...

hat jemand einen "Prüfstand" um einen Prototypen zu testen? ich löte 2 Stück auf einer Lochrasterplatine zusammen- einen würde ich zum testen verschicken- den 2. bei mir einbauen...

[net-harry]

Die Rückstromdiode sollte direkt vor dem Akku angeordnet sein, denn in deiner Schaltung kann der Erregerstrom direkt aus dem Akku entnommen werden.

Gruß Harald

[MaHa76]

Das hatte ich eigentlich bewußt so machen wollen, um sicher zu stellen, dass auch schon ein ausreichender Erregerstrom vorhanden ist, wenn die LiMa selbst noch nicht viel Leistung bringt....

Ist der Gedanke grundsätzlich falsch?

[lothar]

Anstatt der 7,5V-Z-Dioden würde ich Suppressordioden nehmen, die schlucken Spitzen sicherer weg: P6KE7.5

Ich nehme an, dass die interne Referenz des µP sehr genau ist. Dann könnte man gut auf den Einstellregler
verzichten.

DF müsste noch mit je einer Diode spannungsmäßig gegen Masse und gegen D+ geklemmt werden, denn im Schaltbetrieb
gibt es mehr oder weniger hohe Induktionsspannungen an DF.

Ein Temperatursensor ist momentan nicht vorgesehen?

Zum Problem, das netharry aufgeworfen hat: Den Strom zur Initialisierung kann man schon aus der Batterie nehmen,
was macht jedoch der FET, wenn alles aus ist? Das Gatepotential muss dann so bestimmt sein, dass kein Strom in DF fließt.

Gruß
Lothar

[MaHa76]

Danke für den Hinweis mit den Suppressordioden... gibt es die beim Conrad?

Den Trimmer wollte ich vorsehen, damit man den Regler für alle möglichen Spannungen nehmen kann... man kann natürlich beim Nachbau darauf verzichten...

Einen Temp. Sensor kann man einfach an einem weiteren analogen Eingang einschließen... über eine Spannungsteilerschaltung kann man da die Werte "lesbar" machen und die Spannung anpassen...


mal grob wie ich den Sketch aufbauen würde:

libaries?

int Sollspannung;
int Istspannung;

void Setup()
{
analogen Eingang 1 definieren (Ist- Spannung)
analogen Eingang 2 definieren (Temperatur)
analogen Ausgang 1 definieren (Erregerspule)
}

void Loop()
{
lese den analogen Eingang 1
lese den analogen Eingang 2
schreibe an den analogen Ausgang
map Eingang 2(300; 1024; 0; 20) //ändere den gelesenen Wertebereich zwischen 300 und 1024 auf 0-20

If (Istspannung < Sollspannung + 3 + Eingang 2)
{Ausgang + 1}
else if (Istspannung > Sollspannung -3 - Eingang 2)
{Ausgang -3}
else
{}
}

damit würde bei zu geringer Spannung der Erregerstrom langsam erhöht werden - in 1er-Schritten; Bei Überschreiten der Sollspannung würde in 3er-Schritten der Erregerstrom reduziert werden.
Das -3 und +3 ist eine kleine Hysterese, damit das ganze nicht flattert...

je nachdem wie der Temperatursensor Einfluß nehmen soll, kann man mit einer mapping-Funktion den Wertebereich in ein bestimmtes Wertefenster drücken und den dann zur Sollspannung addieren.

Das Lesen der Istspannung erfolgt mit 10bit Auflösung- also in 1024 Schritten.
Die Ausgabe der Sollspannung erfolgt mit 10bit-Auflösung, also in 256 Schritten

[net-harry]

Bei soviel Möglichkeiten reg' ich doch gleich mal an, 2 oder 3 Ausgänge zu programmieren, an denen angeschlossene Leuchtdioden (oder eine 2-farb-LED rot/grün) den aktuellen Akkustatus signalisieren (können).
Die Umschaltung zwischen Blei/NiCad/NiMH könnte doch über entsprechend programmierte Eingänge erfolgen...

Gruß Harald

PS: Du weißt, dass du am Gate des FET einen Spannungshub von knapp 10V brauchst, um den FET sicher zu schalten ?
Der Betrieb bei 6V ist damit schon ausgeschlossen, oder gibt es mittlerweile Logik-Level-P-MosFETs für Ströme von >20A und Ron < 20mOhm ?

[MaHa76]

Hallo Harry,

es gibt auch Logic-Level-MOSFets... als N-Kanal liebe ich den BUZ11... ich kann aus dem Kopf aber nicht sagen welchen ich jetzt für diese Schaltung geholt habe... der liegt zu Hause... geht aber ab 4,5V...

reinbringen kann man da ganz viel... sogar ein LCD-Display... hab auch schon über eine LED nachgedacht die informiert ob die Lima lädt- so zu sagen eine echte Ladekontrolle....

Und, ja- die Umschaltung könnte man via Jumper machen... mein Gedanke war nur, dass man vielleicht auch mal für seine Bedürfnis 0,1V höher oder runter regeln möchte....

[daniel_f]

Ein Temperatursensor ist momentan nicht vorgesehen?

Wenn ich das richtig sehe, basiert der Arduino nano auf Atmega 328 oder 168, die haben eine internen Temperatursensor an Bord (wenn auch nicht allzu genau). Regler in Batterienähe plus interner Temp.sensor des Controllers halte ich für denkbar. Klick. Allerdings müßte man dann bei Beginn der Fahrt messen, bevor sich der Controller durch seine Rechenaufgaben erwärmt...

[MaHa76]

ach, ein kleiner NTC kostet doch nicht viel....

[FK-64]

ich will hier auch mal meinen Senf abgeben:
sicherlich stellt sich die Frage nach dem Sinn, da analoge Schaltungen (Lothar Regler) das gleiche können und dazu noch jahrelang praxiserprobt sind. Aber es kann ja auch mal was neues her.
Wir setzen Mikroprozessoren in einem ähnlichen Umfeld ein. Aus meiner Sicht ist der Eingang bei so einer Schaltung das Problem. Du hast da einen einfachen Kondensator verbaut, der wird nicht alle Spannungsspitzen abfangen können. Daher solltest Du beim Messen der Eingangsspannung eine gewisse Intelligenz in Dein Programm einbauen. Ein einfaches

lese den analogen Eingang 1
lese den analogen Eingang 2
schreibe an den analogen Ausgang

wird da nicht reichen, um Messfehler auszuschließen. Da die Sollspannung aus Sicht des Prozessors sich ja nur allmählich ändert, solltest Du mindestens 3-5 mal messen und dann die Werte auf Richtigkeit prüfen, bevor Du den Ausgang regelst.

Achso, wenn Du schon mal dabei bist, der Prozessor hat ja an sich wenig zu tun. Wie wäre es denn mit einer drehzahlabhängigen Zündung? Und Blinkgeber...

[MaHa76]

Hi FK-64

du hast vollkommen Recht. Ich habe ja den Code auch nur grob skizziert... man muss über die Programmierung wahrscheinlich eine Mittelwertbildung über einen bestimmten Zeit machen, oder Spitzen die plausible Werte überschreiten einfach kappen... zumindest eine Hysterese einbauen, damit die Regelung nicht schwingt- da mache ich mir aber wenige Sorgen.... das Nachziehen des Erregerstroms kann man schon allein mit einer kleinen Verzögerung ausreichend "träge" machen...

Ich bin eigentlich viel mehr gespannt darauf, wie die Erregerspule mit dem PWM umgeht- nicht dass ich um Umkreis von 50km alle Radios störe oder das Ding dann 8,5kV statt 8,5V bringt....

[FK-64]

Hallo MaHa76,

Ich bin eigentlich viel mehr gespannt darauf, wie die Erregerspule mit dem PWM umgeht- nicht dass ich um Umkreis von 50km alle Radios störe oder das Ding dann 8,5kV statt 8,5V bringt....

Das wiederum sollte kein Problem sein:

Einen Regler für die ETZ mit PWM gab es bereits serienmäßig. Dafür wurde aber ein spezieller Schaltkreis, der L9480 eingesetzt,
der nicht mehr produziert wird. Die Funktion und die Eigenschaften dieses Reglers wurden in der MZ-Elektrik ab S. 109 ausführlich
beschrieben. Dort kann man sich Anregungen für die zeitlichen Abläufe holen.

[MaHa76]

es war auch eher ein kleiner Spaß...

ich habe schon ne Handvoll Steuerungen mit PWM gebastelt- auch wo quasi der zu regelnde Wert sanft nachgezogen wird... schön wäre aber, wenn es hier jemanden gibt mit einem Prüfstand....

[lothar]

... schön wäre aber, wenn es hier jemanden gibt mit einem Prüfstand....

Ich weiß nicht, was du dir genau unter einem Prüfstand vorstellst? Ich habe eine ES150/1, die ich gern als Spielwiese für
allerlei mögliche elektrischen Modifikationen nutze. Außerdem sind regelbare Netzteile und ein guter Oszi vorhanden. Wenn es das ist,
was du vor Augen hast, würde ich das schon machen können. Allerdings müsste dann das erste Muster auf Bleiakkus zugeschnitten sein.
Eigenmächtig in deine Software eingreifen würde ich nicht (weil ich´s vermutlich nicht kann). Da müsste ein Weg für eine "Fernwartung"
gefunden werden, falls das notwendig ist.

Es gab hier im Thread schon einige Hinweise zur Schaltung, diesbezüglich solltest du deine Schaltung überarbeiten bis sie dann
endgültig steht. Ich will jetzt nicht der Dauernörgler sein, aber die eigentlich zu lösenden Probleme liegen wohl weniger beim
Prozessor und den Statments sondern viel mehr in der analogen Ankopplung. KfZ-Elektronik hat eigene, schärfere Regeln hinsichtlich EMV.
Als offen sehe in vor allem noch die optimale Ansteuerung der Feldwicklung. Der statische Widerstand ist bekannt, welche Induktivität
vorliegt, kann ich jetzt nicht mal aus dem Hut sagen, müsste man erstmal bestimmen. Oder hat es schon jemand gemacht?

Gruß
Lothar

[MaHa76]

Danke Lothar, das Angebot nehme ich an.... Ich baue es am Wochenende mal auf...

[kutt]

Ich habe einen Prüfstand für die 6V Limas. (mit FU und 1kW Drehstrommotor)

Hab mir das Teil mal gebaut, um die mechanischen Regler besser einstellen zu können.

[lothar]

Ich habe mal einige Messungen zum Problem gemacht.

Die Erregerwicklung der 6-V-Gleichstrom-LiMa hat etwa 0,1µH Induktivität (plus Ohmscher Anteil ca. 1,7 Ohm).
Die Zeitkonstante für die Stromzunahme liegt demnach bei unter 100ns.
Der erwähnte Reglerschaltkreis für die Drehstrom-LiMa arbeit mit maximal 700 Hz (bei Tastverhältnis 1:1) .
Demzufolge könnte man als Orientierungswert für die Schaltfrequenz durchaus von 1kHz (...10kHz) ausgehen.

Als Leistungs-FET für meine analogen Regler habe ich bisher den IRF4905 verwendet.
Die folgenden Messungen wurden mit einem 1,7-Ohm-Ersatzwiderstand (3 parallele Erregerwiderstände) vorgenommen:

Bei einer Source-Spannung von 5V und Gate auf Masse bleiben 0,14V Drain-Source-Restspannung (Strom: 3,16A).
Bei 6,6V (realistischer Wert für die Bordspannung) bleiben 0,12V Restspannung, wobei ein Strom von 4,4A getrieben wird.

Im letzteren Fall ist der reale Drain-Source-Widerstand 26 mOhm.

Der FET wäre demnach auf jeden Fall einsetzbar. Voraussetzung ist allerdings, dass das Gate zwischen Bordspannung
und Masse voll durchgeschaltet werden müsste. Tut das der µP tun?

Eine Freilaufdiode zwischen DF und Masse ist unbedingt erforderlich, da beim Wegschalten des Stromes Spannungsspitzen
selbst über der geringen Induktivität von bis zu 100V entstehen würden, die den FET töten können.

Gruß
Lothar

[MaHa76]

Vielen Dank für die Unterstützung und Hinweise und Messergebnisse... Bei der Wahl des MOSFets nehme ich gern diese Übersicht zur Auswahl: http://www.mikrocontroller.net/articles ... 9Cbersicht

mit Logic-Level- MOSFets habe ich gute Erfahrungen- da reichen die 5V die der yP ausgibt auch dementsprechend aus...

Richtig- die Freilaufdiode muss ich noch vorsehen... ich bin grad in der Urlaubsvorbereitung dadurch brauche ich noch ein paar Tage zum Löten- baer vor meinem Urlaub geht noch ein Muster zum testen raus...

[MaHa76]

Hallo zusammen,

nach dem ich beruflich eingespannt und unterwegs war, jetzt auch noch mal 2 Tage auf Dienstreise und dann 2 Wochen im Urlaub bin, ging es etwas langsamer vorwärts als bisher.

Aber ergänzend habe ich nun den Trimmer weg rationalisiert, dafür gibt es einen Steckplatz für eine kleine Platine mit 2 Tastern mit denen man in 0,05V Schritten nach oben oder unten korrigieren kann.

Das Messen erfolgt über einen festen Spannungsteiler mit Verhältnis 3:1 - damit kann man bis 15V messen- was für eine 12V Anlage reicht, bei meinen gewünschten 8V wäre also der zu messende Bereich bei 10bit Auflösung noch immer mit ca. 600 Schritten erfaßt, was also eine Auflösung bei ca. 15mV wäre.

Gemessen wird die Spannung direkt an der Batterie- zum einen ist ja das Ziel diese immer auf einem guten Ladezustand zu halten- ist die gut gefüllt, kann man ja getrost die LiMa etwas runterregeln lassen. Zum anderen hat es den Vorteil, das extreme Spannungsspitzen gedämpft werden. Bis 40V können die Eingänge des Arduino ab...

Nach meinem Urlaub mache ich es so weit fertig, dass es auf der Werkbank funktioniert und dann geb ich die mal zum testen. Wenn Lothar und Kutt das übernehmen mache ich 2 Prototypen...

Da ich mit meinem Commodore zu tun habe, wird die TS dies Jahr wahrscheinlich eh stehen bleiben müssen...

[lothar]

... dadurch brauche ich noch ein paar Tage zum Löten- baer vor meinem Urlaub geht noch ein Muster zum testen raus...

Nach meinem Urlaub mache ich es so weit fertig, dass es auf der Werkbank funktioniert ...

Wie weit bist du ?

Gruß
Lothar