Olcsó BLDC Vezérlő

A nyáron még a gépész kollégák kő keményen mellé nyúltak egy motor választásnak.
"DC, nem? Rákötöm a 24VDC-t és már megy is. .. .... .. Vagy nem?!"
A döbbenet a doboz kibontása után volt, amikor meglátta a sok-sok kiálló kábelt. Ez mi?! Ez nem az a pillanat volt, amikor a kollégával madarat lehetett volna fogatni :). Végülis megbeszéltük, hogy csinálok egy meghajtót hozzá, mert akárhogy is nézzük, igen borsos ára van az ilyen vezérlőknek és akkor úgy volt, hogy 3 nap áll rendelkezésre a beszerzéshez...A motor:
A motort a német Nanotectől vettük. DB42S03-as rabszámot visel. 24V 26W. Bika motorok ezek és ez előtt helyet foglalt egy elég nagy áttétel is (kimenet 80RPM).

Alkatrész válogatás:
Legelső sorban a PIC-ekkel szívtam meg. A tökéletességhez oly közel álló típusból nem volt raktáron. Pedig mi kell ide?

• Interrupt on change - legalább 3 lábon úgy, hogy lehetőleg ne essen egybe a PWM kimenetekkel. (Mellesleg valaki elmondhatná, hogy miért is esnek egybe ezek a lábak a PWM kimenetekkel?!)
• PWM - 3 pár pwm kimenet, tehát összesen hat. Ez általában a power management családokban található meg.

És ennyivel meg is elégedtem volna, de bárhogy is próbálkoztam, ügyeskedtem, Microchippék mindenáron legalább 1-2 IOC lábat fedésbe terveztek a PWM kimenetekkel. Kivéve a 1230, 1330-as pic18-asoknál! Csodás! Na, ez az, ami nem volt raktáron...

Idő szorít, pollingoljuk a Hall szenzorokat. Bár nem örülök.

Teljesítmény meghajtónak az IR2130-as három fázisú hídmegható több, mint jó. Csodálatos IC, nekem nagyon tetszik , valami azt súgja, hogy nem ez az utolsó projekt, amiben használtam. Hogy mit is tud?

• 600V maximum!
• Túláram és táphiány felügyelet.
• Összehangol késleletetés.
• 2,5V digitális jeltől kompatibilis.
• Beépített erősítő áram méréshez.

A teljesítmény fokozatnak bármilyen IGBT és sok MOSFET megfelel. Az IGBT-k itt kezdődnek :), a FETeknél azért már oda kell figyelni a választáskor.

A táp stabilitásról az elmaradthatatlan 78XX család gondoskodott. A többesszám azért van, mert kell 15V az IR2130-nak és az 5V a PIC-nek.

És Voila:
Persze, azért ez ennél picit hosszadalmasabb volt, de magával a tervezéssel és az első működő protóval belefértem a 4 éjszakába (nappal másik projekt:) ). Hétfőn kezdődött, szerda hajnal 4 körül 15 perc alatt égettem el 4 IR2130-at és PICet...

Ez a projekt mutatta meg számomra először, hogy mi is az a bypass kondenzátor és mennyire lehet arra számítani, hogy majd az LM7805... Az első protón nem volt még ennyi kondenzátor, az már a későbbi fejlődés. Emberek, egyszerűen kell. Itt kapcsolgatunk, méghozzá gyorsan, és az áram útjában egyedül a tekercs igen alacsony ellenállása és induktivítása van. Használjátok csak szépen a kondikat, azért vannak.

Elismerem, nem sok ki és bemenet van az eszközön a külvilággal való kommunikációhoz, de ez azért van, mert az adott gépbe közveten egy motor helyett kerül be. Így relé kontakt bemenetet kapott az eszköz. Ez annyit jelent, hogy ha rövidre zárod a bemenetet, akkor a motor elindul. Próbáltam egy kis védelmet tenni az ellen, hogyha valaki 24V-ot köt a bemenetre, de, őszintén, nem próbálnám ki... :D

Nyákterv:
Az igaz, hogy a tervezés és a protózás igen gyorsan megvolt, de sajna a végső kialakítás rendesen elhúzódott. Ezért bánom is, hogy nem volt időm vissza alakítani 18F1230-ra és mivel akkor még úgy volt, hogy a nyák otthon készül, ezért egyoldalas, könnyen gyártható elrendezésre törekedtem, kevés átkötéssel.
Ha lesz jövője a projektnek, akkor azért sok design változást fogok eszközölni. Ilyenek: interface illeszthetőség, digitális státusz ki és bemenetek, kétoldalasra alkítás, itt-ott smd alkatrézek. Sokkal kompaktabbá válna tőle.
A tranzisztorokat nagyon szerencsétlenül helyeztem le, így nem lehet őket hűtőbordázni. Ahhoz szilikon padeket kell venni. (Igaz, ennél a 26W teljesítménynél nem szükséges a hűtőborda.)
A letölthető fájlba a gyártási Gerbereket is beleraktam.

A firmware:
Az elérhető eszközök (pic) rendesen behatárolták a firmwaret. A letölthető rarban elég sok fájlt találni, ezek egyike másika a fejlesztés különböző szakaszaiban készültek. A "véglege" a p18f2431 könyvtárban van.
A polling miatt igazándiból mindent ki kellett szórnom a mainből és IOC nélkül az időközök mérésére sem hagyatkoznék ezért ezzel az IC-vel ezt a minimál megvalósítást választottam. A sebesség és a felfutási idő potméterekkel állítható be. Több funkció nem is igazán kapott helyet.

Bővíthetőség:
Korlátlan.A PICet kicserélve főleg. A teljesítmény a kW nagyságrendekig emelhető az IGBT végfoknak és az IR meghajtónak köszönhetően (megfelelő hűtés mellett, természetesen). Kommunikációs interface beilleszthetőséggel akarom még felruházni. Szinuszos hajtást is meg lehet valósítani (igaz, hasznosan azt is csak az új IC-vel) és Phase Advance funkcióval bővíteni.


Letölthető fájlok:
Eagle projekt + Gerber
Piklab projekt (firmware)




FELELŐSSÉG KIZÁRÁS / DISCLAIMER
A balesetekért, károkért semmilyen felelősséget nem vállalok és nem is vagyok felelősségre vonható!
Mindenki kizárólag a saját felelősségére építheti meg.
Ez a blogon megjelent összes projektre igaz!