Brushless motor RMP meten met datalogger

retlaw

retlaw

Graag jullie commentaar op de volgende schakeling
rpm.jpg

Deze schakeling laat het toe om met een datalogger welke een RPM ingang heeft ( frequentie meting ) het toerental van een brushless motor te meten
Op scoop krijgt men een mooie blokgolf en bij aansluiting op een datalogger kan men het toerental correct aflezen
( het aantal motor-polen moet wel ingevoerd worden )
Door deze manier van werken kan men in elk vliegtuig eenvoudig aan de motor-aansluitingen een draadje met een stekkertje voorzien welke kan aangesloten
worden op de datalogger interface.
ik heb nog geen proeven gedaan met een transistor om een mooie blokgolf te maken
ik heb wel een proef gedaan met één enkele aansluiting aan de motor t.o.v. het gronpotentiaal,
maar dan moest het toerental reeds vrij hoog zijn ( min 1500 tot 2000t/min ) om een uitlezing te krijgen.
heeft er iemand betere ideéen om de zaak wat kleiner en lichter te maken zonder over te gaan tot het gebruik van SMD componenten waarvoor dan weer
een printplaatje moet gemaakt worden.
 
Ik moet eerlijk bekennen dat ik even niet snap wat de opamp voor toegevoegde waarde heeft.
Maar op zich zou de opto oplossing wel moeten werken denk ik, er is slechts een maar....
In deze opstelling meet je alleen maar hoe snel de motor wordt aangestuurd, niet hoe snel hij werkelijk draait. Daarvoor moet je denk ik toch naar een reflectieve opto, of een opto sluit, op de as denken of een hall-sensor gebruiken met een magneetje dat je aan de as bevestigd.
 
Hommer
de opamp dient als nuldoorgang detecter, waardoor het signaal een mooie blokgolf krijgt.
RMPnulwiss.jpg

De cap. van 100nF is geplaatst om de stoorpulsen te filteren bij lage toerentallen.
De cap. van 1uF geeft een kleine vertraging op de + ingang t.o.v. de - ingang , je kan het beschouwen als een flexibele comperator
Een Brushless motor is in feite een synchrone motor, dus je kan stellen dat het toerental gelijk zal lopen met het aanstuursignaal
( op een kleine phase verschuiving na ) .
Indien de controller het toerental niet zou volgen ( uit de pas beginnen lopen ) gaat de controller verkeerde informatie
krijgen en zeer snel afschakelen ( alleszins toch met de hedendaagse types ) .
Testen zijn gedaan met verschillende props en een externe toerenteller welke voorvermelde duidelijk aantoont.
Met lichtsensor heeft men het nadeel dat, je deze moet plakken op het model met tape indien je niet per toestel een sensor wil plaatsen,
en geeft meer problemen wat betreft valse lichtinval enz.
Een Hall-sensor met magneetje kan bijna enkel wanneer je per model een sensor gaat plaatsen, niet zo evident met +/- 10 modellen.
Bij directe aansluiting op de motor moet men enkel een draadje van pakweg 10 a 15 centimeter met stekkertje plaatsen in elk model.
 
Ah, ik zie nu pas het verschil van de 100n/1u. Ik zou zelf een schmitt-trigger gebruiken, maar goed. Ik ken dit principe niet, maar het lijkt me dat het wel zou kunnen werken.
 
Hommer
ik ken niet zoveel van smitt triggers, het finale streven is nog altijd om alles zo klein en licht mogelijk te houden. Ik kan verkeerd zijn maar wanneer ik
eens ga google-len heb ik de indruk dat veel smitt-triggers gemaakt worden met een opamp.
kan je me een tip ( bv. component nummer , voorbeeld schakeling ) geven , bestaan er enkelvoudige smitt-triggers en heeft men dan effectief minder passieve componenten nodig?
Doordat in de schakeling gebruikt gemaakt wordt van capaciteiten gaat het signaal op de verbinding van de twee 10KOhm weerstanden hoger worden bij een hogere
tact frequentie, wat problemen zou kunnen geven met de smitt-trigger "window" instelling.
 
De CD4093 heeft 4 smitt-triggers, is alleen een 14 pens IC maar behoeft geen externe componenten dan alleen 1 condensatortje over de voedingspins.

Volgens mij kan een NE555 ook vrij simpel voor zoiets gebruikt worden maar de 741 zo voldoet ook...

Dan nog... volgens mij wordt een brushless al met een redelijke blokgolf aangestuurt en zal de uitgang van de opto al aardig in een blokgolf zijn.
 
Opgelet de CD4093 is een CMOS IC waarvan de ingang maximum 12V mag bedragen. Met de 741 (LM/NE/...) kan je +/- 15V ingang gebruiken wat dus een stuk universeler is. De opamp wordt eigenlijk als comparator gebruikt, maar door de verschillende capaciteiten aan de ingang zal de spanning op de ene ingang iets trager opkomen dat aan de andere, waardoor deze comparator 'mishandeld' wordt als een nuldoorgangsdetector.
Er zijn verschillende goede opamps op de markt naast de 741, TL072, NE5532, enz. Ik deze toch niet vervangen door een NE555.

Luc
 
lucbra zei:
Opgelet de CD4093 is een CMOS IC waarvan de ingang maximum 12V mag bedragen.

Luc
Klik om te vergroten...

Ge zien de scheiding middels een optocoupler lijkt het mij dat de electronica op de voeding van de datalogger gaat draaien....
 
Ik zal de exacte aansturing van een BL motor eens even bestuderen wat blijkbaar voldoet dat niet helemaal aan mijn verwachting.
Maar goed, om de vraag betreffende schmitt triggers te beantwoorden een behulpzame site.
Schmitt triggers zitten meestal met z'n zessen in een huisje, al heeft Philips (NXP tegenwoordig) in smd wel single gate logic. Als je wat zoekt is ook die site wel handig.
 
Met de zoektermen 'bldc' en 'bemf' zul je genoeg info vinden. 'Onze' motoren zijn 'brushless dc' motoren waarbij de mechanische commutatie is vervangen door elektronische commutatie. Er is telkens één fase onbekrachtigd. De spanning (bemf) die in deze fase wordt geïnduceerd, 'vertelt' de regelaar de snelheid en positie van de rotor. De motor is de 'baas', de regelaar moet volgen.

Animaties en simulaties van borstelloze binnen- en buiten-lopers:
www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=216928

Zelfbouw brushless controllers, ontwerpen en discussies:
www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=140454
Controller theorie, hoofdstuk 9:
www.consult-g2.com/course.html
Power electronics:
www.innovatia.com/Design_Center/Power_Electronics.htm
 
Vandaar de term sensorless...? Maar, even jou stelling volgend, als de motor de 'baas' is en de regelaar moet volgen. Hoe kan het zaakje dan ooit versnellen en vertragen?

Ik heb eea nog niet gelezen (je geeft ook direct zo veel info, dat ik in ieder geval direct de weg kwijt raak), maar ga me er zeker nog eens in verdiepen.
 
Hommer
sensorless : vroeger werden Hall-generators, 3 stuks, als sensor gebruikt om de positie van de magneetpolen t.o.v. de statorpolen
te bepalen.
De sensor functie is in principe nog altijd aanwezig, maar "het voelen" wordt uitgevoerd via de fase welke spanningsloos is.
Ron schrijft spanning verhogen; eigenlijk is dit de gemiddelde spanning en deze wordt hoger door de pulsbreedte
te verbreden , van 0 naar max, zoals op een borstelmotor. Bij een brushless motor zijn drie fasen aanwezig waarvan de frequentie
bepaald wordt , zeer eenvoudig uitgedrukt, (voor een buitenloper) door de snelheid waarmee de magneetpolen de wisselspanning op de
statorpolen kunnen volgen wat gemeten wordt via de spanningsloze fase.
Heb ik het goed? Ron
 
Corrrect. Ik had eerst 'effectieve' spanning geschreven maar voor elektrotechnicie is dat een speciaal begrip (RMS waarde), 'gemiddelde waarde' is inderdaad duidelijker. Binnen- en buitenlopers werken in alle opzichten hetzelfde.

http://en.wikipedia.org/wiki/Brushless_motor

Errug goede handleiding door Brian Mulder, behandelt ook (heel lichtjes) de achtergronden van Kv, Kt e.d. Deze 5 hoofdstukken besparen veel vragen.
www.southernsoaringclub.org.za
-> Articles by SouthEasterners.
-> Electric Motors - part 1-5

www.gobrushless.com/kb (met nog meer info)

En
www.powercroco.de
 
Zou het toerental niet makkelijker ergens van de regelaar af te trekken zijn? Zou je een hoop componenten kunnen schelen..
 
Zou inderdaad makkelijker zijn, als je het goede signaal weet te vinden. Voordeel van de beschreven methode is dat deze voor alle regelaars werkt.
 
Ik raad iedereen af om in het binnen-werk te gaan zoeken of prutsen , denk aan uw garantie. Misschien een goede tip voor diegenen welke Controllers maken om eventueel het stuursignaal van de "sinus" als blokgolf naar buiten te brengen op een stekkertje. Dit gadget zal dan weer de prijs doen toenemen.
De bedoeling was inderdaad om het algemeen te houden en voor een paar euro een interface te maken welke past op zowel kleine als grote brushless motoren.
Tot nu toe heeft nog niemand een opmerking gemaakt om het wat eenvoudiger te maken. het interfacke weegt ongeveer iets minder dan 10gr , daarmeer kan ik leven!
 
Resultaat van verdere testen :
De eerste schakeling met Op-amp UA741 heeft als nadeel dat er een restspanning op de uitgang blijft m.a.w. de uitgang gaat niet tot op grond potentiaal, wat niet altijd werkt voor sommige RPM-meet ingangen.
rpm741.jpg

Met de opmerking van Roelof dat men eventueel ook een mooie puls blokvorm kan verkrijgen met een NE555 is volgend schema uit de bus gekomen, het voordeel van deze schakeling is dat men nu geen restspanning meer heeft
rpm555.jpg

Opmerking : Men heeft nog altijd evenveel componenten nodig
De enige vereenvoudiging zou kunnen zijn het weglaten van de Pull-up weerstanden.
 
You must log in or register to reply here.
Back
Top