het ombouwen van een brushless ESC

kollega's

velen weten ondertussen dat ik de electronica bacterie in mij heb...;





Ik heb een vraag…….
Zeer veel kollega’s vliegen (en varen) met brushless motoren

Dit is een mooie uitdaging voor onze hobby!!
Maar wat nog een grotere uitdaging zou zijn......is het ombouwen van een electronic speed controller (ESC) voor dergelijke motoren...



jaaaaaa.... ik weet het
een dergelijke regelaar is beter te kopen in de handel.....
Ik heb al veel ingewikkelde ESC schema’s gezien met diverse nog te programmeren PIC ("Peripheral Interface Controller").




maar....
een ESC van.... zeg maar 100 ampere.....kost al vlug 100 a 150 euro....8O


in de handel zijn er zeer goedkope brushless ESC's te koop....(voor enkele amperes....)


wat zou u denken van het volgende zienswijze???

ik soldeer de kleine IGTB's (of mosfets's ) uit de goedkope regelaar.
ik maak een ander printplaatje met daarop gesoldeerde grote IGTB's (die +- 100 ampere kunnen verwerken)
....en ik verbind deze met de "sturing" van de goedkope ESC......


alles is reeds al geprogrammeerd in de goedkope ESC met de bijhorende PIC ....dus weinig extra werk voor mij.....

mare
dan heb ik wel en esc met een stroom van +- 100 a 150 ampere....



graag uw reacties......



steffe

 

waarom het wiel nog een keer uitvinden?

mvg hans

 

100 euro of meer????????
HobbyKing Online R/C Hobby Store : TURNIGY K-Force 100A Brushless ESC

Als het écht goedkoop moet:
HobbyKing Online R/C Hobby Store : Hobbyking SS Series 190-200A ESC

Zal iig beter werken als je eigen probeer oplossing..
Die IGTB's zijn ook niet goedkoop

 

hallo hans

zo te lezen heb je al een goedkope ESC (van 2 a 5 ampere) omgebouwd
tot 100 a 150 ampere ?


ik ben benieuwd naar uw ervaringen...
bestaat er hier reeds een draadje over ?


vriendelijke goeten
steffe

 

[QUOTE
Als het écht goedkoop moet:
HobbyKing Online R/C Hobby Store : Hobbyking SS Series 190-200A ESC
[/QUOTE]


hallo anko

dank voor uw info

lees ik goed ? Constant current 190A Max 200A <10S
voor 30 $ ???(= +- 22 euro ?)

groeten
steffe

 

ik weet niet waar jij dat leest

maar het heeft gewoon geen zin om jouplan uit te voeren tenzij je veel tijd en geld over hebt

zoals anko hier eerder al zegt zijn ze niet te duur.

mvg Hans

 

Dat is iets wat zeker zal kunnen mits je goed weet wat je doet. Die kleine regelaar kan vrijwel zeker weten die grotere Fet's niet direct aan kunnen sturen. Zorg er dus voor dat de aansturing voor die grote Fet's ook op dat losse printje zit.
De processor op de regelaar moet de spanning van de wikkeling die "niet gebruikt wordt" kunnen meten om op het juiste moment over te kunnen schakelen. Hoe dat gebeurt is afhankelijk van de ontwerper van de regelaar. Helaas is daar geen standaard manier voor. Je zal dus heel goed moeten kijken hoe dat bij de regelaar die jij wilt gebruiken is geregeld en zorgen dat het met je nieuwe Fet's ook zo kan.
Al met al een leuk idee wat zeker haalbaar is maar wel met een paar haken en ogen. Voor de prijs zal jet waarschijnlijk niet hoeven te doen. Losse onderdelen voor de elektronica zijn bepaald niet goedkoop meer en worden langzamerhand ook lastiger te verkrijgen. De "gewone" elektronica winkels zijn op een enkeling na verdwenen. Daar waar je nog wel onderdelen kan kopen moet je steeds vaker meerdere stuks afnemen. Gewoon 1 transistor kopen is er vaak niet meer bij, het gaat al snel per 5 of zelfs 10 stuks.
Succes.

 

ernst

dank voor uw opbouwende info
ik ben blij dat er hier nog technici aanwezig zijn op dit forum


inderdaad
het is mij ook te doen om "technische kennis" en te kunnen experimenteren"

ik ben blij dat u dat ook ondersteund....(en ook andere forumleden)



@anko
ik wist niet dat dergelijke ESC maar zoveel kosten....(190 ampere voor 22 euro....)
dank voor uw info naar hobbyking , ik waardeer uw informatie!



aan allen
het is wel een uitdaging om dergelijke ESc's te bouwen nietwaar?
een verlengstuk van onze hobby???? ik hoop het .....

en toch...
bij wijze van experiment zal ik toch proberen om een eenvoudige ESC van +- 5 amp om te toveren tot 150 amp......
een uitdaging .....




vriendelijke groeten
steffe

 

@steffe:

In principe is alle intelligentie die nodig is om een vermogensregelaar te maken al aanwezig in de goedkopere kleine regelaars. De door jou voorgestelde ombouw zal dus kunnen. Een aantal aandachtspunten zijn:

- kleinere regelaars zijn vaak 2S of 3S. De microprocessor (die op 4.8V of 5V werkt) kan via een eenvoudige schakeling (een NPN transistor) de high-side FET's aansturen. Bij regelaars die op 4S...10S draaien gaat dat niet altijd. Of de verliezen worden hoog, of er zijn duurdere circuits nodig.

- vermogensFETs hebben grotere ingangscapaciteiten dan kleinere FETs. Je zult dus GATE-drivers nodig hebben die flink wat stroom kunnen leveren. En goedkopere FET's of IGBT's hebben vaak meer spanning nodig (10V of zo).

- de "lineare" BEC op de lichtere ESC's zul je moeten vervangen door een schakelende BEC i.v.m. spanning, en dissipatie.

- bij kleinere regelaars is dit misschien minder kritisch, maar bij grite regelaars zeker wel: je moet ervoor zorgen dat de P en N FET in dezelfde tak niet gelijktijdig kunnen geleiden tijdens het schakelen. Vaak wordt de GATE driver dusdanig ontworpen dat dit niet kan (veilig) maar soms is het ook in software van de microprocessor gedaan. En dat is niet eenvoudig in te stellen, als je de software van een kleinere ESC neemt.

- brushless ESC's meten de motorspanning om te bepalen wanneer de volgende commutatie intreed. Dit meten doen ze a.h.v. een analoge spanningsdeler (weerstandjes) die een aantal ADC's of comparators in de microprocessor aanstuurt. Je moet de spanningsdeler(s) opnieuw berekenen voor de door jou gekozen spanningsrange (4S....10S).

Maar het is echt een leuk project om te doen. De technische uitdaging is groot, de winst is klein, dus DOEN !!! Je leert er heel veel van.

Harm.

P.S. bestel een paar extra vermogens FET's en kleine ESC's, want een bedradingsfoutje is gauw gemaakt, en dan is het vaak BOEM.

 

En door die grotere inganscapaciteit zullen de FETs langzamer schakelen. Juist tijdens het schakelen dissiperen FETs vermogen.

Waardoor minder kritisch bij kleinere regelaars Harm?



De eenvoudigste manier om meer stroom uit regelaar te halen is betere koeling. Door het monteren van een koelblokje, of, als er al een koelblokje is gemonteerd, door het beter monteren van koelblokje. Zie de opmerkingen van o.a. Hans Meij en ondergetende in de winds50-2 discussie.

Nog een methode/idee in [121178] turnigy-120-marine

Meer instructies voor betere koeling en temperatuurmetingen:
Technical Information | MGM Compro - Electronics for Models
-> Controllers COOLING in models [pdf, 166 kB]

Als FETs zijn voorzien van metalen aansluitingen voor montage tegen een koellichaam, is het verstandig om de high-end FETs en de low-end-FETs op twee aparte elementen te monteren. De aansluitingen zijn verbonden met drain of source, je zou door gebruikmaking van een gezamenlijk koel-element kortsluiting creëren.

 

hallo harm


dank voor uw zeer interessante info
zo te lezen heb je heel wat ervaring en kennis over die ESC's....
waarschijnlijk werk je in de electronische branche of ICT ?


(er komt dus heel wat meer te kijken van wat ik gedacht heb.....)
ik zal nog even goed over de "ombouw" nadenken...


tot wederhoren

vriendelijke groeten
steffe

 

mede modelbouwers

hallo,

ik ben bezig met het bouwen van een rc crawler, en heb op de voorsta as en op de achterste as een motor gemonteerd. nu wil ik graat 2 esc gebruiken zodat ik de assen onafhankelijk power kan geven. ik heb een 6 kanaals ontvanger en wil graag 2 esc's gebruiken op 2 kanale, hoe zou ik dat het best kunnen doen aangezien de accu op de esc zit ?

mvg

 

@ steffe: Zou je de originele FETs van de regelaar niet kunnen gebruiken om de nieuwe FETs aan te sturen? Je PIC zou wel eens niet genoeg vermogen kunnen leveren om de zwaardere FETs aan te sturen.

@ biersteker: Open je eigen topic.

 

harm en ron

wat denk je van de tip van olap?



groeten
steffe

 

@ olap,

kan je een kleine uitleg geven hoe ik dat moet doen?

Groet

 

Boven elk subforum staat de knop voor starten van een nieuw 'draadje'

Met de button reageer je binnen een al bestaande discussie.

Handleiding/tips voor forumgebruik vind je onder FAQ in het tweede blauwe lint van boven. En als je je afvraagt hoe iemand iets heeft gedaan in zijn bericht, kun je op klikken om dat te zien. Als je dat met dit bericht ziet, is meteen duidelijk hoe ik de drie knoppen werkend heb gemaakt.

 

Karakteristieken van power-fets maken ze minder/niet geschikt als stuur/driver FET.

 

ron


heb je toevallig enkele grafieken liggen ter vergelijk ? van power vs driver fets?

ik heb intersse naar de theoretische kant van de zaak....



nog een vraagje (terloops)
is er een groot verschil in de (maximum) schakelfrequentie van een
driver- en een power fet ?


groeten
steffe

 

@Ron: kleine FET's schakelen sneller, maar als ze gelijktijdig zouden geleiden levert dit ohmse verliezen op die recht evenredig zijn met de RdsON. Dat zou bij een 5A regelaartje dus piekjes van 50A op kunnen leveren of zo. Bij grote FET's gaat dit navenant harder, piek(jes) van 5000A of zo. Deze piekztromen komen (primair) uit de ontkoppelcondensatoren op de regelaar (o.a. die Elco's die uit de krimpkous steken) Het grote probleem (buiten warmte) is het EMC probleem wat hierdoor ontstaat.

@Ron: Tijdens het schakelen dissiperen FET's. Dit is een product van Spanning en Stroom * tijd. De Drain-Source spanning neemt af in de tijd (via een dalende curve), de Drain stroom neemt toe in de tijd (via een stijgende curve). De driehoek onder beide curves is waar de FET schakelverliezen heeft. De oppervlakte bepaald de dissipatie. Deze oppervlakte is afhankelijk van de tijd (J=Ws). Hoe sneller de FET schakelt, hoe minder verliezen. Omdat de GATE van een FET een capaciteit is, zijn de schakelverliezen afhankelijk van de snelheid waarmee deze capaciteit geladen kan worden. Hoe meer stroom de GATE driver in de GATE kan pompen, hoe sneller de FET open gaat. Hoe minder verliezen. Het is niet ongebruikelijk GATE drivers te zien die 10A piekstroom in de GATE van een power FET sturen. Maar die hoge stroom is dus alleen tijdens het schakelen nodig.

Uiteraard gaat dit hele verhaal op voor zowel aan- als uitschakelen.

Om een laagvermogens regelaar direct een vermogenstrap te laten sturen is om een antal redenen niet praktisch.

1/ De laag vermogens ESC kan geen grotere stuursignalen maken dan 3S. Je zult dan transformatoren of iets dergelijks nodig hebben om een 4-10S vermogenstrap te sturen. Bovendien schakelen ni je P en N FET's zeker gelijktijdig dus zul je extra allert moeten zijn op schakelsnelheden.

2/ Hoe ga je de terugmelding doen. Je moet dan de laag-vermogens ESC half gaan slopen omdat de terugmelding aan de verkeerde kant van de vermogens eindtrap zit.

Als je denkt dat je op deze methode het probleem kleiner maakt zit je mis, Het wordt veel complexer.

Harm

 

Die heb ik niet. Bedenk dat ik een elektro opleiding heb maar altijd in technische software heb gewerkt. Harm echter kan ook kwantitatieve/ervarings antwoorden geven...

Bekend. Maar ook bij kleine regelaars zou ik dit niet willen, al was het maar vanwege technische elegantie.

Je bedoelde "@Steffe" neem ik aan?