Selbsteinstellende Schleifen-Leistung

elektronikjogi

Moderator
Hallo erstmal an alle Ardumower Fans,

es gibt mal wieder etwas neues aus der Hardware-Küche zu berichten. Eins unserer Ziele für dieses Jahr war einen Schleifensender zu entwickeln der sich an die Gegebenheiten der verwendeten Schleife selbst anpasst. Dieses Ziel haben wir erreicht. Damit ihr auch gleich selbst Testen könnt, veröffentlichen wir hier, die getestete Schaltung mit dem dazugehörigen Programm (.ino) und ein paar Bildern zum nachbauen.
Als erstes meine Skizze wie das ganze aufgebaut wurde. Aus diesem Gekritzel hat Uwe dann einen Schaltplan gezeichnet (bewundernswert :lol: )

Schaltplan-Skitze.jpg


Damit ihr das auch verstehen könnt hier gleich der Schaltplan von Uwe in einer vernünftigen Fassung.


SchaltplanvonUwe.jpg


Das Prinzip ist recht einfach. Man nehme einen DCDC-Wandler aus dem Shop spendiere einen Operationsverstärker, gebe diesem ein PWM-Signal vom Mega328 und steuere damit den DCDC-Wandler. Mit einem Spannungsteiler wird die Ausgangsspannung gemessen und mit einer INA169 (aus dem Shop) wird der Strom gemessen. Mit den Werten wird dann die abgegebene Leistung berechnet und die Schleife mit der gewünschten Leistung von 7W betrieben. Hört sich einfach an, ist es auch wenn man das fertige Ergebnis vor sich hat. Auch wenn man es nicht glauben möchte es hat etwas Zeit gekostet bis alles perfekt aufeinander abgestimmt war.

Zur Schaltung selbst:
Die Podis auf der Senderplatine V2 fallen völlig flach. Die Eingänge A3 (Spannungsmessung) und A7 (Strommessung) werden jetzt für unsere neue Schaltung verwendet. Der PIN D11 wird vom Motortreiber entfernt (unterbrochen) und für die PWM Ausgabe verwendet. Das PWM Signal landet über einen Tiefpass dann am Eingang eines Operationsverstärkers der das ganze über einen Widerstand auf den Feedback PIN des DCDC-Reglers legt. Die so gewonnene geregelte Ausgangsspannung wird dem Motortreiber auf der Sender V2 Platine direkt eingespeist. Den Abschluss der Schleife bildet ein 12 Ohm widerstand (mit 50W damit das ganze schön cool bleibt).

Noch ein paar Bilder damit man sich das ganze besser vorstellen kann.


IMG_0379_klein.jpg


IMG_0382_klein.jpg


IMG_0385_klein.jpg



Dazu noch ein paar Bilder von den Messungen für 5W, 7W und 10W Perimeter-Leistung.


Messung5WLeistungmax.jpg


Messung7WLeistungmax.jpg


Messung10WLeistungmax.jpg


und zum Schluss natürlich noch die Software kommt gleich im Anschluss

Euer Ardumower Team
 
[video width=425 height=344 type=youtube]R32zDhGIGyw[/video]

Wer sich mehr mit dem LM2596 und dem DCDC-Modul auseinandersetzen möchte dem sei dieses Video empfohlen.
 
Hier könnt ihr den ersten Entwurf der Leiterkarte von meinem Kollegen Uwe bestaunen. Eine sehr schöne Lösung die ohne Freiluftverdrahtung auskommt. Die großen Kondensatoren werden auf der Lötseite untergebracht und das Monster von Sieb-Elko wandert vor zur Vout Klemme. Es sollte an dieser Stelle erwähnt sein, dass Uwe sich eine huckepack Platine ausgedacht hat, die einfach auf die Platine "Sender V2.0" aufgesteckt wird. Das NANO-Board wandert einfach nach oben und schon ist alles umgerüstet.

PerimeterSenderRegelungPCBV1_0oben.jpg


PerimeterSenderRegelungPCBV1_0unten.jpg


PerimeterSenderRegelungPCBV1_0.jpg


Danke Uwe schöne Arbeit.
Attachment: https://forum.ardumower.de/data/med.../2370/PerimeterSenderRegelungPCBV1_0oben.jpg/
 
Zuletzt bearbeitet von einem Moderator:
So mal wieder eine kleine Info für Euch zum Perimeter-Sender.

Uwe hat zum Test mit viel Mühe und Arbeit für unseren Labor-Aufbau zwei Leiterkarten geätzt und gebohrt und bestückt.

Ich hatte die ganze Geschichte jetzt im Labor und kann nur sagen "läuft".

Damit haben wir jetzt den Schritt vom Steckbrett über Lochrasterplatinen zur Laborleiterkarte geschafft.

Uwe ist jetzt damit beschäftigt, den ganzen Input zu optimieren.

Und weiter geht es.........

Einen netten Gruß an alle und einen guten Rutsch ins neue Jahr 2016

Euer Ardumower-Team
 
Hi Ardumower-Team,

hi Jürgen!

Prima - das ist die Lösung, auf die ich gewartet habe.
Vor einer längeren Unterbrechnung hatte ich mit Digitalpotis experimentiert und hatte Hoffnung, das so zu regeln.

Also auf zum Senderumbau soweit die wachsende Zahl von Enkeln Zeit dazu läßt :)

Ist geplant, dazu ein Kurzanleitung zu erstellen oder gibt es die womöglich schon?
Dann wäre der Umbauerfolg optimal abgesichert :)

Auf jeden Fall ziehe ich den Hut vor Eurem großen Engagement!

Danke und Gruß aus Lemförde
 
Hi Peter,

ich werde dazu eine Beschreibung machen. Uwe und ich sind gerade dabei eine Platine mit allem Schi­cki­mi­cki zu entwerfen. Das wird aber noch etwas dauern. Wenn ich was brauchbares fertig habe wird es als Workshop gepostet... versprochen.

Ich werde auch nochmal die neue Version vom Schaltplan für die Regelung die Uwe ins reine gezeichnet hat posten.

Gruß

Jürgen
 
Hallo Jürgen, kann diese Platine eventuell auch selbstständig die Schleifenleistung dann abschalten, wenn der Mäher in der Ladestation ist? Wäre eine sehr schönes Zusatzfeature, hat vermutlich kein renommierter Hersteller.
Gruss :lol:
 
Das erfolgt auch jetzt schon mit dem Schleifensender V2 ohne Zusatzplatine.
Deswegen ist es wichtig die Stations LED ->Grundlast auf den Mower mit einzubauen.
Der Schleifensender hat ein INA169 Stromsensor eingebaut.
Sobald der Mover in der Ladesation steht geht in den Mower die Ladestations LED an. Die Spannung dafür erfolgt über den Ladeanschluss. Die LED ist immer an selbst wenn der Mower nicht laden tut.
Dadurch fließt durch den INA169 des Schleifensendes immer ein kleiner Strom für die LED wenn er in der Ladestation steht und der Schleifensender schaltet den Perimeter ab
Sobald der Mower die Ladestation verlässt fließt kein Strom mehr über den INA169 und der Perimeter wird wider eingeschaltet.

Gruß
Uwe
 
Moin Jürgen,

ich würde gern meinen Schleifensender PCB V2 auf den letzten Stand bringen mit der automatischen Leistungsoptimierung. Gibt es da schon eine Checkliste zum Umlöten?

Habe gerade 3 Stunden den Handmäher geschoben und bin wieder richtig motiviert, meinen DENNA/Ardumower in den "Produktivbetrieb" zu nehmen :)

Danke und LG ...

Peter
 
Ein produzierte Platine gibt es nicht direkt. Sondern nur eine Platine für uns Entwickler zum selber testen. Hast du die Möglichkeit evl eine Platine selber zu ätzen. Kennst du dich mit den Grundlagen von Kicad aus.

Gruß
Uwe
 
Meinst Du, ein Umbau der existenten Senderelektronik auf PCB V2 ist nicht machbar?
Dann bleiben mit nur Lochrasterplatine und Fädelstift :)
Gruß
Peter
 
Vielen Dank Uwe, für die Aufklärung!
Wer lesen kann, ist klar im Vorteil :eek:hmy: Da habe ich wohl gepennt!

Danke und Gruß
Peter
 
Ich hoffe du hat die Bilder von den Prototyp im Ordner gesehen . Wichtig ist auch das nicht alle Pins verlängert werden.

Gruß
Uwe
 
Den DCDC-Wandler, der auf der Platine V2 drauf ist, kann ich doch mit dem Einbau der Zusatzplatine ausbauen und auf die Zusatzplatine verfrachten, oder? Der wird doch auf der ursprünglichen Platine nicht mehr gebraucht?

Hab mir die Platine gefräst und bei der Teilebestellung den DCDC-Wandler nicht mitbetrachtet ... sprich habe keinen zweiten, den ich einbauen könnte.

Gruß,
Jem
 
Nein unten bleibt alles wie es ist.
Der untere DC Wandler wird benötigt zur Spannungsversorgung des Arduino der obere ist dann für die Schleife .
Daher ist es dann wichtig das beim Motordriver unten die 24V Leitung gekappt wird wenn diese bisher auch über die Stiftleisten erfolgt ist.
Das heiß der "Laststrom" für den Motortreiber erfolgt später alleine durch die obere Platine. Es muss sichergestellt sein das der Motortreiber seine Spannung nicht mehr von unten bekommt.
Vin erfolgt dann über die obere Platine von der Klemme. Wichtig ist das nicht alle Pins bei den Buchsenleisten verlängert werden. Siehe Fotos. Außerdem muss von den DC Wandler ein Draht angelötet werden und mit einem einzelnen Pin verbunden werden.
Die beiden Klemmen zur Stromversorgung werden von oben nach unten gebrückt. Schaue dir bitte die Bilder vom Prototyp an und die Platinen Bilder mit der Beschriftung auf der Platine. Ich denke die erklären einiges.

Der Nano wird dann unten herausgezogen und auf die neue Platine oben aufgesteckt. Nach unten wird dann die Verbindung über die verlängerten Buchsenleisten hergestellt. Zwischen den beiden Platinen etwas dazwischen legen. Nicht das es ein Kurzschluss gibt.

Den oberen DC Wandler dann auf ca 17V einstellen. 12OHm Lastwiderstand wird in der Schleife noch gebraucht.

Gruß
Uwe
 
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