Problem z zasilaniem modelu auta RC własnego autorstwa

[vtor]

Witam

Mam pewien problem z projektem, auto sterowane przez BT:

-Zasilane z 2x lipo 7.4 szeregowo (w sumie 14.8 nominalnie).

-Silnik szczotkowy DC 12V (max 18). 0,8A bez obciążenia max 4,3A

-Skręcanie serwem.

-Silnik sterowany sterownikiem własnego autorstwa mostek H na mosfetach (drivery mosfetów na NPN)  i Atmega zasilany 5V.(B). Mam możliwość ustawienia częstotliwości PWM oraz sterować wypełnieniem PWM.

-Serwo i sterownik silnika sterowany z osobnego (własnego autorstwa) układu na Atmedze zasilanie 5V (A). Mikrokontrolery mają kondensatory 100nF na VCC i AVCC.

Silnik i mostek H zasilany bezpośrednio z akumulatorów.

Układy z Atmegami zasilam z przetwornicy na LM2596 (OKYSTAR OKY3502 ).

Serwo zasilane z przetwornicy na MP1584EN (OKYSTAR OKY3504-2) , ale planuję wstawić podobną do tej od mikro kontrolerów. Wszystkie masy są z sobą połączone. Jak testowałem układy na małym silniczku i małym serwie to nie było problemów. Po podłączeniu docelowego osprzętu mikrokontrolery zaczęły się zawieszać i wariować. Po podłączeniu 5V z zewnętrznego zasilacza zauważyłem że podczas startu silnika napięcie z akumulatorów spada nawet do 3V.

Pytanie czy wstawienie kondensatora elektrolitycznego w układ zasilania rozwiąże problem? Pytanie tylko gdzie wstawić kondensatory i jakie. Tylko na wyjściu zasilania z pakietu akumulatorów, czy dodać też na podłączeniu zasilania serwomechanizmu i mikrokontrolerów?

Jaki kondensator dać na zaciskach silnika? 100nF?

 

[Treker (Damian Szymański)]

Nie napisałeś nic o wydajności akumulatorów - może są zwyczajnie zbyt słabe, aby wytrzymać prąd rozruchowy od obu silników?

13 godzin temu, vtor napisał:

Pytanie czy wstawienie kondensatora elektrolitycznego w układ zasilania rozwiąże problem? Pytanie tylko gdzie wstawić kondensatory i jakie.

A jakie (i gdzie) masz już wstawione?

[vtor]

Silnik jest jeden naraz w modelu.  Akumulatory są 2 szeregowo. Jak podłączyłem jeden akumulator na "krótko" to ruszył bez problemu. Jeszcze nie wstawiłem żadnych kondensatorów.

Edytowano Sierpień 20, 2019 przez vtor

[Treker (Damian Szymański)]

6 godzin temu, vtor napisał:

Jeszcze nie wstawiłem żadnych kondensatorów.

W takim razie warto nadrobić braki 🙂 Nie wiemy co i jak dokładnie masz podłączone, ale na pewno musisz dodać kondensatory - od tego trzeba zacząć.

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[adam30010]

Przede wszystkim jakie to silniki i jakie akumulatory, no i jak to wszystko masz podłączone.

Akumulatory (lub ogólniej - wszystkie ogniwa) posiadają wewnętrzną rezystancję która ogranicza prąd jaki można z takiego akumulatora pobrać. Niektóre akumulatory mogą umożliwiać pobór znacznego prądu (kilkadziesiąt, czy nawet kilkaset amper to nie problem), niektóre mogą być przystosowane do oddawania spokojnego prądu (mniejszego).

Jeśli akumulatory mogą w impulsie dać mniejszy prąd niż silniki pobierają to napięcie które się odkłada na wewnętrznej rezystancji będzie się odejmować od napięcia ogniwa - napięcie dla silnika maleje. 

Dodatkowo przy znacznych prądach duże znaczenie będą też miały przewody zasilające silniki (na których też się będzie odkładał prąd), oraz samo podłączenie całości. Jeżeli logikę zasilasz z tej samej szyny co silniki (przez ten sam fragment przewodu) to spadek napięcia na tym przewodzie wywołany przepływem prądu rozruchowego silników także zmniejszy napięcie dla logiki. Problem zasilania z jednej szyny można próbować obejść przez podłączenie zasilania logiki najbliżej akumulatora jak to tylko możliwe, można też sztucznie rozdzielić te szyny poprzez użycie diody prostowniczej i kondensatora za nią. Odpowiednie dobranie kondensatora oraz dioda (która uniemożliwi "wsteczny" pobór prądu z tego kondensatora przez silniki) da gałąź zasilania na której w wyniku poboru dużego prądu przez silniki będzie jeszcze jakiś występować większe napięcie niż na akumulatorze. 

 

Oczywiście też będziesz się musiał przyjrzeć ustawieniu samej logiki, a dokładniej temu jak jest ustawiony brown-out w mikrokontrolerach. Zmiana tego może być rozwiązaniem problemu resetującego się mikrokontrolera przy krótkotrwałym zaniku zasilania. 

Przede wszystkim jakie to silniki i jakie akumulatory, no i jak to wszystko masz podłączone.

Akumulatory (lub ogólniej - wszystkie ogniwa) posiadają wewnętrzną rezystancję która ogranicza prąd jaki można z takiego akumulatora pobrać. Niektóre akumulatory mogą umożliwiać pobór znacznego prądu (kilkadziesiąt, czy nawet kilkaset amper to nie problem), niektóre mogą być przystosowane do oddawania spokojnego prądu (mniejszego).

Jeśli akumulatory mogą w impulsie dać mniejszy prąd niż silniki pobierają to napięcie które się odkłada na wewnętrznej rezystancji będzie się odejmować od napięcia ogniwa - napięcie dla silnika maleje. 

Dodatkowo przy znacznych prądach duże znaczenie będą też miały przewody zasilające silniki (na których też się będzie odkładał prąd), oraz samo podłączenie całości. Jeżeli logikę zasilasz z tej samej szyny co silniki (przez ten sam fragment przewodu) to spadek napięcia na tym przewodzie wywołany przepływem prądu rozruchowego silników także zmniejszy napięcie dla logiki. Problem zasilania z jednej szyny można próbować obejść przez podłączenie zasilania logiki najbliżej akumulatora jak to tylko możliwe, można też sztucznie rozdzielić te szyny poprzez użycie diody prostowniczej i kondensatora za nią. Odpowiednie dobranie kondensatora oraz dioda (która uniemożliwi "wsteczny" pobór prądu z tego kondensatora przez silniki) da gałąź zasilania na której w wyniku poboru dużego prądu przez silniki będzie jeszcze jakiś występować większe napięcie niż na akumulatorze. 

 

Oczywiście też będziesz się musiał przyjrzeć ustawieniu samej logiki, a dokładniej temu jak jest ustawiony brown-out w mikrokontrolerach. Zmiana tego może być rozwiązaniem problemu resetującego się mikrokontrolera przy krótkotrwałym zaniku zasilania. 

[vtor]

1) Dzięki za wyczerpującą wypowiedz.

2) Jak powinien wyglądać ten układ z kondensatorem i diodą? Może być szotkiego? Jak i gdzie go podpiąć ? przy samych mikro kontrolerach i serwomechanizmie za przetwornicami ? Jakie pojemności kondensatorów?

3) Jeszce zobaczę czy problemem nie jest częstotliwość PWM. Ale kondensatory i tak warto wstawić tylko patrz ptk. 2.

[Anonim]

Dioda powinna być w stanie wytrzymać prąd potrzebny do zasilania UC . Dajesz diodę od zasilania do Uc i kondensator na Vdd od Uc z 10 - 100uF najlepiej low esr.

Tylko, że to jest rozwiązanie "tymczasowo-bylejakie". Na Twoim miejscu zainwestował bym w baterię o większym prądzie obciążenia bo taki sposób zasilania zarzyna baterię i długo ona nie podziała.

Częstotliwość PWM nie ma tu znaczenia a im wyższa tym lepiej. Problemem jest wydajność prądowa układu zasilania. Mikrokontrolery wariują bo im prądu braknie.

W zależności od tego jak masz ten silnik podłączony Możesz dać jakiś wielki kondensator (ze 2000uF) przy samym zasilaniu silnika przed tranzystorem tak aby skompensował przez chwilę nagły wzmożony pobór prądu przez silnik co ulży trochę baterii. Ale i tak z pustego nie nalejesz i na dłuższą metę bateria i tak padnie skoro tak jej napięcie spada bardzo.

[ethanak]

No i oczywiście za diodą ma być tylko mikrokontroler i jego elektronika - zasilanie serw to inna bajka, serwo wytrzyma chwilowy spadek napięcia, atmega niespecjalnie.

[Anonim]

Dnia 19.08.2019 o 20:24, vtor napisał:

Jaki kondensator dać na zaciskach silnika? 100nF?

Powinny wystarczyć. Służą one do eliminowania/zmniejszania przepięć powstających na cewce podczas przełączania tranzystora. 

[vtor]

Wracam do tematu po paru dniowej przerwie , dzięki za przekazaną wiedzę, mam parę może trywialnych pytań ale wolę rozwiać wątpliwości amatora jakim jestem

1) diodę w kierunku przewodzenia w stronę mitrokontrolera tak żeby zasilać mikrokontroler na vdd czy vss?

2) kondensator równolegle ( +kondensatora do VDD uC , -kondensatora do VSS uC)   między diodą a mikrokontrolerem?

3) zdecydowałem się na 2000 uF przy mikrokontrolerach z diodą schotkiego i 4700 uF przy baterii / mostku (bez diody)

Edytowano Sierpień 25, 2019 przez vtor

[Anonim]

[+]-----|>|------o-----------[ uC]
                 |
                _|_
                ___ 
                 |
                 |
               [gnd]

Przy mikrokontrolerach nie trzeba aż takich wielkich, wystarczy 10 - 100uF w zależności od tętnień najlepiej LOW ESR. Mimo wszystko nie jest to eleganckie rozwiązanie.