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Thema: Kühlung und Abschirmung RN-Control

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Kühlung und Abschirmung RN-Control

    Hallo Freunde

    ich habe mir die RN-Controlkarte bestellt und erhalte sie nächste Woche. Da mein "Roboter" ein Modellsegelboot ist muß ich mich um das Thema Wasserdichtigkeit kümmern. Meine Frage ist was muß ich bei der Kühlung der RN-Control beachten, wo findet auf der Karte die höchste Wärmeentwicklung statt. Anzunehmen sei "worst case", alle Elemente auf der Karte werden maximal beansprucht.

    Ich werde und muß das RN-Control in eine Box packen.

    Verwandt mit dem Problem Ableitung Verlustwärme ist auch das Problem elektromagnetischer Störungen und Störungen über die Spannungsversorgung. Was habt ihr da für Erfahrungen?

    Hierzu, geplant ist alle elektrischen Verbraucher aus 2 parallel geschalteten 8Ah NimH Akku-Packs zu versorgen. Die 5V Spannungsversorgung der I2C Karten, 4-5 im Einsatz mit je einem mega8, sowie der Empfänger der Fernsteuerung werden von der 2A, 5V Spannungsversorgung der RN-Control versorgt. Am Empfänger werden nur 2-3 "normale" Servos und ein Fahrtregler für Graupner Speed 500 DC E-Motor angeschlossen. Etwa 4-5 Quarterscale Hitec Servos werden an die RN-Control angeschlossen, sowie getrennt von einer I2C-Karte mit Buck-Schaltregler und LT1083 LOD Linearregler mit 6,0V bis 7,2V versorgt. Winden werden ebenfalls über eine 2. I2C-Karte die auf 7,2V-8,4V V geregelt ist, versorgt. Insgesammt 5 Dunkermotoren mit 24A Kurzschlußstrom werden zumeist jeweils mit einer eigenen I2C-Karte mit Boost-Schaltregler und Spannungen zwischen 12V und 40V versorgt.

    Aus dieser Umgebungsbeschreibung kann man sehen, daß im Boot und auf den Spannungsleitungen viele Störungen seien dürften. Die I2C-Karten werden alle in geerdeten Metallkäfigen sein, sowie die RN-Control um Störstrahlungen abzuschirmen. Was bleibt sind Störungen über die Spannungsversorgung und über die I2C- und Servo-Steuerleitungen.

    Nochmals, liegen Erfahrungswerte über die Empfindlichkeit der RN-Karte vor, über die existierenden I2C-Karten? Was wären eure Empfehlungen?

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von Hessibaby
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    Hi Hellmut,
    hört sich ja heftig an was Du da in Arbeit hast. Die RN-Controllerkarte packst Du zusammen mit einem 50mm PC-Lüfter am besten in ein geschlossenes Alugehäuse und schraubst von aussen einen Kühlkörper dran. Der interne Lüfter verteilt die Wärme gleichmäßig so das keine Hotspots entstehen sollten. Die I2C-Leitungen solltest Du einzeln durch Ferritringe ziehen ( 2-3 Windungen ) damit eliminierst Du die vagabundierenden HF-Anteile. Dunkermotore haben meines Wissens nach bereits C´s zur HF-Unterdrückung eingebaut ich würde jedoch vorsichthalber einen 10n KerKo direkt an die Motoranschlüsse löten. 1,5mm² Kabel zu den Motoren legen und diese auch 2-3 mal gegensinnig durch einen Ferritring und Ruhe ist. Servokabel ziehe ich bei meinen Truckmodellen grundsätzlich durch das Schirmgeflecht eines Antennenkabels (läßt sich mit ein wenig Geschick relaiv einfach vom Kabel holen) dann zittern die Servos nicht. Ansonsten gibt es noch einen Tipp gönne jeder Versorgungsspannung einen Elko von 470-1000µF entsprechender Spannung da diese für Wechselspannungsanteile einen Kurzschluss darstellen.

    Ansonsten Viel Spaß beim bauen und testen.

    Gruß aus dem Ruhrgebiet

    Hartmut

  3. #3
    Administrator Robotik Einstein Avatar von Frank
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    Das mit der Kühlung kommt drauf an wie stark du den Treiberbaustein L293D (Motortreiber) auf dem Board nutzt. Wenn du den kaum nutzt, dann wird da auch kaum was warm. Ein Lüfter wäre dann sicher nicht notwendig.
    Was Abschirmung betrifft kann ich noch nicht viel sagen - bislang hatte ich da keine Probleme bei den Experimenten

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Hallo Freunde
    da ich den Motortreiber auf der RN-Control nur für den Schrittmotor beim Setzen und Einholen des Spinnakers für den Längenausgleich der Vorstags benötigen werde gehe ich davon aus keine besonderen Kühlbedürfnisse zu haben. Solte sich die Annahme als unrichtig erweisen kann ich immer noch dafür sorgen die Wärme an die Box in der sie schon aus Gründen der Sicherheit vor Feuchtigkeit und als Abschirmung vor EM-Störungen die RN-Control eingebaut sein wird.

    Bei den von Hartmut angesprochenen Maßnahmen, ich habe schon vorgesehen verdrillte Leitungen einzusetzen, fand ich die abgeschirmten Spannungsversorgungsleitugen zu den Motoren eine gute Idee. Ich habe die Applikationsnote von Atmel zum Thema ESD-Schutz durchgearbeitet, die Empfehlungen und für mich noch nicht so konkret bewußten Maßnahmen und Techniken HF-gerechter Designvorschriften werde ich beachten.
    Ich rechne damit, daß die Schaltnetzeile und Fahrtreglerfunktionen starke HF Verseuchungen in mein Boot bringen, verglichen mit dem bisherigen Einsatz von Akku und Linearrreglern. Also werde ich hier konsequent ESD bewußt entwickeln.

    Was die größe meines Projektes angeht, der Weg ist mein Ziel. Als Langzeitarbeitsloser, jetzt schon 3,5 Jahre, gibt mir das intensive und diziplinierte Lernen und Anwenden viele Erfolgserlebnisse beim Bau meines Segelroboters. Nach 2 Jahren Bauzeit hatte die Anerkennung meiner Arbeit beim Usertreffen des Schiffsbauforums mir wertvolle Bestätigung gegeben. Weiter begeisterten Einsatz die Dinge auch weiterhin auf meine Art zu machen ist die Folge. Ich denke wo es heute zum Beispiel hier im Münchner Raum so viele hochqualifizierte Arbeitslose gibt, ist das sich geistig, fachlich und Arbeitspraxis bezogen fir zu halten eine wichtige Vorraussetzung irgend wann einmal wieder in den Arbeitsprozess zurück zu kehren.
    MfG

    Hellmut

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    [quote="Hellmut"]
    Bei den von Hartmut angesprochenen Maßnahmen, ich habe schon vorgesehen verdrillte Leitungen einzusetzen, fand ich die abgeschirmten Spannungsversorgungsleitugen zu den Motoren eine gute Idee. Ich habe die Applikationsnote von Atmel zum Thema ESD-Schutz durchgearbeitet, die Empfehlungen und für mich noch nicht so konkret bewußten Maßnahmen und Techniken HF-gerechter Designvorschriften werde ich beachten.
    Ich rechne damit, daß die Schaltnetzeile und Fahrtreglerfunktionen starke HF Verseuchungen in mein Boot bringen, verglichen mit dem bisherigen Einsatz von Akku und Linearrreglern. Also werde ich hier konsequent ESD bewußt entwickeln.
    [quote]

    Ja , das kann auf alle Fälle nicht schaden. Hast du schon mal überlegt die V.Kabel an Aus/Eingängen durch so einen Ferritkern zu schlängeln? Wäre vielleicht hilfreich. Räumliche Distanz zwischen Schaltnetzteil und der eigentlichen Elektronik ist auch immer gut.
    Wieviel A zieht der Schrittmotor?

    Zitat Zitat von Hellmut
    Was die größe meines Projektes angeht, der Weg ist mein Ziel. Als Langzeitarbeitsloser, jetzt schon 3,5 Jahre, gibt mir das intensive und diziplinierte Lernen und Anwenden viele Erfolgserlebnisse beim Bau meines Segelroboters. Nach 2 Jahren Bauzeit hatte die Anerkennung meiner Arbeit beim Usertreffen des Schiffsbauforums mir wertvolle Bestätigung gegeben. Weiter begeisterten Einsatz die Dinge auch weiterhin auf meine Art zu machen ist die Folge. Ich denke wo es heute zum Beispiel hier im Münchner Raum so viele hochqualifizierte Arbeitslose gibt, ist das sich geistig, fachlich und Arbeitspraxis bezogen fir zu halten eine wichtige Vorraussetzung irgend wann einmal wieder in den Arbeitsprozess zurück zu kehren.
    Ich wünsch dir wirklich von Ganzem Herzen das du irgendwann wieder einmal in's Berufsleben zurückfindest. Mir schwillt jedesmal der Kamm wenn ich höre, das die Firmen mit Vorliebe Ihre "älteren" Mtarbeiter kündigen. Sicher, das "kann" Gründe haben, aber die entscheidenden WiWi's sollten doch mal dran denken das Erfahrung die wichtigste Ressource ist. Wenn ich dich richtig verstanden hab, hast du nicht direkt im Bereich der Entwicklung zu tun gehabt, sondern warst "Halbleiter". Die sollen mir mal den Berufsanfänger zeigen, der weis was ein Schaltnetzteil ist und wie man einen uC programmiert. Schon mal drann gedacht dich selbstständig zu machen?

    Aufregenderweise, Sonic

    PS: Hellmut, kannst du mir den Link zu eurer "Schaltnetzteildiskussion" auf Schiffsmodell.net mal zukommen lassen? Ich hab mich dumm und dusselig gesucht und nix gefunden ;-(

  6. #6
    Administrator Robotik Einstein Avatar von Frank
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    Hi,

    ok, wenn Du Motor nutzt und vielleicht noch externe Hardware an den 5V Regler hängst, dann solltest du die Befestigung der Platine so vorsehen, das du Spannungsregler am deinen Metallkäfig schrauben kannst (sitzt am Boardrand). Je nach Stromaufnahme deines Schrittmotors solltest du eventuell ein kleines U-Profil auf den Motortreiber kleben. Aber das wirst du dann sicher selbst sehen.

    Gruß Frank

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