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Thema: Quadrocopter-Eigenbau:Probleme mit Spannungsspitzen

  1. #1
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Quadrocopter-Eigenbau:Probleme mit Spannungsspitzen

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    Hallo erstmal

    bin mir nicht ganz sicher ob mein Thema in diesem Forum richtig ist.

    Ich arbeite seit geraumer Zeit an einem eigenbau(motoren und propeller mal ausgenommen) Quadrocopter.

    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

Name:	copter.jpg
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ID:	19819

    hier zu sehen in einer 2 Achsigen wippe um ein bisschen Gas geben zu können ohne das er mir in die Wand kracht

    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

Name:	regler.jpg
Hits:	35
Größe:	50,4 KB
ID:	19820
    Nach langem werkeln funktionieren die Regler (uc (Mega88 ) und Tiefpassfilter befinden sich auf der Rückseite)
    Start/Stopbefehl und Drehzahlvorgabe kommen über I²C(oben rechts auf dem Bild).


    Zur Steuerung kommt ein alter Playstation Controller zum Einsatz, bisher werden jedoch nur 3 potis (links/rechts;vorne/hinten;gesamtschub) abgegriffen.
    kleine Demo


    Zu meinem eigentlichen Problem:
    Mit steigender Drehzahl geben meine Regler Spannungsspitzen in die Versorgungsleitungen zurück, bisher konnten die durch 1mF Elkos etwas abgefedert werden. Ab ca 60% Schub wird der Effekt jedoch so schlimm das die Kommunikation über I²C zusammenbricht und sich der uC aufm Regler "aufhängt"(was schon viele FETs das leben gekostet hat )

    Hier das ganze am Oszi:


    Hat jemand eine Idee wie ich das unterbinden kann?
    Liegts evtl daran das ich keine Freilaufdioden verwende?

    Ich versuche mich zzt zwar am aktiven Freilauf, bis jetzt jedoch ohne Erfolg..
    vielen dank schonmal !

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo!

    Am einfachsten wäre eine (Schottky) Diode (D) zwische Akku und Pufferelko für µC (siehe Code), natürlich nur dann, wenn die Störungen sicher durch VCC verursacht sind.
    Code:
                           D
    
          Antrieb  <-----+->|-+-----> µC
         (Motoren)       |    |+
                         -   ===
                   Akku ---  /-\
                         |    |
                        ===  ===
                        GND  GND
    
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    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  3. #3
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Liegts evtl daran das ich keine Freilaufdioden verwende?
    Sind denn in den FETs keine Freilaufdioden drinn?

    PS: bin auch gerade dabei mich am Quatrokopter/BLDC motor driver zu versuchen. Motor dreht schon. Allerdings im Moment nur zwangskommutiert.
    Geändert von CCP1CON (30.08.2011 um 07:40 Uhr)

  4. #4
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Zitat Zitat von CCP1CON Beitrag anzeigen
    Sind denn in den FETs keine Freilaufdioden drinn?
    Ansich ja, aber da scheiden sich die Geister.Die einen sagen das reicht,die Anderen dass Freilaufdioden unbedingt noetig sind..

    Schottkys habe ich leider keine da, aber mit ner normalen diode tritt der effekt unveraendert auf :/
    Bin auch noch recht ratlos woher diese spitzen und schwankungen kommen, ich wuerde lieber die Ursache anstatt des symptoms loswerden. Vielleicht ist meine ansteuerung auch daran schuld,jedenfalls werd ich mir die nochmal genauer ansehen.
    bis denn!

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von robocat
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    Vielleicht könnte man, um den Fehler einzugrenzen, den µC mal mit einer komplett anderen Versorgung (oder Batterien) betreiben. Bisher geht ja glaube ich eine relativ lange Versorgungsleitung zum Regler, die sowohl µC als auch Motor versorgt. Folgt danach noch ein Spannungsregler?

    Mit 100nF Kerkos warst du ja wahrscheins nicht sparsam, man könnte trotzdem schauen, ob man da noch welche unterbringt.

    Vielleicht solltest du den genauen Ablauf noch mal detailiert schildern: Du sendest über I2C Daten für die Drehzahl des Motors. Der Motor dreht also hoch, man sieht, dass auf der Versorgung ab einem gewissen Strom diese kleinen Spitzen auftreten. Irgendwann bricht dann entweder die Kommunikation zusammen - oder der Atmega hängt sich auf. Was von beiden, das wäre wichtig zu wissen für die Fehlerbehebung. Vielleicht kann man das über die Software eingrenzen oder sich logisch erschliessen.

    Gruesse von der Katze (die mitgrübelt, aber noch nicht ganz durchsteigt)

  6. #6
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Kommunikation über I²C zusammenbricht und sich der uC aufm Regler "aufhängt"(was schon viele FETs das leben gekostet hat)
    Das kann eigentlich der watchdog abfangen, fällt mir gerade auf ...

    Gruß
    Carsten

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von ManuelB
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    Hallo,
    wo sitzen denn die Elkos? Wenn es von den Reglern kommt sollte jeder Regler einen Puffer-Elko bekommen. Möglichst Low ESR-Elkos und noch mit Keramik abblocken. Ev. auch ein LC-Filter für den Controller im + Zweig um von diesem die Spitzen in der Versorgung fern zu halten.

    MfG
    Manu
    "Ja, diese Knusperflocken sind aus künstlicher Gans und diese Innereien aus künstlichen Täubchen
    und sogar diese Äpfel sehen unecht aus aber wenigstens sind ein paar Sternchen drauf..."

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von wkrug
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    Ich denk mal, diese Spannungsspitzen auf der Last- Stromversorgung wirst Du nie zu 100% los werden.
    So ein Elektromotor ist schon eine ziemlich "fiese" Last.
    Es bleibt Dir also der Weg, diese Spannungsspitzen vom Controller fern zu halten.
    Dazu würde ich jedem Regler seine eigene 5V Spannungsversorgung verpassen.
    Diese kann man dann über eine Schottky Diode ( wie oben beschrieben ) entkoppeln und mit einen Elko + Keramik Kondensator vor dem Spannungsregler filtern.

    Dadurch sollten sich die Störungen nicht mehr bis zu den Controllern hin durchsetzen.
    Zudem solltest Du die I²C Kabel abschirmen und möglichst weit weg von den Motorkabeln verlegen.

    Ich denk mal I²C hätte ich jetzt nicht gerade für so ein Projekt genommen, da das Protokoll doch das Potential hat, das sich ein Controller aufhängt ( Befehlsstruktur, Acknowledge handling ). Zudem sind bei Dir systembedingt die Leitungen auch nicht gerade kurz.
    Zugegeben - Ich bin jetzt auch nicht gerade ein Fan von I²C.

    Ein interessanter Link zum Thema BLCD ist der hier: http://home.versanet.de/~b-konze/
    Der gute Mann beschäftigt sich schon des längeren mit der BLCD Thematik.
    Im RC-Lineforum gibts eine eigen Rubrik zum Thema BLCD: http://www.rclineforum.de/forum/boar...selbstgemacht/
    Eine Seite die Du sicher schon kennen wirst ist diese hier: http://www.mikrokopter.de

    Es gibt auch eine Application Note über BLCD Ansteuerung auf der ATMEL Page ( http://www.atmel.com ).

    Wie Du siehst hab ich mich auch schon etwas mit dem Thema beschäftigt. Da aber käufliche Steller in der Zwischenzeit relativ günstig sind, lohnt sich der Selbstbau für mich nicht.

  9. #9
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    So, hallo nochmal und vielen dank fuer eure Antworten!

    Klar koennte ich die Regler relativ guenstig kaufen, aber mir gehts ja gerade darum dass es ein kompletter selbstbau wird

    Nachdem ich jetz einige Tage mit Dioden probiert und am Reglercode gebastelt hab hab ich die Zuleitung zu den Reglern mal gegen 2,5² ausgetauscht und naja..
    Ich such mir mal ne ecke zum Schaemen, oder ich tret gleich zum Auspeitschen an
    Vollgas geht jetzt,die spitzen scheinen kein Problem zu sein, I²C macht nichtmal zicken wenns direkt neben der Zuleitung liegt.
    Der copter zieht auf Vollgas sogar die Wippe uebern Boden.

    Trotzdem vielen Dank an alle, ich finds Klasse wie ihr euch da Reinhaengt

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