Schaltplan Feedback - abgerauchte Motorcontroller

[bedyn]

Hallo Hannes,

hast recht, das passt nicht zusammen. "Leider" ist es an der Stelle aber nur der Schaltplan falsch. Wenn ich mich richtig erinnere gab es in meiner KiCad Version Lib keinen BLDC Motor oder hab keinen gefunden. Habe mir dann mit diesen beholfen.
Installiert sind zwei BLDC Motoren vom Type T-Motor GB4106.

Was haltet ihr denn von meiner Theorie, dass die Rauchwolken entweder
a) von einer Überlast des Motorcontrollers durch die LED's (über den STM32) oder
b) durch Spannungsspitzen hervorgerufen durchs Ein/Ausschalten
stammen?

Habe mal einen aktualisierten Schaltplan angehangen mit geänderter Spannungsversorgung des STM32 und den bereits genannten Maßnahmen (Kondensator an LED, widerstand und Schmitt Trigger an LED DIN-Leitung) mit denen ich die beiden o.g. möglichen Probleme begegnen möchte.

[Holomino]

An was denkst Du denn bei dem Vorschlag, Leitungsinduktivitäten?

Das mit den dicken, kurzen Leitungen stammt aus dem Modellbau. Soweit ich weiß, geht es eher um die über die Freilaufdioden auf die Versorgung rückgespeisten Ströme der Motoren. Wenn da zwischen Akku und Halbleiter unnötig Widerstand (auch z.B. über Steckverbinder) steckt, wird am Halbleiter der Puls nicht ausreichend gedämpft. Das ist also eher ein rein ohmsches Problem.

Wenn's nicht der Schalter ist (die Dinger prellen insbesondere beim Ausschalten), kann es die etwas unglückliche Kombination von zwei gleichzeitig eingeschalteten Verbrauchern sein. Manche Schaltungen mögen es nicht, "weich" (langsamer Anstieg der Versorgung) eingeschaltet zu werden. Einige DCDCs gehören dazu (und Du hast auf dem Motorcontroller auch einen DCDC).

Letztlich bleibt Dir wohl nur die Analyse mit dem Oszi auf der Versorgung: Alles einzeln testen/ optimieren. Dann nach und nach zusammenfügen. Wenn's nicht mit Labornetzteil und Strombegrenzung geht, ist das trotzdem noch kribbelig genug.

[bedyn]

Letztlich bleibt Dir wohl nur die Analyse mit dem Oszi auf der Versorgung: Alles einzeln testen/ optimieren. Dann nach und nach zusammenfügen.

Habe mir entsprechend Deinem Rat mir am Wochenende mal die LED's genauer angesehen, da, als ich diese mit ins System genommen habe, die Probleme anfingen...

"Testsystem" war zunächst ein Netzteil eingestellt auf 20V, DCDC Konverter, STM32 BlackPill und die LED's. Die DIN Leitung war hier noch ohne irgendwelche zusätzlichen Bauteile ausgestattet. Habe dann an den LED's die Spannung zwischen 5V und GND mit dem Oszi gemessen (s. Bild 002). Ist für mein Empfinden zunächst unauffällig, eine Spannungsspitze konnte ich keine feststellen. Allerdings ist das Oszi auch kein Profimodell (Bandbreite 25 MHz, Samplingrate 200 MS/s). Nach dem zweiten Versuch haben die LED's dann den Geist aufgegeben.

Im nächsten Versuch ergänzte ich dann den Schmitt Trigger und ein 47 Ohm Widerstand in der DIN Leitung der LED's. Gleicher Spannungsverlauf gleiches Ergebnis: Nach der zweiten Messung waren die LED's hinüber (streng genommen nur einzelne, aber eine Systematik welche aufgab konnte ich nicht erkennnen).

Im nächsten Schritt nahm ich dann einen 1000 µF Elko hinzu, angeschlossen nahe der LED's. Spannungsverlauf ist natürlich "weicher" (s. Bild 00. Im Einschaltzeitpunkt leuchten die LED zwar willkürlich, sobald allerdings etwas zeitverzögert ein Signal an DIN anliegt machen die LED was sie sollen. Und das vor allem auch nach mehrmaligen versuchen.

Das scheint zumindest schon mal ein Problem gewesen zu sein. Ob das auch der Grund für den zerstörten Motorcontroller ist wird sich zeigen sobald ich diesen nochmal testen kann.

P.S.: habe versehentlich ein falsches Bild hochgeladen aber keine Ahnung wie man das wieder löscht...

[Holomino]

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Hast Du noch einen Link auf den verwendeten DCDC? (Da sollten ja zumindest schon mind. zwei Kondensatoren draufsitzen)

[bedyn]

Wenn Du Bilder wieder löschen möchtest:

Ah sehr gut, hat funktioniert. Danke!

Bei dem Wandler handelt es sich um so einen: klick.
Ich weiß allerdings nicht mehr genau wo ich den her hatte. Es gibt da offensichtlich diverse Varianten, aber dieser scheint identisch zu sein (5V fix, MP1584EN Chip). Einen Schaltplan davon habe ich leider. Gefunden habe ich nur einen von der einstellbaren Variante

[Holomino]

Ok, auf dem DCDC sitzen die für die Schaltfrequenz angemessenen Kerkos (22µF) drauf. Nominal sollte der auch 1,5A dauerhaft liefern. Wenn die LEDs im Betrieb wirklich kaputt gegangen sind, scheint es ja einen Überspannungspuls gegeben zu haben, der nun durch den Elko gedämpft ist.

Wenn Dich das weiter interessiert, kannst Du ja mit dem Oszi einmal messen, wenn Du die LEDs alle gemeinsam periodisch ein- und ausschaltest:
- Wenn Du am Ausgang des DCDC misst, müsste man auch mit dem Elko noch ein paar zig Millivolt Ausschlag sehen. Beim Einschalten der LEDs pumpt der DCDC etwas nach (Ausschlag nach unten). Beim Ausschalten muss er "zurückrudern" (Ausschlag nach oben).
- Wenn Du einmal die Versorgungsleitungen Gnd UND Plus durchmisst, also Tastkopfmasse an entsprechenden Pol des DCDC und Tastkopf an LED-Stripe, darf da eigentlich im Idealfall nix zu sehen sein, es sei denn, Du hast ein Problem mit einer Lötstelle, einem Steckverbinder oder der Leitungsdicke.

Im ersten Fall siehst Du die Regelfehler des DCDC. Da kannst Du nix machen, es sei denn, Du findest einen besseren Typen.
Der zweite Fall allerdings würde dazu führen, dass an der Versorgung Deiner LEDs nicht das an Spannung ankommt, was der Regler produziert. Da könnte man dann über dickere oder kürzere Leitungen nachdenken.

Ich hatte jetzt noch mal geschaut. Diese WS-Teile nehmen pro LED bis 50mA? Dann wäre ja bei 30 LEDs nominal auch Schluss?

[bedyn]

Interesse habe ich sicherlich daran! Habe zuletzt allerdings das Setup was die Hardware angeht so mal auf Stand gebracht und bin aktuell (leider) an einer anderen Baustelle tätig.
Aber ich denke, dass ich mir nochmal mit den Komponenten ein Testsetup aufbaue und dann die von Dir vorgeschlagenen Dinge messe.

Aktuell plane ich nicht alle LED gleichzeitig an zu schalten, von daher sollte die max. Strombelastung des DCDC Wandlers nicht relevant sein. Aber man weiß ja nie was sich noch alles für Ideen ergeben wenn die IBN weiter geht.
Von daher macht es - neben dem Erkenntnisgewinn - sicherlich sinn, die o.g. Messungen zu machen.