4ESC by Martinez max. 6S
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Hier mal ein kleines Update, nicht das jemand auf die Gedanken kommt hier stockt´s 
Vorgestern sind die zweiten 10 PCBs gekommen.
Die gelieferten PCBs haben den Stand v3.1
Änderungen zur 3.0:
Lötstopplack auf der Oberseite der GND / VCC ausgespart
GND Seite der Arrays durchgängig auf GND gelegt
Thermalpads Layer 1 und 16, „Power-Teile“ ausgespart
Vias der Gates von den Pads verschoben
+5V Leiterbahnen min. 10mil Leiterbahnbreite
Vias VCC unter MOSFET verschoben und Größe geändert, Leiterbahnen im Umfeld angepasst
GND Vias an den MOSFET hinzugefügt (zwischen den Motorpads)
VCC GND Akku Pads überarbeitet
PWM IN an der Buchse sortiert ( GND, 5V, 1, 2, 3, 4)
Anfang nächster Woche sollten ein paar fertig sein.
Aktuelles:
Wir untersuchen gerade das Problem mit den hochpoligen Motor unter Last bei hoher Drehzahl.
Die Software von SimonK hat definitiv Probleme mit Hochpolmotoren, das liegt leider nicht nur an der Felddrehzahl sondern auch am Strom bei entsprechend hoher Drehzahl.
Dazu gibt es im Sourcecode auch ein Kommentar:
; Here we wait for the zero-crossing on the undriven phase to synchronize
; with the motor timing. The voltage of the undriven phase should cross
; the average of all three phases at half of the way into the 60-degree
; commutation period.
;
; The voltage on the undriven phase is affected by noise from PWM (mutual
; inductance) and also the demagnetization from the previous commutation
; step. Demagnetization time is proportional to motor current, and in
; extreme cases, may take more than 30 degrees to complete. To avoid
; sensing erroneous early zero-crossings in this case and losing motor
; synchronization, we check that demagnetization has finished after the
; minimum blanking period. If we do not see it by the maximum blanking
; period (about 30 degrees since we commutated last), we turn off power
; and continue as if the ZC had occurred. PWM is enabled again after the
; next commutation step.
;
; Normally, we wait for the blanking window to pass, look for the
; comparator to swing as the sign of the zero crossing, wait for the
; timing delay, and then commutate.
;
; Simulations show that the demagnetization period shows up on the phase
; being monitored by the comparator with no PWM-induced noise. As such,
; we do not need any filtering. However, it may not show up immediately
; due to filtering capacitors, hence the initial blind minimum blanking
; period.
;
Kurz zusammengefasst:
Der Freilaufstrom baut sich bei großen Strömen zu langsam ab
(relativ "zu langsam" nur bei hohen Drehzahlen oder hochpoligen Motoren) und die
Freilaufdioden leiten zu lange. In diesem Zweig wird aber für die nächste Kommutierung
die induzierte Spannung gemessen, genauer deren Nulldurchgang.
Ist der Freilaufstrom abgebaut, sperrt die Freilaufdiode wieder und
damit wird durch diesen Potentialsprung ein Nulldurchgang erkannt; allerdings viel zu früh.
Dadurch wird auch viel zu früh kommutiert, das war’s dann:
der Motor stottert…
Vielleicht kann man diesen Problem mit einer geschickten Beschaltung minimieren.
Die verbauten MOSFETs v3.0:
Meine aktuell verbauten MOSFETs sind bis 30V spezifiziert, das reicht für 6S wenn absolut keine Fehlkommuntierung / Stottern vorkommt.
Sollte es zu einer Fehlkommutierung kommen, werden die MOSFET blitzartig abgeschaltet (zur Sicherheit), durch dieses Abschaltung wird in der Spule des Motors eine Spannung induziert, die viel höher als die Versorgungsspannung sein wird / kann.
Wenn diese Spannung höher als 30V ist (bei 6S wahrscheinlich) dann zerschießt die Spannung die MOSFET, der ESC wird in diesen Fall ein Kurzschluss zwischen VCC und GND machen.
Sollte einer der anderen Tester doch noch ein Stottern bei seinen Motoren merken, bitte sofort die Drehzahl reduzieren und melden!!
Bis 4S sind die bereits verbauten MOSFET absolut sicher, es wird zu keinen Kurzschluss bei einer Fehlkommutierung kommen, ab 5S wird es haarig, ab 6S gefährlich.
Ich schreibe die Tester persönlich an und stimme einen evtl. Austausch der MOSFET ab.
Als neue MOSFETs haben wir folgendes Modell ausgesucht:
IRFH7440pbf von der Fa. International Rectifier, dieser MOSFET ist bezahlbar und hat sehr gute Werte.
Link zum Datenblatt
Vdc 40V (somit liegt die max. Spannung 14,8V über ein vollen nicht belasteten 6S Lipo)
Rds(on) 1.8mOhm
Ein Super-Duper-Programmier-Gerät steht auch in den Startlöcher, sobald die Software dazu komplett läuft (OSX / Windows) und die PCB für die ersten Muster da sind gibt´s mehr Infos.
Das war´s erst mal.
Gibt es Neuigkeiten von den ersten Testern?
Wie viele Flüge habt ihr schon gemacht?
Viele Grüße
Imcoref, Martinez
Vorgestern sind die zweiten 10 PCBs gekommen.
Die gelieferten PCBs haben den Stand v3.1
Änderungen zur 3.0:
Lötstopplack auf der Oberseite der GND / VCC ausgespart
GND Seite der Arrays durchgängig auf GND gelegt
Thermalpads Layer 1 und 16, „Power-Teile“ ausgespart
Vias der Gates von den Pads verschoben
+5V Leiterbahnen min. 10mil Leiterbahnbreite
Vias VCC unter MOSFET verschoben und Größe geändert, Leiterbahnen im Umfeld angepasst
GND Vias an den MOSFET hinzugefügt (zwischen den Motorpads)
VCC GND Akku Pads überarbeitet
PWM IN an der Buchse sortiert ( GND, 5V, 1, 2, 3, 4)
Anfang nächster Woche sollten ein paar fertig sein.
Aktuelles:
Wir untersuchen gerade das Problem mit den hochpoligen Motor unter Last bei hoher Drehzahl.
Die Software von SimonK hat definitiv Probleme mit Hochpolmotoren, das liegt leider nicht nur an der Felddrehzahl sondern auch am Strom bei entsprechend hoher Drehzahl.
Dazu gibt es im Sourcecode auch ein Kommentar:
; Here we wait for the zero-crossing on the undriven phase to synchronize
; with the motor timing. The voltage of the undriven phase should cross
; the average of all three phases at half of the way into the 60-degree
; commutation period.
;
; The voltage on the undriven phase is affected by noise from PWM (mutual
; inductance) and also the demagnetization from the previous commutation
; step. Demagnetization time is proportional to motor current, and in
; extreme cases, may take more than 30 degrees to complete. To avoid
; sensing erroneous early zero-crossings in this case and losing motor
; synchronization, we check that demagnetization has finished after the
; minimum blanking period. If we do not see it by the maximum blanking
; period (about 30 degrees since we commutated last), we turn off power
; and continue as if the ZC had occurred. PWM is enabled again after the
; next commutation step.
;
; Normally, we wait for the blanking window to pass, look for the
; comparator to swing as the sign of the zero crossing, wait for the
; timing delay, and then commutate.
;
; Simulations show that the demagnetization period shows up on the phase
; being monitored by the comparator with no PWM-induced noise. As such,
; we do not need any filtering. However, it may not show up immediately
; due to filtering capacitors, hence the initial blind minimum blanking
; period.
;
Kurz zusammengefasst:
Der Freilaufstrom baut sich bei großen Strömen zu langsam ab
(relativ "zu langsam" nur bei hohen Drehzahlen oder hochpoligen Motoren) und die
Freilaufdioden leiten zu lange. In diesem Zweig wird aber für die nächste Kommutierung
die induzierte Spannung gemessen, genauer deren Nulldurchgang.
Ist der Freilaufstrom abgebaut, sperrt die Freilaufdiode wieder und
damit wird durch diesen Potentialsprung ein Nulldurchgang erkannt; allerdings viel zu früh.
Dadurch wird auch viel zu früh kommutiert, das war’s dann:
der Motor stottert…
Vielleicht kann man diesen Problem mit einer geschickten Beschaltung minimieren.
Die verbauten MOSFETs v3.0:
Meine aktuell verbauten MOSFETs sind bis 30V spezifiziert, das reicht für 6S wenn absolut keine Fehlkommuntierung / Stottern vorkommt.
Sollte es zu einer Fehlkommutierung kommen, werden die MOSFET blitzartig abgeschaltet (zur Sicherheit), durch dieses Abschaltung wird in der Spule des Motors eine Spannung induziert, die viel höher als die Versorgungsspannung sein wird / kann.
Wenn diese Spannung höher als 30V ist (bei 6S wahrscheinlich) dann zerschießt die Spannung die MOSFET, der ESC wird in diesen Fall ein Kurzschluss zwischen VCC und GND machen.
Sollte einer der anderen Tester doch noch ein Stottern bei seinen Motoren merken, bitte sofort die Drehzahl reduzieren und melden!!
Bis 4S sind die bereits verbauten MOSFET absolut sicher, es wird zu keinen Kurzschluss bei einer Fehlkommutierung kommen, ab 5S wird es haarig, ab 6S gefährlich.
Ich schreibe die Tester persönlich an und stimme einen evtl. Austausch der MOSFET ab.
Als neue MOSFETs haben wir folgendes Modell ausgesucht:
IRFH7440pbf von der Fa. International Rectifier, dieser MOSFET ist bezahlbar und hat sehr gute Werte.
Link zum Datenblatt
Vdc 40V (somit liegt die max. Spannung 14,8V über ein vollen nicht belasteten 6S Lipo)
Rds(on) 1.8mOhm
Ein Super-Duper-Programmier-Gerät steht auch in den Startlöcher, sobald die Software dazu komplett läuft (OSX / Windows) und die PCB für die ersten Muster da sind gibt´s mehr Infos.
Das war´s erst mal.
Gibt es Neuigkeiten von den ersten Testern?
Wie viele Flüge habt ihr schon gemacht?
Viele Grüße
Imcoref, Martinez
wenn Du Dir mal nicht noch mehr Probleme bei Hochpolern reinholst...
rise- und falltime sind total beschissen. ~45ns
ich hab die BSC010N04LSATMA1 auf meinem drauf, und bei den wenigen Tests keine Probleme mit Hochpolern gehabt. Außerdem sorgen die 1milliOhm für "coolness"
ok, kosten das Doppelte.
ich kann mein Testexemplar in treue Hände geben - hab eh' keine Zeit.
Gruß
Lutz
btw. bei 36,5V schaltet der 5V-Schaltregler ab, also 8S ist am Limit
rise- und falltime sind total beschissen. ~45ns
ich hab die BSC010N04LSATMA1 auf meinem drauf, und bei den wenigen Tests keine Probleme mit Hochpolern gehabt. Außerdem sorgen die 1milliOhm für "coolness"
ok, kosten das Doppelte.
ich kann mein Testexemplar in treue Hände geben - hab eh' keine Zeit.
Gruß
Lutz
btw. bei 36,5V schaltet der 5V-Schaltregler ab, also 8S ist am Limit
Vielleicht hilft das aber auch
Mal sehen, was Test ergeben.
Ich glaub ja nicht dran... aber ich würde das gern selber testen. Du bekommst gleich eine Mail.
Ich denke, dass die Treiber bei deinen 36,5V VCC den 5V Step-Down zu stark belastet haben.
Die max. Vboot des Treibers beträgt 36V.
Der LM2842 geht bis 42V.
Mal sehen, was Test ergeben.
Ich glaub ja nicht dran... aber ich würde das gern selber testen. Du bekommst gleich eine Mail.
btw. bei 36,5V schaltet der 5V-Schaltregler ab, also 8S ist am Limit
Die max. Vboot des Treibers beträgt 36V.
Der LM2842 geht bis 42V.
Hi !
Würde sich nicht genau das mit aktivem Freilauf (COMP_PWM) verhindern lassen?
Wäre doch mal einen Test wert, ob hochpolige Motoren die normalerweise Probleme machen unter COMP_PWM besser laufen?
Ich bin nicht der BL-Elektronik-Experte aber das ist nach allem was ich über COMP_PWM gelesen habe genau das was man mit COMP_PWM unterbinden möchte oder?
Vielleicht liege ich auch total daneben aber falls das noch keiner getestet hätte könnte es ja nicht schaden, Firmware flashen ist ja kein Akt
Viele Grüße
Sandro
Würde sich nicht genau das mit aktivem Freilauf (COMP_PWM) verhindern lassen?
Wäre doch mal einen Test wert, ob hochpolige Motoren die normalerweise Probleme machen unter COMP_PWM besser laufen?
Ich bin nicht der BL-Elektronik-Experte aber das ist nach allem was ich über COMP_PWM gelesen habe genau das was man mit COMP_PWM unterbinden möchte oder?
Vielleicht liege ich auch total daneben aber falls das noch keiner getestet hätte könnte es ja nicht schaden, Firmware flashen ist ja kein Akt
Viele Grüße
Sandro
Zuletzt bearbeitet:
Das ist der Grund wieso ich meine Motoren neu wickele
o.k. Spaß bei Seite, aber die Induktion, auch beim Switch sind nicht zu unterschätzen.
Da spielt neben der Bewegten Masse auch die Art der Windung, die Anordnung und sogar das verwendete Stator Material und dessen Blechdicken eine Rolle.
Pauschale Aussagen das irgendwelche Nut/Pol Kombinationen Probleme machen kann man da leider nicht.
Ich würde aber da jetzt nicht sagen, das der Regler das Problem ist, eher sind die Motoren eben nicht die passenden
@edge
Kann gut sein, das es auch der kommutierung zu gute kommt.
Die Statoren sind oft für die hohe PWM völlig falsch ausgelegt.
Dicke Statorbleche, falsche Materialauswahl, falscher Statorschnitt...
Oft gut zu erkennen, das Die Motoren sich stark erwärmen (Induktionsverluste)
Da muss mann dann lieber mit Pfeifenden Motoren leben.
o.k. Spaß bei Seite, aber die Induktion, auch beim Switch sind nicht zu unterschätzen.
Da spielt neben der Bewegten Masse auch die Art der Windung, die Anordnung und sogar das verwendete Stator Material und dessen Blechdicken eine Rolle.
Pauschale Aussagen das irgendwelche Nut/Pol Kombinationen Probleme machen kann man da leider nicht.
Ich würde aber da jetzt nicht sagen, das der Regler das Problem ist, eher sind die Motoren eben nicht die passenden
@edge
Kann gut sein, das es auch der kommutierung zu gute kommt.
Die Statoren sind oft für die hohe PWM völlig falsch ausgelegt.
Dicke Statorbleche, falsche Materialauswahl, falscher Statorschnitt...
Oft gut zu erkennen, das Die Motoren sich stark erwärmen (Induktionsverluste)
Da muss mann dann lieber mit Pfeifenden Motoren leben.
Zuletzt bearbeitet:
Ich schließe mich heinerle voll und ganz an. Wann sind die für "Verbraucher" verfügbar? Und was werden die in etwa kosten?
Oder denkst du etwa nicht daran, die zu vertreiben? In dem Fall könnten wir natürlich auch selbst was organisieren. Du (martinez) hast ja schon mit der ganzen Konstruktion einiges zu tun...
Also beste Grüße und vielen Dank, dass du (und die ganzen Helfer) so ein cooles Projekt startet
Oder denkst du etwa nicht daran, die zu vertreiben? In dem Fall könnten wir natürlich auch selbst was organisieren. Du (martinez) hast ja schon mit der ganzen Konstruktion einiges zu tun...
Also beste Grüße und vielen Dank, dass du (und die ganzen Helfer) so ein cooles Projekt startet
ist doch Alles da, was Ihr braucht. Eagle-Files & BOM steht als OpenSource Hardware im Netz.
Files nehmen, zum Platinenhersteller der Wahl hochladen, Teile bestellen, bestücken, Platine backen, fertig.
der Mouser-Warenkorb steht hier auch irgendwo. plus Platinenkosten.
so what?
oder warten, bis die ersten Exemplare vom Chinesen angeboten werden - ich tippe mal in max. 2-3 Wochen.
Files nehmen, zum Platinenhersteller der Wahl hochladen, Teile bestellen, bestücken, Platine backen, fertig.
der Mouser-Warenkorb steht hier auch irgendwo. plus Platinenkosten.
so what?
oder warten, bis die ersten Exemplare vom Chinesen angeboten werden - ich tippe mal in max. 2-3 Wochen.
Ok, danke Wer dumm fragt, bekommt Antworten
Noch zwei dumme Fragen:
1) Gibt es auch irgendwo eine v3 zip mit den eagle files? hab im 1. Post nur die v2 gefunden. Und auch die Suchfunktion im thread wirft nichts konkretes aus
2) Bei welchem Platinenhersteller bestellt ihr (bzw. martinez)?
Wer dumm fragt, bekommt Antworten Noch zwei dumme Fragen:
1) Gibt es auch irgendwo eine v3 zip mit den eagle files? hab im 1. Post nur die v2 gefunden. Und auch die Suchfunktion im thread wirft nichts konkretes aus
2) Bei welchem Platinenhersteller bestellt ihr (bzw. martinez)?
https://code.google.com/p/4esc-by-martinez/
aber bevor du gleich fragst wie man besten die platine bestückt, frag doch mal martinez ob er nicht noch welche zum abgeben hat.
Problem ist gelöst!!!
Hey Leute!
Ich habe gute Nachrichten für euch, wir habe das Problem gelöst! Auch Hochpolmotoren laufen jetzt und noch mehr...
Was war passiert?
Der Tester "hornetwl" hat mir mitgeteilt, dass sein Motor (RC Timer 24Pol 460KV) mit den 4ESC V3 stottert.
Mit seinen RCTimer 40A ESC läuft der Motor super. Er war der einzige der Probleme hatte.
Freundlicherweise hat er mir beides zugesendet.
Ca. 2 Wochen später, viele Stunden und Tage haben wir gemessen, gelötet, und getestet. Kein Erfolg in Sicht. Kein vorhandener ESC mit SimonK Firmware wollte den Motor ohne Stottern zum laufen bringen.
Nur der RCTimer ESC mit SimonK trieb den Motor an als wäre dass das einfachste der Welt.
Unser Plan die anderen ESC (auch den 4ESC) auf die Werte des RC Timers zu bringen brachte keine Verbesserung.
Dann haben wir einen "letzten" Versuch unternommen. Bei den ganzen Tests haben wir den RCTimer ESC immer mit eine geladenen tgy.HEX File von 2012 getestet, die anderen ESCs haben wir immer mit frisch kompilierten HEX Files versorgt. Dieser Unterschied ist uns leider erst am Samstag aufgefallen.
Das tgy.asm Files von 2012 muss her!
Als nächstes haben wir auf alle Regler die 2012er SimonK Firmware geflasht.
Und jetzt kommt´s:
Alle Regler laufen problemlos mit den 24Pol-Motor!!!
Bei der ganzen Testerrei ist uns auch aufgefallen, dass die andere Motoren auch beim blitzartigen Gasgeben aus den Drehzahlkeller ein kurzer Stottern haben. (mit Version 2013)
Der 4ESC v3 schießt förmlich mit der SimonK von 2012 aus den Stand auf Vollgas ohne Aussetzer oder Stottern, egal welcher Motor an den 4ESC läuft.
So muss das sein.
Problem gelöst Der Fehler / Unterschied in der Software ist aber noch nicht gefunden.
Bei der ganzen Forscherei, Sucherei haben wir extrem viel über die Hardware eines ESCs gelernt.
Es hat sich auch herausgestellt, dass meine verbauten MOSFET 30V für 6S zu wenig Spannung aushalten.
Der Motor erzeugt zu hohe Spannungsspitzen bei 6S.
Ein neuer MOSFET bis 40V ist schon getestet! Funktioniert perfekt! Bei 6S haben wir jetzt keine Spitzen über 30V gemessen.
Die Tester bekommen dazu noch eine PN von mir.
Viele Grüße
Martinez
Hey Leute!
Ich habe gute Nachrichten für euch, wir habe das Problem gelöst! Auch Hochpolmotoren laufen jetzt
und noch mehr...Was war passiert?
Der Tester "hornetwl" hat mir mitgeteilt, dass sein Motor (RC Timer 24Pol 460KV) mit den 4ESC V3 stottert.
Mit seinen RCTimer 40A ESC läuft der Motor super. Er war der einzige der Probleme hatte.
Freundlicherweise hat er mir beides zugesendet.
Ca. 2 Wochen später, viele Stunden und Tage haben wir gemessen, gelötet, und getestet. Kein Erfolg in Sicht. Kein vorhandener ESC mit SimonK Firmware wollte den Motor ohne Stottern zum laufen bringen.
Nur der RCTimer ESC mit SimonK trieb den Motor an als wäre dass das einfachste der Welt.
Unser Plan die anderen ESC (auch den 4ESC) auf die Werte des RC Timers zu bringen brachte keine Verbesserung.
Dann haben wir einen "letzten" Versuch unternommen. Bei den ganzen Tests haben wir den RCTimer ESC immer mit eine geladenen tgy.HEX File von 2012 getestet, die anderen ESCs haben wir immer mit frisch kompilierten HEX Files versorgt. Dieser Unterschied ist uns leider erst am Samstag aufgefallen.
Das tgy.asm Files von 2012 muss her!
Als nächstes haben wir auf alle Regler die 2012er SimonK Firmware geflasht.
Und jetzt kommt´s:
Alle Regler laufen problemlos mit den 24Pol-Motor!!!
Bei der ganzen Testerrei ist uns auch aufgefallen, dass die andere Motoren auch beim blitzartigen Gasgeben aus den Drehzahlkeller ein kurzer Stottern haben. (mit Version 2013)
Der 4ESC v3 schießt förmlich mit der SimonK von 2012 aus den Stand auf Vollgas ohne Aussetzer oder Stottern, egal welcher Motor an den 4ESC läuft.
So muss das sein.
Problem gelöst
Der Fehler / Unterschied in der Software ist aber noch nicht gefunden.Bei der ganzen Forscherei, Sucherei haben wir extrem viel über die Hardware eines ESCs gelernt.
Es hat sich auch herausgestellt, dass meine verbauten MOSFET 30V für 6S zu wenig Spannung aushalten.
Der Motor erzeugt zu hohe Spannungsspitzen bei 6S.
Ein neuer MOSFET bis 40V ist schon getestet! Funktioniert perfekt! Bei 6S haben wir jetzt keine Spitzen über 30V gemessen.
Die Tester bekommen dazu noch eine PN von mir.
Viele Grüße
Martinez
Zuletzt bearbeitet:
Super Nachrichten Martinez!
Da ich mir nun mal solche Platinen fertigen lassen wollte habe ich noch einige Fragen? Hast du noch eine übrig ?
Geändert werden nur die MOSFET ? -
Die Platine bleibt aber gleich ?
Den Warenkorb
http://www.mouser.com/ProjectManager/ProjectDetail.aspx?AccessID=6da1dfc9c0
muß da sicher noch angepasst werden. Welche MOSFETS sind jetzt aktuell?
Ist der Code jetzt aktuell ? https://code.google.com/p/4esc-by-martinez/ dem Datum nach noch nicht.
Da ich mir nun mal solche Platinen fertigen lassen wollte habe ich noch einige Fragen? Hast du noch eine übrig ?
Geändert werden nur die MOSFET ? -
Die Platine bleibt aber gleich ?
Den Warenkorb
http://www.mouser.com/ProjectManager/ProjectDetail.aspx?AccessID=6da1dfc9c0
muß da sicher noch angepasst werden. Welche MOSFETS sind jetzt aktuell?
Ist der Code jetzt aktuell ? https://code.google.com/p/4esc-by-martinez/ dem Datum nach noch nicht.
- Status
