Kategoriarkiv: elektronikk

Elektro-Windex?

Hei!

Fikk for en tid tilbake tilbudet om å overta et Windex-prosjekt. Det har jeg takka nei til (4-5000t med bygging). Men i prosessen med å finne ut av dette ser det ut til at jeg kanskje blir involvert i et eller to windex-prosjekter likevel. Jeg har fått tilbudet om å kjøpe en Windex om 2-3 års tid. Forutsettning for et evt. kjøp er at jeg syr sammen en elektroløsning til Windex.

Windex 1200C som jeg var medeier i tidligere

Jeg ser for meg en løsning som består av følgende komponenter:

Motor: FES sin 30kW motor (veier 12kg, original windexmotor veier 17).
Propell : Han som har windexen bygger propellene vi trenger. Han er komposittingeniør og gjør ikke annet hele dagen enn å bygge mer eller mindre eksperimentelle ting i kompositt.
Motorkontroller: Den som FES har (som sikkert er to generasjoner bedre når dette blir aktuelt)
Batteri: Her er utfordringen. Windexen har veldig lite lett tilgjengelig plass. Så jeg har begynt å se på noe ala Tesla sin løsning med å bruke 18650 celler og en hel haug av dem. Dette gir noen utfordringer på batteri-monitoring osv.

Dagens FES batteri består av 28 celler i serie, komplett pakke gir ca 100V under belastning. Og kan levere ca 200A (20kW peek), 120A kontinuerlig (12kW). Dette er delt opp i to store tunge firkanta klumper. Det er bare å glemme å få plass i en windex. Og det er kanskje litt lite energi tilgengelig også. Skissen nedenfor viser hvordan jeg akkurat nå ser for meg en løsning.

Jeg ser for meg at det er to hovedveier å gå for å lage en slik batteripakke med mange celler.

Lage mange pakker med 28-30 celler i serie som parallellkobles. (Ikke direkte, men ved hjelp av «ideele dioder»).
Lage mange pakker som hver har en boostconverter som leverer strøm ut på en felles høyspennings linje (slik som på skissa).

Fordelen med den siste løsningen er at man er mer robust mot celler som svikter. Fordelen med den første er at man slipper alle disse ikke fullt så effektive boost-converterne. Felles for begge er at man trenger et Battery Mangement System (BMS), og en batteriladerløsning.

Så litt om hvorfor man skulle ønske å bruke så mange små celler. Det handler rett og slett om å kunne får til god kjøling på cellene. De store cellene til FES er mer utsatt for overopphetning enn disse 18650 cellene. Rett og slett for at det er mer overflate pr. enhet med energi som er lagret.

Hvor stor er en slik 18650 celler?, Jo den er 18*65mm, derav navnet.

Hvor skal man putte noe slikt i en Windex? Jeg vil foreslå vingen. Men hvor gjennomførbart det er med å installere noe slikt etter at wingen er ferdigbygget aner jeg ikke. Kanskje man må bygge ny vinge for å få en fullgod løsning? Thomas kan sikkert designe en vinge til oss. Men det er nå litt mas med å få bygget noe slikt da.

Det er også en mulighet for at jeg kan komme til å bidra litt på det windex-prosjektet som jeg ble tilbudt å kjøpe . Men ingen av alternativene er uansett aktuelle før om 2-3 år.

Planen min nå er å begynne med å lage en 6-cellers batterimodul (som jeg også kan benytte i dykkerlykta mi). Og så gjøre meg noen erfaringer med denne før jeg tegner videre på en løsning som enten har en høyspenningutgang eller som har flere celler i serie.

Jeg er meget interesert i alle mulig forslag til hvordan en slik løsning (batteri, motor, motorkontroller osv.) kan gjøres.

Amiga 3000

I ferien hentet jeg hjem min Amiga 3000. Det er en orginal A3000/25 med 52MB haddisk. Desverre har klokkebatteriet lekket ut noe gugge som har etset bort endel av jordplanet der batteriet var montert. Kan ikke se at noe mer er skadet. Nytt batteri er bestilt. Planene er å i første omgang få den til å fungere. Og så har jeg litt lyst til å lage noen småprosjekter som jeg aldri hadde guts til å gjøre når Amiga var the shit. Da mangla jeg både penger og kunnskap til å tørre plugge inn ting jeg hadde laget selv. Og jeg hadde heller ikke tilgang til noe særlig med utviklingsresuser som godt loddeutstyr, billig kretskortproduksjon osv. Har bestilt noen små gadgets til den. En SCSI-SD-kort overgang. Og en USB-floppydisk overgang. Dette gjør at jeg kan benytte billige moderne laggringsmedium fremfor steinalder harddisk og floppy.

Har byttet klokkebatteri og en av IC-soklene. Og renset den ICen (Paula for kjennere). Men har enda ikke fått liv i maskina. Neste steg er å ta en runde med multimeter og finne de plassene hvor banene er etset bort. Så ikke helt i mål riktig med en gang. Men har selvfølgelig ikke gitt meg. Det er mye god elektronikk-design gjemt i en Amiga. Det er rett og slett moro å lese skjema og prøve å finne ut av hvordan denne er bygget opp.

Kalkulator for å beregne PCB baner

Nå har jeg vært lenge borte nå… Puh for en vinter og vår.

Men nok om det…..

Når man skal legge ut power på en PCB, hvor brede baner trenger man egentlig da. Vel, det fant jeg nettopp en flott kalkulator som hjelper deg med. Her kan man knotte inn masse forskjellige verdier for strøm, kobbertykkelse lengde på banen osv, og ut spytter det en anbefalt minimumsdimensjon samt vor stort tap man får i denne lederen. Den viser også temperaturøkning på av tap i lederene.

http://circuitcalculator.com/wordpress/2006/01/31/pcb-trace-width-calculator/

Endelig RF-link

Det tok litt tid, inkludert en forsendelse som gikk tapt (men ble refundert), men nå fikk jeg i hvertfall RF modulene som passer på RaspberryPi.

Her er bilde av den ferdig montert:

Litt småfikling med minicom (terminal-emulator), så fikk jeg kontakt mellom RasPi og Mac. Det ser ut til å fungere strålende. RF-kortene settes opp vha AT-kommandoer, og alt er superlett å programmere i Python eller liknende.

RF moduler fra Ciseco

Har bestilt noen søte små RF moduler fra et firma som heter Ciseco. Fikk nettopp en av dem i posten, og venter på to til.

Dette er åpenbart en USB penn, og den kobler seg til PC-en som en CDC device, og kan sette opp RF link på en svært enkel måte. De to andre modulene jeg har bestilt er til å plugge på en RaspberryPi, men de kommer også i andre formfaktorer. Det kan være basismodulen som kan loddes på egne design, eller forskjellige sensorer og aktuatorer.

De har basert seg på en RF-krets fra Texas Instruments, eller egentlig fra min gamle jobb, Chipcon. Det er CC1110 og CC1111 som er i bruk. Det er en SoC med RF og en 8051 kontroller. Såvidt jeg husker er det CC1111 som har innebygget USB også.

I hvertfall, veldig enkelt, ganske billig, og veldig fleksibelt. Nå er jeg bare spent på å få de andre modulene slik at jeg kan teste RF-linken.

Motoren snurrer

Motoren snurrer. Riktignok har jeg ikke ennå implementert detektering av nullgjennomganger, så feltet roterer bare med et fast turtall, og så håper jeg at motoren henger med. Men, turtallet lar seg justere, og strømmen lar seg justere, så det er i hvertfall ganske mye funksjonalitet som er på plass. Det er mye på elektronikken som virker også. Så langt er jeg veldig fornøyd.

BLDC motorkontroller

Av og til trenger livet et prosjekt der man kan sitte ved kjøkkenbordet, eller i stua å pusle. Derfor dro jeg en av mine gamle ideer opp av hatten. Dette er jo egentlig ikke noe nyskapende i det hele tatt. Fartskontrollere for børsteløse motorer finnes det jo 13 av på dusinet, og mange lager seg egne med større eller mindre hell. Så hvorfor gjør jeg dette.

Jeg har lyst til å lære meg ARM kotrollere (STM32F4)
Jeg har lyst til å lære meg Chibios (www.chibios.org)
Jeg vil ha en motorkontroller som kan integreres med annen funksjonalitet, og som kan snakke skikkelige grensesnitt
Også er det sånn passe vrient, men ikke for vanskelig.

Jeg har allerede laget en PCB for å plugge inn på et STM32F4Discovery kort. Denne PCB-en har drivere og all nødvendig elektronikk for å bruke Discovery kortet som en BLDC. Det er ikke for praktisk bruk, kun for utvikling, da det er kjempestort. Jeg har ikke bestykket kortet enda, men jeg har allerede funnet en rekke feil i designet. Ingen showstoppere. Alle feilene kan fikses med en skalpell, en loddebolt og litt tynn ledning.

Hovedtrøkket har ligget på utvikling av firmware. Her har jeg laget et system som kan ta imot kommandoer fra USB og gjøre forskjellige ting med det. USB biten ble riktig smukk, og kan enkelt gjenbrukes. Jeg har kommet ganske langt på BLDC funksjonen. Men Chibios i bunn, så er det masse flotte drivere for hardwaren på chippen, så applikasjonskoden blir veldig liten. Jeg har nok funksjon til å teste litt med motor allerede, og komponentene kommer i posten hvert øyeblikk.

Skjema og utlegg har jeg ikke publisert enda, men firmware ligger her.

https://github.com/kjellhar/chibi-bldc

Jeg har ikke lagt inn Chibios der, så den må lastes ned separat.