Hallo,
ich bin neu hier im Forum und möchte Euch gerne um Hilfe bei einer Frage zur Motorsteuerung eines RC-Autos bitten. Ich habe die Foren-Suche und google bereits ausführlich bemüht und mir mit allen gefunden Informationen etwas abgeleitet, was ich gerne hier im Forum verifizieren möchte, bevor ich es in der Praxis teste und womöglich meine Motorsteuerung abschieße. Leider sind meine Elektronik-Kenntnisse nicht wirklich gut. Daher möchte ich mich gerne vorab schon entschuldigen, falls ich katastrophale Denk- oder Verständnisfehler habe und entsprechend „dämliche“ Fragen stelle.
Ich möchte gerne die Motordrehzahl indirekt über Back-EMF mit einem Arduino (3,3V Version) messen. Ich weiß, dass das schon öfter mal ein Thema war, aber ich konnte auch nach langer Suche keine eindeutige Lösung finden. Es handelt sich um einen 380er Bürstenmotor, der über eine H-Brücke (Bestandteil des verbauten ESC) betrieben wird. Die H-Brücke wird mit zwei ca. 2kHz PWM Signalen angesteuert. Diese versorgt somit den Motor mit Hilfe eines 2S LiPos (6,6 – 8,4V bzw. Nennspannung 7,4V). Der Motor zieht unter 100% Tastgrad des PWM Signals und Blockade des Motors ca. 30A.
Ich habe einige Varianten zur Drehzahlmessung / EMK-Bestimmung gefunden. Eine stammt von dieser Seite:
Das dort beschriebene Messprinzip mittels Bestimmung des Motorstroms scheint mir aufgrund des hohen Stroms nicht praktikabel, denn bei 30A und ca. 7,4V bräuchte es einen Messwiderstand mit einer irrsinnig hohen Nennleistung.
Bei meiner weiteren Suche bin ich über eine Seite gestoßen, die sehr viele verschiedene Varianten zur sensorlosen Drehzahlbestimmung beschreibt:
Meinen Ansatz habe ich – neben diversen Foren-Threads – von dort vom letzten Abschnitt „Switching Mode Analogue Speed Controller“ abgeleitet.
Da der Motor jedoch die Drehrichtung auch wechseln kann, habe ich die sample&hold-Schaltung zweimal eingebunden, jeweils mit Dioden für die unterschiedlichen Dreh-/Spannungsrichtungen entkoppelt.
Der Screenshot der Schaltung im Anhang zeigt, wie ich mir das ganze vorgestellt habe.
In1 und in2 sind die Eingangssignale für die H-Brücke (2kHz PWM Signal mit ca. 3,3V Pegel).
Hier meine Fragen dazu:
- Funktioniert das ganze wie beschrieben, oder ist da ein katastrophaler Fehler (oder sogar Kurzschluss…) drin?
- Falls es gehen könnte, welche Werte bräuchte ich für die Kondensatoren und Widerstände der sample&hold-Schaltungen (R9 bis R12, C1 und C2)? Die im Bild enthaltenen Werte habe ich blind übernommen, da ich die Berechnung einfach nicht verstehe.
- Welchen Typ an Dioden müsste ich für D5 bis D10 nehmen?
- Wären 22k und 10k Widerständen für den Spannungsteiler direkt vor ADC1 und ADC2 korrekt, damit ich die „Ausgänge“ EMF_on_in1 und EMF_on_in2 an einen 3,3V Arduino anschließen kann kann? Das sollte doch aus den maximal 8,4V Back-EMF bei Verwendung der 3,3 AVcc Referenz vollkommen verträgliche 2,625V mit genügen Sicherheitsabstand nach oben lassen, stimmt das? Und bei Verwendung der internen 1,1V Referenz könnte ich dann 22k und 2,2k nehmen, richtig?
Ich weiß, sehr viele Fragen… Vielen Dank im Voraus!
Tomato0815