Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Controller für Hubmotor(Arduino)


von Dennis R. (curry)


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Hallo,
ich beschäftige mich zurzeit mit dem Arduino und seinen Möglichkeiten.
Nächstes Projekt soll ein selbst balancierender Segway Clone im kleinen 
Format für Testzwecke werden. Ziel ist es dann irgendwann ein selbst 
balancierendes Skateboard "onewheel" mit einem Hub/BLDC Motor zu 
entwickeln.
Es gibt schon mehrere erfolgreiche Projekter solcher Art.

Mein Problem, was mich schon jetzt beschäftigt und was mich nicht mehr 
los lässt ist die Motorsteuerung.  Dies ist beim BLDC Motor alles 
aufwändiger und im Internet findet man keine passenden Controller.

Der Hubmotor(eventuell mit internen Planetengetriebe) soll 500 oder 800W 
haben bei 24-48V. Das sind so die elektrischen Eckpunkte.

Wichtig ist jetzt beim Controller, das er ein schnelles Umschallten 
zwischen Vorwärts/Rückwärts ermöglicht bei Ansteuerung über Arduino.Und 
da liegt der springende Punkt.

Ich selber habe leider absolut keine Erfahrung/Kenntnisse um mir selber 
einen Controller zu bauen. Normale DC Motoren fallen erstmal raus, da 
sie nicht so kompakt sind wie ein bereits im Reifen intigrierter 
Hubmotor.

Habt ihr einen Lösungsvorschlag?


Vielen dank

mfg
Michael

von Easylife (Gast)


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Wie viele Phasen hat denn dein Motor?
Ich denke mit einen Schrittmotor-Controller, der den Anschluss externer 
Leistungstreiber ermöglicht ist dir geholfen.

von Dennis R. (curry)


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3 Phasen U/V/W und Hallsensoren. Wird mittels PWM angesteuert.

von MaWin (Gast)


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Das deutsche Wort Hubmotor heisst was völlig anderes als das englische 
hub.

Dennis Ratzelt schrieb:
> Normale DC Motoren fallen erstmal raus, da
> sie nicht so kompakt sind wie ein bereits im Reifen intigrierter
> Hubmotor.

Wahrscheinlich meinst du integriert und damit einen Nabenmotor.
An der Baugrösse liegt es nicht, ein "DC Motor" (permanetmagneterregter 
bürstenbehafteter Gleichstrommotor) ist baulich genau so gross oder 
klein wie ein nicht-bürstenbehafteter BLDC gleicher Leistung, die 
Bürsten tragen nicht auf, die Elektronik ist grösser, lediglich ist aus 
baulichen Gründen Magnet und Wicklung vertauscht angeordnet.

Das ist ein NACHTEIL des BLDC, weil (bei nicht mitdrehender Elektronik 
und ohne Bürsten) der schwere und damit masseträge Magnet bewegt wird, 
während man den Gleichstrommmotor als Glockenankermotor mit minimaler 
Trägheit für maximale Dynamik und Reaktionsgeschwindigkeit auslegen 
können-

Daher verwenden alle (na gut, viele) Servoantriebe Glockenankermotore.

Beim SegWay kommt es eher auf was anderes an, daher BLDC trotz 
Nachteilen, man will die Vektorsteuerung weil man mit ihre nicht nur die 
Rotorlage sondern auch die wirkende Kraft schlussfolgern kann.
Daran merkst du, daß ein SegWay schon ein Stück high tech ist, das man 
nicht ohne Ahnung an einem Nachmittag mal zusammenschustert um mal eben 
zigtaisende Euros zu sparen.

Natürlich gibt es reichlich Versuche, so was nachzubauen
 http://web.mit.edu/first/segway/
 http://www.etotheipiplusone.net/?page_id=566 (analoggesteuert)
 http://www.elektor.de/ (Wheelie)

Und immer dran denken: Der Erfinder des SegWay starb, als er mit dem 
SegWay verunglückte. Die Spielzeuge wurden natürlich viel zu teuer 
verkauft:
http://www.dailymail.co.uk/news/article-2544706/The-house-Segway-built-Inside-4-5m-home-owned-inventor-died-machine-using-grounds.html

Dein Suchwort ist also vector und bldc
https://www.google.de/#q=vector+control+bldc
und ohne direkten Eingriff auf Kraft um Position des BLDC wird dein 
SegWay nicht ordetnlich funktionieren, eine black box kannst du hier 
also (vermutlich) vergessen.

von Easylife (Gast)


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Dennis Ratzelt schrieb:
> 3 Phasen U/V/W und Hallsensoren. Wird mittels PWM angesteuert.

Wird nicht einfach.
Evtl. wäre das was für dich: 
http://www.ti.com/lit/an/sprabq6/sprabq6.pdf

von Dennis R. (curry)


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Danke für die bisherigen Antworten.
Es sind alles zurzeit Gedankenspiele und es ist noch ein weiter Weg.

Habe grad beim Chinesen etwas gefunden, was auf den ersten Blick zu 
passen scheint.

http://www.alibaba.com/product-detail/BLDC-5020-for-3D-printer_1892748712.html

Sensoren vom Nabenmotor werden verwendet und die Kraft lässt sich doch 
über die Geschwindigkeitsregulierung steuern.
Drehrichtungsänderung ist möglich, bloß die Schaltzeit wird nicht 
erwähnt.
Sollte sich übern Arduino steuern lassen. Oder habe ich in meinem Eifer 
das wichtigste Übersehen?

mfg

von Easylife (Gast)


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Bei der Motorleistung, die du ansteuern möchtest, nützen dir Controller 
mit integrierten Treibern nichts.
Du brauchst auf jeden Fall eine Lösung, die externe Treiber ansteuert, 
und auch deine Hall-Sensoren auswerten kann.

von Easylife (Gast)


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Ok korrigiere, der von dir verlinkte Controller scheint ja alles 
mitzubringen, was du brauchst. Hall-Sensor Eingänge, und ordentlich 
starke Motortreiber...
Frage wäre halt, was das Ding kostet...

von MaWin (Gast)


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Dennis Ratzelt schrieb:
> Oder habe ich in meinem Eifer das wichtigste Übersehen?

Vektorsteuerung mit Zugänglich-Machen der aktuellen Werte.

Ein SegWay ist doch kein Elektrofahrrad.

von Dennis (Gast)


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Gyrodaten werden übern Arduino verarbeitet mit Kalman Filter.

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