professoren_webseiten:rebholz:studentische_projekte
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| professoren_webseiten:rebholz:studentische_projekte [2021/03/11 20:16] – [Unsere Motorsteuerung als digitale Audioendstufe] hrebholz | professoren_webseiten:rebholz:studentische_projekte [2023/01/17 11:24] (aktuell) – [Pinbelegung Launchpad Hardware V04] hrebholz | ||
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| ====== Studentische Projekte ====== | ====== Studentische Projekte ====== | ||
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| + | ===== Ströme messen mit Hallsensoren | ||
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| + | Ströme richtig messen ist immer eine größere Herausforderung. Besonders dann, | ||
| + | wenn man keinen direkten Zugang zum stromführenden Leiter hat. Hr. Sichler hat in seiner | ||
| + | Bachelorarbeit untersucht ob sich mit sehr empfindlichen Hallsensoren Ströme messen lassen | ||
| + | wenn diese über handelsüblichen Fahrzeugsicherungen angebracht werden. | ||
| + | Die Idee dahinter: Fahrzeugkomponenten erkennen, welche bei einer Ruhestrommessung das Fahrzeug | ||
| + | aufwecken. Das Problem: Das durch den Strom erzeugte Magnetfeld ist in der Größenordnung des | ||
| + | Erdmagentfelds. | ||
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| + | ===== Anpassung der Eingangsspannung über Tiefsetzsteller ===== | ||
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| + | Die Grundschaltung jeder Leistungselektronik ist der Tiefsetzsteller. Je wird nahezu auch auf jeder Schaltung benötigt um eine gemeinsame Eingangsspannung | ||
| + | an die Bedürfnisse der einzelnen Komponenten wie zum Beispiel ein Mikrocontroller anzupassen. Besonders bei batteriebetriebenen Geräten kann nicht auf | ||
| + | die beliebten Längsspannungsregler (LDO) aufgrund deren hohen Verlustleistung zurückgegriffen werden. In der Vorlesung Leistungselektronische Systeme haben die Teilnehmer | ||
| + | recherchiert welche ICs am Markt verfügbar sind mit integriertem Schaltelement. Zum deren Betrieb werde typischerweise nur wenig externe Bauelemente wie die Induktivität, | ||
| + | ein Glättungskondensator benötigt. Download: {{ : | ||
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| ===== Unsere Motorsteuerung als digitale Audioendstufe ===== | ===== Unsere Motorsteuerung als digitale Audioendstufe ===== | ||
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| Im Porjektlabor Leistungselektronik haben wir auch dieses Semester eine 100W Audioendstufe entwickelt. Das Ergebnis von Fabian Sernatinger und Dennis Rutkowski kann sich hören lassen. Die erstmals eingesetzten Snubber über den Leistungshalbleitern haben einen deutlich positiven Effekt auf das Klangerlebnis. Die Endstufe generiert die Taktsignale mit Hilfe zweier analogen Referenzspannungen im T/2 Versatz. Dadurch können aufwendige Filerschaltungen zum Dämpfung des Trägersignals entfallen.\\ | Im Porjektlabor Leistungselektronik haben wir auch dieses Semester eine 100W Audioendstufe entwickelt. Das Ergebnis von Fabian Sernatinger und Dennis Rutkowski kann sich hören lassen. Die erstmals eingesetzten Snubber über den Leistungshalbleitern haben einen deutlich positiven Effekt auf das Klangerlebnis. Die Endstufe generiert die Taktsignale mit Hilfe zweier analogen Referenzspannungen im T/2 Versatz. Dadurch können aufwendige Filerschaltungen zum Dämpfung des Trägersignals entfallen.\\ | ||
| Überblick zum Projekt {{ : | Überblick zum Projekt {{ : | ||
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| Software zur Inbetriebnahme der DCDC_V02 Hardware: {{ : | Software zur Inbetriebnahme der DCDC_V02 Hardware: {{ : | ||
| + | ==== Pinbelegung Launchpad Hardware V03 ==== | ||
| + | |||
| + | Aktualisiert: | ||
| + | Die Pinbelegung zu V02 hat sich nicht geändert. Allerdings wurden einige Fehler behoben und die Schaltung optimiert: | ||
| + | |||
| + | ^ Nr. ^ Änderungen zu V02 ^ | ||
| + | | 1 | 3,3V für Stand-Alone Betrieb wird über einen LM2574 generiert (alt Spannungsregler) | ||
| + | | 2 | Kraftsensoren werden über 3,3V angesteuert (Entfall Spannungsteiler) | ||
| + | | 3 | Temperatursensoren werden mit 3,3V versorgt (Entfall Spannungsteiler) | ||
| + | | 4 | Wechsel der Stromsensoren auf ACS725 (Entfall Spannungsteiler) | ||
| + | | 5 | Impedanzwandler werden mit 3,3V versorgt (Entfall Spannungsteiler) | ||
| + | |||
| + | Hardware V02 war noch stark geprägt von der 5V Welt. Unnötigerweise mussten alle Signale zum µC dadurch über Spannungsteiler | ||
| + | reduziert werden wodurch zusätzliche Bauteile und Messfehler entstehen. \\ | ||
| + | V03 versucht daher möglichst viele Signale und Peripherie auf der 3,3V Ebene anzusteuern. | ||
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| + | Schaltplan: {{ : | ||
| + | KiCAD-Projekt mit Bestellliste: | ||
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| + | Bekannte Fehler in V03: | ||
| + | * Fehler in der Temperaturmessung, | ||
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| + | ==== Pinbelegung Launchpad Hardware V04 ==== | ||
| + | Aktualisiert: | ||
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| + | Die Hardware V04 beinhaltet eine Reihe an Änderungen welche die Schaltung deutlich robuster machen soll gegenüber ungewolltes Verpolen | ||
| + | der Eingangsspannung sowie eventuell auftretenden Überspannungen. Die Spannungsversorgung wurde optimiert und eine visuelle Anzeige der Gate-Signale | ||
| + | mit eingefügt. | ||
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| + | Schaltplan: {{ : | ||
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| + | KiCAD Projekt: {{ : | ||
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| + | {{ : | ||
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| + | ^ Nr. ^ Änderungen zu V03 ^ | ||
| + | | 1 | Neue Bauteilbezeichnung | ||
| + | | 2 | Separate Spannungsversorgung der Treiber möglich über VBat. Dadurch auch ZK-Spannungan an UBat < 15V möglich.\\ Falls die ZK-Spannung (UBat) unter VBat sinkt wird automatisch auf VBat gewechselt | ||
| + | | 3 | Batteriespannung auf Pin 28, vormals auf Pin 25 | | ||
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| + | ^ Nr. ^ Fehler in V04 ^ | ||
| + | | 1 | Jumperbezeichnungen der Spannungsversorgung im Schaltplan falsch | ||
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| + | | 4 | | | ||
| + | | 5 | | | ||
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| + | Pinbelegung für V04 | ||
| + | ^ Funktion | ||
| + | | Motor 1 | ||
| + | | Motor 1, Halbbrücke U, \\ Highside | ||
| + | | Motor 1, Halbbrücke U, \\ Lowside | ||
| + | | SD Halbbrücke U, Motor 1 | | Logikpegel Treiber | ||
| + | | | ||
| + | | Motor 1, Halbbrücke V, \\ Highside | ||
| + | | Motor 1, Halbbrücke V, \\ Lowside | ||
| + | | SD Halbbrücke V, Motor 1 | | Logikpegel Treiber | ||
| + | | | ||
| + | | Motor 1, Halbbrücke W, \\ Highside | ||
| + | | Motor 1, Halbbrücke W, \\ Lowside | ||
| + | | SD Halbbrücke W, Motor 1 | | Logikpegel Treiber | ||
| + | | Motor 2 | ||
| + | | Motor 2, Halbbrücke U, \\ Highside | ||
| + | | Motor 2, Halbbrücke U, \\ Lowside | ||
| + | | SD Halbbrücke U, Motor 2 | D | Logikpegel Treiber | ||
| + | | | ||
| + | | Motor 2, Halbbrücke V, \\ Highside | ||
| + | | Motor 2, Halbbrücke V, \\ Lowside | ||
| + | | SD Halbbrücke V, Motor 2 | D | Logikpegel | ||
| + | | | ||
| + | | Motor 2, Halbbrücke W, \\ Highside | ||
| + | | Motor 2, Halbbrücke W, \\ Lowside | ||
| + | | SD Halbbrücke W, Motor 2 | D | Logikpegel Treiber | ||
| + | | | ||
| + | | ZK_Stromaufnahme Motor 1\\ Messbereich +/- 20A | A | ACS712 | ||
| + | | Strommessung Motor 1 \\ Brücke 1 | A | ACS712 | ||
| + | | Strommessung Motor 1\\ Brücke 2 | A | ACS712 | ||
| + | | Strommessung Motor 1\\ Brücke 3 | A | ACS712 | ||
| + | | ZK_Stromaufnahme Motor 1\\ Messbereich +/- 20A | A | ACS712 | ||
| + | | | ||
| + | | Versorgungspannung +15V | A | ||
| + | | Batteriespannung | ||
| + | | **Versorgung Digitalteil (Redundant)** | ||
| + | | Versorgungsspannung +3,3V | A | ||
| + | | | ||
| + | | Drehmomentmessung I\\ Kraftsensor 1 | A | ||
| + | | Drehmomentmessung II\\ Kraftsensor 2 | A | ||
| + | | | ||
| + | | Encoder Pulse\\ ECPA Modul | D Interrupt 1 | Logikpegel anpassen | ||
| + | | Encoder Drehrichtung Rechts | ||
| + | | Encoder Drehrichtung Links | D | Logikpegel anpassen | ||
| + | | Encoder Index | D Interrupt 2 | Logikpegel anpassen | ||
| + | | Vorhalt Hallsensor BLDC | D Interrupt 3 | Logikpegel anpassen | ||
| + | | Bafang Speed-Signal | ||
| + | | Vorhalt Potis / Taster | ||
| + | | **Taster 1\\ für manuelle Ansteuerung** | ||
| + | | **Taster 2\\ für manuelle Ansteuerung** | ||
| + | | Taster 3\\ für manuelle Ansteuerung | ||
| + | | Potentiometer A | A | ||
| + | | Potentiometer B | A | ||
| + | | Temperatursensoren | ||
| + | | Temperatur Motor A | A | LM355 mit Impedanzwandler | ||
| + | | Temperatur Motor B | A | LM355 mit Impedanzwandler | ||
| + | | Anzeigen | ||
| + | | LED-Anzeige | ||
| + | | LED-Anzeige | ||
| + | | Display i2C, SCL | D | ||
| + | | Display i2C, SDA | D | ||
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professoren_webseiten/rebholz/studentische_projekte.1615493802.txt.gz · Zuletzt geändert: 2021/03/11 20:16 von hrebholz