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-   -   Come calcolare assorbimento motore BLCD (http://forum.roboitalia.com/showthread.php?t=10855)

landyandy 08-02-2015 21.19.47

Come calcolare assorbimento motore BLCD
 
Ciao ragazzi, questi giorni mi sto dilettando con un BLDC di un hard disk che aveva dei settori danneggiati.

Siccome sto valutando il circuito di pilotaggio, volevo sapere innanzi tutto come poterne ricavare gli assorbimenti non avendo nessun DS da consultare.

Diciamo che il motore è un 3 fasi a 9 poli a 4 fili, di cui un centro stella.

Se non ho sbagliato i calcoli, questo vuol dire che il passo del rotore è di circa 40° e che pilotando in sequenza le tre fasi ottengo, giustamente, 120° per ciclo.

Collegando un tester tra centro stella e una qualsiasi delle tre fasi ho una resistenza, (salvo errore del tester), di circa 3,6 ohm.

Anche se non è corretto, ma senza indugiare troppo, ho provato a calcolare l'assorbimento di ogni singola fase, alimentando tramite 5V e con amperometro in serie ottenendo un valore di circa 1,5A.

Considerando che allo spunto, un motore potrebbe necessitare di una corrente maggiore, mi sono detto che con un pilotaggio di 2A, dovrei stare tranquillo ma il dubbio è se è corretto calcolare l'assorbimento in questa maniera.

Se invece di alimentare il motore a 5V, lo alimento a 12V (visto che nell'HD usa proprio i 12V), la corrente dovrebbe abbassarsi?

Se il pilotaggio avviene in PWM, immagino che il motore in regime di rotazione, avrà anche qui un' assorbimento minore.


Mi spiegate gentilmente come procedere?


saluti da un vecchio HD
landyandy

landyandy 09-02-2015 00.07.31

cancellato

astrobeed 09-02-2015 08.14.53

Citazione:

Orginalmente inviato da landyandy (Messaggio 70186)
Se invece di alimentare il motore a 5V, lo alimento a 12V (visto che nell'HD usa proprio i 12V), la corrente dovrebbe abbassarsi?

La corrente dipende dal carico meccanico, la massima tensione disponibile è il limite per gli rpm a vuoto, dipende dal parameto kv (rpm/v) del motore.
La resistenza ohmmica delle fasi ti dice la massima corrente di stallo/spunto del motore, sicuramente va limitata perché quei motori non reggono più di qualche centinaio di mA.
Per farlo girare puoi usare un TDA5140AT che è un driver specifico per BLDC a quattro fili (collegamento a triangolo) sensorless, lato micro ti serve un DAC per fornire la tensione controllo velocità al TDA.

landyandy 09-02-2015 10.08.49

Citazione:

Orginalmente inviato da astrobeed (Messaggio 70194)
La corrente dipende dal carico meccanico, la massima tensione disponibile è il limite per gli rpm a vuoto, dipende dal parameto kv (rpm/v) del motore.

è vero, che ciuco che sono :D
Il dubbio mi è venuto perchè nei brushless, non essendoci contatti, immaginavo che il carico non influisse negativamente, ma forse sbaglio a pensare.

Citazione:

Per farlo girare puoi usare un TDA5140AT che è un driver specifico per BLDC a quattro fili (collegamento a triangolo) sensorless, lato micro ti serve un DAC per fornire la tensione controllo velocità al TDA
Esatto infatti ho gia adocchiato un bel controller che dovrebbe fare al caso mio ma.....
.......perchè dici con collegamento a triangolo?
Questi tipi di motori, non sono a Y piu un comune cioè a stella?

Perdonami, ma sono io che non ho molta dimestichezza con questi motori e di dubbi ne ho.

Ciao e grazie
landyandy

a*morale 09-02-2015 10.15.11

provenendo dal campo modellistico, ti proporrei l'alternativa di usare un ESC tipo http://www.hobbyking.com/hobbyking/s...EC_2_3S_V.html
Questo usa un ATmega ed esistono diversi software opensource per essi. I più comuni sono:
Simonk https://github.com/sim-/tgy
BLHeli https://github.com/bitdump/BLHeli
WIIESC https://code.google.com/p/wii-esc/

L'unico limite è che sono fatti per funzionare oltre un certo regime di giri per usare il BEMF per determinare la posizione del motore.

astrobeed 09-02-2015 10.32.00

Citazione:

Orginalmente inviato da landyandy (Messaggio 70196)
.......perchè dici con collegamento a triangolo?

Ho sbagliato io, non so perché stavo pensando ai classici BLDC usati nel mondo del modellismo che hanno solo tre fili, e sono a triangolo, mentre quelli usati negli HD sono quasi sempre a stella, quattro fili.

landyandy 09-02-2015 11.01.17

Citazione:

Orginalmente inviato da a*morale (Messaggio 70197)
provenendo dal campo modellistico, ti proporrei l'alternativa di usare un ESC tipo http://www.hobbyking.com/hobbyking/s...EC_2_3S_V.html

Vero, infatti ho letto molte discussioni a riguardo, tanto che mi è rimasto difficile trovare delle alternative, soprattutto a quei prezzi.
La verità è che non vorrei avere una soluzione gia fatta ma mi piacerebbe poter sperimentare appoggiandomi dietro a uno di quei controller tipo quello che mi ha consigliato Astro.
Più che altro ho la curiosità di capire il principio di funzionamento e quindi il controller vorrei tirarmelo su da solo. :p


Citazione:

Orginalmente inviato da astrobeed (Messaggio 70199)
Ho sbagliato io, non so perché stavo pensando ai classici BLDC usati nel mondo del modellismo che hanno solo tre fili, e sono a triangolo, mentre quelli usati negli HD sono quasi sempre a stella, quattro fili.

...ah OK meno male, altrimenti mi sarei dovuto mettere la testa sotto la sabbia perché significava che avevo sbagliato tutto. :D

Comunque è ufficiale, voglio sperimentare con il drv11873 che mi "sconfinfera" parecchio.
Dovrebbe essere simile a quello che mi hai consigliato ma lo vedo un po meno complicato a livello di configurazione e ha un limite di assorbimento di circa 2A che mi sembrano perfetti per questo tipo di motori.


...faccio risapere
landyandy

marnic 09-02-2015 11.09.18

Citazione:

Orginalmente inviato da landyandy (Messaggio 70196)
Il dubbio mi è venuto perchè nei brushless, non essendoci contatti, immaginavo che il carico non influisse negativamente, ma forse sbaglio a pensare.

Qui sta l'inghippo ma forse anche il modo per fare i calcoli :rolleyes:
Partendo da un concetto che pare reggere ancora, nulla si crea nulla si distrugge ma tutto si trasforma, puoi dedurre che la potenza che il tuo motore assorbe è semplicemente la potenza richiesta all'albero motore più le perdite.
Ecco che se per muovere il tuo robot servono 10W (ok, partirai da una coppia o da una forza ma arrivi ad una potenza) è lecito pensare che il tuo alimentatore o driver dovrà fornire quei 10 più le perdite.
Chiaro che se il tuo motore per limiti costruttivi non può sviluppare più di 5W questo andrà in stallo.
Tieni presente che per far sviluppare la piena potenza ai BL occorre un driver in grado di avere il feedback del motore.
Ecco che abbiamo i motori con i sensori e i sensorless.
La coppia massima la ottieni quando tra rotore (che ruota) e il campo rotante generato dall'alimentazione sequenziale delle tre fasi esiste uno sfassamento ben preciso.
Se la coppia resistente fa si che lo sfasamento aumenti hai due possibilità, o il driver se ne accorge e corregge o il rotore perde il passo e si ferma.
Affinchè il driver se ne accorga o usi i sensori come si diceva o sono driver "furbi" che sentono l'andamento della corrente sulle fasi e riescono a dedurne la posizione del rotore. Oppure nulla di tutto questo come per gli ESC economici e il motore rischia

astrobeed 09-02-2015 11.44.21

Citazione:

Orginalmente inviato da marnic (Messaggio 70201)
Oppure nulla di tutto questo come per gli ESC economici e il motore rischia

Anche gli ESC economici usano il metodo sensorless che si basa sul rilevamento del picco b.e.m.f., c'è una bellissima AN di microchip per i dsPIC che spiega ottimamente il metodo con tanto di schema elettrico.
Gli ESC usati nel modellismo sono quasi tutti basati su Atmega 8, scelta che limita molto le possibilità di controllo visto che questi micro non dispongono di generatori pwm avanzati e specifici, oltre ad un limite di solo 255 step per il pwm a causa della configurazione interna dei timer, per il controllo a tre fasi come nei dsPic o nei pic 18Fx431.
Stendiamo pure un velo pietoso sugli ESC cineseria da pochi Euro, affidabilità prossima a zero, durata pure :)
Ho un cassetto pieno di ESC cineseria acquistati dai vari siti cinesi da amici che poi, in seguito a guasto, me li portano sperando in una riparazione, cosa impossibile nel 99% dei casi in quanto qualche mos è letteralmente andato a fuoco distruggendo anche parte del pcb.

landyandy 09-02-2015 12.22.45

in risposta a Marnic perché nel frattempo hai scritto anche tu Astro :-)

Tutto chiaro e molto ben scritto.

Per logica infatti dovrei partire dalla massa del robot e modellare le caratteristiche del motore di conseguenza, mentre invece, io parto dalla strada opposta ovvero quale "applicazione" posso far gestire a questo motore?

Questo vuol dire estrapolare le caratteristiche più importanti e di conseguenza adattargli il lavoro migliore da fargli fare, (non so se mi sono spiegato :p).

da qui la ricerca dell'assorbimento che mi porta a chiedermi il metodo applicativo giusto o perlomeno quello che si avvicina di più.

Probabilmente sto mischiando delle tecnologie in maniera forse confusionaria proprio perché non so ancora il fine ultimo dell'applicazione.

Voglio usare un controller sensorless (drv11873), che effettivamente manda degli impulsi, incurante della posizione del rotore ma che ha una gestione delle protezioni che non sono adatte ad essere applicate per esempio ad un veicolo deambulante proprio perché se questo trova un ostacolo e il rotore si ferma, il controller reagisce con un blocco del sistema.
Questa cosa trova effettivamente più utilità per esempio in delle ventole in cui il blocco delle pale equivale ad un malfunzionamento.


Scrivo tanto soprattutto perché sto facendo mente locale a voce alta :D



grazie
landyandy

astrobeed 09-02-2015 12.34.42

Citazione:

Orginalmente inviato da landyandy (Messaggio 70203)
Questo vuol dire estrapolare le caratteristiche più importanti e di conseguenza adattargli il lavoro migliore da fargli fare, (non so se mi sono spiegato :p).

C'è un piccolo problema che stai sottovalutando, quei motori sono pensati per girare a velocità costante, tipicamente 5200 rpm, e hanno poca coppia in quanto devono solo far girare i piatti del disco.
In pratica ti servirebbe un riduttore di giri almeno 50:1 per poter usare quel motore a scopo propulsivo, comunque rimane la questione che i motori sensorless non riescono a girare a bassi rpm e in avvio hanno ancora meno coppia di quando girano, questo perché prima tocca sincronizzare le fasi con la rotazione dell'asse.

landyandy 09-02-2015 12.51.53

Quindi vuol dire che l'efficienza o meglio la coppia decade ancora di più se lo faccio lavorare a velocità più basse?

Questo è un parametro importante perché effettivamente davo per scontato che lavorando con un PWM variabile, (sempre passando per il controller), questo problema non esistesse.

Allora credo che una possibile applicazione sia il classico Propeller clock.

Mi spiace solo perché il fatto di poter controllare la velocità in maniera così semplice, mi aveva stimolato molto la fantasia. :D

Il chip ha anche un PWM-OUT che dà la possibilità di leggere gli RPM istantanei e la possibilità di rotazione oraria anti-oraria, tutte cose che su un propeller clock ritornano inutili :(

Altre applicazioni???




saluti riflessivi
landyandy

astrobeed 09-02-2015 17.10.58

Citazione:

Orginalmente inviato da landyandy (Messaggio 70207)
Quindi vuol dire che l'efficienza o meglio la coppia decade ancora di più se lo faccio lavorare a velocità più basse?

La coppia è bassa perché il motore non ha una riduzione, è vero che a meno rpm la coppia è maggiore, in fin dei conti non è altro che potenza/rpm e dato che la potenza è una (quasi)costante ne consegue che la coppia è inversamente proporzionale agli rpm.
C'è un però grosso come una casa, i bldc sensorless non riesci a farli girare a meno di 400-500 rpm, in certi casi pure almeno 1000 rpm, e a questi bassi regimi il rilevamento della b.e.m.f. per sincronizzare le fasi è molto critico, basta poco per farlo saltare e il motore si ferma subito o comincia a vibrare.
In pratica se vuoi usare un bldc a scopo trazione ti serve un riduttore di giri e un motore dotato di sensori, questi sono riuscito a farli girare, in modo stabile e con una coppia decente, a meno di 60 rpm.
Ho fatto esperimenti anche con il sistema di azionamento utilizzato per i gimbal con bldc, funziona benissimo e il motore lo sposti con grande precisione anche a velocità bassissime, per contro perdi tutta la coppia, basta un nulla per fermarlo, il rendimento è ridicolo, siamo a meno del 10%.

Citazione:

Allora credo che una possibile applicazione sia il classico Propeller clock.
Per questa sono perfetti, oppure ci puoi far girare un elica :)

landyandy 09-02-2015 17.37.26

Grazie Astro come sempre per la grande quantità di info che riuscite a dare. (parlo anche al plurale perché siete una squadra).
Ma tu riesci a vivere senza elettronica o ha sempre le mani "in pasta in qualche cosa"? :D

Mi piace quando ogni tanto dici :"per quanto riguarda noi obbisti".

Ma tu di obbista hai proprio poco da spartire. :D


...comunque, fra un po voglio postare il circuitino che oggi mi ha tenuto incollato in labo per tutto il pomeriggio.
è basato sul drv11873 ed è un mix tra componenti smd e pinhole.

Mi ci ha fatto venire il mal di testa ma attualmente sto sperimentando finalmente con questo fantastico motorino bldc e metterò in pratica i consigli dati.


saluti bldc
landyandy

astrobeed 09-02-2015 19.22.22

Citazione:

Orginalmente inviato da landyandy (Messaggio 70210)
Ma tu riesci a vivere senza elettronica o ha sempre le mani "in pasta in qualche cosa"? :D

Più che elettronica non riesco a vivere senza la scienza.

Citazione:

Ma tu di obbista hai proprio poco da spartire. :D
Dipende di cosa si parla, nessuno è onnisciente, tutti abbiamo sempre qualcosa di nuovo da imparare.
In molte cose pure io sono un principiante, p.e. se mi dici di lavorare un pezzo col tornio/fresa sicuramente faccio un casino incredibile visto che l'ho usato solo poche ore tanti anni fa a scuola. :)

landyandy 09-02-2015 20.38.34

Ogni volta che smonto un HD rimango sempre affascinato dalla meccanica interna e spesso rimango a guardare per minuti il meccanismo e ad ascoltare il caratteristico suono delle testine e dei motori. :eek:

Una cosa che però mi sono sempre chiesto è perché il piatto magnetico è sempre lappato a specchio?

Ho cercato di leggere diversi documenti a riguardo ma spesso si liquida la questione con un "semplice" rivestimento magnetico, come se questo non possa essere anche di altre caratteristiche.

C'è una relazione tra lucidatura e lettura del dato?



saluti ferromagnetici
landyandy

marnic 09-02-2015 21.04.22

per avere tanti giga in poco spazio il bit deve essere piccolo, un bit piccolo non potrà creare tanto campo magnetico quindi la testina dovrà passargli molto vicino, inoltre i bit saranno molto vicini tra loro e dovranno essere sullo stesso piano, parliamo di micron, il risultato di tutto questo è uno specchio :D

astrobeed 09-02-2015 21.06.15

Citazione:

Orginalmente inviato da landyandy (Messaggio 70212)
C'è una relazione tra lucidatura e lettura del dato?

I vecchi dischi rigidi erano marroni come colore, quelli moderni sono cromati perché così sono più cool :D
Scherzi a parte, quelli moderni sono simil cromati perché realizzati in vetro su cui viene deposto lo strato magnetico tramite sputtering a radio frequenza, dato che si tratta di un reticolo cristallino regolare l'aspetto è quello di una superficie perfettamente liscia, l'effetto specchio è dato dal vetro di supporto.

astrobeed 09-02-2015 21.08.23

Citazione:

Orginalmente inviato da marnic (Messaggio 70214)
inoltre i bit saranno molto vicini tra loro e dovranno essere sullo stesso piano

Praticamente la stessa storia per cui le piste dei pcb non devono avere angoli retti, gli elettroni vanno talmente veloci che se non gli addolcisci le curve si schiantano sul guard rail. :D

marnic 09-02-2015 21.11.25

Citazione:

Orginalmente inviato da astrobeed (Messaggio 70216)
Praticamente la stessa storia per cui le piste dei pcb non devono avere angoli retti, gli elettroni vanno talmente veloci che se non gli addolcisci le curve si schiantano sul guard rail.

:D:D
Io gli ho dato la versione romanzata, tu quella scientifica, la mia è più bella ecco! :D

landyandy 09-02-2015 23.37.05

oh mio DIO, ho preso una calamita e l'ho passata sopra il piatto magnetico e .......adesso ho la calamita piena di elettroni incavolati che si agitano ed inveiscono contro di me.

Come faccio a rimetterli al loro posto ??? :D:D





saluti SciFI
landyandy


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