SUSI BLDC Motor Controller

Bereich für alle Themen rund um die Modellbahn-Elektronik und elektr. Umbauten für Analogbetrieb.
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Loksound4
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SUSI BLDC Motor Controller

#1

Beitrag von Loksound4 »

BLDC GEN3: intelligenter Controller für BLDC Motoren, C-SINUS, SDS, Maxon ...

Achtung NEU - Entwicklung einer "Small" Variante GEN3S wurde gestartet - Achtung NEU


Hallo zusammen,

nachdem der Thread in den letzten zwei Jahren doch recht lang geworden ist, haben wir uns dazu entschlossen, den ersten Post als Übersicht umzugestalten.

1. Was hat das Projekt BLDC-Controller für einen Hintergrund?
Im Herbst 2014 sind sich hampton und Loksound4 hier im Forum über den Weg gelaufen und trugen beide die Idee mit sich herum, dass die teilweise uralten Motorola-Sinus-Decoder oder defekte Sinus-Steuerplatinen mitunter sehr unerfreuliche Zustände sind und Ersatz, wenn überhaupt verfügbar, sündhaft teuer ist. Außerdem verkauft Maxon tolle BLDC-Motoren, die in der Modellbahn eine geeignete Steuerelektronik benötigen. Das war der Startschuss für die Entwicklung, die inzwischen bei der Generation 3.2 angekommen ist (davor gab es 2.0, 2.1, 3.0, 3.1). Das Projekt hat keinerlei kommerziellen Hintergrund und wir machen das einfach aus Spaß an der Moba.

---------- ACHTUNG ---------- Bei Interesse an einer Sammelbestellung bitte bei Punkt 9 nachlesen ---------- ACHTUNG ----------
EDIT 07.10.2018: Momentan wird die Generation S (Small) für PLUX und MTC entwickelt. Wir informieren über den Start möglicher Sammelbestellungen.


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2. Was kann der BLDC-Controller
Der BLDC-Controller ist eine Steuerelektronik, die zwischen Decoder und BLDC- bzw. Sinus-Motor geklemmt wird. Im Märklin-Jargon würde man von einem Sinus-Treiber sprechen. Die Programmierung und Ansteuerung erfolgt über das standardisierte SUSI-Protokoll, das z.B. normalerweise an (jeder) 21MTC-, Plux22- und Next18-Schnittstelle abgegriffen werden kann. Ob SUSI von einem Decoder unterstützt wird, kann man dessen Handbuch entnehmen. Der Controller fungiert gleichzeitig als Trägerplatine für den Decoder (mit Plux22- oder MTC21-Schnittstelle), so dass alle Kabel für Gleisspannung, Licht, Aux, Lautsprecher, usw. dort angeschlossen werden können.


3. Die wichtigsten Features (Auszug):
  • Verwendung von standardisierten Schnittstellen: SUSI für die Kommunikation zwischen Controller und Dekoder, PLUX22 für die Aufnahme des Dekoders. Das sorgt für weniger Überraschungen ;)
  • kompatibel zu allen Sinus-Motoren (Ur-Sinus, KompaktSinus, SoftDriveSinus)
  • kompatibel zu allen BLDC-Motoren mit Hall-Sensoren (Spannung und Stromaufnahme sind zu beachten) :wink:
  • Plux22 oder MTC21 Schnittstelle für den Decoder
  • Lötpads für alle Anschlüsse der Schnittstelle / des Decoders
  • C-Sinus oder Maxon EC-Flat-Buchse (nur GEN3) direkt auf dem Controller
  • C-Sinus aus Dampflokomotiven mit 6 schwarzen Kabeln muss auf 8 Kabel umgebaut werden und wird an Lötpads angeschlossen
  • Kompakt- und SoftDriveSinus über eine Mini-Adapterplatine (vgl. Handbuch)
  • Konfiguration des BLDC-Controllers über CVs
  • Ansteuerung für ein ESU-Powerpack
  • Ladeschaltung für Pufferelkos
  • Überstromabschaltung als Motorschutz
  • PI Drehzahlregelung mit Vorsteuerung - parametrierbar
  • Aktive Bremse im Stillstand für Motoren mit Stirnradgetriebe wie z.b C Sinus
  • Zusätzlich unterstützt der BLDC ein spezielles Protokoll über UART Schnittstelle ( RxD/TxD). Es können Daten gelesen und geschrieben werden. Ein in Entwicklung befindliches Windows Tool unterstützt dieses Protokoll und ermöglicht die Verwaltung von CVs, Ansteuern des Controllers und das Lesen von Telemetrie Daten. Es wird auch möglich sein über einen Bluetooth-Seriell Wandler und OHNE Dekoder eine Lok auf der Fahrstrecke abzustimmen und zu betreiben bzw. fernzusteuern. Siehe auch Screenshots in der Bildergalerie
  • BLDC Controller Sleep Modus bei ESU Lokpilot/Loksound Firmwareupdate oder Sound Laden über Lokprogrammer
  • Die Firmware des BLDC3/BLDC3S lässt sich über ein Windows- und ein DOS Tool updaten


Weitere Funktionen sind in dem aktuellen Entwurf des Handbuchs und UART Protokoll Spezifikation zu finden:
https://1drv.ms/f/s!AsJLT8JTzbCohfxz4RnXdUX-50vGFg
Das Windows Flashtool "SK_Firmware_Updater", DOS Flashtool "SchwedBoot" und die aktuellste Software ist ebenfalls unter obigen Link verfügbar.

Geschwindigkeitskennlinien, Bremsstreckenverhalten, Soundfunktionen etc. sind alle vom Decoder abhängig. Lastabhängiger Sound bei Dampflokomotiven ist leider nicht möglich, da es derzeit an einer technischen Möglichkeit zur Rückmeldung der Motorlast an den Decoder mangelt.

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4. Welche Decoder sind kompatibel?
Diese Frage ist schwer zu beantworten - theoretisch jeder Decoder der ein SUSI-Signal nach Norm ausgibt.
Wir testen im Wesentlichen mit ESU und Zimo. Bei D&H kann man abschließend keine belastbare Aussage machen. Es könnte sein dass D&H
Probleme mit unserer Zuschaltung von Lastwiderständen an die (DC) Motorausgänge hat. Das Feature benötigen wir für die Rückmeldungen
bei Programmierung oder Lesen von CV Werten.

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5. Ist auch Analogbetrieb möglich?
Der Analogbetrieb hatte weder in der Entwicklung, noch bei den Tests eine ersthafte Rolle gespielt - dies ist auch in Zukunft nicht geplant.
Grundsätzlich ist ein Analogbetrieb möglich, sofern der Decoder auch im Analogbetrieb korrekte SUSI-Informationen sendet, was nach Norm nicht zwingend der Fall sein muss (Lokpilot V4 funktioniert beispielsweise). Wir können wenig bis nichts über die Fahreigenschaften im Analogbetrieb sagen - die Lok fährt aber.

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6. Gibt es auch Bilder? Ja! :-)
siehe Bildergalerie unten

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7. Gibt es den Controller auch mit 21MTC-Schnittstelle?
MTC ist momentan als GEN3S-MTC Variante in Entwicklung (Stand 7.10.2018)

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8. Ist ja alles ganz nett - kann man den Controller auch in Aktion sehen?
Live eher nicht, es sei denn bei jemandem, der schon einen im Einsatz hat. Es gibt jedoch eine ganze Reihe von Videos und Bildern:

https://youtu.be/zny3gFB3-YU (Generation 3.2 - BR103-Csinus)
https://youtu.be/RcP9y4e2CXo (Generation 3.2 - ICE-T-Maxon ECFLAT)
https://youtu.be/JJk52Vcmxi0 (S&K Controller und Programmer Tool)
https://youtu.be/Yu6Id6B6koM (Desktop Video)

Umbau einer RE460: http://www.stummiforum.de/viewtopic.php ... 9#p1587989
Umbau eines Fleischmann ICE2 mit Maxon ECFLAT: http://www.stummiforum.de/viewtopic.php ... 0#p1606800
Umbau einer BR103: http://www.stummiforum.de/viewtopic.php ... 3#p1607033

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9. Woher bekomme ich den Controller?
Den Controller kann man weder im Handel kaufen noch vertreiben wir diesen kommerziell. Es ist Selbstbau angesagt und für nähere Infos könnt ihr uns gerne kontaktieren. Wer sich einen Eindruck von der Größe machen will, nimmt einen aktuellen Decoder in die Hand und fragt sich, ob er das selbst zusammenlöten kann. Wenn man es genau nimmt, dann sind die meisten Teile eine Nummer größer aber für einen ersten Eindruck passt das. Die kleinsten Teile sind 0402 bzw. 0,4mm Pitch und 5 ICs müssen mittels Reflow verlötet werden. Neben dem Aufbau der Hardware muss auch noch eine Software in die CPU eingespielt werden.

ACHTUNG:
Wir informieren über unverbindliche private Sammelbestellungen und Preis.


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10. Der BLDC-Controller erinnert mich an ein ähnliches Projekt aus der Schweiz.
Die Idee ist in der Tat ähnlich aber wir haben nichts der Firma oder damit in Verbindung stehenden Personen zu tun.

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11. Tolles Projekt! Gibt es noch mehr Infos?
Wir haben in der Digitale Modellbahn 3/2016 https://shop.vgbahn.info/digitale-model ... _3582.html einen Artikel über dieses Projekt veröffentlicht. Ansonsten gibt es diesen Thread und bei Fragen könnt ihr hier schreiben oder uns via PN kontaktieren.

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12. Wie geht es weiter?
Aktuell befindet sich eine verkleinerte Variante für PLUX22 und MTC21 namens GEN3S/BLDC3S in Entwicklung.

13. Zubehör

Der BLDC3 Controller kann in der Maerklin Halterung von einem HalteClip Zubehör fixiert werden. Der HalteClip ist ein PCB welches man optional bestücken, und so als SUSI-AUX Expander mit 4 AUX Ausgängen nutzen kann. Dieser SUSI Expander hört auf den Namen FC4 und dessen Bedienungsanleitung wird demnächst unter dem "SUSI Funktions- und Servo Controller Thread veröffentlicht. Bilder des Entwurfs siehe Bildergalerie.
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"BLDC GEN3 Controller - mehr als bloß ein Treiber"
... engineered4you


Grüße
Florian & Jörg

Bildergalerie

Neuer BLDC GEN3S (3.3) PLUX22 Version:
Bild

Größen Vergleich neue GEN3S PLUX Version mit GEN3 PLUX:
Bild

BLDC GEN3S (3.3) MTC Version:
Bild

Bild

..mit MTC-Lopi
Bild


Ältere GEN3 (3.2) Serie

BLDC3.2 Serie Oben
Bild

BLDC3.2 Serie Unten
Bild

BLDC3.2 Serie Produktionsnutzen
Bild

BLDC3.2 Serie mit Prüfstand
Bild

BLDC3.2 Proto mit Lopi V4.0 PLUX22
Bild

Auch dieser MAXON ECFLAT Motor (links) wird direkt unterstützt:
Bild

HalteClip mit FC4 Controller. Dient zum Halten des BLDC Controllers in der Maerklin Halterung. Kann optional bestückt werden und als AUX Expander mit 4 AUX genutzt werden:
Bild

Bild

Bild

Windows Programm CV Ansicht:
Bild

Windows Programm Data (Telemetrie) Ansicht:
Bild

Windows Programm Steueransicht:
Bild
Zuletzt geändert von Loksound4 am Do 6. Dez 2018, 17:57, insgesamt 55-mal geändert.
Gruß Jörg
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sbetamax
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Re: BLDC Motor Controller Entwicklung - SUSI Version

#2

Beitrag von sbetamax »

Hallo,
das klingt sehr interresant und hat bestimmt viel Arbeit gemacht. Könnte da ne universal Platine drinn sein, die man mit passendem Motor verbauen kann?
Gruß Stephan
Modellbahn ist nur ein Teil meiner Hobbys
Technisches
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Re: BLDC Motor Controller Entwicklung - SUSI Version

#3

Beitrag von Loksound4 »

Hallo sbetamax,

Die Universalplatine ist als übernächster Schritt geplant.
Erstmal soll das Layout für die E10 Variante geprüft, bestückt und in Betrieb
genommen werden.
Danach werde ich mich an die Universalvariante setzen und in Verbindung
mit dem ECFLAT20 Motor in einem ICE verbauen.

Es gibt noch Verkleinerungspotential bei den Bauteilen die ich aber noch ausloten muß.
- Entfall der Hallsensor Pullups (Prozessor hat selbst intern 100k pullups)
- Entfall der 100 Ohm Widerstände an den n-channel gates
- Prozessorversion
- kleinerer Shunt (kennt jemand einen kleinen 0.1..0.3 Ohm zwischen 0.5...1Watt ?
bei Reichelt oder so..)

Ich könnte mir auch vorstellen irgendwann die Eagle Dateien als OpenSource
freizugeben so dass interessierte Leute selbst Layouts und Varianten entwickeln
können und der Allgemeinheit zur Verfügung stellen. Das ist aber noch Zukunftsmusik,
erstmal benötige ich einen stabilen bewährten Kern.

Grüssle
Gruß Jörg
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Re: BLDC Motor Controller Entwicklung - SUSI Version

#4

Beitrag von Loksound4 »

Änderung: Ein Foto der fertig bestückten Platine mit EDIT hinzugefügt
Gruß Jörg
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Utopia
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Re: BLDC Motor Controller Entwicklung - SUSI Version

#5

Beitrag von Utopia »

Hallo Loksound4,

Top! Seeehr interessantes Projekt! Und wieder mal nur durch Zufall entdeckt... :roll:

Inwiefern schätzt du den Aufwand ein, den Controller so anzupassen, dass mehrere Motoren angesteuert werden können?
Würde die Möglichkeit einer Regelungslogik bestehen => bspw. als Schleuderschutz?

Wäre genial, wenn man das noch mit etwas weiteren Schönem kombinieren kann... 8)

Ich bin ja bald gewillt meine Signatur zu ändern! Na sowas aber auch... :mrgreen:


Viele Grüsse,
Tilo
Mein letzter Neuzugang:
Die Welt 'ne kleine Cola

:arrow: Krachtenderfreie Zone :!:

"Gummi gehört auf die Straße und nicht auf die Schiene..." :wink:

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Re: BLDC Motor Controller Entwicklung - SUSI Version

#6

Beitrag von Loksound4 »

Hi Utopia, Danke !

das Projekt von Oli4 mit der Zbus Steuerung finde ich auch faszinierend :)
Wenn Oli seine Fahr- und Funktions Befehle über SUSI dem Bldc Controller weitergibt dann
lassen sich selbstverständlich beide Projekte kombinieren und würde jetzt schon funktionieren ! Es kann auch eine andere Schnittstelle sein, aber halt eine Schnittstelle mit irgendeinem vereinbarten Protokoll über 2 Draht.

Zwei Motoren ansteuern mit einem Controller.. Tja möglich ist alles. Der aktuell verwendete
Controller könnte das wegen der gewählten Pinbelegung nicht. Ein grösseres uC Derivat vielleicht schon, mit noch mehr PWM Resourcen und Pins.
Aber ich würde einfach zwei Controller nehmen. Die Drehzahlregelung arbeitet hinreichend genau, sodaß man 2 Motoren synchron bekommen kann. Viel besser jedenfalls als herkömmliche DC Motoren die ja keine genaue Drehzahl zurückgeben können (ohne Sensoren). Bei normalen DC Motoren misst man die EMK, also die Generatorspannung die sich
liniear zur Drehzahl ändert. Ist aber nicht so genau..

Im Moment entwickel ich den Standalone Controller und versuche diesen weiter zu verkleinern.
Der Prozessor wird der LPC1114FHN33:

http://www.nxp.com/products/microcontro ... FHN33.html

Die Motorendstufen werden IRF7509 im Micro8 Gehäuse.

Der Controller wird Susi Schnittstelle, ein Interface für ECFLAT20 und eins für ECMAX16 haben.
Andere Motoren können auch über Kabel angelötet werden. Zusätzlich wird der Controller
2 Funktionsausgänge, ESU Powerpack Schnittstelle und Kondensatoranschlüsse haben.
Einen Eingang habe ich vorgesehen. Dieser wird Masseschalter und 3.3V - 25V Logik "verstehen". Eine Anwendung für den Eingang habe ich allerdings noch nicht.

So, muß weiterentwickeln :)

Gruß
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Re: BLDC Motor Controller Entwicklung - SUSI Version

#7

Beitrag von Loksound4 »

Hab noch ein Foto hinzugefügt:

- Elektronik eingebaut in E10, Loksound4, Führerstandsbeleuchtung und Powepack

Bild
Gruß Jörg
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tibaum
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Re: BLDC Motor Controller Entwicklung - SUSI Version

#8

Beitrag von tibaum »

Hallo Loksound4,
mich würde mal interessieren woher Du die Motoren beziehst und was die dort Kosten?
Gruß
Timo

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Re: BLDC Motor Controller Entwicklung - SUSI Version

#9

Beitrag von Loksound4 »

Hi,
ich habe direkt bei Maxon im Onlineshop bestellt ohne jeglichen Mengenrabatt.
ECFLAT20 waren ungefähr 90€ /St., ECMAX16 ~170€ . Schau einfach unter

http://www.maxonmotor.de/maxon/view/con ... duct_index

Wenn jemand günstigere Quellen kennt, immer her damit ;)

Gruß
Gruß Jörg
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Wracker
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Re: BLDC Motor Controller Entwicklung - SUSI Version

#10

Beitrag von Wracker »

Hallo

Schöne Arbeit

Sehr schönes Projet vom Versuchsaufbau zum fertigen Prototypen.

Wenn ich das richtig verstanden hab, handelt es sich hier auch um die lang ersehnte Sinus-Treiber-Platine mit MTC21 Anschluss, mit der man auch ältere Märkinloks mit Sinusmotor mit einem modernen Decoder oder Sounddecoder(Docoder muss eine Susischnittstelle besiten) umbauen kann.

wie zB Märklin 39161 BR 42 9001 '' Franco-Crosti ''?

Sollte das so sein werde ich diesen Thread aufmerksam verfolgen und sollte es dann jemals zu einer Kleinstauflage dieser Platine kommen würde, währe ich sehr interessiert.

MfG Gilles
Letzte Anschaffung:
Märklin DB BR59 (37054)

So muss ein Putzzug aussehen, dann klappt es auch mit der MoBa. :fool:
Bild
PS: Sollte ein Bild in einem Beitrag verloren gegangen sein, bitte eine PN an mich.

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Re: BLDC Motor Controller Entwicklung - SUSI Version

#11

Beitrag von Loksound4 »

Hi,
ja es handelt sich um einen Treiber, ähnlich dem von rail4you.

Habe das Layout für die kleine Version fertig die hat einen eigenen Brückengleichrichter,
zwei AUX Ausgänge und einen Eingang. Angesteuert wird über SUSI. Desweiteren kann
ein ESU Powerpack (sollte sogar) und externe Elkos angeschlossen werden. Die Ladeschaltung für externe C ist auf der Platine enthalten.
Ein Interface (Platinenstecker) für EC FLAT20 oder wahlweiße Kontakte für ECMAX16 oder andere.

- Der Schaltplan für die Standalone SUSI Version:

Bild

Bild

- Das fertige Layout 17,8 x 26,8 mm

Bild

Layout geht demnächst raus, und dann wirds spannend beim löten...

Grüssele
Gruß Jörg
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Re: BLDC Motor Controller Entwicklung - SUSI Version

#12

Beitrag von Loksound4 »

Hallo,

habe eine Betriebsanleitung geschrieben. Momentan dient Sie nur mir da ich so vergesslich bin :)

- Betriebsanleitung für die Software 1.2

Datei von filehorst.de laden

Wenn der Decoder bestückt ist und einwandfrei über mehere Tage funktioniert so
würde ich an versierte Elektroniker/Ingenieure insgesamt 12 Platinen und 6 Prozessoren zur Eigenbestückung verkaufen. Schalpläne, Layoutdaten und Flashfile inklusive.
Aber bitte noch warten ;)

Gruß Loksound4
Gruß Jörg
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Re: BLDC Motor Controller Entwicklung - SUSI Version

#13

Beitrag von Loksound4 »

Mit EDIT im Hauptthread hinzugefügt:

Inbetriebnahme des ersten SchwedBldc Controllers an einer Fleischmann BR 120.
Wenn man wegen der Übersetzung bei vielen Fleischmann Getrieben mit dem Motor in den Drehzahlkeller muß, kann die Schwungmasse nicht groß genug sein.. Das werde ich bei dem geplanten Umbau des FL ICE 4452 berücksichtigen. Eventuell kommt dort auch ein Maxon ECFLAT20 mit Nennspannung 9V statt 12V zum Einsatz.

Bilder:

Bild Bild
Gruß Jörg
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Re: BLDC Motor Controller Entwicklung - SUSI Version

#14

Beitrag von Loksound4 »

- Video im Beitrag mit EDIT hinzugefügt

Und nun ein Video der BR 120 in Action:



Die BR 120 von Fleischmann erreicht Ihre Vorbildgeschwindigkeit von 200km/h
bei einer Drehzahl von 7000rpm. Der ECFLAT20 Motor schafft bei 17V bis zu 12000rpm.
Also alles im grünen Bereich, auch für das Projekt ICE :)

Und noch ein Bild der BR 120:

Bild
Gruß Jörg
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Re: BLDC Motor Controller Entwicklung - SUSI Version

#15

Beitrag von Loksound4 »

EDIT 28.12.2014:

SchwedBldc + Powerpack Demonstration.
Zu sehen ist wie die BR 120 über ein DIN A4 Blatt ohne merkbare Änderung fährt.
Wenn das Licht ausgeht ist der DCC Protokoll decoder (Zimo) stromlos.
Trotzdem fährt die Lok weiter da die Software den Ausfall detektiert. Wenn das Licht wieder
angeht ist der ZIMO wieder da und sendet eigentlich Beschleunigung auf die aktuelle Fahrstufe. Auch das detektiert die Software und reagiert erstmal nicht, sondern fährt mit der Fahrstufe vor dem Ausfall des Zimo Dekoders weiter. Das heisst es ist nicht notwendig den Protokoll Dekoder zu puffern, es reicht dem SchwedBldc ein Power Pack zu spendieren.

Gruß Jörg
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Re: BLDC Motor Controller Entwicklung - SUSI Version

#16

Beitrag von Loksound4 »

Guten Morgen,

Ich habe mal ein paar FAQ von Interessenten, die auch für Andere "User" des BLDC Controllers von Interesse sind, zusammen getragen.

Zum Thema serielle Schnittstelle: Du darfst keinesfalls die Pins RXD/TXD/GND des Decoders
direkt mit einer PC Schnittstelle verbinden ! Die serielle Schn. des PCs hat +-12V Pegel, die des Decoder Prozessors aber 3.3V. Das würde den sicheren Tot des Decoders bedeuten. Also bitte
beschaffe dir so ein USB-seriell Wandler mit 3.3V. Ich habe meinen von Conrad
mit der Bezeichnung "Mini-USB zu UART Konverter".

Zum Thema Protokolldecoder: ESU Decoder (Loksound) werden funktionieren.
Ich habe hier einen Lokprogrammer von Esu mit dem man sehr schön alle CVs
der ESU Dekoder einstellen kann. Auch die des Bldc Dekoders. Dazu mußt Du aber
das "serielle Protokoll (SUSI)" im ESU Decoder ersteinmal freischalten.
Ebenfalls mußt Du an den Motorausgängen des ESU Dekoders beim Programmieren
eine Last anschliessen, sonst funktionieren die Rückmeldungen nicht. Auch die Rückmeldungen vom BLDC Controller funktionieren nur wenn beim ESU eine LAst
dranhängt, weil die CVs durch den ESU hindurch programmiert werden.
Ich rede hier von DCC im Servicemode Programmierung, wie und ob das bei
Märklin funktioniert weiß ich nicht.
Die wenigsten Probleme aber gibt es bei Verwendung von ZIMO Decodern bei
der Programmierung der BLDC CVs. Diese benötigen keine Last und spielen perfekt bei
Programmierung und Auslesen der BLDC CVs mit dem BLDC Controller zusammen.
Zumindest im DCC Servicemode (Programmierung auf dem Programmiergleis).
Im normalen Betrieb spielt es natürlich keine Rolle ob ESU oder ZIMO oder andere
SUSI fähige Decoder.

Zum Thema Fahrstufen: SUSI hat 127 Fahrstufen. Bitte den Protokoll Dekoder
ebenfalls auf den höchtmöglichen Wert einstellen. Die Motorkennlinie im verwendeten
Decoders voll aufdrehen, daher keine maximal oder Minimalwerte verwenden.
Auch keine Krümmung, die Kennline sollte linear sein.
Bei ESU wäre das z.b 1 für die kleinste, 255 für die grösste Fahrstufe, Mitte 127.
Die Motorregelung sollte auch deaktiviert werden, da ja der BLDC Controller selbst
die Drehzahl regelt.

Zum Thema Anfahr/Bremsverzögerung: Im Protokolldecoder sollten CV3-4 für die
Anfahr und Bremsverzögerung eingestellt werden. Diese sind nämlich auch für
den BLDC Controller wirksam. Der BLDC Controller hat keine eigene Anfahr-/Bremsverzögerung im eigentlichen Sinn. Er hat nur für den empfangenen Sollwert
einen konfigurierbaren Filter (Um Sollwert Sprünge abzumildern), den kann man aber so lassen wie er ist (CV918).
Gruß Jörg
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Re: BLDC Motor Controller Entwicklung - SUSI Version

#17

Beitrag von Loksound4 »

Guten Morgen,

gibt es hier einen C-Sinus (Ur) Experten ?
Bin momentan dabei einen Ur Sinus mit dem BLDC Controller in Betrieb zu nehmen.
Meiner Meinung nach besitzt dieser 3 Polpaare (9 Pole / 3 = 3)
Stimmt das aber ? Im Leerlauf komme ich bei >12 V DC Bus Spannung
auf über 30000rpm als berechneter Wert für die Drehzaherfassung in der Software.
Ist das plausibel ?? Ich würde eher sagen der C-Sinus hat 6 Polpaare, und damit
eine Leerlaufdrehzahl ~15000rpm.
Ich kann leider die reale Drehzahl nicht von aussen messen, sondern nur per Software
anhand der HALL Flanken berechnen, in Abhängigkeit der Polpaarzahl, deshalb frage ich.

DrehzalhMechanisch = DrehzahlElektrisch/Polpaarzahl

Und zusätzlich wäre Info nicht schlecht: mit welchen Übersetzungsverhältnissen habe ich es bei Märklin zu tun wenn der Motor in einem Drehgestell sitzt ?

Vielen Dank, Euer
Gruß Jörg
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PhilippJ_YD
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Re: BLDC Motor Controller Entwicklung - SUSI Version

#18

Beitrag von PhilippJ_YD »

Interessantes Projekt, was man hier zu sehen bekommt. Wirklich klasse.

Bezüglich der Pole: Vermutlich wirst du mit 3 Polpaaren Recht haben. Der Stator hat doch 9 Flügel, Doppelwicklungen wären teuer und die Frage wäre auch, wie man da 6 Polpaare verteilen könnte. Ich habe zwar sicher lange noch nicht alle Bauformen von Synchronmotoren oder BLDCs gesehen, aber muss nicht eine ganzzahlige Teilung möglich sein?

Eventuell macht ja der Hallsensor murks und generiert dir doppelte Signale oder ähnliches?

Konkrete Übersetzungsverhältnisse kann ich dir nicht sagen, allerdings gibt es hier den User SAH, der häufig Loktests macht. Da meine ich auch häufig die Getriebeübersetzungen von diversen Maschinen gesehen zu haben. Such einfach mal nach diesen Übersichten.

Falls sich mal eine etwas günstigere Quelle für die Motoren auftun würde, fänd ich die übrigens auch interessant, grade für die alten Fleischmann Konstruktionen, die teilweise optisch immernoch toll dastehen (vA die ICE und ICE2 sind ja nunmal die einzigen auf dem Markt) wäre so ein Update eine tolle Sache.
Gruß, Philipp

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Re: BLDC Motor Controller Entwicklung - SUSI Version

#19

Beitrag von Loksound4 »

Danke Philipp !

Mich irritiert halt die hohe Leerlaufdrehzahl bei der Annahme von 3 Polpaaren.. ich hab kein Datenblatt
von diesem C-Sinus. Bei Maxon ist alles klar und plausibel und hab Datenblätter.
Es müssten aber 3 Polpaare sein, und mit den Hallflanken sollte auch alles stimmen.

..

Die ECFLAT20 Motoren sind gar nicht sooo teuer. Schau doch mal direkt im Onlineshop bei Maxon.
Es sind Präzisionsmotoren mit Kugellager. Kannste mit den C-Sinus gar nicht
vergleichen.

Grüssele
Gruß Jörg
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Re: BLDC Motor Controller Entwicklung - SUSI Version

#20

Beitrag von Loksound4 »

Also der C-Sinus hat definitiv pro einer mechanischer Umdrehung
6 Umdrehungen des elektrischen Feldes. Das hab ich nun ein für alle
mal nachgemessen :). Erklären kann ich mir es nicht, aber bei Konfiguration
von 6 Polpaaren stimmt alles perfekt.

Ausserdem bin ich sehr positiv überrascht wie gut der Motor im Allgemeinen läuft.

@Philipp: Parallel gibts auch noch einen Umbaubericht von nem Fleischmann ICE
BLDC im Fleischmann ICE

Da gehts grad nur nicht weiter wegen dem C-Sinus :)
Gruß Jörg
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Re: BLDC Motor Controller Entwicklung - SUSI Version

#21

Beitrag von Lueck »

Hallo Loksound4,

erstmal Glückwunsch zu diesem tollen Projekt - ich verfole das jetzt auch schon seit ein paar Tagen.

Vielleicht eine ganz triviale Frage in den Raum, die Dich leider nicht mit Deinem aktuellen Problem weiterbringen wird, aber mich interessiert:
- Werden nur Motoren mit Hallsensoren unterstützt? Oder habe ich da etwas falsch verstanden?
- Waren die Märklin Sinuse mit Hallsensoren ausgestattet?

Weshalb ich Frage: BLDC Motoren kann man ja durchaus ohne Hallsensoren betreiben, wenn man die induzierte Spannung auf einem jeweils nicht bestromten Pol als Indikator für die Kommutation nimmt (laienhaft ausgedrückt...). Und Motoren ohne Hallsensoren sind i.d.R. ein paar Euronen günstiger und evtl. kleiner - oder täuscht mein Eindruck?

Viele Grüße
Christian

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Re: BLDC Motor Controller Entwicklung - SUSI Version

#22

Beitrag von Lueck »

Hallo Loksound4,
Loksound4 hat geschrieben:Also der C-Sinus hat definitiv pro einer mechanischer Umdrehung
6 Umdrehungen des elektrischen Feldes. Das hab ich nun ein für alle
mal nachgemessen :). Erklären kann ich mir es nicht, aber bei Konfiguration
von 6 Polpaaren stimmt alles perfekt.
Vielleicht hilft folgendes weiter:

http://www.hpw-modellbahn.de/forum1/bil ... nmotor.pdf
von Jürgen Köhler.

Ist zwar keine offizielle Quelle, aber hier ist im C-Sinus Kapitel (Stand Ur-Sinus, wie es aussieht) von 9 Feldspulen im Stator.
... und wer lesen kann - ja - offenbar hatte der Motor Hallsensoren - vergiss meine Frage von eben.

Christian

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Re: BLDC Motor Controller Entwicklung - SUSI Version

#23

Beitrag von Loksound4 »

Danke,

Ja da steht 9 Feldspulen. Der Kollege Philipp von hier hat ja gemeint eventuell sind das
Doppelspulen. Das würde die Polpaarzahl 6 erklären.
Für mich ist die Sache abgeschlossen, Motor läuft. Aktuell baue ich in die Software
eine aktive Bremse für den Stillstand ein. Der Motor hat eine sehr geringe Selbsthemmung
auch wenn man im Stillstand die Spulen über die Motorbrücke kurzschliesst (BREAK Modus).
Bei Maxon Motor und Fleischmann Drehgestell reicht das aus, beim C-Sinus vermutlich nicht.
Habe leider keine Lok mit der ich das dann testen kann, da ich nur einen Motor Leihweise von einem Forumsmitglied bekommen habe. Die Erprobung macht dann er und ein Anderer :)
Übrigens hab ich noch neun überschüssige Leiterplatten. Bei Interesse bitte PN an mich.

Gruß Jörg
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Re: BLDC Motor Controller Entwicklung - SUSI Version

#24

Beitrag von Loksound4 »

Hallo,
für alle C-Sinus Fans noch ein kleines Video. Der C-Sinus wird im Leerlauf von
Drehzahl 40 ab gesteuert. Und das über den eingebauten Debug Monitor in der BLDC Software.
Man sieht z.b die Soll- und Ist Drehzahl.



Wer an den original Eagle Dateien für Schaltplan und Layout und den Flashfile(s) Version 1.5 interessiert ist melde sich per PN.
Du hast keine ausreichende Berechtigung, um die Dateianhänge dieses Beitrags anzusehen.
Gruß Jörg
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Re: BLDC Motor Controller Entwicklung - SUSI Version

#25

Beitrag von Loksound4 »

Etwas Neues ist im Anmarsch :)

Gruß Jörg
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