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)
- 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: viewtopic.php?p=1587989#p1587989
Umbau eines Fleischmann ICE2 mit Maxon ECFLAT: viewtopic.php?p=1606800#p1606800
Umbau einer BR103: viewtopic.php?p=1607033#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-modell...2016-_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:
Größen Vergleich neue GEN3S PLUX Version mit GEN3 PLUX:
BLDC GEN3S (3.3) MTC Version:
..mit MTC-Lopi
Ältere GEN3 (3.2) Serie
BLDC3.2 Serie Oben
BLDC3.2 Serie Unten
BLDC3.2 Serie Produktionsnutzen
BLDC3.2 Serie mit Prüfstand
BLDC3.2 Proto mit Lopi V4.0 PLUX22
Auch dieser MAXON ECFLAT Motor (links) wird direkt unterstützt:
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:
https://ppaz0q-bn1305.files.1drv.com/y4m...3&cropmode=none" border=0>
Windows Programm CV Ansicht:
Windows Programm Data (Telemetrie) Ansicht:
Windows Programm Steueransicht: