Letzte Änderung: 30. 7. 2010

Der Motorregler Quax4428-BL
Variante V01S von 'sprotte24'

Der Brushless-Regler Quax4428-BL ist zur Verwendung am Arm-O-Kopter gedacht.
Er wird im Arm-O-Kopter-Projekt über das UART-Protokoll angesteuert.
Er kann mit 2 bis 4 Zellen Lipo-Akku betrieben werden.
Er wurde bisher bis zu einer Stromaufnahme von 19A (bei 11,4V und 15,2V) getestet und wurde dabei etwas mehr als handwarm.
Soll der Regler mit Strömen größer als 14A betrieben werden, muss der 0,01 Ohm-Widerstand durch eine Drahtbrücke ersetzt werden.
Die Abmessungen betragen 65 x 25 x 8mm.
Gewicht: 9 Gramm

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Der Entwurf des Reglers und die Firmware stammt von Bernhard Konze ('Quax'). Die Leiterplatte wurde von Dietrich ('sprotte24') entworfen.

Hier der Link zum Forumsthread des Quax4428-BL.

Achtung! Nach Fertigstellung der Beschreibung hat sich eine Änderung ergeben: Der Widerstand R9 entfällt und der Widerstand R8 ist durch 100k zu ersetzen.

Woher bekomme ich die Bauteile?

Die Leiterplatten sind bei Dietrich ('sprotte24') erhältlich.

Die meisten Bauteile sind bei Conrad, Reichelt etc. (siehe ===== Bauteileliste =====) zu bekommen.
Öffentlicher Reichelt-Warenkorb.
Die 'Spezialbauteile' habe ich alle bei digikey gefunden. Der MK-Shop bietet z.B. ein Set mit den Power-FETs an.

Firmware

===== Firmware =====

Schaltplan


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Für den Betrieb mit 4S-Akku (16,8V) sind die Kondensatoren C13 und C14 eventuell nicht spannungsfest genug (hängt offenbar von Fertigungstoleranzen ab), daher empfiehlt sich hier, diese beiden Kondensatoren durch einen 330uF-Elko für 25V zu ersetzen (siehe auch Bauteileliste).

Bestückung

===== Hier geht's zu den Bestückungsvorlagen. =====

So sieht die fertig bestückte Platine aus:
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erste Funktionskontrolle

Die Platine über ein Milliamperemeter an ein strombegrenzendes Labornetzgerät mit 12V anschließen. Es sollte ein Strom von ungefähr 10mA fließen.

Die +5V-Spannung am Spannungsregler LM340 kann noch geprüft werden:


Mit der "sprotte24-Testled"
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kann noch geprüft werden, ob auch wirklich kein PowerFET durchgeschalten hat:
Die Prüfled jeweils polrichtig zwischen dem '+' Batterieanschluß und den 3 Motoranschlüssen und dem '-' Batterieanschluß und den 3 Motoranschlüssen testen. Die Prüfled muß dabei immer dunkel bleiben.

SerCon

===== Hier geht's zur Beschreibung der SerCon =====

SerCon mit dem Motorregler verbinden

Zur Programmierung des Motorreglers jetzt die SerCon mit dem Motorregler verbinden:
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Dazu das Flachkabel an die entsprechenden Pads des Motorreglers anlöten oder an einen Flachkabelbuchsenstecker montieren wie folgt:
Die Leitungen am rechten Ende aufspleissen und in der neuen Reihenfolge auf ein Stückchen Kreppband auf der Klebeseite anordnen. Die Leitungen bündig nebeneinander legen und mit einem weiteren Klebestreifen fixieren, dann alles Quetschen.

Die gestrichelt eingezeichnete Verbindung (serielle Schnittstelle) wird zum Programmieren nicht benötigt, aber dann zur Ansteuerung des Reglers.

Da ich nur wenige Quax4428-BL Regler zu programmieren habe, löte ich das Flachbandkabel an:
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Jetzt noch die SerCon mit dem Kabel an den PC anschließen und den Quax4428-BL an ein 12V-Netzgerät anschließen, die grüne LED auf der SerCon muss jetzt leuchten.

ponyprog

===== Hier geht's zur PonyProg-Beschreibung =====

Wenn die Programmierung beendet ist leuchtet die rote LED am Quax4428-BL.

Damit ist der Programmiervorgang beendet und PonyProg kann geschlossen werden.

Die Stromaufnahme des Reglers mit angeschlossener SerCon sollte jetzt etwa 45mA betragen (37mA ohne SerCon, wenn kein Ansteuersignal anliegt).

Funktionskontrolle

Zuerst einmal den 'sprotte24'-LED-Test machen. Mit der Testled (wie schon hier beschrieben) einmal bei nicht angesteuertem Regler zwischen GND und jedem der 3 Motoranschlüsse prüfen, dann zwischen + und den 3 Motoranschlüssen. Die LED muß dabei immer dunkel bleiben.
Bei mir ist das zwischen + und den 3 Motoranschlüssen nicht der Fall, die LED leuchtet hier schwach und die rote LED der Quax4428-BL-Platine leuchtet ebenfalls. Das muß noch geklärt werden.

Der Regler ist jetzt bereit, um über die serielle Schnittstelle mit dem Motortestprogramm 'Motortest-UART-115kBaud.exe' getestet zu werden. Dazu die Ader 8 des Flachkabels mit dem Anschluß 'SER2' des Quax4428-BL-Reglers verbinden, wenn dies nicht schon geschehen ist. Die ISP-Anschlüsse können abgetrennt werden, wenn sie dran bleiben, muß der Jumper auf der SerCon jetzt gezogen werden. Die GND und +5V Adern müssen natürlich mit der SerCon verbunden bleiben.
Der Regler kann auch mittels des RS232-TTL-Platinchens an den PC angeschlossen werden, was ich bevorzuge, weil dieses Platinchen schön klein ist.
Jetzt den 'sprotte24'-LED-Test bei angesteuertem Regler machen: Im Motortestprogramm die richtige COM-Schnittstelle einstellen, den rechten Schieberegler auf die Motornummer stellen, auf 'Start' drücken und den der Motor-Nummer entsprechenden Schieberegler bis 24 schieben. Wenn man mit der Testled jetzt zwischen einem beliebigen Motoranschluß und + oder - prüft, muß sie mit ca. 2Hz flackern.
Jetzt an die Motoranschlüsse des Reglers einen Motor anschließen. Bitte die 3 Motoranschlußdrähte direkt anlöten, keine Stecker verwenden. Wenn man den Schieberegler im Motortestprogramm jetzt auf 24 hinaufschiebt muß der Motor anlaufen (Nicht vergessen, die Strombegrenzung des Netzgerätes höher zu stellen).

Anschluß des Motors

Nochmals: es scheint sehr wichtig zu sein, die Motoranschlüsse direkt an den Regler anzulöten (keine Stecker verwenden).

Oszillogramme

Zur Fehlersuche ist ein Oszilloskop sehr nützlich. Hier einige Oszillogramme:

An den Motoranschlüssen sind drei Autolämpchen 12V 5W angeschlossen, der Regler wird mit 24 Steps angesteuert:
gemessen zwischen GND und einem der drei Motoranschlüssen
gemessen zwischen GND und einem Gateanschluss FDD6637
gemessen zwischen GND und einem Gateanschluss IRLR7843

Vergleich mit anderen Motorreglern

Hier der Quax4428-BL V01S Motorregler im Grössenvergleich zum TowerPro 18A:

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Na ja, der Quax4428-BL V01S könnte kleiner sein.

Ein Kritikpunkt ist auch, dass die hochstromführenden Leiter an den gegenüberliegenden Seiten der Platine geführt werden und damit eine große Stromschleife und somit ein Magnetfeld bilden, welches ziemlich weit reicht (siehe hier) und den Kompass beeinflussen kann. Daher die Regler möglichst weit weg vom Kompass einbauen!