Гибридный RC Тополь-М (МЗКТ-79221) 16x16 масштаба 1/10 на базе шасси Krohpit ATV
Провел испытания силовой установки с искровой системой зажигания и с новым выпрямительным модулем.
В качестве нагрузки использую спирали из нихромовой проволоки.
Единственный нюанс, что при нагреве спиралей у них увеличивается сопротивление и ток падает более чем в два раза.
Плата выпрямителей пока не доделана из-за нехватки некоторых деталей, но для тестов подходит. В выпрямителе применил диоды Шоттки DSS60-0045B (If=60A, Vr=45V, Vf=0,57V).
Диоды крепятся к радиатору через изолирующие термопрокладки.
На силовые дорожки печатной платы припаяны медные проводники для уменьшения сопротивления. Токи могут превышать 100А.
Помимо диодов поставил датчики тока ACS758KCB-150B (измерение тока в двух направлениях до 150А) на аккумулятор и ACS755LCB-130 (измерение тока в одном направлении до 130А) на выход к силовым моторам трансмиссии.
С одной стороны провода для левого и правого аккумулятора и левого и правого силового мотора трансмиссии.
Аккумуляторы соединены с выпрямителем генератора через защитные диоды от обратного тока (диоды Шоттки IR 100BGQ015 If=100A, Vr=15V, Vf=0,38V).
С другой стороны выход на контроллер стартера и трехфазный вход для генератора.
Выход на стартер запитан через защитные диоды от обратного тока (диоды Шоттки DSS60-0045B-).
Фото работающего мотора на тепловизор
Видео нагрузочного тестирования
Система искрового зажигания порадовала, пуск двигателя мгновенный при открытии заслонки карбюратора.
Датчики температуры работали, но возможно есть погрешность измерений, я не калибровал на температурах выше 100 градусов.
А вот датчики тока некорректно отображались на экран, буду искать ошибки в программе контроллера.
Хорошо, что в этот раз не забыл взять вольтметр и амперметр.
Сделал нагрузочный тест с отключенным аккумулятором, напряжение падает до 5,5 вольт при 40 амперах, мотор работает неустойчиво.
Есть подозрения на плохо отрегулированное зажигание и качество смеси.
Новый карбюратор ставить не стал одновременно с новой системой зажигания.
Еще у меня слабый вентилятор охлаждения, которого хватает только на холостые обороты, поэтому тесты были короткими.
Радиатор выпрямителя и генератор особо не нагревались на коротких тестах.
Если нужен более подробный фотоотчет - krohpit.ru/…/hybrid-car-power-station-rus.html
Закрепил новый карбюратор
Айдар, можешь подсказать как начинать регуллировку карбюратора?
Я так понимаю у него три винта: начальный зазор заслонки, винт холостого хода и винт для максимальных оборотов
Трубку выхода картерных газов сделай через тройник, и свободный конец на улицу. Его закрывать нельзя. Картер должен дышать. По настройке да ты все верно говоришь. Три винта. Как настроить завтра опишу, а то с телефона неудобно писать.
Для вентиляции картера у меня снизу картера второй штуцер
По настройке карба для начала почитай вот это.
rcopen.com/forum/f89/topic137119
И обязательно почитай вот это.
rcopen.com/files/46c1dcbb99707300771a8a65
И еще настройку делай на калильных свечах, а потом уже ставь искровые (когда настроишь).
Иначе на искровых можно переобеднить мотор и не заметить этого.
На калильных свечах сильно забеднить не получится.
И еще возможно для тебя это тоже будет интересно.
вот rcopen.com/forum/f5/topic360525
Я сам раздельную смазку так себе и не сделал еще, но думать в этом направлении продолжаю.
Эдуард, осталась незадействованная муфта, но она не разрезная со стягивающим винтом, а с контровочными винтами
Чего будет стоить, если вышлешь мне?
Лето не до Интернета… Опишу несколько прошедших событий
03.07.2014 Итак, проблемы с посылками решены, все недостающие детали на месте
Решил использовать для управления гибридной установкой и машиной контроллер постарше Crius Multiwii AIO Pro v2, из-за большего количества портов.
Помимо различных портов, гироскопов, акселерометров на этой плате распаяна flash-память, возможно ее получиться использовать в дальнейшем для сохранения телеметрии.
микроконтроллер - www.ebay.com/itm/281316963752 (не реклама)
Корпус для силового модуля сделал из алюминиевого радиатора и алюминиевого профиля, он герметичный.
Изначально я снимал информацию с датчиков тока и напряжения с помощью АЦП микроконтроллера, но у него мало портов (8 для датчиков и 8 для приемника радиоуправления), к тому же пришлось использовать для передачи аналоговых сигналов длинный многопроводной шлейф.
Поэтому поставил внешний АЦП (12 бит, 8 каналов) прямо в силовой модуль.
Этот модуль АЦП подключается к микроконтроллеру по шине I2C используя всего 3 провода.
Для питания АЦП (Vref) и датчиков тока установил отдельный стабилизатор на 5В, так как от него сильно зависит точность измерения.
Измеряемые напряжения подаются на АЦП через делитель из резисторов (резисторы 150к и 51к), т.е измеряемое напряжение с диапазоном 0-20В преобразуется в диапазон 0-5В.
АЦП - robotshop.com/…/8-ch-12-bit-i2c-analog-digital-con… (не реклама)
конвертер питания - www.ebay.com/itm/131162659147 (не реклама)
Поставил более крупный цветной RGB OLED дисплей с разрешением 160x128 точек.
Дисплей подключается к шине I2C так же как и внешний АЦП.
Дисплей поддерживает аппаратные шрифты различных размеров и аппаратную графику (линии, квадраты, круги и тп), что позже понадобится.
дисплей - www.digole.com/index.php?productID=883 (не реклама)
Телеметрия отправляется с помощью трансивера NRF24L01+ на пульт управления машиной.
Трансивер подключается к микроконтроллеру по шине SPI. Частота передачи 2,4GHz.
У меня используется вариант трансивера NRF24L01+ с усилителем и внешней антенной, это обеспечивает дальность в прямой видимости до одного километра.
Маленькая плата под трансивером - конвертер питания на 3,3В.
трансивер - www.ebay.com/itm/131132832737 (не реклама)
конвертер питания к нему - www.ebay.com/itm/161235913779 (не реклама)
Приемник телеметрии сделал на освободившемся контроллере Multiwii SE, на приемном блоке будет такой же дисплей, как и на машине - RGB OLED 160x128.
Для охлаждения ДВС буду пробовать две маленькие турбины EDF 50мм.
Для их установки необходимо сделать воздуховоды.
EDF 50мм - www.ebay.com/itm/301024579891 (не реклама)
27.07.2014 Заменил мотор/генератор Turnigy AquaStar T20 3T 730KV на Turnigy Aerodrive SK3 - 6374-192kv это связано тем, что первый вариант выдавал необходимое напряжение для работы совместно с 3s LiPo аккумуляторами только на максимальных оборотах ДВС. Второй вариант должен обеспечить такой вариант уже с холостых оборотов ДВС (около 2000 об/мин), к тому же можно увеличить количество LiPo аккумуляторов в серии для увеличения бортового напряжения, что позволяет увеличить мощность и КПД.
Провел очередное испытание.
Вентилятор охлаждения остался компьютерного типа 120мм, пока не сделал крепеж для EDF.
Новый мотор/генератор Turnigy Aerodrive SK3 - 6374-192kv оказался более тяговитым, но так же как прошлый мотор/генератор не всегда может стартануть ДВС. На мой взгляд это общая проблема безсенсорных систем при старте, возможно особенность прошивки моего контроллера ESC Mamba Monster.
Забегая вперед повторю заповедь радиста - не крути одновременно две ручки.
Итак, я заменил карбюратор и мотор/генератор.
ДВС завелся, я начал настраивать карбюратор, но происходили странности с настройкой минимального холостого хода и настройкой максимального газа.
Основная проблема в том что максимальные обороты не превышали 3500 об/мин и реакции на заслонку газа почти не было, качество смеси по большей части меняло дымность выхлопа.
Нагрузку не подключал.
Смотрю на телеметрию, а там нереальные значения токов в аккумуляторы, напряжения в норме.
Потрогал радиатор выпрямителя, а он горяченный.
При работающем ДВС отключаю аккумуляторы и тут мотор запел, как положено и на заслонку корректно реагирует.
Смотрю на напряжение с выпрямителя - около 40В!!!
Попробовал включить нагрузку, но нихромовые спирали были подобраны под 12В, при 40В получается такой большой ток, что ДВС сразу глохнет.
Далее происходят печальные вещи.
После нескольких запусков без аккумуляторов сгорают диоды защиты аккумуляторов от обратного тока ESC. Пробую подключить аккумулятор напрямую к ESC, при включении во время инициализации начал немного дергаться мотор, далее при попытке завести систему сгорает ESC с сильным дымом.
Пока точно сказать не могу - КЗ в моторе или пробило транзисторы в ESC.
Склоняюсь ко второму, т.к. при подключенных аккумуляторах было много включений и все работало нормально.
ESC Mamba Monster максимум расчитан на 6S LiPo, т.е. около 25В, при отключении аккумулятора на него подалось около 40В, что вызвало внутренние неполадки, подключение аккумулятора просто добило выходные транзисторы.
Почему так повлияло отключение аккумуляторов.
Аккумулятор снова сработал в качестве стабилизатора напряжения, как у меня уже было при самом первом запуске системы, но ведь у меня уже стоят диоды защищающие от обратного тока. Только вот диоды я подбирал исходя из большого прямого тока и малого падения напряжения, поэтому обратное напряжение невысокое - 15В. Я считал что этого будет достаточно, а тут с заменой генератора легко превысил его в два раза. Отсюда и возникла проблема, что ДВС упорно не набирал более 3500об/мин. Странно что еще выпрямители не погорели от перегрузки, ведь внутреннее сопротивление LiPo аккумуляторов очень маленькое, получается практически короткое замыкание после выпрямителя.
Аккумуляторы снова подпортил перезарядом - получилось около 4,35В на элементах после всех эксперементов.
Компьютерный вентилятор тоже сгорел после повышения напряжения до 40В.
Итого: необходимо вначале настроить карбюратор и начинать эксперементы с холостого хода ДВС, по мере увеличения оборотов контролировать все токи и напряжения.
Пока будет большая пауза - необходимо заменить часть элементов.
Помимо этого сделал монитор для FPV с автономным питанием - www.krohpit.ru/2014/07/fpv-monitor-aio-rus.html
необходимо вначале настроить карбюратор и начинать эксперементы с холостого хода ДВС, по мере увеличения оборотов контролировать все токи и напряжения.
Пока будет большая пауза - необходимо заменить часть элементов.
Поэтому я начал с имитируемой нагрузки в виде спирали от электроплитки, сложенной в несколько раз так, чтобы имитировать нужный ток при необходимом напряжении. И уже тут выявил, что мой генератор на “холостых” уже дает нужное мне напряжение, а с доведением нагрузки до нужных мне 30А глохнет. Поэтому отказываюсь от ремня и шкивов, которые увеличивали обороты вдвое. Думаю “напрямую” через муфту должно быть в самый раз.
Роман, я получил муфту немного с опозданием, прошу прощения. Не было света на нашей почте два дня и не могли принять деньги, а потом выходные. Тяжёленькая оказалась, буду облегчать на токарном. Но сначала попробую напрямую нахлобучить мотор-генератор прямо на ДВС. Сдаётся мне что обороты ( мощность / вольтаж) будут как раз. Но заряжать аккумулятор я теперь ещё больше боюсь. Пусть он и генератор работают в параллели, если генератор будет помогать, то он и так долго заряд продержит. Единственное слабое звено - это диод (или сборка диодов), который пойдет от аккумулятора, около 100А однако, если на весь газ 😃. Но повторюсь, что на весь газ - очень редкий и кратковременный случай. Результаты скорее тоже только зимой, сейчас зарабатывать надо 😃
Эдуард, деньги я получил, не было времени на форум зайти.
Подзарядка на борту не сильно критична, главное с защитными диодами не ошибиться, диоды Шоттки на большие токи не дешевые.
Получил новый ESC для стартера HobbyKing 100A ESC 4A UBEC - www.***************4533/product/448807/
но проверить пока не успел.
Еще взял мотор NTM Prop Drive 50-60 Series 380KV / 2665W - www.***************4533/product/445363/
с виду он скромнее двух моих предыдущих, брал для проверки с 3s-4s LiPo бортовой сетью, возможно не сможет завести ДВС…
Самое главное успел снять музыкальный видеоклип, в котором БТР-80 играет на барабанной установке. Теперь БТР разбираю для сборки Тополь-М из его шасси. Клип еще не смонтировал - надеюсь за осень успею.
Видео на тему ДВС-генератор
Восстановил систему.
Третий вариант мотор/генератора - NTM Prop Drive 50-60 Series 380KV / 2665W
Вместо сгоревшего контроллера Mamba Monster испробовал два варианта:
-
Самолетный HobbyKing 100A ESC 4A UBEC
-
Автомобильный Turnigy Trackstar 150A GenII 1/8th Scale Sensored Brushless Car ESC
Для любителей внутренностей - krohpit.ru/…/turnigy-trackstar-150a-inside.html
и его программатор TrackStar Multi-Function Smart Program Box - krohpit.ru/…/trackstar-multi-function-smart-progra…
Первый вариант имеет очень плавную стартовую характеристику и практически не способен провернуть ДВС для старта, программирование различных настроек в ESC особого влияния не оказали.
Второй вариант с легкостью заводит ДВС.
Но проверить напряжения и токи не получилось - после десятка минут работы у мотор/генератора NTM Prop Drive 50-60 Series 380KV отвалился сепаратор магнитов и несколько магнитов.
Пока остановлюсь на самом первом мотор/генераторе Turnigy AquaStar T20 3T 730KV с использованием бортовой сети 2S LiPo.
EDF турбинки охлаждения подключил к ESC TURNIGY Plush 10amp 9gram Speed Controller
PS написал продавцу про неисправность мотора - выслали новый 😃
Сделал нижнюю часть рамы, перебрал и покрасил редукторы.
Еще со мной поделились интересной ссылкой про маленькие генераторы для беспилотников - www.sullivanuv.com/home.html
Подготовил комплект амортизаторов
32 штуки на машину.
Амортизаторы Traxxas E-MAXX TRA4962 Big Bore, пружины свои в три раза жестче оригинальных - 5кг на сжатие вместо 1,6кг у оригинальных E-MAXX.
Сейчас доделываю верхнюю часть рамы куда и закрепятся амортизаторы. Управления клиренсом, как в БТР-80 пока не делаю.
Делаю нагрузочный стенд для испытаний генераторной установки. Необходимо найти оптимальные режимы работы.
Огромное спасибо за помощь Олегу Артамонову создателю нагрузочного стенда для тестирования компьютерных БП - olegart.ru/wordpress/ru/
Самый простой стенд - это к мощному источнику питания ( аккумулятору) с таким же напряжением как у генератора подключить обычную спираль от эл. плитки, точнее несколько параллельно через амперметр. И укорачиванием этих спиралей довести нагрузку до нужной по амперам. Конечно при нагревании нагрузка немного будет ослабляться ( плавать), но и при заражании акка она тоже будет ослабляться.
Спирали я использовал в самом начале для проверки генератора, но у них характеристики плывут в два раза от нагрева.
Сейчас стенд сделан на MOSFET транзисторах в качестве стабилизаторов тока.
Простейшая схема
Но у транзисторов тоже плывут характеристики от температуры, поэтому для обеспечения линейности добавляется обратная связь
Каждый такой модуль способен долговременно держать около 200ВТ при соответствующем охлаждении, для испытаний большей нагрузки параллельно ставится необходимое количество модулей.
Для автоматизации процесса измерения модули подключены к ЦАП для задания тока нагрузки и к АЦП для контроля напряжения.
Цель тестирования - проверить нагрузочную характеристику и эффективность генератора от различных положений дроссельной заслонки ДВС и от оборотов.
У зарубежных коллег есть некоторые тесты генераторных систем www.sullivanuv.com/…/S676-600U-01_dataSheet.pdf
У зарубежных коллег есть
Да тут ничего нового и нет. Трудности в подборе : вольтаж-ампераж-обороты у генератора и мощность-обороты у ДВС. Всё очень зависимо друг от друга. Выбор конечно есть, но ошибки могут вылиться в круглую сумму. Ну а выпрямитель и стабилизатор - это уже дополнительный геморрой. Может стабилизатор и правда не нужен? Просто подобать оборотами нужное напряжение и подать его параллельно аккумулятору через шоттки, и акк через шоттки чтобы на него не шло ничего с генеатора. Но при такой помощи от этого генератора акк проездит очень долго. Помоему даже так долго на сколько у генератора не хватит топлива. За то уже было бы готово.
Сделал верхнюю часть рамы
Круто)
Установил рулевые сервоприводы.
У каждого колеса персональный сервопривод для реализации дополнительного функционала управления, как это было на БТР-80.
Сейчас оси управляются аналогично оригинальной машине - 1,2,3,6,7,8.
Оси 4 и 5 закреплены неподвижно, но крепеж сервопривода сделал на будущее.
Установил сервоприводы переключения передач в раздаточной коробке
Сравнение с пластиковой моделью старого Тополя масштаба 1/72
Нагрузочный тест рамы
