BLMC (GER)

“BLMC” oder “BrushLess Motor Controller”

Die Lorbeeren für dieses Projekt gebühren nicht mir, sondern Bernhard Konze, den ich durch seine Website kennengelernt habe (und -leider- noch nicht einmal persönlich kenne). Er hat einen kleinen Brushlessregler für Modellbauanwendungen entwickelt, der mit möglichst geringem finanziellen Aufwand (ca. 15-20 Euro) für engagierte Hobbybastler mit Elektronikerfahrungen nachzubauen sein sollte. Dafür hält Bernhard sowohl Schaltplan als auch Firmware zum Download auf seiner Website bereit. Das einzige was fehlt(e), war ein passendes Platinenlayout.

Auf der Suche nach einer Möglichkeit, einen Brushlessregler zur Ansteuerung eines Starter-Generators für eine Kleingasturbine (nun ja, immerhin 150-200PS Wellenleistung...) einfach, aber auch universell und leicht anpassbar bauen zu können, bin ich nach einem Fehlversuch mit einem Toshiba TB6537 (Leute, versucht das besser erst gar nicht...) auf Bernhards Site gestossen.

Das Projekt und Bernhards Uneigennützigkeit hat mich so begeistert, dass ich mich sofort bereit erklärt habe, an dem Projekt mitzuarbeiten. Etwa eine Woche später war ein sehr schönes, kompaktes Layout fertig und eine Serie von 100 Platinen geordert. Weitere zwei Wochen später sind die Platinen eingetroffen und die ersten beiden Prototypen bereits bestückt.

(Bitte klickt auf die Bilder, um eine höhere Auflösung zu erhalten.)

Am nächsten Tag hat Bernhard schon seine bestückte Platine erhalten, und - zu meiner großen Freude - lief sein Regler nach der Programmierung des Microcontrollers auf Anhieb.

Bernhard ist nun noch dabei, die Strombegrenzung und das Timing etwas zu optimieren, aber im Grunde ist der Regler mit der bestehenden Software schon völlig funktionsfähig. Bei einem Gewicht von 4g eignet er sich hervorragend für umgebaute CD-ROM Motoren mit Stromaufnahmen bis etwa 5A (...später vielleicht mehr).

So, wenn Ihr lieben Modellbaukollegen jetzt Lust bekommen habt und es Euch in den Fingern kribbelt, dann könnt Ihr hier das Platinenlayout und den Schaltplan im “Target 3001!”-Format, sowie die Bestückungspläne für Vorder- und Rückseite und die Stückliste runterladen:

Neu: Nach Anregungen von mehreren Modellabu-Kameraden gibt’s hier jetzt ein PDF (308kB), in dem die Zuordnung der Bauteile zum Bestückungsplan etwas übersichtlicher dargestellt ist. Am besten das Dokument ausdrucken und die Bauteile, die man “erledigt” hat, ausstreichen

Da eine solche Platine nicht so ohne weiteres im Bastelkeller zu machen ist, möchte ich die überzähligen, professionell hergestellten Leiterplatten gerne zur Verfügung stellen. Die Abmessungen sind 40 x 22mm² und die Materialstärke ist 0,8mm (glaube ich). Bei Interesse mailt bitte an Kontakt.

Achtung: Platinen sind mal wieder alle... Aber ich hoffe, demnächst eine aktualisierte Version anbieten zu können (mit ATMEGA 8)

Hier noch ein paar Hinweise zum Zusammenbau, die ich so ähnlich auch Bernhard gegeben habe:

Anstelle der SI4420 kann man auch die IRF7455 verwenden, die hat mir Nessel Elektronik z.B. als Ersatz für die angeblich obsoleten 4420 geliefert. Die Bauteile sind schon ziemlich „fummelig“, so dass der Zusammenbau etwas dauert und einer ruhigen Hand bedarf. Insbesondere die 805-Leuchtdioden sind etwas blöd – ich habe nämlich keine Markierung für Anode oder Kathode finden können. Also am besten mit einem Multimeter im Diodentest-Modus prüfen, in welcher Polung die Diode leuchtet. Als Dioden habe ich sowohl Schottky (BAS85, grauer Streifen) als auch „normale“ (BAV103, grüner Streifen) in Erwägung gezogen.
Update: Die Strombegrenzung läuft besser mit der BAV103 (oder einer ähnlichen PN-Diode wie der LL4148). Die 330µF Elkos (anstelle der 47µF) sind extern über die Anschlüsse der Stromversorgung zu schalten. Ich hatte davon noch schön nierderohmige (Rubycon ZL), so dass ich die 330er anstelle der 47er verwenden werde.

Bei der Bestückung ist zu beachten, dass der 10µF Tantal-Elko auf jeden Fall vor dem Spannungsregler bestückt werden muss, da man danach nicht mehr an den einen Anschluss herankommt (...welcher Depp hat das Layout gemacht... ;-). Bei diesem Elko musst man auch darauf achten, dass darunter kein Kurzschluss entsteht, da hier eine Durchkontaktierung relativ dicht bei dem einen Lötpad liegt (am besten nach dem Einlöten des Elkos einfach mit einem Ohmmeter zwischen dessen beiden Anschlüssen messen). Die Leiterbahnen zu den Endstufentransistoren sind nicht mit Lötstopplack bedeckt, da sie mit einem Kupferdraht später verstärkt werden müssen. Dabei ist insbesondere bei der Leiterbahn für „Akku-Plus“ darauf zu achten, dass keine Schlüsse zu den dicht daneben liegenden Durchkontaktierungen entstehen – das „killt“ den Atmel sofort. Der Keramikresonator lässt sich am besten einlöten, wenn vorher noch gar kein Zinn auf den Lötpads ist und es erst nach dem Positionieren nur ganz sparsam von beiden Seiten an alle drei Anschlüsse gegeben wird.

Achtung: Bitte die beiden Drahtbrücken zwischen den MOSFETs nicht vergessen, sonst funktioniert die EMK-Rückkopplung nicht!

Und noch ein weiterer Hinweis, damit es keine Enttäuschungen gibt: Der Regler ist schon sehr filigran aufgebaut, die meisten Teile sind SMD 805. Wer mit dieser Angabe nichts anfangen kann, sollte lieber gleich die Finger davon lassen ;-) - Ausnahmen bestätigen die Regel. Aber dennoch halte ich diesen Brushlessregler definitiv für kein Anfängerprojekt in Sachen SMD-Technik. Auch werde ich keine programmierten Microcontroller oder sonstiges Material außer der Platine anbieten. Die benötigten Informationen finden sich allesamt auf dem Web (soweit ich weiß gibt es etwa zehn verschiedene, frei verfügbare “Programmiergeräte” für den Atmel AT90S2313, die z.T. nur aus zwei Widerständen bestehen und am Druckerport eines PCs angeschlossen werden). Also haltet die Augen offen und versucht, erstmal die benötigten Infos auf dem Web zu finden, bevor Ihr eine Mail schickt (sorry, ich bekomme derzeit schon so um die 20 Mails pro Tag auf Grund meiner Gasturbinen-Seiten...). Und werdet bitte nicht Ungeduldig, wenn es mit der Antwort mal etwas dauert - das ist keine Boshaftigkeit meinerseits, nur muss man halt auch ab und an etwas “bezahlte Arbeit” machen. Im Zweifelsfall schickt Eure Anfrage ganz einfach nochmal.

Nach diesem “Sermon” nochmal der Link zu Bernhard’s Seite, denn wir haben uns dazu entschlossen, hier nur die Infos zur Hardware und bei Bernhard die Software zu belassen, so dass jeder von uns die Kontrolle darüber hat, was er am besten kann :-).

http://home.versanet.de/~b-konze/blmc_bko/blmc.htm

Ach ja, noch ein “rechtlicher” Hinweis, der sich so oder so ähnlich auf fast allen Webseiten findet:

Weder ich noch Bernhard Konze übernehmen irgendeine Haftung für Schäden, die durch den Nachbau bzw. den Einsatz des hier und auf Bernhards Seiten beschriebenen Brushless-Reglers verursacht werden können. Jede Person, die dieses Gerät nachbaut und einsetzt, gilt als Hersteller und ist selbst für die Folgen von dessen Verwendung verantwortlich. Des weiteren ist eine gewerbliche Nutzung der hier veröffentlichten technischen Informationen ohne die schriftliche Zustimmung durch Bernhard Konze und mich nicht zulässig. Darüber hinaus bleiben eventuelle Rechte Dritter unberührt und sind bei entsprechender gewerblicher Nutzung zu berücksichtigen.