12 Volt automatische zekering op uC

Hallo,

Een gedachtegang waar ik mee zat spelen op een vraag van een vriend:
is het mogelijk op basis van een uC een stroom instelbare automatische zekering te maken voor in de auto.
kan dit met een foldback regeling ofzo die dan instelbaar is op max amperage? Misschien optioneel instelbaar dat als hij getript heeft, dan wel of niet terug aan gaan en eventueel een andere groep opstarten.. Dit soort dingen is natuurlijk in een uC allemal wel te maken indien mijn eerste vraag te doen is..

Kan gewoon zonder uC, ik heb zoiets een tijd terug gemaakt. Ik gebruik het voor 230V maar het werkt ook op DC. Instelbaar tot iets van 8A in twee bereiken. Werkt met een SCR.

das interessant. het ameprage zou wel wat hoger mogen voor sommige delen van de auto.. Veel is nu met 10A afgezekerd of meer. Heb je hier toevallig een schema van om te vertrekken?

Met een halfgelijder als schakelend element een zekering maken heeft ook een keerzijde. Als de halfgelijder defect gaat slaat hij meestal door. De beveiligende werking is dan volledig weg.

@Fred101: hoe wil je dat met een SCR doen op DC? Het is strikt genomen niet onmogelijk, maar wel heel erg onpraktisch (geforceerde commutatie en zo).

Ik zou een IGBT pakken, maar waarom heb je überhaupt een automatische zekering nodig? Een zekering hoort alleen in te grijpen als er echt iets mis is, en als het goed is, is dat zodanig zeldzaam dat een automatische zekering nooit loont.

Allerlei redenen.
A, als elke seconde telt kun je snel weer verder wanneer de storing is gevonden.
B. Indien bijvoorbeeld pomp A kortsluit (kapot) kun je automatisch pomp B inschakelen. (allerlei back-up systemen)
C. centrale logging of er iets mis is gegaan onderweg.
etc

A) Als je de fout hebt gevonden en je weet waar de zekeringen zitten, moet je ofwel op het reset knopje van je automatische zekering drukken, ofwel er een nieuwe zekering in duwen. In beide gevallen moet je naar de zekeringenkast.

B) Gewoon een schakelaar er tussen. Als pompA uitvalt, moet je de schakelaar bedienen.

Jij gokt dat pompA te veel stroomtrekt omdat er elektrisch iets mis is met pompA. Maar wat nu als er in "wat er gepompt wordt" een probleem zit. Dan draait pompA kapot (omdat ie b.v. zand zit te pompen) en volautomatisch gaat pompB er achteraan! Handig!

C) Moet de zekering zelf daarvoor elektronisch zijn? Gewoon de spanningen loggen aan de uitgang van de zekeringkast.

Daar heb je in een rally/race auto allemaal geen tijd voor. Het moet doorgaan en naderhand kun je de zaken nalopen en analyseren en eventueel repareren..
En, omdat het mss ook in een andere auto kan worden gebruikt, nog vrij instelbaar/programeerbaar.

[Bericht gewijzigd door amateurtje op (24%)]

Op 26 oktober 2016 23:09:46 schreef amateurtje:
basis van een uC een stroom instelbare automatische zekering te maken voor in de auto.

Een auto die gebruikt wordt op de openbare weg moet je origineel houden, of weten wat je doet. Als het voor de rallysport is (zie je webpage) dan is de vraag, waarom zou je dat willen?

edit: Aha, dat stond er nog niet toen ik aan het inkloppen was :-) 36 seconds

soortgelijke systemen worden op het circuit al gebruikt. Volledig programeerbaar en configureerbaar.maar ook prijzig natuurlijk en ik wil ook graag kunnen koppelen aan andere systemen (de uC).

edit: sorry.

Never mind :-) Ik ken die auto systemen niet, heb je een merk? Wellicht is het na te bouwen.

Dat lijkt me toch niet heel moeilijk, met een ACS712 of soortgelijke hall effect stroomsensor en een flinke MOSFET. Je kunt gemakkelijk snel samplen en beslissen zodat het sneller kunt reageren dan een echte zekering. Bovendien kun je het stroomverbruik loggen, en mogelijk kun je defecten voor zijn omdat die pomp bijvoorbeeld meer stroom gaat trekken ruim voordat hij stuk gaat.

Ik zou nog wel een echte zekering in serie zetten en een dikke MOSFET nemen, die moet immers ook heel blijven als er door een sluiting veel meer stroom gaat lopen dan normaal.

Je voegt natuurlijk wel een nieuwe failure mode toe: als die microcontroller ermee stopt valt alles uit.

Ik heb hier ECU's liggen die dat ingebouwd hebben. Daar waar je normaal de stuur-FET verwacht zit iets wat er op lijkt , alleen met meer pootjes. Intern zit daar al een stroom meting in, en er is ook een terug melding voorzien naar de ECU om melding te geven dat deze getript is. Zal eens zien of ik nog een type nr op kan hoesten.

Automatische zekeringen voor automotive zijn gewoon in de handel te koop. Voor aan boord van mijn boot heb ik een schakelpaneel ook met beveiliging , maar geen zekeringen, Die werken met PTC's. Je wilt aan boord niet naar zekeringen hoeven zoeken, of bij een lastige storing tot de conclusie komen dat je net je laatste 2 zekeringen gebruikt hebt. Die PTC beveiliging komt in door een te hoge stroom , de PTC word warm , en de weerstand gaat zo enorm omhoog dat er nauwelijks meer stroom loopt. Het ding reset zichzelf door de storing optelossen end de PTC te laten koelen.

Bij een rally/race auto zou ik het zo simpel mogelijk willen houden, wat er niet op staat kan ook niet stuk, ik zou dus ook zo weinig mogelijk µcontoller spul willen zien, gewoon degelijk schakelaars ON/OFF. Daar kan bijna niets aan stuk, of simpel te vervangen/doorverbinden.

Daarbij zekeringen zijn ervoor om de bekabeling te beschermen, niet om je onderdelen heel te houden. Wil je een groep met meer stroom? Dan zal je de draad diameter moeten vergroten. Zekering moet zodanig dat als je aan het eind van de kabel een sluiting veroorzaakt, deze stroom de zekering laat springen.

Een 0,5mm2 op een 30A zekering word dan een gloeidraad, en zal niet de zekering laten springen maar langzaan je kabelboom laten smelten met alle gevolgen van dien.

De consensus hier is normaliter dat een microcontroller niet snel genoeg is om iets uit te schakelen als er dingen misgaan. Je moet mikken op 1 a 2 microseconden om de boel af te schakelen. Je kan best een microcontroller gebruiken om eea in de gate te houden en bestuurbaar te maken, maar voor het werkelijke afschakelen is het best tricky om het goed te doen.

Die "consensus" is volgens mij meer de mening van een paar oude rotten met een ingebakken hekel aan microcontrollers, gebaseerd op oude techniek en slechte software.

Moderne microcontrollers kunnen ADCs samplen op een paar MHz, en sommige kunnen control loops draaien in de richting van en MHz. Daarmee veranderd het antwoord van "nee dat kan echt niet" in "als je heel goed weet wat je doet".

Ik betwijfel of een reactietijd van 1-2us hier wel vereist is, m.i. is dat vooral afhankelijk van de robuustheid van de halfgeleider waarmee je gaat schakelen. Er zijn MOSFETs un TO-220 packages die kortstondig bijna 1000A kunnen voeren, dus dat lijkt me niet zo'n groot probleem.

@Shiptronic: waarschijnlijk bedoel je smart power MOSFETs zoals de BTSxxxx series. Mijn ervaring is dat die stroommeting alleen indicatief is, met een enorme spreiding tussen exemplaren en een forse temperatuursafhankelijkheid.

Ik heb het wat ongelukkig geformuleerd. Die zekering die ik gemaakt heb is voor AC maar het schema is aan te passen voor DC. En er zijn schemas genoeg te vinden voor dit soort dingen

Het ding zelf werkt gewoon op DC. Hij meet met een stroom trafo, een paar comparators en een opamp. De SCR schakelt een relais om tot je op de resetknop drukt.

Maar ik heb niet genoeg nagedacht. Het ding is erg snel vergeleken bij gewone zekeringen en in die vorm niet echt handig in een auto. De inrush is al genoeg om hem te laten triggeren. Ik hou dan gewoon de reset knop een paar seconden in bij het aanschakelen. Lijkt me niet handig in een rally auto.

Ik had in mijn Landrover FC101 achter mijn rug een profiel zitten met een stuk of 15 gezekerde relais in voetjes. Als er een sneuvelde kon ik er zo een zekering of ander relais in prikken. Er zaten twee vingerdikke kabels aan die direct naar de min van de accu ging. De plus zat met een M8 bout op een teflon isolator, de min zonder isolator. Alle draden van de relais gingen naar die bouten. De stuurdraden gingen direct naar de schakelaars die allemaal naar massa schakelden. Van de relais ging er een plus draad direct naar de verbruiker, geen connectors halverwegen. Alle kabels in het zicht, zoveel mogelijk veilig door de cabine en altijd zo dat ik er echt overal bij kan. Dat heeft altijd perfect en storingsvrij gewerkt.

Mosfets als de IRFS7530 en IRFS7534 mogen volgens hun datasheet 100 microseconde bij 20V 200A hebben. Helaas geen cijfers over "korter dan 100 microseconde". Dat terwijl ze wel dus korte tijd 800 - 1000+ A mogen hebben.

Maar ja, als je via de impedantie van de accu en van de kabels van en naar je "zekering" kan garanderen dat de stroom onder ongeveer 200A gaat blijven dan is een fors langere reactietijd can 1 - 2 microseconde toegestaan. Ik ben verbaasd. :)

Even gezocht, het is een HIGH SIDE SMART POWER SOLID STATE RELAY, de VN02N van ST

PDF: http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/stmicroelectronics/1078.pdf

ik heb het merk van die bestaande controllers nog niet terug gehad van die maat van me.
ik dacht eraan niet zozeer de beveiliging door de uC te latn doen maar meer een tripschakeling (of foldback schakeling) waarvan de hoogte van het trip amperage door de uC wordt ingesteld. En een eventuele reactie (een andere pomp inschakelen) door de uC wordt geregeld. Het trippen, verminderen of afzetten van de stroom, door een gewone schakeling. Zo heb ik ook een trip-led op mijn voeding welke aageeft dat de maximle stroom is bereikt en het voltage wordt teruggeregeld. dan is de reactietijd en betrouwbarheid van de uC toch veel minder van belang? Of denk ik te simpel of..

Daar zou ik niet op vertrouwen of willen wachten, gewoon beide pompen aan ;)

PS. gaan ze weer opnieuw beginnen? weinig gebeurt na 2011

[Bericht gewijzigd door Shiptronic op (29%)]

Polyfuse ?

Zoiets als dit:

http://nl.mouser.com/ProductDetail/Littelfuse/16R1400GH/?qs=sGAEpiMZZMsxR%252bBXi4wRUHGWU219LKyUf4KixnDnT20%3d

Da's idd. de PTC waar ik het over had

De consensus hier is normaliter dat een microcontroller niet snel genoeg is om iets uit te schakelen als er dingen misgaan. Je moet mikken op 1 a 2 microseconden om de boel af te schakelen.

Dat ga je ook niet halen met een gewone zekering de gedefinieerde tijd voor snel trippen is 0,3S of te wel 300.000uS en dat kunnen de meest eenvoudige uC's al bij benen. Ik zou niet weten wat de snelste reactie tijd van een zekering is.

Ik heb de link gekregen:

HP ELEKTRIK POWERBOX

http://motorsportelectronic.com/

Ik ga zelf de werking ook eens goed bekijken hoe het je zekeringen en relais vervangt..

Ik heb net wat zekering getest en dan met de scope proberen een Single shot plaatje te krijgen.

OP 1uS gewoon een rechte lijn en daarna pas smelt de zekering. Idem op 20 en 100uS. Pas op 1mS kreeg ik te zien wat ik wou.

JE kan zien dat het vanaf het moment dat de scope een trigger signaal krijgt door het in schakelen van de load opde voedin het daarna nog 9,5mS duurt voordat de zekering het helemaal opgeeft.

De probe verzwakt de spanning 100x en dan kom je op 2V per div
De shunt is 0,1Ω en er loopt dus een stroom van 60A. De zekeringen waren 500mA dus je kun spreken van een zware kortsluiting voor de zekering.

Leuk om te zien dan iets meer dan 3mS de zekering in stroombegrenzing gaat en de stroom en de stroom halveert naar 30A en dan nog duurt het 5mS seconden voordat de zekering het opgeeft.

Dus de stroom begrenzende werking van een zekering is ook gelijk aangetoond dit in tegenstelling tot automaten die dat niet hebben.

Dus mijn arduno is snel genoeg om een zekering te imiteren maar ik zou toch sneller gaan en dan heeft de controller zeker tijd genoeg om op zijn dooie gemak en in alle rust de FET uit te schakelen.

Maar led wel op: Een zekering blijft een absolute noodzaak omdat die 100% gegarandeerd hun werk doen ook als de controller een bug heeft of een andere storing in je systeem zit.