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 donderdag 27 oktober 2016 01:21:05 (24%)
Golden Member
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.
Golden Member
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.
Overleden
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.
Golden Member
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.
Overleden
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..
Overleden
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 donderdag 27 oktober 2016 21:45:40 (29%)
Overleden
Da's idd. de PTC waar ik het over had
Golden Member
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..
Golden Member
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.
Het lijkt me duidelijk dat een microcontroller altijd sneller kan zijn dan een echte zekering, met het voordeel dat je volledige vrijheid hebt om de karakteristiek te bepalen, maar het lastige is natuurlijk dat je de halfgeleider waarmee je gaat schakelen (zeer waarschijnlijk een MOSFET) ook heel moet houden.
Een IGBT zou een zeer robuust schakelelement zijn, maar dan heb je een spanningsval van ongeveer 2V, en dat kun je je moeilijk veroorloven met een voedingsspanning van 12V. Een MOSFET ligt dan meer voor de hand, maar die zijn over het algemeen wat kwetsbaarder. Er zijn wel MOSFETs die tot zo'n 240A kunnen gaan voor korte tijd (zeker tientallen millisecondes), en als de kabels niet al te dik zijn zou de stroom daar zelfs bij een volle kortsluiting wel onder moeten blijven.
Je zou zelfs een "retry" mogelijkheid kunnen inbouwen, waar de elektronische zekering na het onderbreken van de stroom het nog 3x of zo probeert, met een seconde of wat tussen de pogingen.
Golden Member
Je kan eventueel ook een simpele weerstand meting doen in het uitgeschakelde circuit om te testen om de sluiting nog aanwezig is.
Dat kon wel eens lastig worden; een koude gloeilamp en stilstaande DC motor zien er bijna uit als een kortsluiting.
Even voor de goede orde: Mijn voorstel om te proberen rond de 1-2 µs te reageren op een overstroom-event is gebaseerd in een poging om de halfgeleider die er tussen zit heel te houden.
Kennelijk is in jou experiment de kortsluitstroom rond de 60A. Maar als je heftige koplampen hebt die nominaal 40A gaan trekken dan is een kortsluitstroom van 60A niet genoeg om de lampen normaal te laten branden: Je gebruikt dikkere bedrading dan wat jij in je experiment hebt gebruikt.
Dit alles dus om onder de maximale stroom van de schakelende mosfet te blijven. Bij een aantal mosfets die ik ken is dat rond de 1000A. Dat is dan een "absolute max", waar je geen tiende microseconde overheen mag.
De truuk is dus om door inwendige weerstand en inductie in de bedrading zo snel te reageren dat de stroom nog niet die 1kA grenswaarde bereikt kan hebben. Of "reageren binnen 1 microseconde" dan voldoende is weet ik niet. Het is een richtgetal. Wat we nu weten is dat een gewone zekering van 500mA dus ruwweg 10ms * 50A * 12V = 6J aan energie naar de belasting doorlaat alvorens te springen. Kennelijk vind men dat acceptabel.
Daarnaast is er het probleem van stroompiekjes. Stel ik zet een belasting aan (radio), waar op de ingang een 4700uF aan filtercondensator zit. Dat geeft een stroompiek die mogelijk na 1 microseconde nog niet afgelopen is. In hoeverre ga je zo'n stroom toch goedkeuren zonder dat je schakelelement kapot gaat.
Ik heb vorige week met het aansluiten van een 4700 uF condensator zo'n 1kA mosfet kapot gekregen. Het was de "antispark" schakeling die ik verkeerd gebruikte (toch sparks). Kennelijk kan ie er toch zo'n 10x tegen voordat ie kapot gaat.
Golden Member
@Rew is begrijp jouw punt nu ook.
Ik dacht dat je bedoelde dat een uC + Mosfet te traag zou zijn om een zekering te vervangen. Dat deel blijkt reuze mee te vallen
dus ruwweg 10ms * 50A * 12V = 6J ... Kennelijk vind men dat acceptabel
Blijkbaar want in sommige normen word gezegt dat een zekering in een huis installatie binnen max 0,3S moet reageren op een kortsluiting maar dat bij een overbelasting van 1.2xIn het nog heel moet blijven. Dus het moet snel reageren maar ook weer niet te snel. De zekering is daarmee enkel een element om te sterke oververhitting in bekabeling te voorkomen maar niet om apparatuur zelf te beschermen.
Dat geeft een stroompiek die mogelijk na 1 microseconde nog niet afgelopen is.
JE zou dan toch de karakteristiek van het inschakelen van een koude lamp moeten weten en die naast de FET moeten leggen om te bepalen of dat in overeenstemming met elkaar is en dat je ook nog genoeg marge overhoud aan beide kanten.
En niet te vergeten is een Relais bruikbaar als schakel element die hebben minder moeite met stroom pieken en zeker op het moment dat ze ingeschakeld zijn kunnen ze veel hebben.
Operate Time (typical) 7 ms at nominal coil voltage
Release Time (typical) 5 ms at nominal coil voltage (with no coil suppression)
https://www.conrad.nl/nl/auto-relais-12-vdc-80-a-1x-no-zettler-electro…
Blijkbaar kan het relais met een bepaalde truck nog sneller uitschakelen en denk door het verlagen van de spanning nadat het relais eenmaal ingeschakeld is
Op 29 oktober 2016 23:51:24 schreef benleentje:
JE zou dan toch de karakteristiek van het inschakelen van een koude lamp moeten weten en die naast de FET moeten leggen om te bepalen of dat in overeenstemming met elkaar is en dat je ook nog genoeg marge overhoud aan beide kanten.
Dingen als een "koude lamp" maak ik me niet zo'n zorgen over. De stroompiek is beperkt. De IRFS7530 waar ik het over heb, kan volgens de fabrikant onbeperkt 240A of iets van die orde hebben. Kortstondig "iets" meer, ordegrotte 1kA. In de praktijk hou je de stroom liefst onder de 50A. Zo'n lamp opstarten mits dat onder de 50A continue blijft, gaat denk ik wel lukken. Hmm. De "factor" tussen koud en warm had ik onderschat. Een indier heeft een factor dertien gemeten. Om onder de 240A te blijven bij het opstarten, moet je dus nominaal max 20A aan lampen aansluiten.
Waar je echt heel weinig controle over hebt zijn de stroompieken die je krijgt als je een condensator ineens inplugt. Of je FET ineens opdracht geeft om te gaan geleiden.
Golden Member
Op de website van de Powerbox fabrikant staan twee zeer gedetailleerde foto's van het inwendige van zo'n powerbox.
Gebruikt worden o.a. BTS721L1 'Smart Four Channel Highside Power Switch' van Infeneon en ik zie een hele zwik SPI IO expanders.
Op de 'top' foto zie je ook nog eens een heel lelijke draadbrug zitten
En hoe goed al die slimme FET switches ook zijn, ik zie dagelijks FET's voorbijkomen die dik in sluiting liggen, daarmee dus juist het tegenovergestelde doen van een zekering....
[Bericht gewijzigd door KGE op zondag 30 oktober 2016 10:32:19 (22%)