Opbrengst elektrische hydraulische pomp verkleinen

Op 13 juli 2019 22:41:31 schreef JohanD:
Ik zal nog even zoeken wat een Tristate functie is...

In principe is dat 'Aan', 'Uit' en 'Nergens mee verbonden'

te maken met een H-brug

Nodeloos ingewikkeld. En nodeloze dissipatie. Hier staat je oplossing al. In jachtjes autopilots niet ongebruikelijk dat die ook intern met een relais omschakelen en de PWM met 1 dikke N-channel FET doen.

Nadeel van de lampen constructie is dat het zomaar zou kunnen dat je koppel tekort komt als het water wat ruwer wordt. Verder zou het prima kunnen werken, al prefereer ik dan dan toch iets simpels wat PWM doet.

Op 14 juli 2019 06:44:03 schreef EricP:
[...]Nodeloos ingewikkeld. En nodeloze dissipatie.

Hoe kom je daar nu weer bij? PWM-men geeft de minste dissipatie.

Als je met maar 1 FET gaat werken moet je weer een extra omshakel relais ertussen zetten met de nodige bedrading etc. kost ook weer moeite en het relais dissipeerd ook vermogen. Dus lood om oud ijzer.

[...] Hoe kom je daar nu weer bij? PWM-men geeft de minste dissipatie.

Blijkbaar heb je niet gelezen... 1 FET dissipeert de helft van... 2 FETs. Ofzo. Full bridge bij dit soort vermogens is onhandig. Niet omdat het wat dissipeert, maar omdat je dat ergens kwijt moet.

Als je met maar 1 FET gaat werken moet je weer een extra omschakel relais ertussen zetten

Hoezo 'weer'? Dat zit er al!

met de nodige bedrading etc.

Minder bedrading dan anders... Immers... PWM regeling staat gewoon lekker te klapperen. 2 veters in, 2 veters uit. Knip in de bestaande kabel, ding ertussen, klaar. Moeilijker is het niet. Rest blijft zoals het zit - 1 veter SB, 1 veter BB. Wow, 'extra' bedrading...

kost ook weer moeite

Minder dan een full bridge klussen bij dergelijke vermogens en DAT aan de gang zien te krijgen. Buiten dat: dit zit er al en kost dus helemaal geen moeite meer.

en het relais dissipeerdt ook vermogen. Dus lood om oud ijzer.

Niet relevant. Dat relais koelt zichzelf wel. Daar hoef ik niet over na te denken. Kortom: een full-bridge heeft (zeker in deze context) vooral nadelen.

Zou het een reden hebben dat best wel wat kleine autopilots het zo doen?

Ik had van jou meer technisch inzicht (en minder management gebral!) verwacht, Henri!

Nou nou!

Klopt dat 1 fet minder verliezen geeft (maar dat is zeer weinig) heb ik wel degelijk gelezen.
Maar het relais kost ook best wat vermogen vandaar het lood om oud ijzer verhaal. Je hebt het over koeling blijkbaar (stond niet in je verhaal). Ik heb het over het totaal stroom/vermogens gebruik.
Kortom verschillende uitgangspunten en verschillede redenen voor een uiteindelijke keuze.

Maar ook die FET moet je met een driver oid aansturen dat moet ook gemaakt worden. Als je zelf de electronica zou willen maken is dat niet helemaal triviaal om een FET te pwm-men en goed aan te sturen (zeker niet voor de TS want die heeft er geen ervaring mee).
Ik kan me niet herrinnen dat er een complete losse FET + driver te koop is.

Wat dat betreft is een H-brug makkelijker want die zijn er genoeg en doen het gewoon want de driver zit in zo'n brug. Hierbij kun je dus het omschakel relais weglaten.

Verder ben je er nog niet met die H-Brug of losse FET+driver. Er zal ook nog een (regelbaar) PWM signaal gemaakt moeten worden.

Eerlijk gezegd: Zeker omdat de TS geen electronica ervaring heeft is elke PWM aansturing die zelf gebouwd moet worden kansloos.

Het kan zijn dat je een complete schakeling kunt kopen die gebruikersvriendelijk aan te sturen is, met enkele fet erin. Daarmee bedoel ik due een module of ingegoten blokje. Dat is natuurlijk het mooiste want dat is altijd beter dan losse printjes.

Mechanische onderdelen zijn nooit fijn, zeker niet in een boot. Dat rot uiteindelijk allemaal weg hoe goed je het ook probeerd te maken. Vooral in de winter met condens is dat funest.

Kijk er zijn wel 10 wegen naar Rome. Als ik die boot had gehad, dan sloopte ik de autopilot uit elkaar en pikte ik het signaal intern gewoon op en knoopte ik daar de besturing aan vast. Meest elegante en minste componenten.
Een probleem: De TS heeft de kennnis niet omdat zo te doen. Dus moet je pragmatische keuzes maken.

Ik dit geval is een combinatie van relais + losse ingegoten PWM achtige module waarschijnlijk de meest kansvolle oplossing.

Nog een andere oplossing: Kijk of je een regelbare voedingsmodule kunt vinden (geschakeld) van bijvoorbeeld 6V of iets in die koers.
Zet die er gewoon tussen in de voeding van die extra relais.
(Misschien is zoiets wel in de old-timer hoek te vinden.)

Dit is eigenlijk dezelfde soort oplossing als de gloeilampen truuk.
Alleen is even de vraag hoeveel spanning je nodig hebt voor een acceptabel gedrag van je pomp. Je zou ook even een accu van 4.8 V uit een accuboormachine kunnen gebruiken om te kijken in welke orde grootte je spaning moet zijn om een gewenste stuursnelheid te krijgen.

@Lambiek hieronder: Inderdaad dat is wat ik ook begrepen had.

Op 14 juli 2019 06:44:03 schreef EricP:
In jachtjes autopilots niet ongebruikelijk dat die ook intern met een relais omschakelen en de PWM met 1 dikke N-channel FET doen.

Eric bedoeld zoiets. Dit was ooit voor iets anders, maar het gaat om het principe.

Mijn eerste insteek zou ook zijn om de autopilot het werk te laten doen. Hoogst waarschijnlijk zit daar alles al in wat je nodig hebt.

Precies, dat zou het meest simpele zijn.

De hele handel zit al in de stuurautomaat, dus eigenlijk blijft het prutswerk zo. Wat je er ook bij verzint.

Op 14 juli 2019 09:27:46 schreef EricP:
[...]Blijkbaar heb je niet gelezen... 1 FET dissipeert de helft van... 2 FETs. Ofzo. Full bridge bij dit soort vermogens is onhandig.

"Dit soort vermogens"? De TS heeft een 15A zekering op zijn tekening staat, dus ik neem aan dat die pomp niet meer dan 10A of zo trekt, waarschijnlijk kortstondig meer als je hem vanuit stilstand ineens de volle spanning geeft.

Een moderne MOSFET voor dergelijke spanningen heeft een Rdson van ongeveer 3-5 milliohm; bij 10A geeft dat een verlies van maar liefst 0.5W!

Als je een enkele MOSFET wilt gebruiken, zal daar een vrijloopdiode bij moeten, en waar bij 10A al snel 0.5V over valt, zo niet meer, en keer 10A is dat dus 5W. Nu jij weer.

Ik weet niet met welk been jij vanochtend uit bed bent gestapt, maar misschien moet je er nog even terug in.

Op 14 juli 2019 10:53:31 schreef SparkyGSX:
[...]
Een moderne MOSFET voor dergelijke spanningen heeft een Rdson van ongeveer 3-5 milliohm; bij 10A geeft dat een verlies van maar liefst 0.5W!

Als je een enkele MOSFET wilt gebruiken, zal daar een vrijloopdiode bij moeten, en waar bij 10A al snel 0.5V over valt, zo niet meer, en keer 10A is dat dus 5W. Nu jij weer.

Wat betreft die vrijloop: dat zal minder worden, bij 70% duty bijvoorbeeld is het 30% * 10 * 0.5 = 1.5W nog steeds best veel.

Uiteraard, maar het argument dat een enkele MOSFET minder dissipatie geeft is onzin. Als je dan een halve brug gaat gebruiken om die dissipatie te beperken, is de stap naar een volle brug ook snel gemaakt.

Wat wel een geldig argument is voor "een enkele MOSFET" (met vrijloopdiodes), zoals de constructie die Lambiek voorstelt, is dat die mogelijk voor de TS zelf nog te bouwen is. De MOSFET kan daarbij aangestuurd worden door een 555je, zodat de TS met een potmeter de pulsbreedte kan instellen. Een nog mooier alternatief zou een pookje zijn dat zowel de pulsbreedte als de relais kan aansturen, waarbij je dus traploos kan sturen.

Er zijn mechanische constructies te bedenken waarbij een potmeter dezelfde kant op beweegt als je zo'n pookje vanuit de middenstand naar één van beide kanten beweegt. Als je de uiteinden van een potmeter samen neemt, is de weerstand ook maximaal in de middelste positie, maar ik denk dat de uitslag die je kunt maken te klein is om echt handig te zijn.

Bij de constructie van Lambiek kan de bestaande relaisschakeling in stand blijven. Als de MOSFET zou falen in kortsluiting, zou de motor alsnog stil staan als de relais niet bedient worden. Als je nog een relais of schakelaar parallel zet met de MOSFET om die te kunnen overbruggen, heb je een mogelijkheid om het roer te bedienen als de schakeling faalt.

Klopt dat 1 fet minder verliezen geeft (maar dat is zeer weinig) heb ik wel degelijk gelezen.
Maar het relais kost ook best wat vermogen vandaar het lood om oud ijzer verhaal. Je hebt het over koeling blijkbaar (stond niet in je verhaal).

Duh... Bij dergelijke vermogens is een paar W aan energie weggooien het punt niet. Wel waar laat je het...

Maar ook die FET moet je met een driver oid aansturen dat moet ook gemaakt worden. Als je zelf de electronica zou willen maken is dat niet helemaal triviaal om een FET te pwm-men en goed aan te sturen (zeker niet voor de TS want die heeft er geen ervaring mee).
Ik kan me niet herrinnen dat er een complete losse FET + driver te koop is.

Er zijn prima FET drivers te koop. Die doen het uitstekend met eender welk PWM signaal op 3V3 of 5V. Een 555 kan desnoods 'de was' doen...

Wat dat betreft is een H-brug makkelijker want die zijn er genoeg en doen het gewoon want de driver zit in zo'n brug. Hierbij kun je dus het omschakel relais weglaten.

Yep. En dan heb je dus een zender waar 2 veters uit komen. En dat moet je dan aan je full brigde gaan klussen. Alles kan hoor... Maar simpeler wordt het er allemaal niet op.

Mechanische onderdelen zijn nooit fijn, zeker niet in een boot. Dat rot uiteindelijk allemaal weg hoe goed je het ook probeerd te maken. Vooral in de winter met condens is dat funest.

Mechanische delen zijn veel fijner. Het is niet voor niets dat noodstuurwerken indien mogelijk volledig mechanisch worden uitgevoerd: dat doet het tenminste altijd. En een beetje condens... ach, 'verf' of 'RVS' kunnen daar prima mee overweg...

Kijk er zijn wel 10 wegen naar Rome. Als ik die boot had gehad, dan sloopte ik de autopilot uit elkaar en pikte ik het signaal intern gewoon op en knoopte ik daar de besturing aan vast. Meest elegante en minste componenten.

Mijn idee. Zal waarschijnlijk niet eens zo spannend zijn.

Een probleem: De TS heeft de kennnis niet omdat zo te doen. Dus moet je pragmatische keuzes maken.

Dus het vooral niet ingewikkeld gaan maken...

Ik dit geval is een combinatie van relais + losse ingegoten PWM achtige module waarschijnlijk de meest kansvolle oplossing.

Dat was dus precies wat ik voorstelde...

Nog een andere oplossing: Kijk of je een regelbare voedingsmodule kunt vinden (geschakeld) van bijvoorbeeld 6V of iets in die koers.
Zet die er gewoon tussen in de voeding van die extra relais.
(Misschien is zoiets wel in de old-timer hoek te vinden.)

Dat idee vind ik wat minder, met name omdat dat koppel kost.

Een moderne MOSFET voor dergelijke spanningen heeft een Rdson van ongeveer 3-5 milliohm; bij 10A geeft dat een verlies van maar liefst 0.5W!

Foei, Sparky. Jij zou toch moeten weten dat de verliezen vooral in het schakelen zitten.

Als je een enkele MOSFET wilt gebruiken, zal daar een vrijloopdiode bij moeten, en waar bij 10A al snel 0.5V over valt, zo niet meer, en keer 10A is dat dus 5W. Nu jij weer.

Je bedoelt dat je met een full-bridge dat niet doet... Yep...

Als je nog een relais of schakelaar parallel zet met de MOSFET om die te kunnen overbruggen, heb je een mogelijkheid om het roer te bedienen als de schakeling faalt.

Jij gaat er blijkbaar al vanuit dat je brouwsel faalt... Kan.
Maar joh... stel dat die PWM regeling het niet doet... Dan is er nog een autopilot die wat kan. En dan is er ook nog een handstuurwerk wat wat kan. Zelfs SOLAS gaat maar van 1 probleem tegelijk uit hoor...

Op 14 juli 2019 15:50:38 schreef EricP:
Foei, Sparky. Jij zou toch moeten weten dat de verliezen vooral in het schakelen zitten.

Dan doe je het te langzaam, in verhouding met de schakelfrequentie.

Rekensommetje: 100ns schakeltijd, 20kHz, 24V, 10A. Bierviltje berekening:
20kHz * 2 * 100*10^-9 * 24 * 10 /2 ~= 0.5W.

Omdat de stroom juist klein is, vergeleken met de stromen die je kunt schakelen met moderne MOSFETs voor zulke spanningen, zijn de schakelverliezen met 50% hier relatief groot. De schakelverliezen schalen lineair met de stroom, geleidingsverliezen kwadratisch. Als je het over 100A hebt, worden die schakelverliezen 5W, en de geleidingsverliezen 50W, dus de geleidingsverliezen zijn dominant. Pas als je in de buurt komt van de 100kHz of zo wordt het anders.

Je bedoelt dat je met een full-bridge dat niet doet... Yep...

Nee, want als je weet wat je doet, heb je buiten de dode tijd altijd één van de twee MOSFETs van een halve brug in geleiding, ergo, de diodes voeren maar een heel klein deel van de tijd (een paar procent) de motorstroom.

Jij gaat er blijkbaar al vanuit dat je brouwsel faalt... Kan.

Ik ga er vanuit dat alles KAN falen. Dat is een kwaaltje dat je oploopt in de luchtvaart.

Ik had de TS nog willen vragen naar een mechanische backup.

Hallo Sparky GSX: De mechanische back-up is een helmstok op de roeras. Dus vanuit de kuip sturen ,op de ouderwetse manier met een stang het roer bewegen.

Mooi, dan heb je dus een super betrouwbare backup; lijkt me wel zo prettig. Hoe werkt dat in combinatie met de hydraulische bediening? Kun je handmatig een bypass klep of zo openen, zodat je het roer vrij kunt bewegen?

Op 14 juli 2019 18:02:26 schreef SparkyGSX:
Mooi, dan heb je dus een super betrouwbare backup;

Ligt wel aan je geestelijke gesteldheid natuurlijk , maar als die goed is, is het redelijk betrouwbaar.

Hallo Sparky GSX:Ja klopt, er zit een bij-pass afsluiter in het hydraulisch leidingwerk.

Op 14 juli 2019 06:44:03 schreef EricP:
Nadeel van de lampen constructie is dat het zomaar zou kunnen dat je koppel tekort komt als het water wat ruwer wordt.

Dat is een belangrijk nadeel.
De motor voeden vanuit een PWM-regelaar of een DC-DC convertor (24V -> xxV) heeft dat niet.