Heren en dames,
Laat ik beginnen met zeggen dat ik deze vraag niet vanuit hobby sferen plaats. Wat ik daarmee bedoel is dat ik deze vraag stel vanuit mijn werk. Ik hoop dat dat gewaardeerd en toegestaan wordt 
Wij zijn ten einde raad, vandaar dat ik hoop dat jullie expertise ons verder kan helpen.
Wij hebben een ruitenwissersysteem geleverd dat op een trein gemonteerd zit. Dit is een 24VDC ruitenwissermotor met parkeerstand (dmv parkeerschijf in de vertandingskast). Super simpel, niks bijzonders. De motor wordt aangestuurd met een ruitenwisserschakelaar.
(https://store.polarwire.com/electronic-wiper-switch-16v-max-1-motor/ , let niet op voltage)
Het is geen mechanische schakelaar, maar er zit wat elektronica in die de output naar de motor regelt.
De schakelaar heeft 4 standen:
Stand 0: uit
Stand 1: interval (instelbaar)
Stand 2: slow
Stand 3: fast
De klacht:
Laat ik beginnen met dat de storing maar zelden voorkomt. Het grootste gedeelte van de tijd werkt het systeem goed.
Als de storing zich voordoet gebeurt het als volgt: Wanneer de schakelaar uitstaat en de schakelaar naar slow-speed geschakeld wordt, gaat de motor niet draaien, maar genereert deze een hoge piep. (dit is dus de storing).
Zodra de schakelaar vervolgens naar high-speed wordt gedraaid, gaat de motor op hoge snelheid draaien (storing voorbij).
Terugschakelen van slow-speed werkt daarna ook weer goed.
Ik heb het schema van de schakelaar ge-reverse-engineered, zie bijlage.
in de schakelaar zit een relais die de slow- en high speed output regelt. (zie filmpje, het zwarte boxje is het relais) Let op, de output is gewoon constant 24V, geen PWM. De motor heeft 2 aparte windingen voor high en slow speed.
Wanneer de storing zich voordoet (schakelaar staat op 'slow' en motor draait niet maar piept) en men een klap geeft op het relais in de schakelaar, gaat de motor ineens weer draaien en functioneerd het systeem weer goed.
Logischerwijs verdenken we (het relais in) de schakelaar natuurlijk. Bijvoorbeeld een hoge overgangsweerstand in het relais. Echter zie ik niet in hoe dit ervoor kan zorgen dat de motor zich op deze manier gedraagd. Hoe kun je eigenlijk een slechte overgangsweerstand simuleren/testen?
Wat we getest hebben:
Kabeldikte. Dikte kabels is 1.5mm2 met een lengte van ongeveer 15meter.
De motor trekt ongeveer 4A. Beter zou zijn 2.5mm2, maar de spanningsval over de kabel valt opzich niet tegen. Bovendien, als we de motor testen op een losse regelbare voeding, begint de motor bij 5 volt al langzaam te draaien. 1 of 2V spanningsval over de kabel zou in theorie geen probleem moeten zijn.
Koppel motor te klein. De motor is sterk genoeg voor deze toepassing.
Voor de 12V/24V experts onder ons, wat denken jullie als je dit zo hoort?
Groet
EDIT: Het lastige is dat de storing zich zelden voordoet. De keer dat we het met eigen ogen gezien hebben was er geen oscilloscoop beschikbaar. Startstroom is ongeveer 7A.
De spanning op de motor bij lage snelheid is (als die goed functioneerd) ongeveer gelijk aan de voedingsspanning.
De spanning op de motor tijdens de storing hebben we helaas niet kunnen meten 
Op lage snelheid trekt de motor rond de 3A (24V)
Vovpvi
De jacht is mooier dan de vangst....
Hoeveel stroom trekt de motor op lage snelheid als je die op een normale 12V-voeding aansluit?
Welke spanning meet je op de motor bij lage snelheid?
Kan je de startstroom meten?
henri62
1-st law of Henri: De wet van behoud van ellende. 2-nd law of Henri: Ellende komt nooit alleen.
Hoe ziet de print eruit, ik neem aan dat er meer op zit dan alleen wat je op het reverse engineered schema hebt staan?
Maak eens een foto hoe het relais en sturing opgebouwd is.
Ik verdenk een slechte ontkoppeling (in tekening volledig afwezig dus) van de CPU of een beroerde routing van sprintsporen oid.
Ik zie ook een current sense weerstand, dat suggereert dat de CPU de motor stroom kan afschakelen en dus de "piep" kan veroorzaken als de boel in overcurrent gaat.
Is de 24V voeding wel echt 24V DC? Geen rimpel te meten die mogelijk rare storingen kan veroorzaken?
Fotos heb ik inderdaad. Zie bijlage.
Het vreemde is dat we deze schakelaar heel vaak toegepast wordt bij treinen en boten, maar alleen hier problemen geeft. Wat ik nog vergeten ben om te zeggen: het uitwisselen van de schakelaar met een nieuwe schakelaar heeft geen verschil opgeleverd
Op donderdag 30 mei 2024 10:11:50 schreef evelo:
Is de 24V voeding wel echt 24V DC? Geen rimpel te meten die mogelijk rare storingen kan veroorzaken?
De 24VDC is eigenlijk iets hoger, rond de 28VDC. Rimpel hebben we helaas niet kunnen meten, omdat er geen oscilloscoop voor handen was.
Op donderdag 30 mei 2024 09:16:11 schreef BDH:
Wanneer de schakelaar uitstaat en de schakelaar naar slow-speed geschakeld wordt, gaat de motor niet draaien, maar genereert deze een hoge piep. (dit is dus de storing).
Mijn idee, de motor heeft een zwaar punt ergens.
Oplossing, bij opstarten eerst een flinke puls geven om op gang te komen.
Met zwaar punt bedoel ik niet dat de motor stuk is, meestal zal de motor net wel gaan draaien en dan soms net niet. ( is mijn vermoeden )
Krijgt de motor op "lage snelheid" een lagere spanning van de print? Dan kan het zijn dat de motor soms op lage snelheid niet genoeg koppel kan leveren om in beweging te komen. Door hem dan op hoge snelheid te starten en terug te schakelen naar lage snelheid blijft hij draaien. Sommige motoren maken geluid als ze niet op gang willen komen. Al lijkt die pieptoon meer een PWM sturing te zijn. Dat zou wel genoeg koppel moeten geven om te starten.
even heel belangrijk: hebben we het hier over een 24V uit accu's of komt die toevallig van een SMPS via de hoogspanning van de bovenleiding?
een SMPS kan wel eens heel vervelend zijn als je er een PWM printje met een uC achter gaat plankken.
Op donderdag 30 mei 2024 10:15:33 schreef BDH:
[...]De 24VDC is eigenlijk iets hoger, rond de 28VDC. Rimpel hebben we helaas niet kunnen meten, omdat er geen oscilloscoop voor handen was.
Voor een eerste indicatie kan je ook meten met een multimeter op stand AC.
henri62
1-st law of Henri: De wet van behoud van ellende. 2-nd law of Henri: Ellende komt nooit alleen.
Op donderdag 30 mei 2024 10:14:55 schreef BDH:
Fotos heb ik inderdaad. Zie bijlage.
Ah gelukkig, er zit dus nog veel meer op. En de nodige ontkoppeling.
Ik zie dat die BTS50055 een high side switch is, dus de motor kan helemaal niet op 24V lopen want je hebt +12V op de input staan. (Kortom, je hebt de verkeerde motor of besturing)
Waar komt die 12V vandaan als je boordnet 24V is?
Het stuk rondom die Q2 fet zal er voor gebruikt worden om de motor geforceerd te stoppen op het juiste nul-punt.
fatbeard
Honourable Member
Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.
Dit klinkt mij in de oren als een puur mechanisch probleem met de ruitenwisser(motor) zelf.
Een zwaar punt kan, wat ook kan:
- het vet in de vertragingskast is wat verhard
- het ruitenwisserblad is (bijna) versleten
- de ruit of het wisserblad is niet schoon
- het lager van de ruitenwisser loopt stroef
- de veer die het ruitenwisserblad aandrukt is te zwaar
De oplossingen hiervoor zijn evident.
Robbe de Smet
I'm only responsible for what I write but not for what you understand !
Op donderdag 30 mei 2024 09:16:11 schreef BDH:
Wij hebben een ruitenwissersysteem geleverd dat op een trein gemonteerd zit. Dit is een 24VDC ruitenwissermotor met parkeerstand (dmv parkeerschijf in de vertandingskast).
Technisch gaat mijn vraag je niet vooruit helpen maar toch uit interesse:
Hebben jullie er meerdere geleverd en hebben ze er allen last van?
Als het piept dan ligt het niet aan het relais. Die piept niet.
En de BTS schakelt ook niet vanzelf uit, want dat doet die pas bij 70A.
Dus dan is het misschien de voeding, maar dat lijkt ook niet waarschijnlijk.
Blijft over de microprocessor. De BTS geeft een signaal (Vis) waarmee de processor de stroom kan meten, en de processor kan dan uitschakelen. Dus het lijkt erop dat de motor soms meer start-stroom trekt dan de processor toelaat. Die max stroom zou vermeld moeten zijn in de datasheet van de schakelaar.
Je zou een proefopstelling kunnen maken waar je de motor vervangt door een aantal power-weerstanden. Dan kun je steeds weerstanden parallel bijschakelen. Dan kun je testen bij welke stroom het systeem gaat piepen (ook te meten met een oscilloscope).
De BTS... schakelt in current limiting modus op een hoorbare frequentie uit/aan
Met de klap op het relais lukt het je om het contact heel kort te onderbreken en dus te "herstarten"
Als de knop is vervangen zit het probleem in de motor
Ik zie, zoals al door anderen gesuggereerd, ook eerder een mechanische oorzaak.
Is het wisblad gelijk aan de andere opstellingen?
Als dat bv langer is dan is de mechanische weerstand ook hoger en zal de motor net niet aanlopen in de lage snelheid omdat de regelaar in beveiliging gaat.
Of als het een tijdje niet geregend heeft en het wisblad een beetje plakt.
[Bericht gewijzigd door revado op (13%)]
Op donderdag 30 mei 2024 11:19:59 schreef fatbeard:
Dit klinkt mij in de oren als een puur mechanisch probleem met de ruitenwisser(motor) zelf.
Een zwaar punt kan, wat ook kan:
- het vet in de vertragingskast is wat verhard
- het ruitenwisserblad is (bijna) versleten
- de ruit of het wisserblad is niet schoon
- het lager van de ruitenwisser loopt stroef
- de veer die het ruitenwisserblad aandrukt is te zwaar
De oplossingen hiervoor zijn evident.
Dit was ook een beetje mijn idee, of een drijfstang die 'over center' klikt in de parkeerstand.
Maar als dat het geval is, betekent dat je het probleem ook (vaker) moet kunnen optreden door bewust de ruitenwisser moeite te geven met op gang komen. Test dat eens. Gewichtje er aan plakken, of als je er bij kan simpelweg tegendruk geven.
Het lijkt er op, dat op lage snelheid de initiële startstroom niet geleverd kan worden. Daardoor krijgt de motor te weinig koppel om te beginnen. De zeer waarschijnlijke PWM regeling (Wat gaat er nu eigenlijk piepen bij een dc motor?) doet dan zijn uiterste best om de boel op gang te helpen maar kan niet voldoende (misschien vanwege een beveiliging) stroom leveren om de eerste inertie door te komen.
Waarschijnlijk loopt de motor/wisser combinatie mechanisch gewoon te zwaar. Een andere sterkere aansturing van deze motor zou kunnen helpen.
Hebben andere systemen hier geen last van of heeft alleen deze juist een grotere wisser?
[Bericht gewijzigd door Ex-fietser op (16%)]
Bedankt voor de vele antwoorden! Ik zal proberen nog wat toelichting te geven:
Op donderdag 30 mei 2024 10:27:03 schreef Nightwalker:
Krijgt de motor op "lage snelheid" een lagere spanning van de print?
Nee. De motor heeft 2 aparte wikkelingen (3 koolborstels, snel, langzaam, min). Voor beide windingen is de voedingsspanning 24V
Op donderdag 30 mei 2024 10:32:48 schreef High met Henk:
even heel belangrijk: hebben we het hier over een 24V uit accu's of komt die toevallig van een SMPS via de hoogspanning van de bovenleiding?een SMPS kan wel eens heel vervelend zijn als je er een PWM printje met een uC achter gaat plankken.
Het is een diesellocomotief, hij maakt geen gebruik van de bovenleiding. Er zit ongetwijfeld ergens een omvormer/regulator tussen. De uitgang van de schakelaar wordt niet PWM gestuurd. In feite is het enige wat de schakelaar doet een relais met wisselcontact aansturen waarvan de common op de +24V is aangesloten, en de 2 wisselcontacten gaan naar de snelle en de langzame spoel van de motor (zie schema in eerste post)
Op donderdag 30 mei 2024 13:53:21 schreef Ex-fietser:
Het lijkt er op, dat op lage snelheid de initiële startstroom niet geleverd kan worden. Daardoor krijgt de motor te weinig koppel om te beginnen. De zeer waarschijnlijke PWM regeling (Wat gaat er nu eigenlijk piepen bij een dc motor?) doet dan zijn uiterste best om de boel op gang te helpen maar kan niet voldoende (misschien vanwege een beveiliging) stroom leveren om de eerste inertie door te komen.Waarschijnlijk loopt de motor/wisser combinatie mechanisch gewoon te zwaar. Een andere sterkere aansturing van deze motor zou kunnen helpen.
Hebben andere systemen hier geen last van of heeft alleen deze juist een grotere wisser?
De snelheid wordt niet geregeld door PWM. Op de uitgangen, zowel slow als fast staat constant 24V (voedingsspanning).
Ik vermoedde ook dat het een PWM zou zijn die verantwoordelijk is voor de piep, maar dat is helaas niet zo(geverifieerd met een scoop) Daarom is het ook zo vreemd dat die motor staat te piepen.
Uiteraard hebben we geprobeerd om het piepen uit te lokken door de ruitenwisserarmen te blokkeren. Op dat moment is de stroom maximaal (stall current, motor kan niet ronddraaien), maar zelfs dan creert die geen piepend geluid.
Op donderdag 30 mei 2024 11:24:32 schreef Robbe de Smet:
[...]Technisch gaat mijn vraag je niet vooruit helpen maar toch uit interesse:
Hebben jullie er meerdere geleverd en hebben ze er allen last van?
Yes, er zijn meerdere locomotieven binnen dit project waar het probleem zich voordoet.
Op donderdag 30 mei 2024 13:53:21 schreef Ex-fietser:
Het lijkt er op, dat op lage snelheid de initiële startstroom niet geleverd kan worden.
Zou kunnen, maar het is wel vreemd dat het systeem wel direct gaat draaien zodra die op 'fast' wordt gezet. De opstartstroom zou alleen nog maar groter zijn dan
Op donderdag 30 mei 2024 13:38:21 schreef Ledlover:
[...]Dit was ook een beetje mijn idee, of een drijfstang die 'over center' klikt in de parkeerstand.
Nog een belangrijke toevoeging, de ene keer dat ik erbij stond toen het probleem zich voordeed, heeft een collega buiten handmatig de ruitenwisserarmen verplaatst (ja, je kunt de ruitenwissermotor via de armen draaien, door het wormwiel heen).
De armen lieten zich gemakkelijk verplaatsen, alsof ze wel bekrachtigd is (is die ook) maar onder geen beding ging de motor uit zichzelf draaien. Daardoor lijkt het ook niet met de positie van de parkeerschijf te maken te hebben...
vergeten
Golden Member
Doorgaans ben ik duidelijk met wat ik bedoel, toch wordt het wel anders begrepen.
Op donderdag 30 mei 2024 15:30:02 schreef BDH:
[...]Nog een belangrijke toevoeging, de ene keer dat ik erbij stond toen het probleem zich voordeed, heeft een collega buiten handmatig de ruitenwisserarmen verplaatst (ja, je kunt de ruitenwissermotor via de armen draaien, door het wormwiel heen).
Weet je dat zeker!!!? Een wormwielaandrijving omgekeerd aandrijven kan eigenlijk nooit, gaat meestal kapot.
Of zit er een slipkoppeling tussen, maar dan draait de (wormwiel)motoras niet!
Tidak Ada
Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie.
Zo maar es wat losse flodders:
Je zou kunnen proberen de standen 'fast' en 'slow' te verwisselen....
Treedt het symptoom alleen op bij die éne installatie en niet in andere treinen?
Al eens de bedrading van fast en slow nagekeken is er misschien oxide op een van de punten van slow, waar de draad met schroef of klem is bevestigd? De overgsangsweerstand kan de storende factor zijn. Kan ook een ingebrand contact in schakelaar of relais zijn.
@vergeten:
Kan wel met een worm met heel grote spoed, denk bijvoorbeeld aan het laadje van een CD-speler
[Bericht gewijzigd door Tidak Ada op (11%)]
De piep komt uit de motor zelf en niet vanuit de bediening?
Volgens mij zorgt de BTS ervoor dat die piep er komt, welke reden die daarvoor gebruikt durf ik niet te zeggen. Het snelle in en uitschakelen van deze zorgt ervoor dat je het in de windingen kan horen.
Door een klap op het relais krijg je wss een heel korte onderbreking waardoor die alsnog door de beveiliging geraakt.
Spanning op in en uitgang even monitoren zou een hele hoop kunnen verklaren. Het zou zomaar kunnen dat bij het inschakelen de boel net even de ver wegzakt, er zit hier en daar wellicht nog een stekkerverbinding etc waardoor dit dus kan. Dan kan je best 28V op je boordnet hebben maar bij het inschakelen van de wisser op de bedieningsmodule bv kortstondig maar 20V. Zowel bij het doorschakelen als bij de klap op het relais krijg je even een onderbreking. In het laatste geval is de winding al gemagnetiseerd en is dat misschien net genoeg om 'm laten te starten.
Op donderdag 30 mei 2024 15:23:30 schreef BDH:
Nee. De motor heeft 2 aparte wikkelingen (3 koolborstels, snel, langzaam, min). Voor beide windingen is de voedingsspanning 24V
Het lijkt mij stug dat de motor twee aparte wikkelingen heeft. Als het goed is heeft de motor gewoon permanente magneten en een anker. Die drie borstels klopt wel, één voor langzaam en één voor snel. Om dat te bewerkstelligen staan de borstels onder een hoek, zie foto.
Ik bouw deze motoren om voor andere toepassingen, hier is de derde borstelhouder verwijderd (blauw omcirkeld)
De snelheid wordt niet geregeld door PWM. Op de uitgangen, zowel slow als fast staat constant 24V (voedingsspanning).
Ik vermoedde ook dat het een PWM zou zijn die verantwoordelijk is voor de piep, maar dat is helaas niet zo(geverifieerd met een scoop) Daarom is het ook zo vreemd dat die motor staat te piepen.
Je hebt het gecontroleerd zeg je en toch klinkt het wel zo.
Heb je het al geprobeerd zonder die schakelaar er tussen, dus gewoon spanning zetten op de lage en hoge stand? Niet tegelijk uiteraard.
Op donderdag 30 mei 2024 15:44:57 schreef vergeten:
Een wormwielaandrijving omgekeerd aandrijven kan eigenlijk nooit, gaat meestal kapot.
Bij een ruitenwissermotor kan dat gewoon, de worm heeft een vrij grove spoed.
Op donderdag 30 mei 2024 09:16:11 schreef BDH:
Wij hebben een ruitenwissersysteem geleverd dat op een trein gemonteerd zit. Dit is een 24VDC ruitenwissermotor met parkeerstand....
Je zegt dat de motor 24VDC is, maar je ruitenwisserschakelaar is maar geschikt voor max 16VDC. Hoe zit dat?