Professionele vraag: 24V ruitenwissermotor in trein piept en draait niet

Ik gok op een EMC probleem in de buurt van de BTS660, of het reset circuit van de microcontroller.

In het eerste geval zou het inschakelen van de motor tot gevolg hebben dat de BTS door het schakelen van de uitgang een hoog signaal op zijn ingang ziet, waardoor hij de power MOSFET weer uitzet. Zodra die uit is, is het stoorsignaal op de ingang weg, waardoor die weer laag wordt, en hij weer gaat schakelen.

Als hij eenmaal succesvol is ingeschakeld, komt er geen nieuwe storing meer (er wordt immers niet meer geschakeld), en zal hij blijven werken. Een klap op het relais zorgt ervoor dat de BTS kan inschakelen zonder dat er stroom loopt, omdat het contact kortstondig open is.

De andere mogelijk verklaring is dat het reset circuit van de microcontroller niet deugt. Dat heb ik al 1000 keer gezien, ook bij ervaren gebruikers hier op het forum; alleen een pull-up weerstandje is niet genoeg! Voor EMC immuniteit moet er een condensatortje naar de ground zo dicht mogelijk bij de reset pin liggen.

Als je in de software een korte vertraging inbouwt, zodat hij een halve seconde of zo wacht na het opstarten, zou het gedrag anders moeten worden. Daarmee is het probleem niet opgelost, maar het zou wel bewijzen wat het probleem is.

Je zou ook iets anders met een I/O pin kunnen doen, bijvoorbeeld een uitgang voor een aantal seconden aansturen na een reset, dan zou je met een LEDje kunnen zien dat hij onterecht een reset heeft gehad.

Eigenlijk vind ik de frequentie van de piep wel een beetje hoog om een reset probleem te zijn, maar deze controller draait blijkbaar op de interne oscillator, en zou snel kunnen opstarten.

Op donderdag 30 mei 2024 15:44:57 schreef vergeten:
[...] Weet je dat zeker!!!? !

Yes, 100%

Op donderdag 30 mei 2024 16:24:09 schreef Lambiek:
[...]
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.

Je hebt gelijk. 3e borstel, geen dubbele winding.

De trein staat helaas in Finland, dus testen op locatie hebben we 1x kunnen doen, maar toen niets gevonden.

De schakelaar uit de link is inderdaad 16, maar dat is een zelfde schakelaar met andere spec.
Dit is die in de trein zit: https://www.boatshopfryslan.nl/watersport-artikelen/ruitenwissers-moto…

Zelfs op beide wikkelingen tegelijk spanning zetten hebben we al geprobeerd.

We hebben inderdaad ook de motor rechtstreeks op een variable voeding gezet, zowel hoog als laag. De motor functioneerd dan prima. Echter werkt het systeem ook met schakelaar 99 van de 100 keer goed. De enige keer dat we de storing met eigen ogen hebben gezien zat de schakelaar er op aangesloten.

Op donderdag 30 mei 2024 16:17:01 schreef Appel:
De piep komt uit de motor zelf en niet vanuit de bediening?

Klopt, het komt echt bij de motor vandaan. Ik zal kijken of ik daar ook een filmpje van kan vinden.

Op donderdag 30 mei 2024 16:42:17 schreef SparkyGSX:
Ik gok op een EMC probleem in de buurt van de BTS660, of het reset circuit van de microcontroller.

In het eerste geval zou het inschakelen van de motor tot gevolg hebben dat de BTS door het schakelen van de uitgang een hoog signaal op zijn ingang ziet, waardoor hij de power MOSFET weer uitzet. Zodra die uit is, is het stoorsignaal op de ingang weg, waardoor die weer laag wordt, en hij weer gaat schakelen.

Als hij eenmaal succesvol is ingeschakeld, komt er geen nieuwe storing meer (er wordt immers niet meer geschakeld), en zal hij blijven werken. Een klap op het relais zorgt ervoor dat de BTS kan inschakelen zonder dat er stroom loopt, omdat het contact kortstondig open is.

De andere mogelijk verklaring is dat het reset circuit van de microcontroller niet deugt. Dat heb ik al 1000 keer gezien, ook bij ervaren gebruikers hier op het forum; alleen een pull-up weerstandje is niet genoeg! Voor EMC immuniteit moet er een condensatortje naar de ground zo dicht mogelijk bij de reset pin liggen.

Als je in de software een korte vertraging inbouwt, zodat hij een halve seconde of zo wacht na het opstarten, zou het gedrag anders moeten worden. Daarmee is het probleem niet opgelost, maar het zou wel bewijzen wat het probleem is.

Je zou ook iets anders met een I/O pin kunnen doen, bijvoorbeeld een uitgang voor een aantal seconden aansturen na een reset, dan zou je met een LEDje kunnen zien dat hij onterecht een reset heeft gehad.

Eigenlijk vind ik de frequentie van de piep wel een beetje hoog om een reset probleem te zijn, maar deze controller draait blijkbaar op de interne oscillator, en zou snel kunnen opstarten.

Dank, ik ga hier zeker even naar kijken. Maar hoe verklaart dit dat de motor een piepend geluid maakt, niet rond gaat draaien, maar tegelijk met de hand wel relatief makkelijk rond kan worden gedraaid.

Ik kom er op terug!

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).

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...

Begrijp ik goed dat als je 'm tijdens het piepen een zetje geeft, dat ie nog steeds niet verder loopt?

Dan is het waarschijnlijk een probleem zoals Sparky zegt.

De motor kan al piepen bij een duty cycle van 1%, terwijl misschien 5% nodig is om te blijven draaien.

Zit er niet ergens een potmeter waarmee je de minimale pwm of anders het startkoppel mee kan afregelen.

Op donderdag 30 mei 2024 17:02:14 schreef BDH:
Maar hoe verklaart dit dat de motor een piepend geluid maakt, niet rond gaat draaien, maar tegelijk met de hand wel relatief makkelijk rond kan worden gedraaid.

Als dat ding bijvoorbeeld op een hoge frequentie staat te oscilleren, dan hoor je dat in de motor. De spanning die de motor dan krijgt is waarschijnlijk lager waardoor de motor niet genoeg koppel heeft om te gaan draaien.

Ik heb even de datasheet erbij gezocht, de reset zit op pin 4, en daar lijkt een pull-up dat 22k (R4) en een capje (C2), waarschijnlijk naar ground te zitten. Niet direct naast de pin, maar ook niet dramatisch ver weg.

Waar komt het signaal voor die BTS660 (pin 3) vandaan? Volgens je schema hangt die direct aan een pin van je microcontroller, maar dat kan echt niet, want die moet naar 24V kunnen om hem uit te zetten. Gewoonlijk trek je die met een klein torretje of MOSFETje naar de ground.

Zoals het daar nu staat, zou hij volgens mij nooit uit kunnen gaan, omdat de ESD diodes in de microcontroller in geleiding gaan.

[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op (12%)]

Maar hoe verklaart dit dat de motor een piepend geluid maakt, niet rond gaat draaien, maar tegelijk met de hand wel relatief makkelijk rond kan worden gedraaid.

Een motor heeft eigenlijk maar heel weinig kracht. Maar omdat het bv 3000 rpm draait en dan via een tandwiel kast heeft het pas veel kracht.

De motor heeft dan ook een minimaal startkoppel. Als je dan te weinig spanning op de motor zet dan is dat niet genoeg om over dat startkoppel heen te komen en word dat beetje spanning in de motor in warmte omgezet.

Een andere manier om de spanning te regelen is via pwm en dat gebeurt op een bepaalde frequentie. Als de motor via PWM word aangestuurd is dat soms te horen als piepjes in de motor.

Blijkbaar is het benodigde startkoppel door ouderdom oid groter geworden en is deze PWM instelling net te weinig om de motor te laten draaien en ipv van draaien maakt het piepgeluiden.
Doordat je dan de motor even op hog snelheid zet komt er een stuk meer spanning op de motor te staan waardoor deze nu wel wil gaan draaien. Als je dan weer naar de lage snelheid terug gaat dan draait de motor al en hoeft er geen startkoppel meer te worden overwonnen.

Om een motor in beweging te krijgen is er even wat meer spanning nodig maar als dan de motor eenmaal draait is daar minder spanning voor nodig.
Vergelijkbaar met een relais Een 12V relais trekt bv bij 8V aan en eenmaal aangetrokken kan je de spanning soms wel tot 2V verlagen en blijft aangetrokken.

[Bericht gewijzigd door benleentje op (35%)]

als ik naar die print kijk zit er teveel groot spul op om geen vorm van toeren regeling te hebben, 2 zijn vermogens fets. dat janken klinkt mij typisch als een DC motor regeling waar de motor niet op aan wil lopen door te lage spanning. bij een oudere schroeftol kun je dit vaak opwekken door de knop maar net in te drukken.

als het zich voordoet, is het dan zo dat de ruitewisser motor een langere tijd niet is gebruikt?

men zet de schakelaar op stand 1, die interval stand werkt via timers, die sturing hapert weleens, maar de standenschakelaar aanpassen zodat deze van 0 naar stand 2 hoog naar stand 1 laag, naar interval gaat gaat het probleem weleens oplost.

Op donderdag 30 mei 2024 16:24:09 schreef Lambiek:
[...]
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.
[bijlage]
Ik bouw deze motoren om voor andere toepassingen, hier is de derde borstelhouder verwijderd (blauw omcirkeld)

[...]

Is dat niet ongeveer hetzelfde princiepe als een repulsiemotor, maar dan niet continue regelbaar en met alleen twee standen?

Er is een belangrijke opmerking van mij gemist: de motor word met 12V gestuurd! Zie de BTS55.. voeding. Loopt dus nooit op 24V.
Dus leg mij dat eens uit?

Fout in schema. BTS5.. is aangesloten op 24V

@testman, benleentje: de TS zegt toch dat er geen PWM gebruikt wordt, die dikke MOSFET is er om de motor aan een uit te zetten, het relais voor het kiezen van de snelheid.

De reden dat je dat niet met 2 MOSFETs kunt doen (dat ligt toch voor de hand als oplossing), is dat je bij de lage snelheid en spanning van meer dan 24V op de andere aansluiting krijgt, als ik me goed herinner.

Onder dit nummer is er veel meer over deze regelaar te vinden op internet.
En deze is 24 volt.

Cole Hersee Schakelaar 75602-04

Het kan natuurlijk ook nog een foutje in de regelaar zelf zijn.

Op donderdag 30 mei 2024 16:24:09 schreef Lambiek:
[...]
Het lijkt mij stug dat de motor twee aparte wikkelingen heeft.

Huh? Het lijkt me hartstikke gebruikelijk dat een tweesnelhedenmotor voor een ruitenwisser twee wikkeleingen aansluitingen heeft.

Op vrijdag 31 mei 2024 11:14:12 schreef rew:
[...]Huh? Het lijkt me hartstikke gebruikelijk dat een tweesnelhedenmotor voor een ruitenwisser twee wikkeleingen heeft.

Niet bij een ruitenwisser motor. Daar zit een koolborstel onder een andere hoek tov de andere. Ik heb nog geen andere gezien (niet dat ik er veel uit elkaar heb gehaald trouwens).

Ik verdenk dus, zoals ik erder zegde, dat de schakeling in overcurrent gaat en daardoor afschakelt/aanschakelt etc op een dusdanige frequentie dat de boel piept.
Wat dan die overcurrent veroorzaakt is vers 2, diverse oorzaken zijn door anderen al aangegeven.

Op vrijdag 31 mei 2024 00:07:10 schreef Tidak Ada:
Is dat niet ongeveer hetzelfde princiepe als een repulsiemotor, maar dan niet continue regelbaar en met alleen twee standen?

Het principe is niet helemaal gelijk, een repulsiemotor is een wisselstroommotor. Een kleine overeenkomst is dat de borstels bij een repulsiemotor verstelbaar zijn onder een andere hoek om de snelheid te regelen. Ook kan de draairichting van de motor veranderd worden door verdraaiing van de borstels. Een ruitenwissermotor heeft borstels onder een vaste hoek en dat is alleen voor de snelheid hoog/laag toeren.

Op vrijdag 31 mei 2024 11:14:12 schreef rew:
Huh? Het lijkt me hartstikke gebruikelijk dat een tweesnelhedenmotor voor een ruitenwisser twee wikkeleingen heeft.

In principe zou dat kunnen, maar het is niet zo. Zoals je op de foto kunt zien (een aantal posten terug) staan er twee borstels tegenover elkaar en één borstel staat onder een hoek voor de hoge snelheid.

Ik bouw die dingen regelmatig om naar een servo dat werkt prima, je moet alleen de motor inwendig wat aanpassen. Ik haal de borstelhouder die onder een hoek staat altijd weg.

En zoals Henri ook al zei, ik ben nog geen ruitenwissermotor tegen gekomen met twee aparte wikkelingen. De stator is altijd een permanente magneet en de rotor is gewikkeld.

Op donderdag 30 mei 2024 15:50:55 schreef Tidak Ada:
Zo maar es wat losse flodders:

@vergeten:
Kan wel met een worm met heel grote spoed, denk bijvoorbeeld aan het laadje van een CD-speler

Wel een beetje "valse" vergelijking.
Bij de CD speler zijn de krachten minimaal, dat is wel anders bij de motor van TS.
Die motor is grofweg een factor 10x zo groot en zwaar.

Is allemaal niet belangrijk. Het hangt af van de wrijvingscoëffiënten tussen de diverse onderdelen. Als die allemaal 0 zijn, dan kan je altijd een wormwielaandrijving omgekeerd aandrijven. In de praktijk is de spoed van een wormwiel klein, want je wil juist een groot verzet hebben en de wrijvingscoëffiënt(en) van de motor is/zijn vrij hoog.
Met een grove spoed en een lichtlopende motor is het haalbaar.

Op vrijdag 31 mei 2024 18:41:37 schreef vergeten:
Bij de CD speler zijn de krachten minimaal, dat is wel anders bij de motor van TS.
Die motor is grofweg een factor 10x zo groot en zwaar.

Alles naar verhouding. Minimale krachten -> klein motortje, niet zó minimale krachten -> groter motortje.

er kan ook een bug in de programmering van de processor of storing in de omgeving zijn, waardoor die soms niet doet wat je ervan verwacht, en dan vastraakt in een loop.
Als de piep zich voordoet, en je koppelt het circuit af en weer aan van de voeding, indien mogelijk, is de piep dan weg?

Op vrijdag 31 mei 2024 12:27:51 schreef henri62:
[...] Niet bij een ruitenwisser motor. Daar zit een koolborstel onder een andere hoek tov de andere.

Ah! ok. Ja, dat kan ook. In ieder geval is een tweede aansluiting gebruikelijk om de andere snelheid van de motor te produceren.

Maar belangrijk is dus, dat het niet gebruikelijk is om het ding te PWM-en om de lage snelheid te krijgen. Je sluit de voeding gewoon op de andere voedingspin van de motor aan om hem langzaam te laten gaan.