Talk:Germany/TiVA
Welcome to the Open Source Development Discussion page of TiVA. This is a backstage look to show a bit what's behind the scenes of this project. These chat logs may contain ideas which are not yet processed into regular wiki content, I use this as a sketchbook to cache some stuff. Feel free to add any critics here at the end or just drop me a line! --Alex Shure 00:21, 5 April 2012 (CEST)
[15:08] <shure> chron0: habe ein paar Fehler korrigiert bei den wiki einträgen auf OSE
[15:08] <shure> + Intro über JDV
[15:09] <shure> hab noch ein paar relevante klamotten eingetragen die ich verfügbar habe wie step-downs usw
[15:09] <shure> kannst du das gleiche für apollo machen?
[15:14] <shure> Ich hab leider noch keinen LED treiber gefunden der PWM input hat und die 500mA pro emitter sourcen kann (common anode leds..)
[15:14] <shure> bzw hab welche gefunden, aber als einzelbausteine und nicht 3xregler in einem package,
[15:15] <shure> der preis von 2 euro ist da einfach nicht drin glaube ich
[15:15] <shure> da kosten die chips allein schon mehr ohne spule (auch teuer) und board
[15:17] <shure> wir könnten auch versuchen einen kleinen billigeren zu nehmen auf einer platine fertig, drei kanäle, 20mA oder so, PWM eingang. mit den 20ma ausgängen dann diskrete logic level mosfets schalten, die wir dahinterbasteln.
[15:17] <shure> problem ist der feedback loop wegen der stromüberwachung
[15:17] <shure> wenn shuntbasiert geht das,
[15:18] <shure> wenn aber package mit integrierter endstufe dann nicht
[16:48] <chron0> i c
[16:48] <chron0> das heisst entweder crappy loesen oder teuerer und dafuer in sinnvoller pwm mit current control
[16:51] <shure> hab noch keine chinalösung abgegrast mit fertiger platine,
[16:52] <shure> für led taschenlampen gibts bestimmt bei dealextreme oder so fertige bausteine
[16:52] <shure> vielleicht kriegen wir damit eine günstige lösung hin. drei von den endstufen..
[16:52] <chron0> jo, aber da kein rgb
[16:52] <chron0> in der regel
[16:52] <shure> deswegen drei
[16:53] <shure> oft für drei geeignet, aber nur in serie
[16:53] <shure> das können wir nicht gebrauchen
[16:53] <shure> 500mA möchte ich schon durchpulsen, das können die LEDs mit nem kleinen duty cycle ab und flasht ganz schön
[16:53] <chron0> hm, kannst ja nochmal ins design der moodlamps schauen, ich hab das konzet nicht mehr im kopf aber da musste es ja auch irgendwie billig und doch haltbar geloest sein
[16:53] <shure> ja schau ich grad mal rein
[16:53] <chron0> wevtl hat iggy_ da noch ein wenig mehr input, ich hab mal nur eine gebaut udn schon wieder laengst vergessen
[16:54] <chron0> ich weiss nur nicht wie effizient das ganze ist, ich meine mich zu erinnern das wir drei lastwiderstaende mit aufm board hatten ;)(
[16:55] <chron0> das ist es halt, warum ich sage: geld = scheisse
[16:55] <chron0> es gibt gute loesung, die auch effizient sind
[16:55] <chron0> aber, niemand ist bereit das GELD auszugeben
[16:57] <shure> ähm, https://brezn.muc.ccc.de/~schneider/moodlamp-rf/tags/board/0.30/sch.png
[16:57] <shure> -> widerstaende vor den LEDs
[16:57] <shure> fällt also weg
[16:58] <shure> wäre bereit eine low cost variante mit linearregler zu machen, entweder irf5x0 oder lm317. das kann beides pwm als input und ist für 0,4eu pro kanal zu realisieren
[16:58] <chron0> uh 500ma durch lm317?
[16:59] <shure> puls!
[16:59] <chron0> jaja
[16:59] <shure> dauer = 250max
[16:59] <chron0> klar
[16:59] <chron0> muesste man mal rechnen, ich nutz den derzeit fuer den picuouvx
[16:59] <shure> es komt ja auf den drop an
[16:59] <chron0> um 11 leds in serie mit konstant 20mA zu nehmen
[16:59] <shure> und wir werden davon wenig haben,
[16:59] <shure> ausser beim roten emitter,
[16:59] <chron0> brauchst halt VFLED + 3.5V bei LM317
[16:59] <shure> da wird dann halt mit einem passiven glied weiter verbraten
[17:00] <chron0> minim
[17:00] <shure> die 3,5v brauchen wir nicht
[17:00] <shure> ich betreibe einen 0-drop linearregler mit einer mosfet schaltung
[17:00] <shure> das geht beim lm317 auch dachte ich
[17:00] <shure> dann fällt der halt weg,
[17:00] <shure> ist eh teuerer als ein schlechter mosfet
[17:00] <chron0> nicht das ich wusste
[17:01] <chron0> da werden immer die 3.5v angegeben
[17:01] <chron0> deswegen mache ich ja step-up auf 42V
[17:01] <shure> wir brauchen nämlich einen "schlechten": über ihn wird gedropt also darf Rds ruhig schön hoch sein, 0,5ohm oder so kein problem
[17:02] <chron0> hmm jo, ich wuerds schieben
[17:02] <chron0> einfahc irgend einen marker preislich in der mitte setzen
[17:02] <chron0> die leds sind erstmal total uninteressant
[17:02] <shure> die BOM hat ein update
[17:02] <shure> und einen graph
[17:02] <shure> und teile für 32 TiVAs
[17:02] <chron0> erstmal waere ein laufender gelagerter und sitzender rotor mit funktionierendem generator prio imho
[17:02] <shure> nur ganz grob abgeschätzt
[17:03] <chron0> der flashy, /funky schnickschnak fuer sales/marketing kann gern hintendran noch gemacht werden
[17:03] <shure> der generator skaliert schlecht wegen den magneten. aber die sind zu fett für TiVA
[17:03] <shure> habe hier ne recht günstige lösung gefunden,
[17:03] <shure> wenn man 1000 kauft ist der preis schon ganz anders in china. problem ist der zoll, macht das fast wieder wett ?
[17:04] <chron0> mit glueck gehts aus china auch so durch
[17:04] <chron0> und selbst wenn, soviel ist das nicht
[17:04] <chron0> ust halt drauf
[17:04] <chron0> und evtl 2-3% je nach artikel, in der regel abe rnicht
[17:04] <chron0> hab auch schon viel aus china bekommen, wo der zoll ueberhaupt nicht nach gekraeht hat
[17:05] <shure> http://www.ebay.com/itm/500-Pc-N42-1-2x1-8-Strong-NdFeB-Neodymium-Disk-Magnets-/220992085888?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item3374279f80
[17:05] <chron0> like i said, es skaliert nur mit masse
[17:05] <shure> 500/24 = material für 20 rotoren. also 10-20 TiVAs
[17:07] <shure> die fluxdichte bringt natürlich deutliche wirkungsgradeinbusse gegenüber N52 und dann größeren magneten, sowie eine maximale stromlieferfähigkeit, aufgrund der feldschwächung vom magneten bei der induktion
[17:07] <shure> alles aber nebensächlich gegen den preis von größeren magneten
[17:27] <shure> die NRF module kriegen wir für 2,00 pro transceiver hin denke ich, ohne antenne
[17:27] <shure> reicht ja eine pcb antenna für die 0db. ist eh fast LOS
[17:28] <shure> wie im wikieintrag steht hab ich auch noch funkmodule da
[18:51] <shure> bissl aufgabenverteilung vorneweg: ich übernehme die hardwareentwicklung für die LED ansteuerung
[18:52] <shure> werde einen linearregler als konstantstromquelle mit mosfetendstufe und shunt im sourcezweig diskret aufbauen
[18:52] <shure> 0,40eu pro kanal, also 1,20 pro rgb-led möchte ich hinbekommen, ohne platinenkosten
[18:55] <shure> theoretisch könnte man ja auch z.b. einen msp430 als led driver nehmen. aber ich habe noch nie einen schaltregler komplett "diskret" programmiert in der form. wenn man alles in asm macht und den hoch taktet, könnte man mit winzigen spulen am ausgang eine getaktete konstantstromquelle bauen
[18:56] <shure> naja man bräuchte ja immernoch mosfets am ausgang
[18:56] <shure> günstiger als meine version wäre das nicht, aber halt effizienter wenn man von hohen spannungen runterregelt
[18:57] <shure> plan für tiva soweit: generator so auslegen, dass er stets 6-32v liefert, nach gleichrichtung,
[18:58] <shure> dann folgt buck->6V
[18:59] <shure> dann ein low-drop integrierter linearregler, 7805 derivat, was daraus 5V macht.
[18:59] <shure> mit den 5V kann man dann 1. eine USB-A-Buchse speisen
[18:59] <shure> 2. den MCU und main controller,
[18:59] <shure> 3. das funkmodul
[19:00] <shure> 4. die LED
[19:00] <shure> die 6V brauchen wir vorher, um damit die akkus laden zu lassen.
[19:00] <shure> oder man läd die in 2p2s o.ä.
(...)
[00:20] <shure> chron0: Habe den Generator berechnet.
[00:21] <shure> chron0:(...) was noch fehlt ist die Verlustleistung und Drahtdickenbestimmung.
[04:06] <shure> chron0: komme irgendwie dabei raus, dass einphasig deutlich mehr spannung bringt beim generator anstatt dreiphasig zu wickeln. ist ja auch irgendwie logisch, gell? die drei phasen werden ja nie seriell verknüpft und können sich nicht addieren, ausser man richtet alle einphasig gleich und verkettet die dann in serie, ohne N oder Sternpunkt!!!!
[04:07] <shure> dafür müsste man aber nicht nur gleichrichten sondern auch gleich filtern, und hat trotzdem eine richtig große restwelligkeit
[04:07] <shure> also mein vorschlag: 16 magnete,
[04:07] <shure> 16 spulen
[04:07] <shure> 1phasig mit mehreren taps,
[04:08] <shure> um dann aus 8s1p dann on-demand andere configs zu machen:
[04:08] <shure> 4s2p, 2s4p, und ultimativ wenn der wind stürmt 1s8p
[04:09] <shure> gute lösung oder? bringt extremen wirkungsgradgewinn die technik, wenn man sich die ohmschen verluste anschaut.
[04:10] <shure> knackpunkt wird dann die matrixverschaltung, uiuiui! wohl ein nicht so einfaches gatter schätze ich mal. dazu noch mosfettreiber etc,
[04:10] <shure> damit man das gate anheben kann
(...)
[22:57] <shure> chron0: Ich hab' den Generator für TiVA berechnet
[22:57] <shure> geringstmögliche kosten um über 90% Wirkungsgrad zu bleiben bei 1W output
[22:58] <shure> Er hat 16 Magnete, 16 Spulen quadfilar gewickelt mit 32 windungen, einen rotor, einen stator
[22:59] <shure> 0.4mm, 0.45mm oder 0.5mm kupferlackdraht
[23:00] <shure> Bei 60 u/min etwa 82%, 6V, 0.5W
[23:01] <shure> da können wir aber noch keine 0.5W entnehmen denke ich, ausser man baut den rotor größer.
[23:08] <chron0> jo, in der groesse wird sich da denk ich auch glaub ich nicht viel mehr machen lassen
[23:08] <chron0> ohne exorbitante kosten mit minimaler mehr output zu generieren
[23:10] <chron0> nochmal zum verstaendnis, 0.4mm zu einem 4er strang parallel und davon dann 32 windungen im serpentine prinzip (16 schlaufen)
[23:11] <chron0> oder willste hier jetzt wieder einzelne spulen einsetzen?
[23:19] <shure> nein, einzelne spulen,
[23:19] <shure> 1. serpentine quadfilar baut höher
[23:19] <shure> 2. die eingesetzten magnete sind flach,
[23:19] <shure> das feld nimmt stark ab
[23:20] <shure> mit dicken magneten hat man ein größeres feld und keine so große schäwchung, hier lohnt sich das nicht
[23:20] <shure> wichtig ist, dass ist kein drehstrom, eine phase
[23:20] <shure> spart deutlich kupfer
[23:21] <shure> es gibt ja keine 24 oder 32 pole, da rentiert sich kein serpentine prinzip, auch weil's nur mal eben 32 windungen sind
[23:23] <shure> schau mal in dem vierten tabellen sheet von der TiVA BOM list, da kannst du selbst parameter eingeben in feldern die grün markiert sind
[23:24] <shure> die verschaltung der spulen wird sehr einfach, es werden 8 anschlüsse herausgeführt und alle spulen jeweils seriell verschaltet,
[23:24] <shure> dabei ist es egal welcher ausgangspol der einen mit dem eingangspol der nächsten gepaart wird,
[23:24] <shure> weil eh alle stränge seriell sind
[23:26] <shure> bei 128u/min haben wir 34 Hz - groß puffern mit elko macht sinn um das system träge zu machen und mit sicherheit auf spitzen und laständerungen reagieren zu können
[23:27] <shure> wenn ein windstoß kommt und der rotor 500/min macht, gibts 54V nach gleichrichtung und no load,
[23:28] <shure> also schön elkos dahinter als tiefpass, damit die spannung langsamer ansteigt, der rotor nicht so belastet wird und der MCU umschalten kann von 8s1p auf 4s2p
[23:32] <shure> nach schottky gleichrichter mit 4 dioden kommt der filter, shunt, spannungsmessung mit spannungsteiler + opamp. dann ein step-down mit LM2596. der arbeitet mit 150khz fix, kann bis 40V am eingang, 3A ohne mosfet am ausgang. ausgangsspannung 3.3, 5 , 12 etc, wählbar auch wärend des betriebs.
[23:34] <shure> stand by power zieht er 80µA. bei 12Vout und von 0.2-3A load 90% wirkungsgrad. im standby zieht er fast nix. kostet recht wenig und braucht nur 4 externe bauteile
[23:34] <shure> das alles machen ihn erstmal für den richtigen kandidaten hier
(...)
[23:42] <shure> der generatordurchmesser ist extrem optimiert auf 160mm runter
[23:43] <shure> weiss noch nicht ob wir die spulen alle unterkriegen, muss ich mal modeln...
[23:43] <shure> magnete 15mm durchmesser, höhe egal, je höher desto besser
[23:44] <shure> doppelstator möglich bei diesem design, aber nicht nötig.
[23:44] <shure> stahlplatte als rotor wo die magnete drauf sind bring fluxerhöhung von etwa 30%,
[23:45] <shure> zweiter stator ein wenig mehr
[23:45] <shure> stahlplatte als magnethalter machen wir auf jeden fall,
[23:45] <shure> ist viel günstiger als zweiter stator mit mehr spulen.
[23:45] <shure> erst wenn wir zu große verluste hätten, also bei einem großen modell, lohnt ein weiterer stator oder rotor.
[23:47] <chron0> jo, hatte ich ja am anfang schon gemeint, das wir uns hier das kurzschlussprinzip zu nutze machen
(...)
[23:51] <shure> den LM2596adj lassen wir vom MCU steuern,
[23:51] <chron0> hmm, das wird interessant
[23:51] <shure> das heisst entweder im constant voltage mode wenn keine batterien geladen werden sollen,
[23:51] <shure> oder auf erhaltungsladung halt
[23:52] <shure> oder ganz abschalten, wenn der rotor nicht shcnell genug ist = weniger last
[23:52] <shure> zusätzlich einen constant current mode implementieren,
[23:52] <shure> dann kann man die akkus von dem LM2596 sicher laden lassen
