Kinder-Elektroauto Bastelthread (vormals Lipos günstig)

Hallo!

Nachdem sich hier im Thread lange nix getan hat mal wieder ein Update.
Auf den Bildern ist die erste Version der von mir erstellten und bei Elecrow gefertigten Platine zu sehen, die ist in bestückter Form jetzt im Auto verbaut. Dachte die Farbe muß fetzig sein, darum nicht grün sondern rot.

Hauptgründe für eine eigene Platine:
1.) Die übereinandergesteckten Shields machen wegen der vielen Steckkontakte nach einer Weile Probleme (Feuchtigkeit draußen, Erschütterungen usw.), mußte die immer wieder auseinanderstecken und wieder zusammen, weil es etliche Ausfälle gab und der Junior deswegen nicht grade glücklich war. Jetzt ist alles fahrrelevante auf einer Platine, der Arduino Pro Mini ist zwar noch gesteckt, könnte aber später auch direkt aufgelötet werden.
2.) Temperatur der beiden Treiberchips bei Einstellung auf 15A/Chip schon grenzwertig => nur ein kleiner Kühlkörper möglich, weil rundherum Stiftleisten nach oben stehen, zudem beide Chips räumlich sehr nahe beieinander. Auf der neuen Platine sind die Chips unten, man kann da quasi einen beliebig großen Kühlkörper draufschrauben, ohne daß was stört. Hab schon 20A/Treiber freigegeben, die Kühlkörper bleiben trotzdem deutlich kühler als bei 15A und dem alten Aufbau mit Shields.
3.) Platzangebot: Übereinandergesteckte Shields (2 Stück) + Arduino gibt ein recht hohes, fast quadratisches Ding, das nicht gut paßt. Die Platine ist mit 50x100mm kompakter, Anschlüsse schön an den Seiten
4.) Stromanschlüsse: Zuleitung jetzt mit M3 Lötmuttern, Motoranschlüsse mit RM 7,62mm Schraubklemmen. Alle Steuerleitungen gehen ab V1.1 über RM 3,5mm Klemmen (aus Platzgründen)
5.) Hab die Pullup's für I2C vergessen und mich dann gewundert warum der Portexpander nix macht.

Hab übrigens schon V1.1 in Arbeit, bin nämlich draufgekommen, daß der P-Kanal Mosfet zum ein/ausschalten suboptimal ist (im Auto ist das eh noch extern vorhanden und deswegen nur eine Drahtbrücke auf der Print). In V1.1 erledigt das ein N-Kanal Typ in der Masseleitung mit Widerstand im niedrigen mOhm Bereich, glaub da hab ich sogar ein größeres Gehäuse verbaut.

Erklärungen, was zu sehen ist.

Vorderseite:



Oben die Anschlüsse für die Zuleitung und die beiden Motoren, darunter Pufferkondensatoren, die Stromspitzen puffern. Die Kupferlage kann hier durch Auflöten von Drähten verstärkt werden (bisher nicht notwendig bei gut 20A/Motor).
Unten mittig der Arduino, darunter wird ein kleiner Schaltregler verbaut, auch ein normaler 78xx Regler könnte hier drauf. Links daneben das RFM12 Funkmodul, damit möchte ich evtl. Telematik übertragen, oder auch einstellen können, wieviel % der Motorleistung/Spannung verwendet werden (z.B. wenn Besucht kommt und der/die Kleine nicht mit 100% klarkommt einfach drosseln ohne den Laptop anwerfen zu müssen). Hab mir da schon ne kleine Fernbedienung gebaut. Rechts ein I2C Expander (PCF8574), dessen 8 Pins per 1k Widerständen auf die Stiftleiste rechts gehen. Die anderen Pins auf der Stiftleiste führen (je 4 Stück) +5V und Masse. Darüber hab ich mir auf eine Lochrasterprint einen ULN2803 Treiber gesetzt, der die LEDs ansteuert (Frontlicht, Rücklicht, Bremslicht,..).

Zu den Anschlüssen
rechts: Key ist für den Schlüsselschalter, der schaltet dann den dicken Mosfet, der die Stromzuleitung komplett unterbricht.
links: Analog: Reserve für ein Analogsignal, Gas: Anschluß für den Fußschalter (Gaspedal), LDR: Anschluß LDR, um Licht je nach Helligkeit ein bzw. aus zu schalten. Was ich in der Version auch vergessen habe ist der Schalter für vorwärts/rückwärts, in der V1.1 Platine gibts da zusätzliche Anschlußklemmen.


Rückseite:



Hier dominieren die beiden Brückentreiber ICs (VNH2SP30) mit ihren unter dem Chip liegenden Anschlüssen. Grob gesagt sind die beiden fast quadratischen die Motorausgänge, der rechtwinkelige ist Versorgungsspannung, Masse wird wie die ganzen Steuerleitungen über die "normalen" Pins angeschlossen. Das ordentliche Verlöten der beiden ist mit Heißluft nur bedingt möglich, habs grade so geschafft. Besser wäre hier die Reflow Methode, da dabei die Chips gleichmäßiger erwärmt werden und ein gemeinsamer Kühlkörper dann ordentlich plan aufliegen kann. Da ich derzeit aber zwei eigene kleinere Kühlkörper verwende ist das nicht so schlimm. Werde die beiden auf der nächsten Version der Platine gleich mal in meiner alten HTL auflöten lassen, die haben so nen Ofen und ich hab noch Chips für 2 Platinen übrig.

Wtf, braver papa