Alternative Firmware für BionX Controller?

[Hochsitzcola]

Hallo Zusammen,

ich habe schon mehrere BionX Motore gebraucht gekauft und mit Kunteng- oder Lishui-Controllern (mit Open Source Firmware ) fremdbefeuert.
Die BionX-Controller habe ich jetzt "rumliegen". Zum wegschmeißen sind die schönen 12-FET - Dinger ja eigentlich zu schade, aber einen Gebrauchtmarkt gibt es dafür auch nicht.
Ein genauerer Blick auf die Platine birgt keine großen Rätsel, Shunts zur Phasenstrommessung, 4-fach-OP zur Verstärkung, Halbbrückentreiber, CAN-Bus Treiber, Hauptprozessor.
Der Prozessor ist ein dsPIC30F6015, es gibt von Microchip sogar ein Codebeispiel für die BLDC-Ansteuerung mit SVM. Ist zwar kein FOC, aber wenn der Motor erst mal dreht, könnte man das sicher mit überschaubarem Aufwand aufbohren.
Ich habe Null Erfahrung mit PIC-Programmierung, habe mir aber trotzdem mal so einen billigen PICkit2 Clon gekauft.

Der Prozessor ist nicht mal lesegeschützt, ich konnte Flash und EEPROM problemlos auslesen.

Gibt es in der BionX-Community schon Projekte in dieser Richtung? Gibt es Interesse, unabhängig von BionX Konsolen und BionX Akkus zu werden? Oder ist es für die meisten Nutzer zu aufwändig, den Motor zu öffnen, um an die Programmierschnittstelle zu gelangen? Der Controller hat sicherlich einen CAN-Bootloader, aber den zu verwenden ist, zumindest für mich, nochmal eine Herausforderung mehr

Gruß
hochsitzcola

 

[Üps]

Mal ehrlich: Soweit ich mich erinnere, war das mit der sehr guten Reku in der BionX-Firmware ein langer und steiniger Weg. Ich erinnere mich an Versionen, die beim Einschalten während der Fahrt die FETs zerlegten und solche Probleme. Alternativen, um den Originalkku zu ersetzen, gibt es, wenn ch es recht in Erinnerung habe. Mindestens kann man jedoch das Original-BMS überlisten, mit Fremdakkus zu arbeiten.

Und jetzt ist das System tot. Wird nicht mehr hergestellt. Die Komponenten werden nach und nach kaputt gehen und dann war es das. Heute fahren die Leute Bosch.
Lohnt nicht wirklich, da jetzt Jahre lang Zeit und Energie zu investieren.

 

[Hochsitzcola]

die beim Einschalten während der Fahrt die FETs zerlegten

Das macht mir keine Angst, wir haben im Kunteng-Projekt auch etliche FETs geschossen und schlußendlich eine stabile Lösung gefunden

Heute fahren die Leute Bosch

Schlimm genug
Der Bosch braucht einen speziellen Rahmen. Der Grundmotor vom BionX ist (im Gegensatz zum Bosch?!) eigentlich unkaputtbar und zumindest im Moment leicht und günstig gebraucht zu bekommen. Und der BionX hat nach meinem Eindruck auch heute noch eine treue Fangemeinde?!

Gruß
hochsitzcola

 

[sgulond]

Heute fahren die Leute Bosch.

Gottseidank gibt es hier auch noch Leute die mit gutem Grund wohl nie Bosch fahren werden. Thema Wegwerfgesellschaft!

 

[Hochsitzcola]

Und jetzt ist das System tot.

Mein Controller ist nicht tot, ich habe zumindest schon mal eine LED zum Blinken gebracht mit einer eigenen "Firmware". Toolchain incl. Programmer funktioniert also

Gruß
hochsitzcola

 

[mawadre]

Mein Controller ist nicht tot, ich habe zumindest schon mal eine LED zum Blinken gebracht mit einer eigenen "Firmware".

Na da ist es ja nicht mehr weit bis zum perfekten BionX-Clone!

PS:Bist Du sicher, dass du reale Firmware auslesen konntest und nicht einfach Müll?

 

[temp]

Mich würde dabei mal interessieren, was du dir von einer alternativen Firmware versprichst. Was soll die besser können als die originale von BionX? Über das bestehende CAN-Protokoll kann man doch jetzt schon alle erdenklichen Sachen machen. Wenn die rc3-Firmware auf dem Motor läuft ist die rc3 Konsole nur dummer Befehlssender und das DS3 Display nur optional zur Anzeige da. Das alles ich ziemlich einfach nachzubauen um andere Displays oder so zu verwenden.
Man kann aber auch soweit gehen, den Motor auf G2 lassen und alles andere selbst steuern. In dem Fall ist man nicht mal vom Drehmomentensensor im Motor abhängig. Eigentlich kann man den Motor mit ein paar wenigen CAN-Befehlen ein Solldrehmoment (in beide Richtungen) vorgeben und der Motor dreht sich oder bremst. Soweit muss die alternative Firmware erst mal kommen.
Die Motoren selbst sind sicherlich ziemlich solide. Kann ja rein mechanisch auch nicht viel kaputt gehen. Für den Fall dass die Elektronik hin ist und kein Ersatz mehr beschaffbar ist, kommt ja immer noch die Variante in Betracht einen externen Controller zu verwenden. Aber eine alternative Firmware auf den originalen PCBs würde meines Erachtens nach keinen Vorteil bringen.

 

[Hochsitzcola]

Mich würde dabei mal interessieren, was du dir von einer alternativen Firmware versprichst.

In meinem persönlichen Fall, wie oben beschrieben, daß ich den gebraucht gekauften Motor mit dem internen Controller weiter benutzen kann, ohne mir eine BionX-Konsole und einen BionX-Akku kaufen zu müssen. Klar gibt es alle von dir beschriebenen Alternativen. Aber ich kenne kein Projekt, das wirklich lebt und open source ist.
Na ja, wenn das hier auf keine Resonanz stößt, auch egal. Ich schau mal, ob ich den Motor mit dem BLDC-Beispiel von Microchip ans Drehen bekomme, wenn nicht, kommen die Controller halt in die Tonne.

Bist Du sicher, dass du reale Firmware auslesen konntest und nicht einfach Müll?

Ich denke schon, daß das ausgelesene Hex-File Hand und Fuß hat. Zurückflashen kann ich es, kann aber die Funktion nicht prüfen, da mir ja Konsole und Akku fehlen...

Gruß
hochsitzcola

 

[cephalotus]

Die BionX-Controller habe ich jetzt "rumliegen". Zum wegschmeißen sind die schönen 12-FET - Dinger ja eigentlich zu schade, aber einen Gebrauchtmarkt gibt es dafür auch nicht.

Das ist kein Wunder. "Funktion ist unbekannt" ist Ebay-Sprache für "kompletter Schrott". Das kauft natürlich keiner.

Klar wäre es sehr cool, den BionX Controler via CAN Bus anszusprechen, mit der G2 und der G3/drive Firmware hätte man ja zwei sehr unterschiedliche Optionen als Ausgangsbasis, gerade bei G3 ist ja angeblich nahezu alles in der Firmware des Motorcontrollers enthalten.

Aber mir fehlen dazu die Fähigkeiten.

Ich würde z.B. sehr gerne den BionX RC3 Controller benutzen. ich denke nicht, dass es ein besseres Bedienteil auf dem Markt gibt und gerade in Kombination mit einem Cycle Analyst hätte man Throttle, die Digitaltasten und die CA3 Tasten in einem Teil vereint + Einschalter und Licht. Auch das RC3 Display ist grundsätzlich prima und man könnte es alles mögliche anziegen lassen.... WENN man es denn könnte.

Ich kann es nicht und ich glaube auch nicht, dass da mal einen einen CAN Übersetzer dafür baut.

 

[Hochsitzcola]

Ich kann es nicht und ich glaube auch nicht, dass da mal einen einen CAN Übersetzer dafür baut.

Na ja, die Arbeit hat sich @temp mit seinem XnoiB Projekt ja schon gemacht. Meinen ehrlichen Respekt dafür .
Ich möchte aber einen anderen Weg gehen: Die ganze CAN-basierte BionX-Peripherie über Bord werfen und den Motor mit einem billig-China-Akku von der Stange und einem billig-China-Display wie dem KT-LCD3 verheiraten (auch wenn ich persönlich mit Drehmomentsensor gar kein Display brauche, weiß ich, daß viele daran hängen ). An extra Hardware wäre dann nur der Pic Programmer für 8€ und ein 12V DC/DC Wandler für 1€ erforderlich. Die ganzen Komponenten gibt es zukunftssicher an jeder Straßenecke.

Der Controller vom IGH3 hat einen Anschluß auf der Platine (siehe Bild unten, Beschriftung mit dir, G, A, ....), an dem UART RX, TX, zwei digitale und eine analoge Leitung zur Verfügung stehen. Die Beschriftung interpretiere ich mit dir= direction, G=Tx, A=Rx, Th=Throttle, Br=Brake. Wobei es natürlich (außer beim UART Rx/Tx) dem Programmierer überlassen ist, welche Funktion er auf welchen Pin legt. Ob andere BionX-Controller-Platinen diesen Anschluß auch haben, weiß ich nicht. Die UART-Kommunikation habe ich gestern schon ans Laufen gebracht die blinkende LED hing an "dir". Die Implementierung des LCD3-UART-Protokolls ist nur Copy-Paste aus den FC/Kunteng/Lishui-Projekten. Ich muß jetzt noch die Prozessorpins mit den Hallsensor-Signalen identifizieren, dann kann ich mich an das BLDC-Beispiel machen


Gruß
hochsitzcola

 

[temp]

12V DC/DC Wandler für 1€

Komisch, ich hatte echte Probleme einen vernünftigen DC/DC Wandler von 48V auf 12V zu finden. Den China-Dingern wo LM2596HV drauf steht und niemand weiß was wirklich drin ist traue ich da jedenfalls nicht über den Weg. Die schreiben zwar alle 60V, das ist aber schon grenzwertig selbst wenn sie 60V aushalten. Am Ende habe ich da einen isolierten Traco TEL10-4812WI verwendet, der alles andere als preiswert ist. Inzwischen gibt es von Traco auch etwas preiswertere nicht isolierte:
https://www.reichelt.de/dc-dc-wandl...r-1-48120wi-p280742.html?&trstct=pol_13&nbc=1
oder
https://www.reichelt.de/dc-dc-wandl...-0-6-48120wi-p280735.html?&trstct=pol_7&nbc=1
Was würdest du denn empfehlen?

Ich möchte aber einen anderen Weg gehen: Die ganze CAN-basierte BionX-Peripherie über Bord werfen und den Motor mit einem billig-China-Akku von der Stange und einem billig-China-Display wie dem KT-LCD3 verheiraten

Denk darüber wirklich nochmal nach. Deine oben genannten Anforderungen kannst du wesentlich einfacher mit der BionX Firmware realisieren. Was anderes als CAN hast du auch bei einer eigenen Firmware nicht um mit dem Motor zu kommunizieren. Und CAN ist ja nun wirklich kein Hexenwerk.
Um einen Bootloader für die eigenen Firmware wirst du auch nicht drumrum kommen. Zusätzliche Kabel nach außen will wohl keiner und Ein- und Ausspeichen noch weniger. Willst du auf UART oder etwas anderes musst du an der Elektronik rumfummeln was auch nicht das gelbe vom Ei ist.
Wie ich schon öfter angedeutet habe, ich wäre gern bereit mich in ein Projekt in der Art einzubringen, nur nicht als Einmannshow. Ich habe auch schon bei den P-Motoren DMS und FETs getauscht, trotzdem ist das nicht meine Lieblingsbeschäftigung und das wird es bei vielen anderen auch nicht sein. Einen D-Motor mach freiwillig schon gar keiner auf.
In meinen Augen kann man das Bionx-System noch lange erhalten, aber wenn dann mit den Motoren wie sie sind. Anderenfalls ist ein komplett externer Motorcontroller die bessere Wahl. Alle anderen Komponenten sind mehr oder weniger einfach nachbaubar und auch erweiterbar. Dein stufenloser Bremshebel zum Beispiel wären genauso denkbar wie stufenlose Drehmomentvorgaben oder ähnliche Spielereien.

 

[Hochsitzcola]

Deine oben genannten Anforderungen kannst du wesentlich einfacher mit der BionX Firmware realisieren

Nö, das kann ich nicht, dann müsste ich mich erst in das ganze CAN-Protokoll einarbeiten, mir also die fehlenden BionX-Komponenten kaufen und die CAN-Kommunikation belauschen, verstehen und nachbauen. Ich weiß, das hast du alles schon gemacht, aber bisher keinem verraten, wie das geht?!
Klar geht auch ein minimalistischer Weg über ein kleines ESP- oder STM- oder AVR- Modul das UART und CAN beherrscht und zwischen billigem UART-China-Display und BionX Controller übersetzt. Das wäre dann mit wenig Löten und auf Basis von Standardkomponenten auch ohne den Motor zu öffnen einsetzbar. So eine minimalistische Lösung wäre charmant, müsste aber von dir kommen. Deine vorgestellt Lösung, so bewundernswert sie auch ist, hat glaube ich alle erschlagen, viel zu komplex. Mich interessiert die Spannung der Einzelzelle nicht die Bohne, brauche auch keine Handy-App. Ich möchte den Akku einschalten und losfahren.

Zurück zu meinem Vorhaben: Von außen über Bootloader flashen, oder den Programmer-Anschluß nach aussen legen ist auf jeden Fall nötig. Einmal den Motor öffnen muss man also auf jeden Fall, sofern man nicht den CAN-Bootloader von BionX verstanden hat und nutzen kann. Das muß man bei einer Fremdbefeuerung aber ja auch.

Willst du auf UART oder etwas anderes musst du an der Elektronik rumfummeln

Nein, wie schon oben geschrieben, liegt UART2 an dem beschriebenen Verbinder. Man muß nur ein Kabel einlöten. Ob ich zwei Kabel für CAN HIGH und CAN LOW nach aussen führe, oder zwei Kabel für UART Tx und Rx ist wurscht. Kostengünstige UART-Displays mit bekanntem Kommunikations-Protokoll gibt es wie Sand am Meer, CAN-Displays von Drittanbietern sind bisher weder einfach und günstig zu bekommen, noch in der Kommunikation verstanden.

Mein Fokus ist einfach und billig, mit dem Schwerpunkt auf einer harmonischen Unterstützungscharakteristik, also mit sinnvoller Einbindung des vom Fahrer aufgebrachten Drehmoments und der Kadenz.

Aber jetzt muß sich erst mal der Motor drehen

Gruß
hochsitzcola

 

[Hochsitzcola]

So nach weiterem versuchen musste ich feststellen, daß alle meine vier BionX-Controller defekt sind. Bei dreien ist die Stromaufnahme des 12V Anschlusses viel zu hoch, 200mA ohne Akku angesteckt und der Prozessor lässt sich vom PICkit Programmer nicht ansprechen (VCC out of range). Beim Vierten, mit dem ich das Blinken und die UART-Kommunikation schon hinbekommen habe, resettet sich der Controller alle 30s und die Platine hat vom ausbauen einen Knacks (war aus dem ersten Motor, den ich aufgemacht habe, da wusste ich noch nicht wie's geht ). Jetzt muss ich erst mal warten, bis mir mal wieder ein funktionierender BionX-Controller über den Weg läuft.
Ich habe die Anfänge des Projektes bei github hochgeladen, dort werde ich auch noch die Pinbelegung des Prozessors ins Wiki hängen, soweit ich sie rausfinden konnte.
stancecoke/Open-BionX-Motor-Controller-Firmware

Wie ich schon öfter angedeutet habe, ich wäre gern bereit mich in ein Projekt in der Art einzubringen, nur nicht als Einmannshow.

Wenn du Interesse hast, kann ich gern ein KT-LCD5 Display und das Know-How zum UART-Protokoll einbringen um einen minimalistischen "Translator" zwischen BionX-Can und Kunteng-UART für kleiner 10€ zu entwickeln
Ich kenne mich mit den STM32 "Bluepills" (1,72€) aus (gleicher Prozessor wie in den Lishui-Controllern ), mit denen habe ich bisher einige UAVCAN-Nodes gebaut, dabei diese CAN-Treiber (1,13€) verwendet.
12V DC/DC-Wandler nehme ich immer diese hier (2,38€). Gehen offiziell bis 55V, allerdings habe ich sie bisher nur an 10s betrieben.

Aber ich bin bei der Hardware natürlich auch offen für anderes.

Gruß
hochsitzcola

 

[mawadre]

resettet sich der Controller alle 30s

Externer Hardware-Watchdog?

 

[Hochsitzcola]

Hardware-Watchdog?

Ich habe mir den Reset-Pin und VDD mit dem Oszi angeschaut, die bleiben sauber auf +5V. Könnte noch sein, das BionX da gegen Manipulationen GND (VSS) wegschaltet, das kann ich noch mal prüfen. Ich habe jetzt die externen 12V angelegt und dann noch mal versucht, mit dem Programmer auf den Prozessor zu kommen. Das hat geklappt. Konnte lesen und schreiben. Der Programmer kann wahrscheinlich den hohen Strom nicht liefern. Aber der Prozessor hat das gleiche Problem mit dem Reboot. Vielleicht muß der Watchdog doch irgendwie im Programmablauf regelmäßig resettet werden, aber ich habe im Internet nichts dazu gefunden. Werde mal bei Mikrocontroller.net nachfragen
Die 200mA kommen schon aus dem 5V Rail, was da so viel Strom zieht, kann ich mir nicht erklären. Warm werden tut der Prozessor, keine anderen Bauteile, soweit ich das mit einem Aldi-Infrarot-Thermometer feststellen konnte.

Gruß
hochsitzcola

 

[temp]

Deine beschriebene Stromaufnahme ist völlig normal bei Bionx. Der Watchdog des dsPIC30 wird über die Configuratons Bits gesteuert, das wird beim Neuprogrammieren nicht zwingend geändert. Zum Reset des Watchdogs im Programm gibt es einen asm-Befehl CLRWDT. Im XC16 Compiler gibt es dafür ein Macro:

MPLAB XC16 C Compiler User's Guide

Some macros used to insert assembly code in C are defined once you include <xc.h>. The macros are: Nop(), ClrWdt(), Sleep() and Idle(). The latter two insert the PWRSAV instruction with an argument of #0 and #1, respectively."

Die es gibt einige dsPICs30xxx die ziemlich viel Strom ziehen. Ich hab mal mit einem gespielt der PWM im ns Bereich konnte, den konnte man dann gerade noch so anfassen. Ob der bei BionX verbaute ähnlich ist kann ich nicht sagen. Seit ich mit den Cortexen und jlink arbeite fasse ich aber keine PICs und schon garnicht deren Compiler oder IDEs mehr an. Mein für viel Geld gekaufter ICD3 verrottet derweil im Schrank.

 

[mawadre]

Warm werden tut der Prozessor, keine anderen Bauteile, soweit ich das mit einem Aldi-Infrarot-Thermometer feststellen konnte.

Diese Thermometer haben meistens eine sehr große Öffnung, zeigen deswegen also eine Mittelung größerer Bereiche an. Oft zu groß, um einen Chip auf einer Platine zu identifizieren. Gute Gelegenheit, mal eine Thermokamera zu kaufen. Gibt inzwischen glaube Gadgets ab 80 Euro auf AliExpress.
Mit den empfindlichen Lippen kann man auch recht gut das heiße Bauteil auf dem PCB detektieren. Bin gespannt, was es ist. Die Motorcontroller gehen oft aus typischen Gründen kaputt (Batteriestecker abgefallen oder abgezogen, thermische Überlastung etc.) In Deinem Beispiel sind alle Pins auf Input?

 

[Hochsitzcola]

Deine beschriebene Stromaufnahme ist völlig normal bei Bionx.

Dann sind meine Controller ja hoffentlich gar nicht kaputt

Zum Reset des Watchdogs im Programm gibt es einen asm-Befehl CLRWDT

Danke, den hatte ich als Assemblerbefehl schon gefunden, die C-Funktion ClrWdt() noch nicht. Das werde ich mal ausprobieren!

Zu der "Minimum Translator"-Idee hab ich mal ein Bild gemalt, mit einer halben Stunde löten müsste sowas leicht aufzubauen sein. Den CAN-Part müsstest du beisteuern
Dann noch ein passendes schickes Gehäuse drucken, das Auge isst auch mit Oder im Controller-Fach vom Akku verbauen.
Den Bluepill kann man mit Arduino bespielen, das ist Mainstream (obwohl ich die STM-Workbench nehmen würde, da ich dafür ja schon 90% aus dem Lishui Projekt übernehmen könnte).

Gruß
hochsitzcola

 

[temp]

Bin gespannt, was es ist. Die Motorcontroller gehen oft aus typischen Gründen kaputt (Batteriestecker abgefallen oder abgezogen, thermische Überlastung etc.) In Deinem Beispiel sind alle Pins auf Input?

Die 200mA Stromaufnahme sind einfach der Normalzustand bei BionX und die Aussage, dass die Platinen defekt sind, wurde ja inzwischen revidiert. Also hat sich das Thema erledigt denke ich.

 

[temp]

Das was du da gemalt hast ist richtig. Allerdings für den Fall, dass der Motor mit der Firmware für G2 bespielt ist. Dann müsste das Bluepill-Board am Ende die gesamte Controlle über das System übernehmen. An den Motor müssen dann nur noch die Sollvorgaben für das Drehmoment geschickt werden. Das Drehmoment vom DMS, Drehzahl, Motortemperatur u.s.w. kann man vom Motor abfragen. Die komplette Intelligenz des Systems muss dann das Bluepill-Board beisteuern. Dazu wird man wohl auch Strom und Spannung vom Akku wissen müssen. Auch das Einschalten der 36/48V kann nicht hart erfolgen. Also etwas bleibt da noch zu tun.

Die andere Variante wäre: Der Motor wird auf rc3-Programmiert. In dem Fall steckt die Intelligenz in der Firmware des Motors. Die erwartet dann vom Akku das normale BionX rc3-Protokoll. Ohne dem dreht sich da nichts. Dafür ist die Umsetzung des KT-LCD5 auf die ca. 10CAN Befehle an das System eine Fingerübung von ein paar Stunden. Die macht wirklich nicht mehr als die Tasten in CAN-Botschaften umzusetzen und ein paar LEDs anzusteuern. Und die Schiebehilfe als Analogwert. Irgendwelche Sonderlocken im Fahrverhalten gehen damit natürlich nicht.

Auf einen Umstand muss ich aber noch hinweisen. Sobald man mit Rekuperation arbeitet, darf sich unter keinen Umständen der Akku wegen Überspanung oder so abschalten. Wenn das passiert während der Motor Strom liefert, läuft unverzüglich die Spannung unkontrolliert hoch und der Motor zerstört sich selbst. Da BionX mit der Software im Akku selbst die Kontrolle über alles hat, kann sie dafür Sorge tragen, dass erst der (virtuelle) StepUp-Betrieb des Motors abgeschaltet wird und dann erst der Akku komplett. An einem 10S System fängt auch der Motor ohne Ansteuerung bei ca. 36kmh an in den Akku einzuspeisen. Das ist jetzt zwar nur normaler Drehstromgeneratorbetrieb mit Gleichrichtung über die Bodydioden der Fets und da läuft auch nichts hoch, aber Rollen lassen mit 50 den Berg runter geht nicht mehr. Oder man muss wie im BionX Akku beide Richtungen mit Fets trennen und dabei peinlichst aufpassen.

Ich denke, das was du willts ist die erste Variante. Ich such die heute oder morgen mal die entsprechenden CAN-Botschaften aus alten Traces raus.

Arduino und die StdLibs sowie HAL vom STM32 benutze ich nicht sondern programmiere direkt auf die Register. Zum Debuggen nehme ich das Embedded Studio von Segger, aber da macht eh jeder was er für sich als Bestes erachtet.