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글이 많이 늦어졌네요. 시작합니다.
Signal connections
모터컨트롤러 작업의 핵심입니다. 와이어링을 하는 과정에도 신경쓸 것이 많고(예시,쇼트) 와이어링 자체도 정상적인 차량의 동작을 위해 신경써서 진행해야 합니다.
[노란세모] 접촉기 Economizer는 컨트롤러와 호환되지 않으니 사용해선 안됩니다. 전력 절약은 표준 코일과 configuration(DVT로 하는거)의 'pull-in' 및 'hold'기능으로 대체할 수 있습니다.
- 핀은 배터리 양극과 음극에 대해 단락 방지 처리가 되어있습니다. 즉, 핀이 실수로 금속 물체와 접촉해도 배터리와 직접적으로 닿지 않도록 설계 되있다는 말입니다.
(+ 관련 배경지식)
접촉기 이코노마이저(contactor economizer)는 이런거랍니다. 직류/교류 전환 방식에 적혀있는 내용을 보면 매뉴얼의 내용과도 어느정도 연결되는게 있죠?
신호 와이어링은 35 way AMPSeal connector를 사용합니다.
신호선들은 위의 핀을 사용해 크림핑(압착)하여 커넥터에 꽂습니다. 예전 작업글을 보면 단자에 꽂는 것 자체도 제대로 하기 위해 신경써야 될 요소가 적지않고, 커넥터 특성상 한 번 핀을 꽂으면 수정이 어렵다고 합니다.
[노트 마크]
AMPseal connecter를 연결하기 전에 Tyco Application Specification 114-16016과 Instruction sheet 408-3229를 참조하세요.
- 핀을 커넥터에 꽂으면 '실링 다이프램'을 뚫고 들어가 와이어를 밀봉합니다. IP 등급을 유지(=방수 유지)하기 위해 한 번 뚫었다가 핀을 제거한 핀 위치도 적정한 Tyco 제품(이게 정확히 어떤 제품인지는 114-16016을 봐도 잘 안보이네요. 찾을 수 있다면 사용하는 게 좋을 거 같긴한데, AMPseal 커넥터를 신품으로 사용하여 실수없이 와이어링을 진행할 수 있다면 굳이 필요할까 싶기도 합니다.) 이용해 밀봉해주어야 합니다.
- 핀을 전부 사용하는게 아니라면 본체의 침수를 방지하기 위해 Tyco strain relief 776463-1를 사용하는 것이 권장됩니다.
-> Tyco strain relief 776463-1 제품입니다. Strain relief개당 가격은 3000원 좀 넘는데, 2개를 사서 볼팅으로 합쳐 사용하는 것으로 보입니다. 시그널 와이어가 중구난방으로 날라다니는 걸 방지하고 방수에도 도움이 된다니 마련해두는 게 좋겠군요
https://www.mouser.kr/ProductDetail/TE-Connectivity/776463-1?qs=waCUIcXcv0K%252BCf6fH%252BgMTA%3D%3D
제품 링크입니다.
- 2014년 이후 10번 핀의 기능이 3번째 키스위치 입력 -> 고정 5V, 100mA 전력 공급으로 변경되었습니다.
다만 우리는 신형(634A83207)이 아닌 구형모델(634A83203)이네요. 1번, 6번 과 같은 키 스위치 인풋 핀입니다.
- 각 핀의 역할과 기능에 대해 테이블로 주어져 있으니 차근차근 정리해보겠습니다.
1번 핀 : 우리는 키 스위치를 사용하지 않으니, 설명과는 다르게 HV 릴레이(+AIR)에 연결합니다. +AIR가 닫혀 전압이 인가되면 전류가 모터컨트롤러로 들어와 전력을 공급하는 것이죠. 1번 핀의 정격 전류가 7A라고 적혀있는데, 컨트롤러 내부적으로 끌어오는 전류를 조절할 것으로 보입니다.(그렇지 않다면 몇백A씩 되는 전류를 그대로 인가해서 터질테니까..)
2번 핀 : CAN연결시 사용하는 내장 종단저항입니다. 매뉴얼에따라, DVT를 문제없이 작동시키고 싶다면 2번과 24번을 연결해야합니다.
3번 핀 : 올해 차 회로에서, 방전 릴레이에 연결되어 항상 닫혀있는(normally closed) 방전 릴레이를 열어줍니다. 설명에 나오는 contactor를 릴레이로 대체해서 생각하면 됩니다. low side, high side 이야기가 나오는데 이것은 접촉기 소자에서 각각 부하회로(제어당하는 회로)와 제어회로(부하회로를 제어하는 회로)를 나타냅니다. 3번 핀은 low side에 연결해야한다고 합니다.
4번 핀 : 3번 핀과 같이 방전 릴레이에 연결되어 있습니다. 접촉기의 high side에 연결되어 3번 핀의 제어에 따라 접촉기에 전력을 공급합니다. 이때 4번 핀으로 나오는 파워의 전압은 배터리 전압과 같다네요.
초기 충전시 1, 3, 4번 핀의 역할을 정리하자면, 1번 핀을 통해 모터컨트롤러에 초기충전(및 모터컨트롤러 시스템)을 위한 전력이 공급됨과 동시에 3/4번 핀에서 나온 신호와 전력이 방전 릴레이를 개방하게 됩니다. 초기 충전중에 방전회로가 닫혀있으면 당연히 안되겠죠? (이후 경우에 따라 차단회로를 통해 방전회로가 닫히게되고, 방전이 이루어집니다.)
5번 핀 : Encoder "U"입니다. UVW 엔코더 중 U에 해당하는 펄스 신호를 담당합니다.
위치 엔코더는 회전축의 회전각도를 측정하여 디지털 신호로 출력하는 센서입니다. 인버터와 함께 사용하면 모터의 회전수를 정밀하게 제어할 수 있습니다. 모터와 모터 컨트롤러 공부를 하다보면 UVW encoder, sin-cos encoder라는 걸 되게 자주 보게 될겁니다. 우리가 사용하는 ME1302 모터는 sin-cos encoder를 사용합니다. 즉, 5번 핀은 쓸 일없습니다!
6번 핀 : 1번 핀과 같습니다. 1번 핀과 기능적으로 완전히 동일한데 지금까지의 차량에선 1번 6번 모두 사용해 왔습니다. 각 핀의 정격 전류가 7A 이기 때문에 전류에 여유를 두고자 연결했나싶네요. (1, 6, 10번 모두 내부적으로는 연결되어있다고 합니다.)
7번, 8번 핀 : 3번/ 4번 핀과 완전히 대응하는, 두번째 접촉기 연결에 사용하는 핀입니다. 현재 설계에선 방전 릴레이 하나만 연결하면 되기 때문에 사용하지 않습니다.
9번 핀 : Type B의 6번 디지털 스위치 인풋입니다. V=Vb는 해당 단자의 전압이 배터리 전압과 같다는 의미 입니다.
뒤에 나오는 테이블 3입니다. 배터리 양극과 음극에 대한 디지털 인풋 타입 별 임피던스가 나와있네요. 디지털 인풋을 사용하는 RTD의 경우 지금까지 18번에 연결해왔으니 9번은 패스해봅시다.
10번 핀 : 앞에서 언급했듯, 우리가 사용하는 Sevcon Gen4는 구형이기 때문에 10번 핀이 1번, 6번과 동일한 기능을 합니다. 지금까지 안써오기도 했고 앞으로도 굳이 안써도 될 것 같네요.
11번, 12번 핀 : 3/4번 핀, 7/8번 핀과 동일한 기능을 하는, 세번째 접촉기 연결에 사용하는 핀입니다. 안씁니다.
13번 핀 : CAN 연결에 사용하는 CAN High 선 입니다! 앞선 정리글에서 주구장창 설명 했었죠. 24번 핀(CAN Low)와 짝꿍같은 친구 입니다. 2번, 13번, 24번 핀에서 나온 선들은 EMI(전자기 간섭, 즉 노이즈) 간섭을 줄이고 EMC를 확보하기 위해 꼬아서 사용한다고 설명했었습니다. 이 세 선을 밖으로 빼 외부의 캔댑터 및 윈도우 PC와 연결하여 DVT Configuration을 합니다.
14번 : 속도 엔코더 A와 연결하는 핀입니다. 위치 엔코더가 모터 회전축의 회전 각도를 측정하는 센서였으니, 속도 엔코더는 모터의 회전 속도를 측정하는 녀석이겠죠? 아쉽게도 우리 모터 ME1302에 달려있는 엔코더는 Sin-Cos encoder 뿐입니다. 따라서 이 핀도 쓸일이 없습니다.
15번 핀 : 속도 엔코더 파워 서플라이이므로 쓸 일이 없어보이지만, 이전 글들을 보면 15번 핀은 사용하지 않아도 연결해야 오류가 나지 않는다고 합니다! 연결해주도록 합시다.
위 두사진에 보이는 것들을 연결하여 모터 엔코더와 모터 컨트롤러를 연결해주게되는데, 이때 15번 핀에서 나온 선도 포함되어야 한다니 작업 시 잊지 말도록 합시다.
(기존 모터의 동파로 인해 중고로 업어온 녀석은 이 커넥터가 없네요..)
16번 핀 : CAN High에 해당하는 13번 핀과 동일한 기능을 합니다. 우리의 모터 컨트롤러는 다른 CAN 통신 지원 장치와 CANbus를 구성하지 않으므로, 13번(CAN High)과 24번(CAN Low) 한 쌍으로도 충분하니 쓰지 않습니다.
17번 핀 : 5번 핀과 같은 기능의, UVW 엔코더 펄스 신호 중 V 신호를 담당하는 핀입니다. 쓰지 않습니다.
18번 핀 : Type A(table 3참고, 배터리 양음극에 대한 임피던스 44K)인 디지털 인풋 1번입니다. 18번 핀에 입력되는 신호는 기본적으로 forward switch로 설정되어있습니다. 단순한 차량이라면 forward switch를 눌렀을때 모터컨트롤러가 모터를 직진 시킬 준비를 하겠죠? 그러나 운전준비상태에 관한 규정의 존재로 인해 우리는 RTD회로를 사용합니다.
규정에 의거하여 조건이 충족되면 릴레이가 작동하여 18번 핀에 입력 신호를 주고, 이 forward switch에 해당하는 신호를 받은 모터 컨트롤러는 직진할 준비가 되는 거죠.
다만 올해 신설 규정 때문에, RTD와 모터컨트롤러 사이 릴레이를 2개 사용하는 방향으로 설계가 되었습니다. (https://cafe.daum.net/eoulsure/9s92/8 서진이가 적어준 RTD 설계글입니다! 읽어봅시다)
크게 바뀌는 것은 없고 18번 핀과 배터리 음극 단자를 잇는 선 중간에 릴레이 1개 들어가던걸 2개로 하면 될 것 같습니다.
19번 핀 : Type A인 디지털 인풋 3번입니다. 19번 핀에 입력되는 신호는 기본적으로 foot switch로 설정되어있습니다.
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디지털 인풋 핀들의 역할이 이번에 매뉴얼을 공부하면서 가장 의아한 부분입니다.
DVT Configuration의 기본 설정을 따로 건들지 않았다면 19번 핀은 풋 스위치, 30번 핀은 리버스 스위치, 31번 핀은 시트 스위치의 신호를 받도록 설정되어 있을 것입니다. 근데 우리는 이 세 가지 종류의 스위치를 쓰지 않습니다.
근데 작년 차량의 설계와 제작품을 보니 18번 핀을 포함해 이 네가지 기본 설정된 디지털 인풋의 선들이 하나로 묶여서 릴레이에 연결되어 있습니다. 즉 RTD에 돌입해 릴레이가 닫히면 18번, 19번, 30번, 31번에 동시에 신호가 입력이 된다는 것인데... 시트와 풋은 몰라도, 전진 스위치와 후진 스위치의 신호가 동시에 들어가도 되는가? 싶네요. (비공식적으로 입수한) 타대 자료에서도 리버스 스위치인 19번 핀은 사용하지 않는다고 적혀있습니다.
https://cafe.daum.net/eoulsure/9rrE/15
https://cafe.daum.net/eoulsure/9rrE/17
모터 컨트롤러의 초기충전 이전에 18, 19, 30, 31번이 연결되어 있으면 오류가 나기에 RTD 가 활성화 된 이후 연결될 수 있도록 설계했었다고 합니다. 이 외에 19번, 30번, 31번 핀에 대한 정보는 찾기 힘드네요.
기존 제작진들의 피드백이 필요합니다..!!
20번 핀 : Type B의 디지털 인풋 5번입니다. 기본 설정값이 제시되어있지 않습니다. 안씁니다.
21번 핀 : 디지털 인풋이긴한데, 우리가 사용하는 모터에 탑재된 Sin-Cos encoder의 sin 신호 입력을 받는 것으로 사용합니다. HV 박스 밖으로 빠져나가 모터와 연결됩니다.
22번 핀 : APPS에 연결합니다. 포텐셔미터란 가변저항으로, 와이퍼라는 부품의 위치가 변함에 따라 저항값이 변합니다. '페달위치 변화' -> '와이퍼 위치 변화' -> '저항값 변화' -> '모터컨트롤러가 페달위치에 따라 달라진 값을 쓰로틀 신호로 받아들임' 이라는 과정을 거칩니다. 22번 핀은 와이퍼와 연결되네요. 가속페달에 의해 바뀐 저항값을 직접 전달받는 아날로그 타입의 인풋 단자로 보입니다.
23번 핀 : 22번 핀과 동일한 기능의 2번 포텐셔미터 와이퍼에 연결되는 핀입니다. 안씁니다.
24번 핀 : CAN Low입니다. 지금까지 많이 언급되었죠? 2번, 13번과 함께 꼬아서 HV 박스 외부로 뺸 후, 캔댑터에 연결하여 DVT 작업을 진행할 수 있습니다.
25번 핀 : 14번과 마찬가지로 속도엔코더에 연결하는 핀입니다. 안씁니다.
26번 핀 : 속도 엔코더 파워 서플라이에 연결하는 핀입니다. 실제로 해당 기능은 쓰지 않지만, 이전 기록들을 보면 꽂아놔야지 오류가 발생하지 않는다고 합니다. 꽂읍시다..
27번 핀 : gen4는 CAN연결을 2개까지 허용한다했죠? 다만 gen4는 CANbus를 구성하지 않으므로, 16번핀과 같이 사용하지 않습니다.
28번 핀 : CAN장치 중에 파워 공급을 필요로 하는 장치가 있을때 연결하는 놈입니다. 캔댑터에는 필요없으니 안씁니다.
29번 핀 : ME1302는 SIn-Cos 엔코더가 달려있습니다. W엔코더는 연결하지 않습니다.
30번 핀 : 19번 핀 내용 참고
31번 핀 : 19번 핀 내용 참고
32번 핀 : 디지털 인풋 7번 입니다. 우리 차에 잡다한 디지털 스위치 주렁주렁 달리지 않는 한 안쓸겁니다.
33번 핀 : 모터 온도센서 신호가 입력되는 핀입니다. 엔코더 선들과 같은 방식으로 모터에 연결됩니다. 15번 핀 내용 참고
34번 핀 : APPS에 연결되는 포텐셔미터 1번 파워 서플라이 +입니다. (-쪽은 배터리 음극에 연결한다고 하네요.)
35번 핀 : 본 기능으로 사용하지 않고, 모터에 Sin-Cos encoder의 cos 신호 입력을 받는 것으로 사용합니다. 21번 핀과 마찬가지로 HV 박스 밖으로 빠져나가 모터와 연결됩니다.
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사용하는 핀을 그룹 별로 정리해보면 다음과 같습니다.
[작년 차량에서 사용했던 핀 번호 : 1, 2, 3, 4, 6, 13, 15, 18, 19, 21, 22, 24, 26, 30, 31, 33, 34, 35]
모터컨트롤러 전력 공급 및 및 초기충전 : 1, 6
방전릴레이 : 3 4
디지털 인풋 : 18, (? 19 30 31 ?) ----> 추가 조사 필요
CAN : 2, 13, 24
모터와 연결 : 15 21 26 33 35 (21 35는 sin cos 인풋 대체), (33 모터 온도센서) (15, 26은 속도엔코더 파워서플라이, 오류방지)
APPS : 22, 34
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제일 가장 정말 매우 핵심적인 내용인 시그널 와이어링에 대한 정리가 끝났습니다. 사실 모터컨트롤러 작업에 필요한 정보는 여기에 다 있다고 보이네요. 이전 차량들의 자료와 작년 차량 HV박스 실물을 참고해서 최대한 풀어서 적어 보았는데요, 이번 차량 제작진뿐만 아니라 이후 후배들에게도 도움이 되었으면 좋겠습니다.
물론 누더기처럼 얼기설기 엮어 쓴 글인 만큼 오류도 많고 부족한 내용도 있을 것입니다. 수정할 것이나 보충할 내용이 있다면 댓글로 얼마든지 고고해주세요
+ 글이 많이 늦어져 미안합니다..ㅎ
뒷 내용인 Chapter 4는 전기적, 기계적 제원 / Ch5는 시스템 디자인 / Ch6은 DVT configuration / Ch7은 오류 모니터링입니다.
Ch5는 쓸모있는 내용도 있지만 오버다 싶은 부분도 있어 좀 선별해서 적어보려합니다.
Ch6은 영환씨가 DVT 매뉴얼을 열심히 공부하고 있으니 ^^
Ch7 내용은 별거 없습니다. LED 점멸 수가 어떤 fault를 나타내는지 표로 잘 정리 되어있습니다.
읽어주셔서 감사합니다.
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첫댓글
👍👍👍