Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Energie "pumpen" für großen Stromimpuls


von Fisherman's Fish (Gast)


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Hallo liebe Bastler und Profis,

ich bin gerade dabei eine kleine Schaltung mit einem 7,2V Servo und 
einem Atmega32 aufzubauen und stehe jetzt vor dem Problem, dass meine 
gebastelte Batterie Reihenschaltung (theoretische 6V) nicht genug 
Leistung für den Servo abgibt.
Da ich den Servo sowieso nur impulsmäßig betreiben möchte (1 Mal schwenk 
alle 2-3 Minuten) hatte ich z.B. an einen Step-up Wandler oder eine 
Kondensator-Ladungspumpe gedacht der mir einen großen Kondensator mit 
einem kleinen Innenwiderstand langsam aber sicher auflädt.

Macht der Gedanke Sinn oder habe ich da wie so oft die Rechnung ohne die 
Wirtin gemacht bzw. gibt es bessere Alternativen? (Falls Ja bitte nicht 
in der Luft zerreißen, ich bin noch ein Elektro-Grünschnabel ;) )

Liebe Grüße und danke für die Hilfe!
Euer Fisherman

: Verschoben durch Admin
von Tim (Gast)


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Bekommst du mehr Leistung indem du die Spannung erhöhst?

von Fisherman's Fish (Gast)


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Ja also ich hatte jetzt angenommen, dass ich mit einem sehr großen 
Kondensator (um die 10000 uF) der z.B. auf 8V geladen wurde meinen 
Pulsstrom gut bekommen könnte.
Aber wie gesagt ich lasse mich gerne eines Besseren belehren :)

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Fisherman's Fish schrieb:
> theoretische 6V
Und praktische?

von Korbblüte (Gast)


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Fisherman's Fish schrieb:
> Ja also ich hatte jetzt angenommen, dass ich mit einem sehr großen
> Kondensator (um die 10000 uF) der z.B. auf 8V geladen wurde meinen
> Pulsstrom gut bekommen könnte.
> Aber wie gesagt ich lasse mich gerne eines Besseren belehren :)

So etwas in der Art kannst du machen. Vorab bliebe aber zu klären, wie 
hoch der Energiebedarf deines Servos ist und, was deine 
Spannungsversorgung hergibt. Also, welchen Servo, welche Batterien setzt 
du ein?

von Lupf (Gast)


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>10000µF
Sind bei 1A Stromaufnahme 40ms. Also 15 Grad Stellweg bei einem 
0.16ms/60 Grad Servo

von Korbblüte (Gast)


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Lupf schrieb:
>>10000µF
> Sind bei 1A Stromaufnahme 40ms. Also 15 Grad Stellweg bei einem
> 0.16ms/60 Grad Servo

Ein größerer Kondensator sollte es schon sein. Was z. B. im Fahrrad für 
das Rücklicht verwendet wird. 1 - 2,2 F.

von MaWin (Gast)


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Fisherman's Fish schrieb:
> Ja also ich hatte jetzt angenommen, dass ich mit einem sehr großen
> Kondensator (um die 10000 uF) der z.B. auf 8V geladen wurde meinen
> Pulsstrom gut bekommen könnte. Aber wie gesagt ich lasse mich gerne
> eines Besseren belehren :)

Du hast aber nie ausgerechnet, in wie wenigen Millisekunden der Elko 
wieder leer wäre, gelle?

Warum eigentlich nicht ?

von thomas s (Gast)


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Das kann man doch überschlägig rechnen.

Den Energiebedarf des Motors kannst du aus Strom, Spannung und Zeit (mit 
DMM + Oszi messen) rechnen.


Der Energieinhalt eines Kondensators ist E=1/2*C*U^2

Bei Entladung von U2 nach U1 ist die entnehmbare Energie damit

dE=1/2*C*(U2^2-U1^2)     ***hierbei C in F, U in V***

Damit kann man doch schon mal über den Daumen peilen, ob das vernünftig 
gehen kann. Und im Zweifelsfall C eine Nummer größer nehmen.

Oder gleich über einen Akku nachdenken...

von Frank (Gast)


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Oder man rechnet nur wie lange man die Servos und die andere Elektronik 
bei gegebener Energie überhaupt betreiben kann.
Die Verluste von Mechanik, Boost, usw nicht vergessen!

von Andreas S. (igel1)


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@Fisherman's Fish:

Spendier' uns noch ein paar mehr Infos, dann werden die 
Lösungsvorschläge treffgenauer:

- Spielt Gewicht bei Dir eine Rolle?
- Soll der Servo auf einem Modellschiff arbeiten?
- Ein Link auf Deinen Servotyp wäre hilfreich.
- Welchen genauen Anwendungszweck verfolgst Du?
- Warum sind die Batterien so schlapp?
- Genauere Infos zu den Batterien wären hilfreich.
- Spielt Geld eine Rolle bei der Lösung?
- Geht's um die billigste Lösung oder rein um die Machbarkeit Deiner 
Idee?

Je nachdem, werden unsere Antworten ganz anders ausfallen ...

Gruß

Igel_igel

: Bearbeitet durch User
von Michael K. (Gast)


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Noch umständlicher und unhandlicher wäre eine Schwungscheibe mit 
Kupplung, oder ein kleiner Diesel Hilfsgenerator.

Das ist doch der Plan, oder?
Eine einfache Aufgabe (neue Akkus) auf die teuerste, umständlichste, 
unhandlichste und am wenigsten zuverlässige Art zu lösen.

von Andreas S. (igel1)


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Ein paar generelle Hinweise kann ich zum Problem vielleicht doch 
beisteuern:

- Das Thema Leistungsanpassung spielt ggf. eine Rolle:
  http://de.wikipedia.org/wiki/Leistungsanpassung

- Der Innenwiderstand von Kondensatoren ist zu beachten
  http://de.wikipedia.org/wiki/Superkondensator

Mit Blick auf die Werte dieser neuesten Superkondensatoren könnte Dein 
Vorhaben theoretisch durchaus funktionieren, aber:
Ökonomisch wird es sicherlich eine Katastrophe ...
Und eine Wirkungsgradsoptimierung könnte ebenfalls spannend werden.

Wobei - da fällt mir gerade auf:
Meinst Du wirklich, daß Deine Batterie nicht genügend "Leistung" hat, 
oder meinst Du nur, daß die "Spannung" nicht ausreicht?

Wieviel Strom kann Deine Batterie maximal abgeben?
Oder anders: auf wieviel Volt bricht Deine Batteriespannung bei der 
Entnahme von 1 Ampere zusammen?
Dieser Wert wäre ziemlich wichtig für die weitere Diskussion.

Viele Grüße

Igel1

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Michael Knoelke schrieb:
> Noch umständlicher und unhandlicher wäre eine Schwungscheibe mit
> Kupplung, oder ein kleiner Diesel Hilfsgenerator.
>
> Das ist doch der Plan, oder?
> Eine einfache Aufgabe (neue Akkus) auf die teuerste, umständlichste,
> unhandlichste und am wenigsten zuverlässige Art zu lösen.

Ich kapiers auch nicht. Wenn man einen 7,2V Servo benutzt, ist es doch 
das naheliegendste und simpelste, eine 7,2V Spannungsquelle zu nehmen, 
die den benötigten Strom liefern kann.
Eine glückliche Fügung hat ja die 2S LiPo Zellen möglich gemacht, die 
zufällig genau diese 7,2-7,4V liefern können und auch noch Massenware 
sind.

von Fisherman's Fish (Gast)


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Hallo Leute!
Vielen vielen Dank schonmal für die vielen Beiträge :).
Hatte natürlich vergessen zu schreiben wofür das gut sein soll:
Ich würde gerne mit einer möglichst billigen und vor allem leichten 
Batterie/Akku diesen einen Servo-Schwenk ausführen.
Im Moment nehme ich noch den MG996R

( https://skippy.org.uk/wp-content/uploads/MG996R_Tower-Pro.pdf )
// steht zwar nicht im Datenblatt aber ein Kolleg hat mir gesagt, dass 
der kurzzeitig auch mit 7,2V gut klar kommt.

Da das ganze so eine Art Rettungssystem sein soll, wird die 
Batterie/Akku nach einmaligen Servo-Schwenk sowieso ausgewechselt.
Am liebsten hätte ich also z.B. eine Knopfzelle (Ich hatte an 4 Micro 
Batterien gedacht, daher die theoretischen 6V), hauptsache billig und 
leicht.

Der Servo soll mit dem Schwenk auch nur einen kleinen Bolzen rausziehen 
wird also nicht.

Kodensatoren hatte ich auch schon geschaut (Reichelt mit "low ESR") 
gibts aber nur mit max. 10000µ und den dann nur bis 6,3V.
Goldcaps oder Andere mit ein paar F wären natürlich schön aber die 
bringen soweit ich weiß nicht den Pulsstrom den ich haben möchte. (nach 
Datenblatt vielleicht bei ca. 1,5A. Hängt ja nur eine kleine mechanische 
Last dran)


Weiterhin vielen Dank fürs Helfen!
Ihr seid echt genial :)

von Joachim B. (jar)


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: Bearbeitet durch User
von Korbinian G. (korbinian_g10)


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Kann man das Problem nicht mechanisch lösen? Gummi/Feder etc. + Bolzen? 
Wenn es nur um eine einmalige Sache geht, kann man ja auch einen 
kleineren Servo nehmen, um den Gummizug o.ä. freizugeben und dann die 
Hauptarbeit vom Gummi oder der Feder erledigen lassen. Dürfte auch sehr 
zuverlässig und vor allem günstiger als ein riesiger HiFi-Kondensator 
sein.

von wartemal (Gast)


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Die Vorstellungskraft von dem was Energie bedeutet ist bei vielen Leuten
nicht vorhanden.
Jeden Tag kann man hier über verschiedene Vorhaben lesen, die mehr mit
Traum (TV ?) als mit Realität zu tun haben.
Wir sind nun mal durch Benzin verwöhnt und viele glauben, dass etwas 
Sonne oder ein Knoepfchen von Batterie Wunder verbringen können.

Vorerst nicht.

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