Forum: Offtopic Bruschless Motor mit LiPo oder Bleiakku und Solarpanel


von Sändu M. (shiftux)


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Hallo liebes Forum,

Ich möchte einen Rasenmähroboter bauen. Dieser soll sich selber via ein 
Solarpanel laden können. Von alten RC Flugzeugen habe ich schon einiges 
an Material und möchte das so optimal wie möglich kombinieren.

Was ich habe:
-  Torcster A3520/6-840 BL Motor
http://www.torcster.de/brushless-motors/Torcster-Brushless-Gold-A3520-6-840-200g::21.html?XTCsid=dorubks2kbvgg025sng1lc8ud3
-  Torcster Speedcontroller SBEC 65A Pro
http://www.natterer-modellbau.de/shop/dateien/anleitungen/pro_v2.pdf
-  Einen 4s Lipo
http://www.der-schweighofer.ch/artikel/141213/lipo_pack_nvision_lipo_4s_14_8v_3700_30c

Ich möchte nun gerne eine Solarzelle montieren 
(http://www.conrad.ch/ce/de/product/1348653/Polykristallines-Solarmodul-10-Wp-17-V-Phaesun-Sun-Plus-10), 
um den Akku zu laden. Wie geht man da am besten vor? – Da LiPos 
bekanntlich geregelt sein müssen sehe ich folgende Optionen:

-  Einen 12V Bleiakku nehmen, den man mit einem einfachen Laderegler für 
das Solarmodul lädt und den LiPo vergessen. Allerdings sehe ich im 
Datenblatt des Speedcontrollers Bleiakkus nicht aufgelistet. Würde das 
trotzdem gehen, wenn man die Ladeüberwachung des ESC deaktiviert?

-  Gleich wie Option 1, den Blei-Akku aber verwenden als Quelle für 
einen LiPo Laderegler 
(http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__28838__Hobbyking_174_DC_4S_Balance_Charger_Cell_Checker_30w_2s_4s_AU_Warehouse_.html), 
damit der ESC vom LiPo gespeist wird. Hier frage ich mich, ob der LiPo 
Laderegler funktioniert, wenn mal eine Wolke kommt, wird ja andauernd 
Spannungsabfälle vom Solarpanel aus geben. Ausserdem weiss ich nicht, ob 
ein 12V Akku reicht um den LiPo Laderegler zu betreiben, der einen 14.8V 
LiPo laden soll?

-  Oder einen Laderegler für LiPos direkt vom Solarpanel aus betreiben. 
Hier habe ich aber nicht wirklich etwas praktisches dazu gefunden.

Ich hätte gerne euer Feedback zu den Optionen oder auch gerne eine 
andere Option, wenn das keinen Sinn ergibt…

Herzlichen Dank!!!

von Michael B. (laberkopp)


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Sändu M. schrieb:
> wenn das keinen Sinn ergibt

Na ja, ein Motor, der 50A wegzieht mit einer besonders grossen 
"Luftschraube" macht den Akku in 4 Minuten leer.
Wie viele Meter möchtest du damit gemäht bekommen ?
Als Modellbaumotor hält er bestimmt 100 Stunden, schaffst
du in der Zeit die ganze Rasenfläche wenigstens ein Mal ?
Das Solarpanel lädt den Akku, beo 10Wp.m.p.o. also 1 Watt
bei normalem Wetter braucht er dazu 4 Tage bis der Akku
wieder voll ist, nun gut, wegen Regentagen 1 Woche.

Da ist die Ladeschaltung das kleinste Problem, ein ICL7665
überwacht die Maximalspannung bis 16.8V, der zweite
Controller darin macht den Lastabwurf wenn der Akku leer ist,
und 3 ICL7660 balancieren die Akkus in den Pausen aus.

Allerdings sollte das Panel besser 21V als 17V Leerlaufspannung
haben.
1
               Diode
2
      +------+--|>|------+----------+--------+---+----+-----+
3
      |      |           |          |        |   |    |     |
4
      |      |          R12         |       R23 10k Zelle1  |
5
      |      |           |     +---------+   |   |    |     |S
6
      |      |           +-R13-|Out2 Out1|---)---+----(----|I P-MOSFET
7
      |      | N-MOSFET  |     |         |   |        |     |
8
   +  |      I|----+-----(-----|Hys2 Hys1|---+      Zelle2  |
9
 Solarmodul S|     |     |     |         |   |        |     |
10
   -  |      |     |     |     | ICL7665 |  R22       |     |
11
      |      |     |     |     |         |   |      Zelle3  |
12
      |      |    10k    +-----|Set2 Set1|---+        |     |
13
      |      |     |     |     +---------+   |        |     | +
14
      |      |     |    R11         |       R21     Zelle4 Verbraucher
15
      |      |     |     |          |        |        |     | -
16
      +------+-----+-----+----------+--------+--------+-----+
Balancerschaltung, 3 mal
1
   +----------+
2
   |          | 
3
Zelle1   +----8----+
4
   |  +--3 ICL7660 2--+
5
   +--+  | LTC660  |  C
6
   |  +--6 MAX660  4--+
7
Zelle2   +----5----+
8
   |          |
9
   +----------+

von Sändu M. (shiftux)


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Hallo Michael,

Danke für die Antwort.
Hehe, ja klar, das hatte ich nicht geschrieben. Mir ist bewusst, dass 
der Motor relativ stark ist für so eine Anwendung. Aber den habe ich ja 
schon und kann mir daher das kaufen eines neuen ersparen.
Selbstverständlich plane ich keinen fliegenden Rasenmäher und werde den 
Motor auf 10-20% seiner Leistung laufen lassen... :) Somit wird auch der 
Akku länger halten. Der Rasenmäher ist allerdings als etwas Autonomes 
gedacht, so kann er draussen gemütlich seine Arbeit verrichten, auch 
wenn er einen Tag oder mehr dazu hat... gibt ja keine Eile. Somit ist es 
auch kein Problem wenn der Ladevorgag etwas länger geht...
Das Ganze wurde schon mal ähnlich gemacht, hier um eine Referenz zu 
haben: 
http://www.open-electronics.org/a-robotic-lawn-mowers-powered-by-solar-energy-with-an-arduino-heart/

Zurück zum ursprünglichen Problem. Die von dir erwähnten ICs kenne ich 
nicht, werde ich mir aber bestimmt anschauen, danke!
Mich würde noch wundernehmen, was passieren würde, wenn ich dem 
Speedcontroller die Akku-Überwachungsfunktion deaktiviere und einfach 
trotzdem einen 12V Bleiakku anhänge? Darf man das?

Weiterhin danke für die Ausführungen!

von Norbert S. (norberts)


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Hi,

Hast Du mal etwas gerechnet? Das ganze Setup ist vollkommen für die 
Hose.
So ein Motor braucht im Leerlauf schon 2-3A.
Damit läuft der an dem Akku gerade ne gute Stunde.
Nehmen wir mal 10A an (darunter wird er kaum Leistung abgeben), dann 
sind das vielleicht noch 20 Minuten.
Das sind zwar 150W elektrisch aber der Wirkungsgrad des Motors wird da 
unterirdisch sein.
Unter 30A macht der Motor keinen Sinn.

So, nun das Solarmodul:
In D bekommt man pro Tag etwa 0,5-6kWh/m². Rechnen wir mal mit 3kwh/m² 
macht das für Dein Modul 30Wh/Tag oder bei 15V 2Ah.
Bei dem Akku brauchst Du bei mittleren Bedingungen zwei Tage, bei besten 
Bedingungen einen Tag um den Akku einmal zu laden.

Motor viel zu groß, Akku zu klein, Solarmodul viel zu klein.

Sorry, diese Auslegung ist so daneben - und das ist noch der relativ 
einfache Teil an so einem Rasenmähroboter.
Wie findet der über den Rasen, Begrenzung erkennen, wie findet er die 
Ladestation.
Das sind die interessanten Fragen.

Gruß,
Norbert

von Michael B. (laberkopp)


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Sändu M. schrieb:
> Mir ist bewusst, dass
> der Motor relativ stark ist für so eine Anwendung. Aber den habe ich ja
> schon und kann mir daher das kaufen eines neuen ersparen.
> Selbstverständlich plane ich keinen fliegenden Rasenmäher und werde den
> Motor auf 10-20% seiner Leistung laufen lassen...

Ich habe nicht geschrieben, daß er stark ist.

Er hat 750W, also 1PS, das ist für ein Rasenmähermesser nicht viel.

Mein Rasenmäher hat 4.5PS und bloss 53cm Schnittbreite.

Mit 10-20%, also vielleicht 50 Watt, kannst du Grashalme nicht 
beeindrucken.

Dein Akku und Solarpanel sind einfach zu wenig.

Und der Motor, vielleicht ausreichen für 30cm Schnittbreite, ist halt 
nicht langlebig. Mein Rasenmäher hat 30 Jahre auf dem Buckel.

Sändu M. schrieb:
> wenn ich dem
> Speedcontroller die Akku-Überwachungsfunktion deaktiviere und einfach
> trotzdem einen 12V Bleiakku anhänge? Darf man das?

Vermutlich.

von Timm T. (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Ich habe nicht geschrieben, daß er stark ist.
> Er hat 750W, also 1PS, das ist für ein Rasenmähermesser nicht viel.

Er ist nicht zu stark, er ist zu schnell.

Da Leistung am E-Motor proportional Drehzahl mal Drehmoment und die 
Drehzahl hier deutlich zu hoch ist, würde ein Drosseln nur zu nicht 
ausreichendem Drehmoment führen.

Der Motor ist mit 8-9000rpm angegeben, das fliegt Dir sowas von um die 
Ohren. Normale Rasenmäher drehen mit 1000 bis 1500rpm und haben dafür 
etwas mehr Drehmoment.

Ergo: Da muß ein anderer Motor her.

von Sändu M. (shiftux)


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hello
herzlichen dank nochmal für die kompetenten antworten.
ok, dann wird mir langsam bewusst, dass ich einen eher mässig effektiven 
mäher am bauen bin... :)
ich denke ich werde es trotzdem tun, mit einem blei-akku und einfach mal 
probieren und erfahrung sammeln, denn das zeug habe ich ja das meiste 
schon.
wie im anderen artikel beschrieben, denke ich auch dass er nicht viel 
taugen wird, wenn das gras 20cm hoch ist. wenn man ihn aber alle paar 
tage drehen lässt und quasi immer die spitzen schneidet, denke ich 
könnte der motor reichen, wenn auch zu schnell den akku lehren...
naja, ich probiere und wenn sich anschliessend raus stellt, dass ich 
einen anderen motor brauche, habe ich ja nur die luftschraube dreckig 
gemacht... :) und den motor ersetzen ist keine hexerei...
danke nochmal!

von Sändu M. (shiftux)


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Nchtrag: Den Regler umprogrammieren und mit einer beliebigen Stromquelle 
zu betreiben hat übrigens funktioniert. Habe eine Spannungsquelle auf 
12V angeschlossen, nachdem die Abschaltspannungs-Überwachung 
ausgeschaltet wurde (im Programmiermodus des Reglers).
Soweit so gut...

von Andreas S. (goldrausch)


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1. Und wie findet der Rasenmäher seinen weg über den Rasen, also wie 
garantierst du, das er nicht 2-mal die selbe Stelle mäht?
2. Wie bewegt sich der Rasenmäher, er benötigt min. noch 2 weitere 
Motoren für den Antrieb.
3. mit was für Sensoren wird der Rasenmäher ausgestattet.

von Timm T. (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Wie bewegt sich der Rasenmäher, er benötigt min. noch 2 weitere
> Motoren für den Antrieb.

Wieso Räder? Ich finde das ein äußerst gelungenes Design, und dafür 
ließe sich der vorhandene Motor einsetzen. Wird leider zweimal benötigt: 
http://www.heise.de/newsticker/meldung/Fliegendes-Motorrad-von-Chaos-Bastler-Colin-Furze-3194279.html

Die Hecke kann man damit bestimmt auch gleich stutzen.

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