Guten Tag,
ich baue gerade einen Roboterstaubsauger und stosse gerade auf einige
Schwierigkeiten.
Zur Spannungsversorgung habe ich ein 6S BMS 22.2-25.2V Li-Ionen 18650
Board.
Diese Spannung wandle ich nun mit kostengünstigen DC/DC Wandlern von
AliExpress auf
-12V
(https://de.aliexpress.com/item/4000309679514.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.27424c4deYwe9L)
6V und 5V
(https://de.aliexpress.com/item/32251969850.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.27424c4dzgT79P)
Runter.
Angetrieben werden damit 2x 12V 0.1A DC Motor(Wischer), 1x 12V 1.8A
Lüfter(Sauger), 2x 6V DC Motor zum Antrieb und diverse 5V Sensoren.
Zur Ansteuerung der Motoren und des Saugers verwende ich ein IRF520
MOSFET-Modul mit einem Arduino Mega via PWM. Die Spannung der Batterie
überwache ich ebenfalls.
Nun habe ich das Problem, dass mir die Motoren beim einschalten die
Spannung zusammenreissen. Ich habe softwaremässig auch schon einen Soft
Start versucht, jedoch ohne Erfolg. Nun meine Frage: Würde es etwas
bringen, wenn ich einen Kondensator parallel zum DC/DC Wandler einfüge?
Und wie hoch müsste ca. die Kapazität sein?
Vielen Dank
freundliche Grüsse
fasaso
Hast du die Strombegrenzung beim ersten verlinkten Modul überhaupt
korrekt eingestellt?
fasaso schrieb:> Würde es etwas bringen, wenn ich einen Kondensator parallel zum DC/DC> Wandler einfüge?
Vielleicht, ist aber murks.
fasaso schrieb:> 2x 6V DC Motor zum Antrieb
Und die haben welche Stromaufnahme?
fasaso schrieb:> Nun habe ich das Problem, dass mir die Motoren beim einschalten die> Spannung zusammenreissen.
Welche Spannung? Du hast mindestens 4 verschiedene in deinem System. Wie
hast du das gemessen?
Vielen Dank für deine Antwort
mech schrieb:
> Hast du die Strombegrenzung beim ersten verlinkten Modul überhaupt> korrekt eingestellt?
ja, der ist auf dem Maximum
mech schrieb:
> Und die haben welche Stromaufnahme?> 2x 6V DC Motor zum Antrieb
sorry mein Fehler
6 V = 200mA
3 V = 150mA
(https://de.aliexpress.com/item/32839068396.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.27424c4dnMIyQX)
wird gesteuert mit:
L298N Modul (Ist eine Brückenschaltung wobei der Ausgang mit PWM
geregelt werden kann)
(https://de.aliexpress.com/item/32994608743.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.27424c4dBRWVuZ)
mech schrieb:
> Welche Spannung? Du hast mindestens 4 verschiedene in deinem System.> Wie hast du das gemessen?
Es ist etwas kompliziert ich versuche es möglichst präzise zu erklären
(Welche weis ich auch noch nicht genau, ich gehe aber von den 12V aus):
Beim BMS sind die Anschlüsse zum Laden = Anschlüsse zum Entladen ->
25.2V
und da kein Netzteil genau 25.2V hat, wandle ich mit einem
Boostconverter 12V 5A zu 25.2V mit bis zu 150W und die 25.2V wandle ich
danach eben in die entsprechenden Spannungen. Bisher habe ich immer nur
den Betrieb ohne Akkus geprobt. Ich habe aber auch schon den
Boost-Converter mit einem Labornetzteil (25.2V 5A max) überbrückt. und
immer noch das gleiche Problem. Die 25.2V messe ich mit einem
Spannungsteiler-Sensor dabei habe ich beim Arduino noch 0-5V die ich
auswerte. In meinem Programm habe ich es so gemacht, dass wen die
Spannung unter 4.4V fällt (22.2V beim Akku) kann das Programm nicht mehr
ausgeführt werden. Aktiviere ich das Programm bei genügender Spannung,
fahren die einzelnen Komponenten nach und nach hoch. So fährt z. B. der
Lüfter zuerst Schritt für Schritt hoch usw. ist dieser am Maximum gehe
ich davon aus, dass die Spannung nun stabil ist und ich nun den ersten
Wischermotor einschlagen kann. Und hier fangen die Probleme an. Dabei
ist es willkürlich ob die Spannung schon beim ersten oder erst beim
zweiten Motor zusammenbricht. Manchmal geht es auch gut und es bricht
erst beim Aktivieren der Bewegungsmotoren zusammen. Wie sich dir nun die
Frage stellt, wie ich den Zusammenbruch feststelle:
Wen eben nun die Spannung die ich messe unter die 4.4V fällt, geht das
Programm in den Ruhemodus. Kurz danach startet das Programm neu (Weil
wider ü. 4.4V) und fährt alles wider hoch... Teilweise schaltet sich
auch der Arduino aus.
Es ist also alles sehr instabil, ich kenne mich jedoch zu wenig mit
spannungs-Stabilisierung in diesem Bereich aus. Ich habe schon überlegt
ob ich, wenn die Spannung unter 4.4V fällt einen timer einfüge, jedoch
weiss ich nicht wie, da man im Gegensatz zur SPS (Komme von da) keine
Timer stellen kann es gibt ja nur Millis(); und delay();. Hättest du da
noch eine Idee?
Ich habe auch schon überlegt, einfach ein 3s BMS zu verwenden, da wäre
ich schön bei 12V müsste jedoch 2 Zellen parallel schalten.
Freundliche Grüsse
fasaso
Was meinst Du warum IMMER "(max)" dabei steht?
Das heist maximal 3A im optimalen Arbeitspunkt. Möglicherweise sogar
0,01 Sekunden lang.
Da hilft kein Stützen. Da hilft nur pragmatischere Auslegung. Auch wenns
jetzt weh tut weil neue Module bestellt werden müssen.
Ich tippe schlichtweg auf suboptimale masseführung zusammen mit kleinen
querschnitten verkupfertes eisenkabel. und deshalb messfehler bzgl der
akkuspannung.
Spannungsregler, treiber, motoren sind nicht so der burner aber
funktionieren werden sie. Plane einfach mal so, dass die strompfade zu
den motortreibern niederohmig sind und die masse für den spannungsteiler
batteriespannung direlt an deiner adc-masse angeschlossen ist.
Poste mal einen Schaltplan (den wirst du doch hoffentlich haben, bei so
einem komplexen System) und dein Quellcode.
Du hast also einen 6S Li Ion Akku und definierst bei 3,7V Zellspannung
(= 22,2V für alle 6 Zellen), dass dein Akku leer ist. Warum?
Ist doch klar, dass die Klemmspannung der Zelle unter Belastung
einbricht (Stichwort "Batterieinnenwiderstand"). Die 4,2V ( = 25,2V für
alle 6 Zellen) ist doch nur die (Ladeschluss-)Spannung eines
unbelasteten Li ion Akkus..
Timo N. schrieb:> Poste mal einen Schaltplan (den wirst du doch hoffentlich haben, bei so> einem komplexen System) und dein Quellcode.
Den Schaltplan und Quellcode darf ich nicht veröffentlichen, da es für
ein Schulprojekt ist und die Schule das Internet mit einer Suchmaschine
prüft.
Timo N. schrieb:> Du hast also einen 6S Li Ion Akku und definierst bei 3,7V Zellspannung...
Ich hatte bei Akkus bis jetzt nur alles Theoretisch, die Theorie ist ja
manchmal von der Praxis etwas entfernt. Die schwelle von 22.2V kann ich
ja nicht verändern, da dies ja schon durch das BMS gegeben ist, oder?
Zudem habe ich bis jetzt nur den Betrieb mit einem Externen Netzteil
erprobt. Beim betrieb mit einem Labornetzteil direkt vor den Wandlern
ist die Spannung beim Netzteil selber nie zusammengefallen.
Ich werde mal versuchen, wie von Flip die Masse und Kabel besser
auszulegen. Zudem habe ich noch einen 300W DC/DC stepdown Wandler
bestellt, da würde ich einfach den 12V Wandler austauschen.
fasaso schrieb:> 6V und 5V>>
(https://de.aliexpress.com/item/32251969850.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.27424c4dzgT79P)
Mit diesen Boards habe ich gerade meine eigenen schlechten Erfahrungen
gemacht. Schon bei einer Belastung von nur 500mA zeigte sich ein Ripple
auf der Ausgangsspannung von ca. +-400mV, und bei 1A Belastung waren es
über +-1V. Das Multimeter zeigte die ganze Zeit die eingestellten 5V DC
an. Wenn du in der Schule die Möglichkeit hast, schau dir die Ausgänge
der DC/DC Konverter mit dem Oszilloskop an, oder schalte dein Multimeter
mal in den AC Bereich. Hier hat ein 100uF Kondensator direkt am
Modulausgang eine deutliche Verbesserung gebracht.
Meiner Meinung nach sind ganzen Strom bzw. Leistungsangaben auf
AliExpress praktisch immer unrealistische Maximalwerte. Mein Tipp, teile
die Zahlen durch 3 dann bekommst du realistische Werte.
Wenn der Strombedarf deiner Sensoren nicht allzu groß ist, dann versorge
sie über den Spannungsregler auf dem Arduino Mega. Dazu stellst du den
DC/DC auf 7V und gehst über den Powereingang in den Mega.
Monk schrieb:> der DC/DC Konverter mit dem Oszilloskop an, oder schalte dein Multimeter> mal in den AC Bereich. Hier hat ein 100uF Kondensator direkt am> Modulausgang eine deutliche Verbesserung gebracht.
Muss mich korrigieren. Mein Digitalmultimeter zeigt bei AC den Ripple
nicht an, Ripplefrequenz ist zu hoch.
Ich habe jetzt mal ein Video gemacht, vielleicht hilft es. Ich
entschuldige mich für das kabel-Chaos, es ist ja nur der Prototyp. Der
"Finale" bekommt eine ordentlichere Verdrahtung.
https://youtu.be/IhsJMj6TbgQ
fasaso schrieb:> Den Schaltplan und Quellcode darf ich nicht veröffentlichen,
Dann mache eine Skizze mit der Verschaltung der Module, den Akkus und
Verbrauchern. Schreibe noch die Spannung und den Strom der Verbraucher
hinzu.
Ueberlege ob eine 6s2p Versorgung helfen koennte. Eine Saeule ueber
Widerstaende die Zellen parallel gehaengt, mal als Stichpunkt in den
Ring geworfen...
Ich habe es mal "rudimentär" aufgezeichnet, es sollte aber ausreichen.
Ich habe jetzt noch 2x ein 3S 40A BMS bestellt. Ich werde versuchen, die
Netze aufzutrennen, dabei nehme ich die beiden Wischermotoren und den
Sauger in ein eigenes 12V Netz.
Das Bild reicht um zu sehen, was los sein koennte. Der Wandler fuer den
Arduino muesste als erster am Ausgang dran haengen und nicht als letzter
in der Kette. Vor dem Wandler eine Diode und dahinter ein Kondensator
kann manchmal ausreichen.
So im Prinzip. Je nach Stromverbrauch des Arduino Uno reicht die Spanne
von 1N4148 bis SB560.
Der Widerstand R muss den Einschaltstrom begrenzen fuer die Diode und
das Akkuboard.
Update:
Ich möchte den Beitrag nicht ungelöst lassen und daher hier die
"Lösung".
Ich habe eure Vorschläge angenommen und auch umgesetzt. Leider alle ohne
Erfolg. Ich war schon nahe der Aufgabe, da bin ich zufällig auf
folgenden post gestossen:
https://www.electronicspoint.com/forums/threads/mosfets-in-parallel.282543/
Kurz zusammengefasst. Ich kann meine IRF520 Module nicht parallel
schalten.
Zum Test habe ich einfach die Module durch Relais ersetzt und siehe da!
Es funktioniert alles reibungslos. Es ich nicht die Lösung, die ich mir
gewünscht habe, aber solange es funktioniert ist mir das mittlerweile
egal.
Vielen Dank für eure Hilfe!