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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Microcontroller bei Akkuladung vor Überspannung schützen


Autor: Stefan (Gast)
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Guten Abend,

ich habe eine Ladestation für den Roboter "Asuro" entwickelt, jedoch ist 
mir ein Problem entgegen gekommen, wo ich bis jetzt noch nicht genau die 
Lösung gefunden habe und hoffe, dass ihr mir weiterhelfen könnt.

Zuerst einmal eine kleine Beschreibung:

Der Roboter fährt in die Ladestation, sobald die Spannung auf ein 
Minimum sinkt (Akku fast leer). Betrieben wird der Roboter mit 4x AAA 
Zellen, bei 1,2V pro Zelle. Nun tritt das Problem auf, denn der Roboter 
"verkraftet" maximal eine Eingangsspanung von 6V. Beim laden jedoch, 
tritt eine Spannung von bis zu 6,6V auf, dass wären dann 0,6V zuviel und 
wenn es kritisch wird, könnte der Controller zerstört werden?

Anfangs dachte ich einfach an eine Zener Diode 5,6V. Jedoch sind diese 
für solche Ströme nicht gedacht und die Funktion wird ja eigentlich nur 
benötigt, wenn er in der Ladestation ist.

Hat einer von euch eine Idee, wie man dieses Problem lösen könnte? 
Vielen dank im vorraus

MfG

Stefan

Autor: Jens G. (jensig)
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LowDrop-Spannungsregler zw. Akku und Robbi-Schaltung.

Autor: Stefan (Gast)
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Das Problem bei der ganzen Sache ist jedoch, dass der Lowdrop mir bei 
normalbetrieb ca.0,5v der Spannung "wegnimmt". Sprich wenn die Batterien 
"nur" noch 5V haben, bekommt der Roboter stolze 4,5V. So sollte das eig. 
nicht sein, oder habe ich dich iwie falsch verstanden?

Autor: Jens G. (jensig)
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naja - es kommt ja drauf an, mit wieviel Spannung der Robbi noch 
auskommt. Wenn die Entladeschlußspannung bei 4V liegt, der Robbi aber 
mit 3,5V noch lässig auskommen würde, dann ist es doch kein Problem - 
oder? Es kommt eben ein bißchen auf die Rahmenbedingungen an, ob das 
machbar ist.

Autor: olol (Gast)
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Wie wäre es denn wenn die stromzufuhr zum Controller während des Ladens 
unterbrochen wird? oder benötigst du den controller währenddessen?

Autor: Jens G. (jensig)
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Du kannst das natürlich auch so machen, daß die 
"hochspannungsempfindlichen" Teile während des Ladens abgeschaltet 
werden, bzw. über Rv + Z-Diode versorgt werden (wenn kein hoher 
Versorgungsstrom dafür nötig ist), und dann, wenn die Spannung wieder 
gefallen ist, wird wieder voll dazugeschaltet via Transistor (Mosfet)

Autor: Bastian (Gast)
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.
Zwischen die Akkus und den Asuro eine Diode (1N400x) einbauen.

Der Asuro läuft auch mit geringerer Spannung.
.

Autor: Stefan (Gast)
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So, ich habe ein Idee. Spannungsbereich des Microcontrollers liegt bei 
2,7-5,5V. Ich kann im Prinzip einfach ein Lowdrop-Regler verwenden. Ich 
nehm einfach einen 5V 1,5A Lowdrop-Regler. Link:

http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=9737;GROU...

Am Eingang schalte in ein Kondensator mit 0,1yF und am Ausgang 22yF 
parallel. Aus dem Datenblatt kann ich leider nicht genau entnehmen, in 
welchem Range der Regler arbeitet, bzw benötigt zum Wandeln. Sieht das 
einer? Wie findet ihr die Methode, gibt es Verbesserungen oder generell 
etwas "besseres"

MfG
Stefan

Autor: leo2e (Gast)
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Hallo,
die Eingangsspannung darf zwischen 5,5 bis 30V liegen.

mfg
leo2e

Autor: Stefan (Gast)
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Ja, und bei 4,5V müsste er mir doch 4v am Ausgang ausgeben, oder?

Autor: Name (Gast) (Gast)
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Hi,

> Aus dem Datenblatt kann ich leider nicht genau entnehmen, in
> welchem Range der Regler arbeitet, bzw benötigt zum Wandeln.

kuckst Du ins Datenblatt auf Seite 4 - typical max input 17V, typical 
max dropout voltage 400..900mV :-)

HTH

Autor: Stefan (Gast)
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Das hab ich leider nicth ganz verstanden, kann mir das einer mal genauer 
erläutern?

Stimmt denn meine Aussage von oben, oder nicht?

Autor: TrippleX (Gast)
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So könnte man es sagen.
Das Problem ist das das Ding einen Ruhestrom von von ein paar mA
und bei 1.5A schon 50mA für sich selber braucht.

Weil somit werden auch ein paar mA aus den Akku gesaugt ohne
das der Roboter was macht - reine Leerlaufaufnahme.

Autor: Stefan (Gast)
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Also ich hab nochmal nachgeschaut, in Ruhe bei 6,5V benötigt er 5mA und 
bei 1,5A 50mA. Okay, mein Asuro benötigt im Durchschnitt ca 500mA, also 
kann ich mit einem durschnittlichen Verbrauch des IC´s mit 17mA rechnen. 
Das ist schon nicht wenig, aber gibt es noch eine bessere Möglichkeit? 
Dioden in reihe sind 1,4V zuviel und 0,7V zu wenig. Oder gibt es low 
drop Regler mit noch geringere Eigenstromaufnahme?

Autor: P. S. (Gast)
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Eine Zelle mehr und einen richtigen Spannungsregler. Dann hat der 
Roboter ueber die gesammte Betriebszeit die definierte Betriebsspannung. 
Uebrigens, wenn der Lader bis 6.6V hoch geht, dann faellt der Akkupack 
nicht unbedingt sofort wenn die Ladespannung aus ist auf 6V runter. Also 
nur fuer das Laden den Controller sichern ist keine Loesung.

Autor: Stefan (Gast)
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Vielen dank, aber eine Zelle mehr ist wiederrum zuviel Gewicht und wenn 
ich die Spannund ständig konstant halte, dann kann ich sie ja nicth mehr 
über den A/D-Wandler abfragen und dem Robbi sagen, dass er laden soll. 
Also fällt das schonmal weg. Wie genau darf ich deinen letzten Satz 
verstehen?

Also ich würde es jetzt so machen, einfach den oben genannten drop 
down-Regler (falls ihr einen besseren gefunden habt, bitte bescheid 
geben) verschalten mit den Kondensatoren und vor den Eingang des 
Roboters schalten, so sinkt zwar die Spannung um ca 0,5V, aber das 
reicht im Endeffekt den Roboter noch aus, um betrieben zu werden, da die 
Entladeschlussspannung 4,0V beträgt. Um der Eigenstromaufnahme des 
Reglers gerecht zu werden, wähle ich einfach Akkus, mit ca. 200mAh mehr 
Kapazität, dass dürfte es wieder ausbügeln. Wie findet ihr das?

Autor: P. S. (Gast)
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Stefan schrieb:

> Vielen dank, aber eine Zelle mehr ist wiederrum zuviel Gewicht

Also wenn's an der einen Zelle haengt... es gibt auch kleinere Zellen.

> und wenn
> ich die Spannund ständig konstant halte, dann kann ich sie ja nicth mehr
> über den A/D-Wandler abfragen und dem Robbi sagen, dass er laden soll.

Klar geht das immer noch. Was hat das auch mit der Versorgungsspannung 
zu tun?

> Also fällt das schonmal weg. Wie genau darf ich deinen letzten Satz
> verstehen?

Was genau hast du nicht verstanden?

> Um der Eigenstromaufnahme des
> Reglers gerecht zu werden, wähle ich einfach Akkus, mit ca. 200mAh mehr
> Kapazität, dass dürfte es wieder ausbügeln. Wie findet ihr das?

Ach dafuer ist Gewichtsreserve da?!?

Autor: Stefan (Gast)
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Das ist bei dem Robbi so, dass man die Möglichkeit hat, die 
Versorungsspannung zu überprüfen und gerade das benötige ich ja für mein 
Vorhaben. Eine Zelle zuviel ist schon nicht gut, da das Ladegerät, 
welches ich erstellt hab, nur für 4 nimh Zellen ausgelegt ist und der 
Roboter so lang wie möglich fahren muss.

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