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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Stromversorgung usw für Roboter


Autor: Marco Vogt (Gast)
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Hi!

Ich hab zwar erst gestern meinen 2313 das erst mal getestet (hab bisher 
nur PIC1684 und CC Erfahrung), aber ich sammle schon mal Material für 
mein erstes größere Projekt - einen kleinen mobilen autonomen Roboter.
Ich hab vor ihn über zwei umgebaute Servos über PWM zu bewegen (ist doch 
recht simpel, oder?), das wäre relativ preiswert, klein und ich brauche 
keine externen Komponenten.
Dann sollen für's erste noch zwei IR Sensoren und zwei Bumper rein. Viel 
Strom brauche ich also nicht für die Kiste.
Jetzt meine Frage: NiCd, NiMH oder LiIo Akku? Warum LiIo? Ich hab einen 
Akku aus nem alten Sony Handy mit 7,2V und 1350mAh. Der hat etwa das 
Volumen von zwei 9V Blöcken und ist ziemlich leicht. Hab nur gelesen, 
das die Stromstöße (Anfahren usw) nicht gerne haben und das Laden eine 
Kunst für sich ist. Ist das was dran oder kann man das vielleicht in den 
Griff bekommen (langsames Anfahren oder so)?
Vier NiMH Mignon Akkus wären auch gut, aber ich weiß nicht, wie lange 
ich die nutzen kann, da der AVR ja möglichst 5V braucht (meiner schaltet 
bei ca. 3.5V ab). Wenn ich den LiIo Akku nehmen würde, käme ein 5V 
Schaltnetzteil dran...
Also, was meint ihr? Habt ihr Erfahrung mit diesen Akkus oder ist es 
wirklich zu aufwändig?

mfg,
Marco

Autor: ReadyRed (Gast)
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Ich glaub Roboterbauer sind hier nicht gern gesehen ;). Versuchs mal auf 
http://www.elektronik-projekt.de/Forum/YaBB.cgi oder
http://www.roboterwelt.de/forum/index.html
LiIo Akkus sind für den Hobbybastler wohl viel zu empfindlich. Gibts die 
überhaupt so zu kaufen?

Ready

Autor: Markus Burrer (Gast)
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Kaufen kann man die schon (Videocams, Handys). Aber man sollte unbedingt 
das entsprechende Ladegerät verwenden. Wenn die Stromentnahme nicht zu 
groß ist gibt es keine Probleme, aber zu hohe Impuls- oder Dauerströme 
killen den Akku. Kleine Roboter, deren Motoren nur max 200mA brauchen 
könnte man damit aber betreiben.
Besser geeignet sind NiMh oder Blei-Gel Akkus

Gruß
Markus
http://www.elektronik-projekt.de/

Autor: BernhardT (Gast)
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Wieso sollen Roboterbauer hier nicht gern gesehen sein?? Also ich finde 
die postings von den Roboterbauern (und den Modelbaufreaks) eigentlich 
immer sehr interessant.OK - vieleicht kommen nicht immer die tollsten 
Antworten.
Ich möchte dich mal auf den Panasonic LC-R061R3PG hinweisen : Bleigel; 
6V; 1,3Ah; natürlich etwas schwer und nicht so klein. Hält sich aber 
noch in Grenzen (5x10x2,5 cm ; 300g)und ist unverwüstlich.
Ansonsten möchte ich alle LION-Akku interessierten mal auf die 
wiederaufladbaren Alkaline z.B. Rayovac hinweisen. Die sind so billig, 
das man die geringen Ladezyklen leicht verschmerzen kann und hohe 
Impulsströme sind auch kein Problem . NiCd und NiMH Zellen verbraten die 
meisten Ladezyklen für ihre im Vergleich zu Alkaline extrem hohe 
Selbstentladung und liefern bei gleichen mAh Werten wesentlich weniger 
Leistung, weil sie nur 1,2 V anstelle von 1,5V liefern.
Gruß Berhard

Autor: Arne K. (Gast)
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(@BernhardT)
Mit der Leistungsangabe wäre ich lieber Vorsichtig. Zwar sind meine 
Daten hier 5 Jahre alt, aber Alkali-Mangan (die ist doch gemeint?) ist 
da mit 20 Wh/kg angegeben. Dem gegenüber stehen

NiCd:   40Wh/kg
NiMh:   55Wh/kg
LiIon: 125Wh/kg

Die Selbstentladung pro Monat dürfte beim Roboterbau weniger im 
Vordergrund stehen:

NiCd:          15%
NiMh:          25%
LiIon:         0,1 - 8%
Alkali-Mangan  0,4 %

Für diesen Roboter dürften eigentlich auch NiMh in Frage kommen. Um mal 
ein Beispiel zu nennen: Ein RC-Car von mir zieht bei Vollgas, ohne 
Bodenberührung ca. 10A bei 7,2V. Das wäre schon der sichere Tod für 
NiMh. Möcht nicht wissen, was Car'ly beim Anfahren zieht, wenn sich da 
ca. 1,5 kg in Bewegenung setzen...!

In diesem Fall von Marco würde ich es zuerst mal mit einem Accu-Halter 
für den Empfänger von RC-Anlagen probieren. Bei vier Accus mit 1,2V 
wären wir also bei 4,8V und hätten damit die Ideale Nenn-Spannung für MC 
und Servos. Die Accus lassen sich leicht austauschen und man kann 
probieren womit es am besten klappt.

Auch wenn es fast schon verführerisch ist, von LiIon besser die Finger 
lassen! Die Teile sind schwer handzuhaben und nicht ganz ungefährlich!

Beim Bau des Robos aufs Gewicht achten... !

Gruß,
Arne

Autor: Marco Vogt (Gast)
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Guter Tipp mit den Alkaline Batterien, werde ich mir mal ansehen. 
Bleigel Akkus sind zwar sehr robust, aber 300g ist einfach zu viel :). 
Ich hab auch vor evt. ein paar Solarzellen auf den Roboter zu packen, 
die den Akku immer wieder nachladen. ALso wäre auch wichtig, das er 
viele Ladezyklen aushält und beim Laden nicht immer leer sein muss.
Der Roboter soll wartungsfrei laufen, also immer an bleiben und durch 
mein Zimmer fahren, so dass ich mich nicht um ihn kümmern muss (Akkus 
laden usw). Entweder mach ich das mit Solarzellen oder mit einer 
Ladestation, die er anzapft - mal sehen :)

Autor: Marco Vogt (Gast)
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Danke Arne, für die vielen Infos. Meinen ersten Roboter mit PIC 16C84 
vor ein paar Jahren hab ich mit vier NiCd Akkus in einem Halter von 
meinem Empfänger getestet :). Dann hätte ich da auch noch zwei kleine 
Powerpacks mit 7,2 / 8,4V von meinem HLG und zwei große mit 9,6V. Die 
sind aber relativ groß und schwer. Und da mein Roboter ja nur von zwei 
Microservos angetrieben werden soll und auch sonst kaum größer als eine 
Diskette werden soll, scheiden die wohl aus :(.
Ich dachte nur, wenn das Akkupack 4,8V hat und der Roboter ein bisschen 
rumgurkt, fällt die Spannung doch schnell auf einen Wert, bei dem der 
AVR nicht mehr läuft (3,5V bei meinem). Wenn ich aber mehr Zellen und 
einen Schaltregler verwende, würde das etwas bringen? Ich weiß leider 
nicht, wie der Spannungsverlauf von sich entladenden Akkus ist... kannst 
du als Modellbauer mir da vielleicht einen Tipp geben? ;)

Autor: Markus Burrer (Gast)
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@BernhardT: Ich vermute mal, das bezog sich auf den Thread 
Sensor_Technik

<zitat>
igit,

das ist ja ein robotter!
</zitat>

Und es zweifelt auch niemand daran, das in Mikrocontrollerfragen hier im 
Forum jede Menge kompetente Leute sitzen. Spezielle Fragen zur Robotik 
können in den oben genannten Foren aber sicherlich besser beantwortet 
werden. Beide kann man übrigens auf meiner Seite finden.

Gruß
Markus
http://www.elektronik-projekt.de

Autor: Arne K. (Gast)
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Google mal nach NiCd und Spannungsverlauf, da kommen schon ein paar ganz 
nette Infos zu Accus zusammen. Eine passende Grafik habe ich leider 
nicht zur Hand. Die Kennlinie bei bei NiCd-Accus knickt am Anfang recht 
weit bis fast auf Nennspannung ein, verläuft dann sehr grade und fällt 
erst sehr spät bei Kapazitätsende stark ab. Jedoch verändert sich die 
Kennlinie stark in Abhängikeit des gegenwärtigen Memory-Effekts.

NiCd-Accus gelten (bei den anderen Typen weiß ich es nicht) bei 1V als 
entladen. Damit wäre aber immer noch, bei vier Zellen, eine Spannung von 
4V vorhanden!

Am sichersten bist Du dabei, wenn Du die Spannungsversorgung für den MC 
pufferst, falls der Weg zur Lade-Station doch etwas länger ist und/oder 
die Restladung falsch eingeschätzt bzw. berechnet wurde.

Dieses kann mit einem kleineren Accu oder mit einem Kondensator 
geschehen, wobei der Kondi unverhältnismäßig groß ausfällt, sofern nicht 
ein Gold-Cap in Frage kommt. Und eine Diode bitte nicht vergessen, damit 
sich der Antrieb nicht am Puffer vergeht... ;)

Gruß, Arne.

Autor: Mirko (Gast)
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ReadyRed : Das meinst Du doch nicht im ernst oder??? wen solche Fragen 
stören, der muss sie ja nicht anklicken( in der Überschrift klar 
definiert). An der fülle der Beiträge zu dieser Frage, kann man sehen, 
dass es doch den ein oder anderen User gibt der sich auch damit 
beschäftigt. Da dieses Forum eines der besten ist, die es gibt hat man 
mit jeder Frage zwischen plus und minus gute Chancen..........so ein 
Microcontroler ist doch auch bloß ein Mensch :-))))))))))))

Autor: edi (Gast)
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hi,

es wird immer viel ueber batterien geredet und geschrieben.....   habe 
herausgefunden ,dass die
neusten batteriegenerationen zwar recht wirkungsvoll arbeiten...aber nur 
in engen anwendungsgebieten.

der gute alte NICadmium schneidet im vergleich gar nicht
schlecht ab,emoeglicht hohe spitzenstroeme und ist
unempfindlich. das schoenste ist,dass sie sogar billig
geworden sind.  die eventuellen nachteile,die teils oben
schon erwaehnt wurden haben kaum gewicht.

also nichts wie ran an die nicads
readyred,hier ist platz fuer alle ...solange die roboter uns nicht 
fressen.

ciao

Autor: ReadyRed (Gast)
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Ruhig Brauner ;)
;) Heißt doch "ironisch gemeint" oder?
In der neuen Elektor steht ein ausführlicher Artikel über diese und jene 
Akkus.
NiCd Akkus soll es bald nicht mehr geben, weil Cadmium wohl schwer 
giftig ist.
Ansonsten verwende ich die aber auch für meinen Roboter. LiIo währ für 
mich auch optimal, wegen dem Gewicht. Aber bis die einigermassen gut 
handhabbar sind, verzichte ich lieber.

Ready

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