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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Die richtige Spannungsquelle


Autor: FreeStyler (Gast)
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Hey,

ich wollte mich mal umhören was man so als Spannungsquelle am besten 
verwenden kann, da ich irgendwie den überblick verlieren bei den ganzen 
verschiedenen Akku Typen.

Ich habe mir ein Roboter zusammen gebaut, der im Großen und ganzen aus 2 
Antreibsmotoren von Mircro Motors (L149.12.392) ist ein 12VDC Motor. 2x 
MG91 Servos  einen HC-SR04 Ultraschallsensor und einen Atmega 644 
besteht.

zum Drosseln von 12V auf 5V für den Uc dient ein 7005 Regler. jetzt Steh 
ich nur vor der Frage was nehme ich für ein Akku.

Dachte an ein 14,8V Lipo

gehen würde auch die AA Akkus allerdings brauch man bei mehr als 12V 
auch mehr als 10 Stück davon was schon etwas platz verbrauch.

hatte dann mal nach 14,8V Li-Ion Akkus geguckt nur jetzt hab ich so den 
überblick verloren. Das ich nicht mehr weiß was für den Roboter am 
besten geegnet ist. Vielleicht kann mir ja der eine oder andere etwas 
unter die arme greifen.

Danke schonmal im vorraus.

: Verschoben durch Admin
Autor: Karl M. (Gast)
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Hallo,

kennst Du dich mit U = I * R und P = U * I aus ?

So ein 7805 hat bei z.B. Iout=1A und deiner Eingangsspannung von Uin = 
12V bei Uout = 5V schon P = (Uin - Uout) * Iout = 7 Watt 
Verlustleistung.

Macht das Sinn ?
So wird ein Akku zu einer "Wärmequelle" umfunktioniert.

Autor: FreeStyler (Gast)
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ok, darüber hatte ich mir noch gar keine Gedanken gemacht, was wäre den 
ne alternative um auf stabile 5V zu kommen ohne direkt 7Watt in Wärme 
umzuwandeln ?

Autor: user (Gast)
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einen Schaltregler verwenden

Autor: Student (Gast)
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Na wichtig sind mal zunächst die Anforderungen an die Energiedichte 
(kWh/kg) und an den Preis (€/kWh).

Logischerweiße verhalten sich die beiden Werte gegenläufig. Du musst 
also für dich nen Trade-Off zwischen Gewicht und Preis ausmachen.

Die tatsächliche Spannung ist erstmal eher unwichtig, die könnte man ja 
ggf. anheben oder durch verschalten von Akkus anpassen.

Außerdem solltest du auch deine gewünschte Kapazität offenlegen (In 
deinem Falle ~ P_Motoren * Anzahl Betriebsstunden).

Meistens nimmt man für größere Roboter einfach Bleiakkus, die sind 
günstig, primitivst zu Laden (Rekuperation?), und nicht so 
Feuergefährlich wie LiIon.

Bei kleineren hat man meistens noch das Geld und die Package-Anforderung 
LiFePos zu kaufen, aber bei etwas größerem würde ich persönlich einfach 
nen Bleiakku nehmen.


Noch zu der Spannung: Ein Akku hat nie "eine" Spannung. Meist verläuft 
sie proportional zum Ladungszustand (14-11V bei Blei) und definitiv aber 
schwankt sie je nach Last.

Für den Elektromotor gilt aber P = U^2 / R und damit auch n, das heißt 
konkret: Je weniger Spannung (Batterie fast leer), desto weniger 
Leistung und Drehzahl (ergo Höchstgeschwindigkeit). Wenn du das nicht 
möchtest, dann solltest du ohnehin noch irgendwas regelndes einbauen.

Dann kannst du z.B. auch 24 oder 48V benutzen. Das hat den Vorteil, dass 
deine Verluste und Abwärme sinken (P = R * I^2), und zwar Quadratisch.

Autor: FreeStyler (Gast)
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Ok das kann man ja auch lösen mit 2 Akku mit 7,4V

--|Bat1 7.4V|+--------|Bat2 7.4V|+-----
|                |                    |
|                |                    |
|<-------------->|                    |
|7.4V für den 7005|                   |
|<----------------------------------->|
14,8V für die Motoren

müsste doch auch gehen.

Autor: Werner (Gast)
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FreeStyler schrieb:
> von 12V auf 5V für den Uc dient ein 7005 Regler

Hallo?!

Er schreibt doch, dass die 5 V nur für den uC sind. Also sind es 
vielleicht 50 mA. Dann sind wir bei unter 1/2 Watt, falls es denn 
Überhaut 50 mA sind.

Vielleicht kann der TO mal nachmessen.

Tip: Es gibt für ein wenig Kohle auch einen Schaltregler im annähernd 
T0220 Gehäuse pinkompatibel zum 7805.

Werner

Autor: FreeStyler (Gast)
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ok ich hab gerade vergessen da ich um die 12V stabil zuhalten die 
Motoren über einen L293D mitn er PWM Regel abhänig von der 
Eingangspannung. Dachte das nächst größere von 12V also bei LIPO und 
LI-IOn sind das 14.8V so das diese im entladen zustand bei LI-PO ja 3,3V 
mehr dürfen die ja nicht ich immer noch über 12V zuverfügung hab. Der 
Strom bedarf von den Motoren ist recht gering mit 0.15A pro Motor. Die 
ganze Elektronik verbrauch etwas unter 1A so das ich mit bei einer 
Laufzeit von 2h stunden mit Reserven an einer größe von 2.300mA - 
3.200´mA dachte.

Autor: FreeStyler (Gast)
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Der Strom der Schaltung beträgt 43mA-45mA.

Autor: MaWin (Gast)
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FreeStyler schrieb:
> Ok das kann man ja auch lösen mit 2 Akku mit 7,4V
> müsste doch auch gehen.

Das ist eher blöd, weil die Akkus ungleichmässig entladen werden.
Du hast nichts davon, wenn in einem Akku noch Restspannung ist,
während der andere abgeschaltet werden muss weil er leer ist.

Zudem scheinst du noch nie gehört zu haben, daß sich Akkus entladen und 
dabei die Spannung sinkt. Ein 2 Zellen LiIon hat zum Ladeschluss nur 
noch 5V (nicht ganz zum Ladeschluss 6V) und kein 7805 macht die 5V aus 
einer so niedrigen Eingangsspannung, er braucht eher 7.5V 
Minimalspannung.

Autor: Der Andere (Gast)
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FreeStyler schrieb:
> da ich um die 12V stabil zuhalten die
> Motoren über einen L293D mitn er PWM Regel abhänig von der
> Eingangspannung.

Kannst du das nochmal auf Deutsch sagen?

Autor: FreeStyler (Gast)
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Also hier mal der Überblick

Schaltung IC und UC: (44-46) mA (5V über 7005)
die DC Motoren L192 je 0.17 A (12V)
die Servos ziehen unterschiedlich viel
Servo 1 316 - 342 mA bei 7.4V
Servo 2 132 - 142 mA bei 7.4V
HC-SR04 3mA über den 7005 an 5V

macht in Summe 870mA

Autor: FreeStyler (Gast)
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Ich hab auch den 7805 im Moment ganz normal über die Gesamtspannung am 
laufen das mit den den Aufteilen war nur ne Idee da im Vorpost die rede 
war das die Verlusstleistung vom 7805 zuhoch wäre um von 12V oder 14.8V 
auf die 5 V runterzuregeln.

hab jetzt mal Nachgerechnet, die Verlustleistung des 7805 liegt bei:

unter einen halben Watt. (0.49 W)

Um den Post von gerade nochmal verständlicher zuschreiben:

Das sich ein Akku nach und nach Entläd ist mir klar, deswegen nutze ich 
um die Motoren dauerhaft mit 12V zuversorgen den L293D welcher die 
Motoren mit einer PWM regelt, um immer konstant 12V an den Motoren 
zuhaben.

z.B

Akku voll 14.8V 81% Einschaltzeit um auf 12V zukommen
14.4V

Akku etwas entladen 14,4V mit 83% einschaltzeit um auf 12V zukommen und 
so wieter.

Autor: Komm Peiler! (Gast)
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Karl M. schrieb:
> Macht das Sinn ?

Nein, denn: Sinn kann man nicht machen.

Autor: Student (Gast)
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Also bei 3Ah (bzw. 36Wh) bekommt man das definitiv noch locker und 
preiswert mit LiFePos und Li-Ions hin, da würde ich mich mal im 
Modellbau Gewerbe umschauen. Am besten bedenke auch (die Kosten für) ein 
passendes Ladegerät.

Bleiakku geht natürlich auch, wären bei 2.3Ah so ca 1kg bei knapp 10€, 
aber da hast du natürlich spannungstechnisch weniger Luft als bei den 
Lithium-Kollegen.

Im Endeffekt ist es da egal (würde ich sagen), allerdings würde ich aus 
Sicherheitsgründen keinen Li-Ion nehmen.

Autor: Jo T. (jott)
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Ich würde die Schaltung und die Motoren getrennt versorgen. Schaltregler 
braucht man nicht.
Einmal 4,8 V für die Steuerung, z.B. 4xAAA oder je 1 AA NMh+Lipo 10450. 
Zum Laden rausnehmen oder Regler nur zum Laden.
Statt des L293 (hat mind. 1.5 V Velust) einen neueren Treiber nehmen, 
dann  reichen 7,2 V aus 2 Lipo, z.B. 14500 in AA oder 18650 usw.


Letze 3 Post kamen während ich schrieb...

: Bearbeitet durch User
Autor: FreeStyler (Gast)
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Also geht es mehr Richtung Li-PO.

Ok das Li-ION so nen Problem darstellt hätte ich nicht gedacht, da die 
dinger ja fast überall verbaut sind.

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