Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Auslegung des Energiebedarfes eines Arduino-Fahrzeugs


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von Kai S. (kai_s7)


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Hallo,
Ich brauche einige Tipps zur Auslegung eines Arduino-Fahrzeugs mit 2 
Rädern.
Wie kann ich die benötigte Leistung ungefähr berechnen (2 
Elektro-Motoren, 1 Arduino Board mit Motorsteuergerät und 
Bluetooth-Modul).

Jeder benutzt einfach 4x1,5V Batterien oder ein 9V Akku bei seinen 
Projekten, aber niemand gibt einen Grund an warum.

Ich würde die benötigte Leistung der beiden Elektromotoren berechnen, 
aber ich kann keine Informationen dafür finden.

Mein Fahrzeug-Gestell mit Elektromotoren findet sich unter folgendem 
Link:

https://www.roboter-bausatz.de/97/2wd-motor-smart-car-chassis-fuer-roboter-mit-getriebemotor-und-batteriebox

Danke!

von STK500-Besitzer (Gast)


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Laut der Händlerseite ziehen die Motorn 0,2A 
(https://www.roboter-bausatz.de/1182/3v-dc-motor-0.2a-12000-rpm-65g.cm).
Um den wirklich benötigten Strom zu berechnen, bräuchtest du das 
Datenblatt.
Das sollte man bei irgendeinem anderen Anbieter (z.B. Conrad) finden.

von Kai S. (kai_s7)


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STK500-Besitzer schrieb:
> Laut der Händlerseite ziehen die Motorn 0,2A
> (https://www.roboter-bausatz.de/1182/3v-dc-motor-0.2a-12000-rpm-65g.cm).
> Um den wirklich benötigten Strom zu berechnen, bräuchtest du das
> Datenblatt.
> Das sollte man bei irgendeinem anderen Anbieter (z.B. Conrad) finden.

Danke für die Rückmeldung.
Hast du mit dem Link nicht bereits die Antwort auf meine Frage gegeben, 
also berechnet sich die Leistung nicht einfach mit Spannung und Strom?
Zieht jeder meiner Elektromotoren nicht einfach im maximalen Fall 0,6 
Watt?

Und wie ist es mit dem Arduino Board, Steuergerät und Bluetooth-Modul?
Soweit ich weiss, zieht das Arduino Board einen Strom bei 5V, aber wie 
hoch ist der maximale Strom?

Danke!

von Wolfgang (Gast)


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Kai S. schrieb:
> Soweit ich weiss, zieht das Arduino Board einen Strom bei 5V, aber wie
> hoch ist der maximale Strom?

Nimm ein Ampere-Meter und miss nach. Die Stromaufnahme hängt u.a. davon 
ab, was an den Ausgängen dran hängt und wie das Programm die Ausgänge 
gerade ansteuert.

von Helmut H. (helmuth)


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Ich verwende jenes mit 4 AA Ni-MH Akkus. Motorsteuerung über jeweils 
einen FET mit PWM.
Beim Anfahren bricht so deutlich die Spannung ein, dass der Arduino 
zickig wird.
Denke daher, dass die Motoren dann mehr als 200 mA ziehen.
Habe daher die Arduino-Spannung über eine Diode (z.B. 1N5818) und fetten 
Elko entkoppelt.

von Kai S. (kai_s7)


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Wolfgang schrieb:
> Kai S. schrieb:
>> Soweit ich weiss, zieht das Arduino Board einen Strom bei 5V, aber wie
>> hoch ist der maximale Strom?
>
> Nimm ein Ampere-Meter und miss nach. Die Stromaufnahme hängt u.a. davon
> ab, was an den Ausgängen dran hängt und wie das Programm die Ausgänge
> gerade ansteuert.

Ich will ja die Energieversorgung auslegen. Daher geht messen schlecht.
Habe jetzt nachgelesen, dass das Arduino Board um die 50mA zieht.
Kommt das ungefähr hin?

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


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Hi

Kai S. schrieb:
> Zieht jeder meiner Elektromotoren nicht einfach im maximalen Fall 0,6W

Du hast eine Leerlauf-Aufnahme, um Die kommst Du nicht herum.
Der Rest ist 'was gebraucht wird, wird genommen'.
Wenn Dein Roboter nur bergab fährt, hält die Batterie entscheidend 
länger, als wenn's bergauf geht.
Wie steil es bergauf/bergab geht, über welche Hindernisse das Gefährt 
krabbeln muß, lässt sich vorher kaum von Außen bestimmen.

Spätestens beim erechnetem 45Ah-KFZ-Akku solltest Du Dein Unterfangen 
aber noch Mal in Frage stellen ;), da Das die kleinen Motoren wohl dann 
nicht mehr hin bekommen.

MfG

von Michael B. (laberkopp)


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Kai S. schrieb:
> Wie kann ich die benötigte Leistung ungefähr berechnen

http://rn-wissen.de/wiki/index.php?title=Motorkraft_berechnen

So wie beim PKW.

Einige fahren mit 27PS, andere mit 270PS.

Die Endgeschwindigkeit wird höher, weil man gegen den Luftwiderstand 
besser ankommt, und am Berg kommt der stärkere schneller hoch, der 
andere muss runterschalten.

Der Luftwiderstand ist bei den Geschwindigkeiten die dein Ding erreicht 
nicht wichtig. Gänge umschalten kannst du auch nicht. Also ist es bloss 
die Frage, wie steil der Berg sein kann.

Dein Spielzeug ist unterirdisch schlecht, das Getriebe wird weniger als 
50% Wirkunsgrad haben und die Motoren einen hohen Anlaufstrom. Zwischen 
maximaler Dauerleistung der Motoren, bevor die zu warm werden, und 
minimaler Antriebsleistung damit es sich überhaupt auf ebener Fläche 
bewegt wird kein so grosser Bereich sein, vielleicht 1:2 oder 1:4.
Die Elektronik muss aber kurzzeitig mehr liefern können als die maximale 
Dauerleistung der Motoren, nämlich den Strom beim Blockieren = Anlaufen. 
Den kann man durch Betriebsspannung/Motorinnenwiderstand ausrechnen.

von Wolfgang (Gast)


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Kai S. schrieb:
> Kommt das ungefähr hin?

Was verstehst du daran nicht:

Wolfgang schrieb:
> Die Stromaufnahme hängt u.a. davon ab, was an den Ausgängen dran
> hängt und wie das Programm die Ausgänge gerade ansteuert.

von Stefan S. (chiefeinherjar)


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Kai S. schrieb:
> Wolfgang schrieb:
>> Kai S. schrieb:
>>> Soweit ich weiss, zieht das Arduino Board einen Strom bei 5V, aber wie
>>> hoch ist der maximale Strom?
>> Nimm ein Ampere-Meter und miss nach. Die Stromaufnahme hängt u.a. davon
>> ab, was an den Ausgängen dran hängt und wie das Programm die Ausgänge
>> gerade ansteuert.
>
> Ich will ja die Energieversorgung auslegen. Daher geht messen schlecht.

Wieso geht messen schlecht? Du hast doch so ein Board, warum misst du 
nicht einfach? Dann weißt du, wie viel Strom es braucht. Und anhand 
dessen kannst du Hochrechnungen anstellen, wie viel mAh deine Batterien 
brauchen.
Ich verstehe dein Problem nicht ganz...

von 90°gearbox (Gast)


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Getriebemotordaten:

Key specs at 4.5V: 80 RPM and 80 mA free-run, 30 oz-in (2.2 kg-cm) and 
0.8 A stall.

Specifications:

Size: 54.5 x 20 x 13.8mm
Weight: 19.5g
Shaft diameter: 3 mm
Shaft type: 90° 3mm D
Typical operating voltage: 4.5V
Gear ratio: 180:1
Free-run speed @ 4.5V: 80 rpm
Free-run current @ 4.5V: 80 mA
Stall current @ 4.5V: 800 mA
Stall torque @ 4.5V: 30 oz·in
Extended motor shaft?: N

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Das Ding sieht ungefähr so aus wie mein alter Cybot. Den habe ich damals 
mit einem 6V C-Netz Akku betrieben mit etwa 1Ah, damit lief das kleine 
Dings etwa 1 Stunde - der Rechner war allerdings ein uCSimm. Motoren 
sehen genauso aus.

Heute würde ich das Ding wahrscheinlich mit 2S2P (oder 2S3P) LiIon 
betreiben. Also etwa mit Notebookzellen 4-6Ah.

: Bearbeitet durch User
von Kai S. (kai_s7)


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Patrick J. schrieb:
> Hi
>
> Kai S. schrieb:
>> Zieht jeder meiner Elektromotoren nicht einfach im maximalen Fall 0,6W
>
> Du hast eine Leerlauf-Aufnahme, um Die kommst Du nicht herum.
> Der Rest ist 'was gebraucht wird, wird genommen'.
> Wenn Dein Roboter nur bergab fährt, hält die Batterie entscheidend
> länger, als wenn's bergauf geht.
> Wie steil es bergauf/bergab geht, über welche Hindernisse das Gefährt
> krabbeln muß, lässt sich vorher kaum von Außen bestimmen.
>
> Spätestens beim erechnetem 45Ah-KFZ-Akku solltest Du Dein Unterfangen
> aber noch Mal in Frage stellen ;), da Das die kleinen Motoren wohl dann
> nicht mehr hin bekommen.
>
> MfG

Hallo,

gibt es irgendeine DIN-Norm oder irgendeine Quelle, mit der ich den 
Aufwand in Abhängigkeit von der Beladungsmasse und der ebenen 
Fahrbahnbeschaffenheit abschätzen kann.
Mein Fahrzeug hat eine Leerlauf-Abnahme von ca. 1,5W und trägt eine 
Masse von etwa 0,5kg.
Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist relativ egal.
Die Fahrbahn ist eben ohne Steigung.

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