Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spannungseinbruch Powerbank?


von Mein N. (meinundneunzig)


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Hallo zusammen,

ich möchte für ein Projekt 6 9g Servos (SG90) einem Microcontroller 
(ProMicro) steuern. Das ganze klappt auch, solange alle an einem 
Netzteil angeschlossen ist. Ich möchte das ganze jedoch mobil nutzen und 
da dachte ich an eine Powerbank als Energiequelle.

Ich habe nun also meine Powerbank (EasyAcc Powerbank 10000mAh) 
angeschlossen. Das ganze funktionier bis zu einem bestimmten Punkt, an 
dem von einem Programm alle Servos gleichzeitig verfahren werden sollen. 
An diesem Punkt gehen alle LEDs an meinem Mikrocontroller aus und die 
Servos bleiben stehen. Danach startet der Mirkocontroller wieder und das 
ganze beginnt von vorn.

Ich frage mich natürlich, wo das Problem liegt und wie ich es lösen 
kann. Ich habe mal die Spannung gemessen. Normal sind 5.03 V. Wenn mein 
Programm startet und die Servos nur abwechselnd oder langsam zusammen 
verfahren werden, sinkt die Spannung auf irgendwas um die 4.95 V ab. In 
dem Moment, in dem der Mikrocontroller abschmiert und die Servos stehen 
bleiben, sinkt auch die Spannung auf unter 1 V ab.

Natürlich sinkt die Spannung einer Batterie/Akkus, so größer der 
Ausgangsstrom ist, aber kann das mein Problem verursachen? Nach meiner 
Rechnung sollten die Servos zusammen im Extremfall 1.2 A ziehen, messen 
konnte ich maximal 0.9 A. Meine Powerbank liefert angeblich bis zu 2.1 
A.

Was mein ihr, wo das Problem liegt und wie ich es am einfachsten lösen 
kann?

Ich freue mich auf eure Ratschläge! =)

von Kolja L. (kolja82)


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Was ist der vermeintichr Extremfall?

von ... (Gast)


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Typische 9g Servos haben Anfahrströme im Bereich von 300mA. Die 
Blockierströme konnen durchaus über 1A betragen. Bei 6 Servos nutzt man 
in der Regel Versorgungen, die 4-5A zur Verfügung stellen können.

Es gibt erst sehr wenige USB-C kompatible Power-Bank-Module die mehr als 
5V, 2A liefern können. Meist sind die Herstellerangaben geschönt und nur 
ca. 3/4 wirklich nutzbar.

Kurze Stromspitzen kann man mit lowESR Elkos in der 4700µF Kategorie 
ganz gut glätten. Die Versorung von µC und Servos sollte unbedingt 
entkoppelt werden. Für die Servos solltest du vielleicht auch Polyfuses 
vorsehen. Nur Markenprodukte sind intern Strombegrenzt. Im Fehlerfall 
(H-Brücken- oder Motordefekt) zieht so ein Servo gerne >3A und kann dir 
den Schaltregler zerlegen.

von Thomas E. (thomase)


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Mein N. schrieb:
> Nach meiner
> Rechnung sollten die Servos zusammen im Extremfall 1.2 A ziehen

Der Einschaltstrom eines Motors beträgt ein Mehrfaches des Nennstroms, 
sodaß wohl die Strombegrenzung der Powerbank zuschlägt.

Schalte die Servos nacheinander ein. Da können schon ein paar ms 
Verzögerung reichen, sodaß das bei deinem Reaktionsvermögen immer noch 
gleichzeitig passiert.

Ein Kondensator könnte auch helfen, die Eingangsspannung zu puffern. 
Aber Vorsicht: Nicht, daß der Ladestrom seinerseits die Strombegrenzung 
aktiviert.

von oszi40 (Gast)


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Mein N. schrieb:
> Ich freue mich

Ein niedlicher USB-Stecker ist wohl nicht die Ideallösung. Suche 
Starthilfen "Batterie Booster Pack", die u.a. 2 dicke Buchsen für 
Starthilfekabel fürs Auto haben. Die könnten kurzzeitig etwas mehr 
Freude machen mit 12V?

Alternativ könnte man die Servos auch gestaffelt starten um den hohen 
ANlaufstrom etwas zu verteilen? Aber hoher Laststrom ist für Akkus immer 
ein Kapazitätsfresser. Dein 10Ah-Akku ist nicht viel, wenn 1 Verbraucher 
schon 3A zum Anlauf braucht.

von Stefan F. (Gast)


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Manche Servos vertragen 7,4 Volt, die kannst du dann direkt ohne 
Spannungsregler an einen Akkupack hängen.

Für gewöhnliche 5V Servos kannst du vier NiMh Akkus im Format LR14 (oder 
größer) verwenden.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Mein N. schrieb:
> Was mein ihr, wo das Problem liegt
Du hast irgendwo einen hohen Widerstand, an dem die Spannung abfällt.

> und wie ich es am einfachsten lösen kann?
Du musst die Versorgung niederimpedanter machen.

Geneueres kann man erst nach einer genaueren Analyse des Aufbaus machen. 
Ein Schaltplan und ein paar Fots vom aufbau sind dafür zwingend nötig. 
Dann weiß man auch, an welchen Punkten du die Spannung da wogegen 
gemessen hast und welche Kontakte und Übergangswiderstände dabei am 
Stromfluss beteiligt sind.

von Pete K. (pete77)


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Evtl. mal ein dickeres Kabel nehmen? Das könnte die Quelle für den zu 
großen Widerstand sein.

von Jens G. (jensig)


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>Natürlich sinkt die Spannung einer Batterie/Akkus, so größer der
>Ausgangsstrom ist, aber kann das mein Problem verursachen? Nach meiner

Ja.

>Rechnung sollten die Servos zusammen im Extremfall 1.2 A ziehen, messen

Sowas rechnet man nicht, sondern man mist das, und zwar bei blockiertem 
Servo. Denn das entspricht etwa dann dem tatsächlichen kurzzeitigen 
Anlaufstrom. Und der ist ein Mehrfaches vom Nennstrom bei irgendwelchen 
sachten Bedingungen.

>konnte ich maximal 0.9 A. Meine Powerbank liefert angeblich bis zu 2.1
>A.

Es ist ganz einfach die Strombegrenzung in der Powerbank, die da 
zuschlägt, denn Du ziehst offensichtlich etliche Ampere im Anlaufmoment, 
die Deiner PB kurzzeitig die Luft ausgehen läßt.

von Olaf (Gast)


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Ich meine mich zu entsinnen das ein relativ hoher Innenwiderstand bei 
USB2 zum Standard gehoert weil die externen Geraete dann am 
zusammenbrechen der Spannung erkennen welchen maximalen Strom sie ziehen 
duerfen.

Olaf

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Olaf schrieb:
> Ich meine mich zu entsinnen ...

Nö, so funktioniert das nicht.

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