Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Akku für Motorsteuerung 24v


von Tobias (turbotopo)


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hallo zusammen,

ich möchte mir eine Tennis-Ballmaschine bauen (hab dafür einen kleinen 
Prototypen erstellt der am Labornetzteil hängt).
Die 2 Motoren haben jeweils 12-24V wobei er bei 24V die höchste Drehzahl 
hat, was wiederum gut für den Ballwurf ist ;-)

Jetzt gibt es schöne DIY-Projekte die die 20V akkus von Parkside/Lidl 
verwenden inkl. 3d-Druck-Halterungen.

Wie könnte ich denn die Motoren mit jeweils 24V betreiben, wenn ich die 
20V akkus verwenden wöllte?
Es gibt ja so boost-converter, habe aber keine Ahnung ob das das 
richtige hierfür ist (bin auf dem Gebiet noch Anfänger).

Oder gibt es da bessere Lösungen?

Die Parkside-Akkus sind halt Preis/Leisungsmäßg sehr stark und auch sehr 
sicher, weil ich sie dann einfach am mitgelieferten Ladegerät laden 
kann. So Amazon/China-Batterie-Blocks will ich nicht verwenden.

Grüße
Tobi

: Verschoben durch Moderator
von Michael B. (laberkopp)


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Tobias schrieb:
> Wie könnte ich denn die Motoren mit jeweils 24V betreiben, wenn ich die
> 20V akkus verwenden wöllte?

Gar nicht.

Man bräuchte step up Spannungswandler die den hohen Anlaufstrom der 
Motoren (bei Akkuschraubermotoren z.B. 30A) liefern können - unsinnig 
viel Leistung unsinnig teuer bloss weil man partout die falsche 
Akku/Motor-Kombination kauft an statt was zusammen passendes.

von Daniel F. (foxi_the_daywalker)


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Hi,

wenn ich mir so einen Parkside Akku 20V anschaue, denke ich, dass es 5 
LiIon-Zelle in Reihe sind.
Aus dem Bauch heraus: Maximal 20,5V (5*4,1V) und spätestens bei 10V 
(5*2V) abschalten.
Wenn du einen StepUp/Boost-Wandler für diesen Spannungsbereich auf 24V 
findest mit der Fähigkeit genug Strom zu liefern, kannst du es 
probieren.

Eine andere Idee:
Du nimmst 3 Akkupacks in Reihe und liegst damit etwa zwischen 30V..60V.
Es gibt (China-)StepDown-Wandler für 30..60V mit max. 20A komplett 
vergossen im Alugehäuse für unter 40Euro.
Damit sollte man schon ein paar Tennisbälle abgefeuert bekommen :-)

Grüße
Daniel

von Georg M. (g_m)


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Daniel F. schrieb:
> und spätestens bei 10V (5*2V) abschalten.

Zu spät.

von Tobias (turbotopo)


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also meine Motoren brauchen im Leerlauf ca 0,5A und wenn der Tennisball 
zerquetscht wird, ca 3-4A..
Ich habe leider keine anderen gefunden, die Preis/Leistungsmäßig stärker 
sind (haben ca 5500 Umdrehungen bei 24V). Dann hätte ich ein bisschen 
mehr reserven für Slice und Topspin ;-)
Wenn ihr einen Motor kennt der besser geeignet wäre, bin ich um jeden 
Tipp dankbar :-)

https://www.amazon.de/gp/product/B07HSQRVCN/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_image?ie=UTF8&th=1



Daniel F. schrieb:
> Du nimmst 3 Akkupacks in Reihe und liegst damit etwa zwischen 30V..60V.
wäre das dann ein Problem, wenn ich viel mehr V zur Verfügung habe, aber 
nur 24V benötige? Einen Wandler auf meine 24V benötige ich ja ohnehin in 
jedem Fall.

von Axel R. (axlr)


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Nimm doch so einen Step-Up und einen kleinen Serienwiderstand 1R oder so 
und hinten drann einige tausend Mikrofarad, die den kurzzeitigen 
BallQuetschestrom bereistellen.
Oder macht das Teil "FluppFluppFlupp" hintereinander weg? Den Step-up 
kann man ja auch auf 28V stellen, dann kann man den Motor im 
"normalBetrieb" ruhig darüber (inklusive Vorwiderstand) laufen und wenn 
es "klemmt", liefern die Elko nach. mal Bildlich gesprochen. Den 
Vorwiderstand würde ich vorsehen, falls die Elkos leer sind, dass da der 
Strom etwas begrenzt wird.

von Michael B. (laberkopp)


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Tobias schrieb:
> also meine Motoren brauchen im Leerlauf ca 0,5A und wenn der Tennisball
> zerquetscht wird, ca 3-4A..

Du musst den Anlaufstrom angeben, nur der ist für die Elektronik 
interessant denn die muss den aushalten, er entspricht dem Blockierstrom 
bzw. Betriebsspannung/Innenwiderstand, nicht die Werbezahlen.

Tobias schrieb:
> wäre das dann ein Problem, wenn ich viel mehr V zur Verfügung habe, aber
> nur 24V benötige?

Könnte man durch PWM auf dem Motor verträgliche Werte heruntersetzen.

von Tobias (turbotopo)


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Michael B. schrieb:
> Könnte man durch PWM auf dem Motor verträgliche Werte heruntersetzen.

ja PWM mach ich sowieso um die Motoren zu steuern.

Wären eurer Meinung nach ggf. so fertige Winkelschleifen eine bessere 
Alternative? die haben ja ordentlich Kraft und Umdrehungen..

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


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Tobias schrieb:
> wäre das dann ein Problem, wenn ich viel mehr V zur Verfügung habe
Ich würde die 24V Motoren einfach mit den 40V versorgen und den 
Motorregler so aufbauen, dass die Motoren nicht überlastet werden 
(Stichwort Drehzahlregelung und Strombegrenzung).

Im Beitrag "12 Volt Motor mit 48 Volt Netzteil betreiben. Geht das durch PWM?" findet man einige 
Betrachtungen dazu.

von Tobias (turbotopo)


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Lothar M. schrieb:
> Ich würde die 24V Motoren einfach mit den 40V versorgen und den
> Motorregler so aufbauen, dass die Motoren nicht überlastet werden
> (Stichwort Drehzahlregelung und Strombegrenzung).

wenn ich den Forumseintrag deines Links korrekt verstehe, dann sollte es 
eigentlich auch kein Problem sein, die Motoren mit etwas höherer V zu 
fahren. Also wenn er 24V kann dann z.b. 26-28V ?
Oder sollte man das auf keinen Fall machen?

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


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Tobias schrieb:
> die Motoren mit etwas höherer V zu fahren. Also wenn er 24V kann dann
> z.b. 26-28V ?
Die höhere Versorgungsspannung macht dem Motor noch nichts, wenn und 
weil sie ja nur als PWM an den Motor geschaltet wird. Die PWM sorgt dann 
ja dafür, dass im Mittel nicht mehr als 24V am Motor wirken.

Und natürlich kannst du einen Motor auch leistungsmäßig kurzzeitig 
überlasten. Eben nur nicht so lange, bis er überhitzt.

von Tobias (turbotopo)


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ok, aber bei einer Tennisballmaschine sag ich mal läuft sie ja schon so 
10-20 min am Stück. Wenn ich den Motor da überlaste, dann ist es 
wahrscheinlich zu lange nehme ich mal an.
Muss ich einfach mal testen, denke ich.

von Re D. (Gast)


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Daniel F. schrieb:
> Aus dem Bauch heraus: Maximal 20,5V (54,1V) und spätestens bei 10V (52V)
> abschalten.

Parkside Akkus schalten nicht ab, der Unterspannungsschutz ist in den 
Geräten!

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


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Tobias schrieb:
> ok, aber bei einer Tennisballmaschine sag ich mal läuft sie ja schon so
> 10-20 min am Stück.
Unter Vollast? Jede Sekunde 5 Bälle?

von Tobias (turbotopo)


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Lothar M. schrieb:
> Tobias schrieb:
>> ok, aber bei einer Tennisballmaschine sag ich mal läuft sie ja schon so
>> 10-20 min am Stück.
> Unter Vollast? Jede Sekunde 5 Bälle?
die zwei Räder drehen in der Zeit mit der eingestellten Geschwindigkeit. 
im "schlimmsten" fall auf der schnellsten Stufe. Wenn der Ball kommt und 
rausgeschleudert wird, hat er die höchste Last, aber die V bleibt ja 
gleich.
Ich denke so je nach Frequenz vielleicht 1 Ball in 5 
Sekunden..dazwischen hört ja aber das Rad nicht auf zu drehen.

>>Parkside Akkus schalten nicht ab, der Unterspannungsschutz ist in den
>>Geräten!
so habe ich das auch verstanden, dass ich mich selber um den 
Unterspannungsschutz kümmern muss.

von Uli S. (uli12us)


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Du müsstest halt schauen, dass du nen Motor auftreibst der als 
Nennspannung bloss 18V hat oder bei 24V eine höhere Drehzahl macht. Da 
du bisher nicht geschrieben hast, um welchen Motor es sich genau 
handelt, kann man dir da auch nicht helfen. Wenigstens Jacobs und 
Mabuchi haben da bei gleicher Baugrösse höchst unterschiedliche Werte im 
Angebot. Die können aber als Einzelstück recht teuer sein.

von Tobias (turbotopo)


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Uli S. schrieb:
> Da du bisher nicht geschrieben hast, um welchen Motor es sich genau
> handelt, kann man dir da auch nicht helfen

Hab ich doch oben:
https://www.amazon.de/gp/product/B07HSQRVCN/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_image?ie=UTF8&th=1

von Tobias (turbotopo)


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Uli S. schrieb:
> Du müsstest halt schauen, dass du nen Motor auftreibst der als
> Nennspannung bloss 18V hat oder bei 24V eine höhere Drehzahl macht

Was hat es mit den 18V auf sich? Wegen der 20V Akkus?

von Nils B. (hbquax)


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Mach drei Akkus in Reihe und zwei Motoren in Reihe, dann kriegen die pro 
Stück 30V statt 24 V, das ist doch ok. Dann brauchst du keine 
Elektronik.

von Armin X. (werweiswas)


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Ohne richtige Regelung der Motoren ODER Regelung der Versorgungsspannung 
wirst Du nicht glücklich werden.
Die 20V Akkus haben die 20V nur wenn sie frisch aus dem Ladegerät 
kommen.
Wenn sie leer sind haben diese gar nur noch etwa 12,5 - 15V. Sofern Du 
eine Abschaltung daran hast. Das führt natürlich auch dazu, dass der 
Ballwurf immer schwächer wird.
Daher solltest Du erst einmal versuchen zu ermitteln wie hoch das Strom 
beim Ballwurf wirklich ist. Den beim Anlauf, für einen Spannungsregler, 
zu hohen Strombedarf kann man einigermaßen kompensieren indem man beim 
Einschalten die Geschwindigkeit manuell langsam erhöht. Beim 
eigentlichen Ballwurf hilft eine Schwungmasse das Gerät einigermaßen 
gleichmäßig schnell laufen zu lassen und vor Allem diesen zu 
beschleunigen.
Ich hatte mal die Gelegenheit eine Baseballwurfmaschine instandzusetzen. 
Da rotierten zwei ca 35cm große luftgefüllte Gummireifen und trieben den 
Ball im Maximalfall ca 90 - 100m weit.

von Harald A. (embedded)


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Könntest noch auf das ALDI System ausweichen. Da hat man beim größeren 
Akku 20V (5S) oder 40V (10S). Das ist dann einfach eine Reihen- oder 
Parallelschaltung der inneren Zellen. Mit 40V (bzw. 30..42v) wäre man 
bei einem Stepdown immer auf der sicheren Seite.

Oder eben ein kleines 24V LiFePo-Akkupack mit integriertem BMS kaufen, 
dann hat man (neben dem Ladegerät) überhaupt keine Zusatzkomponenten. 
Die Spannung bleibt recht konstant und das BMS sorgt von alleine für 
eine gesunde Abschaltung.

von Tobias (turbotopo)


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Vielen Dank für eure vielen Beiträge bisher!!!

Nils B. schrieb:
> Mach drei Akkus in Reihe und zwei Motoren in Reihe, dann kriegen
> die pro
> Stück 30V statt 24 V, das ist doch ok
Würden da nicht 2 Akkus ausreichen wenn die Motoren direkt an der 
letzten Batterie hängen?

Armin X. schrieb:
> Ohne richtige Regelung der Motoren ODER Regelung der Versorgungsspannung
> wirst Du nicht glücklich werden.
Will ich doch machen mit PWM.Bisher hab ich sie nur immer testweise 
direkt am LNT gehabt und dort über die V die Drehzahl bestimmt.

Armin X. schrieb:
> Daher solltest Du erst einmal versuchen zu ermitteln wie hoch das Strom
> beim Ballwurf wirklich ist. Den beim Anlauf, für einen Spannungsregler,
> zu hohen Strombedarf kann man einigermaßen kompensieren indem man beim
> Einschalten die Geschwindigkeit manuell langsam erhöht. Beim
> eigentlichen Ballwurf hilft eine Schwungmasse das Gerät einigermaßen
> gleichmäßig schnell laufen zu lassen und vor Allem diesen zu
> beschleunigen.
Das Netzteil zeigt mir je Motor 0,5A im Leerlauf an und 3-4 beim 
Ballwurf...zumindest lese ich das so auf dem LNT ab..

Armin X. schrieb:
> Ich hatte mal die Gelegenheit eine Baseballwurfmaschine instandzusetzen.
> Da rotierten zwei ca 35cm große luftgefüllte Gummireifen und trieben den
> Ball im Maximalfall ca 90 - 100m weit.
Ein Tennisplatz ist ca 27m lang :-P
Meine Räder ausm 3D-Drucker haben 12cm Durchmesser...ggf. könnte ich mal 
eins mit 15cm drucken und schauen wie sich das verhält...da müssten die 
ja eigentlich schneller drehen außen..

Harald A. schrieb:
> Könntest noch auf das ALDI System ausweichen. Da hat man beim größeren
> Akku 20V (5S) oder 40V (10S). Das ist dann einfach eine Reihen- oder
> Parallelschaltung der inneren Zellen. Mit 40V (bzw. 30..42v) wäre man
> bei einem Stepdown immer auf der sicheren Seite.
Wo ist der Vorteil am Aldi-System? weil sie auch ein 40V haben?

Harald A. schrieb:
> Oder eben ein kleines 24V LiFePo-Akkupack mit integriertem BMS kaufen,
> dann hat man (neben dem Ladegerät) überhaupt keine Zusatzkomponenten.
> Die Spannung bleibt recht konstant und das BMS sorgt von alleine für
> eine gesunde Abschaltung.
Sind die Dinger denn relativ sicher? ich habe etwas Respekt vor so 
akkupacks weil ich nicht weiß, ob die chinadinger auch CE-konform sind 
;-) und so LIDL/Aldi-Akkus sind halt schön in der Handhabung..

von Harald A. (embedded)


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Tobias schrieb:
> Wo ist der Vorteil am Aldi-System? weil sie auch ein 40V haben?

Nicht "auch", beim Aldi-System sind 10 Zellen drin, jeweils 5 in Reihe. 
Die 2 Strings sind an 4 Kontakten herausgeführt. Je nach Anwendung 
können diese parallel oder in Reihe geschaltet werden, ganz simpel. Die 
haben eben kein völlig getrenntes 40V-System mit anderen Ladegeräten 
usw.

Tobias schrieb:
> Sind die Dinger denn relativ sicher?

Da gibt es ja eine riesige Bandbreite an Qualität. Diesen hier z.B. 
würde ich schon trauen:
https://de.renogy.com/24V-25Ah-liFePo4-lithium-batterie-smart-bms

Nur ein Beispiel. Ja, ist mehr Geld, sind aber auch 600Wh und kein 
weiteres Gebastel. Ladegeräte gibt es für wenig Geld

: Bearbeitet durch User
von Tobias (turbotopo)


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ja die sehen sehr hochwertig aus und Preislich auch nicht super-teuer 
aber auch nicht super leicht. 25ah sind aber schon ne Hausnummer ;-)

von Harald A. (embedded)


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6kg - kleinere Akkus in dieser Erscheinungsform gibt es dann nur in 12V, 
da kann man auch <10Ah bekommen - 2 in Reihe ist aber auch wieder doof 
vom Handling her.

von Tobias (turbotopo)


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Eine bekannte Ballmaschine, die SlingerBag, wiegt auch 15 KG. sollte 
also eigentlich kein Problem sein die 6kg :-)

Aber bei der Batterie muss ich mich um nix kümmern (Entladungsschutz 
etc)? ich schließ da die Motoren über Treiber an und gut ist?

Hab ja dann noch andere Gerätschaften (Arduino, 3-4 kleinere Motoren mit 
wenigen V), aber das kann man wahrscheinlich ganz normal über 
buck-converter erledigen..

von Harald A. (embedded)


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Tobias schrieb:
> Aber bei der Batterie muss ich mich um nix kümmern (Entladungsschutz
> etc)? ich schließ da die Motoren über Treiber an und gut ist?

Voll hat die Batterie 27V, bei ca. 22V ist die dann leer, 
allerspätestens bei 20V wird das BMS greifen und die Zellen schützen, 
dann werden die Zellen komplett abgeklemmt.

von Tobias (turbotopo)


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ok hatte es so verstanden, dass sie sehr stabil sind bei der V-Zahl und 
das man da kaum Schwankungen hat.

von Harald A. (embedded)


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Die genannten Werte sind die Extremwerte bei vollständiger Entladung. 
Sieh Dir halt LiFePo-Entladekurven an, bei der kleinen Belastung ist man 
über weite Bereiche RELATIV konstant. Kannst ja vorher mit dem NT 
schauen, ob die Änderungen relevant sind.

: Bearbeitet durch User
von Manfred P. (pruckelfred)


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Tobias schrieb:
> wenn ich die 20V akkus verwenden wöllte?

Die 20V sind gelogen, korrekt wäre 18V. Das sind 5 LiIon, frisch geladen 
kurz über 20V, Ende in Richtung 15 Volt.

> So Amazon/China-Batterie-Blocks will ich nicht verwenden.

Das ist vernünftig, China-Akkus haben fast immer erlogene 
Kapazitätswerte.

Harald A. schrieb:
> Könntest noch auf das ALDI System ausweichen. Da hat man beim größeren
> Akku 20V (5S) oder 40V (10S). Das ist dann einfach eine Reihen- oder
> Parallelschaltung der inneren Zellen.

Ich habe ein Aldi-Gerät mit großem Akku. Da sind zweimal 5 LiIon drin 
und getrennt auf die Kontakte geführt. Ob parallel 18V oder in Serie 36V 
ergibt sich aus der Beschaltung im Gerät.

Harald A. schrieb:
> 6kg - kleinere Akkus in dieser Erscheinungsform gibt es dann nur in 12V,
> da kann man auch <10Ah bekommen

Der typische 12V/7Ah USV-Akku wiegt 2,5 kg.

von Harald A. (embedded)


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Manfred P. schrieb:
> Der typische 12V/7Ah USV-Akku wiegt 2,5 kg.

Du meinst vermutlich Bleiakkus? Ich habe jetzt mal zwei verschiedene 
LiFePo in 7 bzw. 8Ah nachgeschaut, die waren jeweils weit unter 1kg

von Harald A. (embedded)


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> Die 20V sind gelogen

Wohin das führt konnte man ja bei Bosch ganz gut beobachten. Das 
Engineering hat vermutlich ursprünglich die wahren 10.8V des 3S-Systems 
so an das Marketing gegeben und die mussten dann zusehen, wie die 
Konkurrenz mit 12V davon galoppiert. Die gleiche Technik, klingt aber 
besser. In letzter Konsequenz haben die dann das bekloppte Spiel 
mitgespielt.

: Bearbeitet durch User
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