Hallo Community, Wir bauen aktuell an einem Robotor. Dieser besitzt aktuell einen 12V Bleiakku des Types: "GB 12-26 12V 26Ah AGM". An diesem hängt sowohl ein PC mit einer PSU 12/24V und eine Motorsteuerung. Das Problem besteht darin, dass die Motorsteuerung sehr viel Strom benötigt, wenn der Roboter beispielsweise kurzzeitig gegen eine Wand fährt, sodass die Spannung (des bisher einzigen) Akkus für einen Moment unter die benötigten 12V fürs Mainboard-Netzteil (picoPSU-120-WI-25) fällt und das Mainboard abstürzt. Wir hatten uns also Überlegt, die PSU mit 24V zu betreiben, indem wir 2 Akkus in Reihe schalten, sodass die Motorsteuerung 12V bekommt und der PC 24V. (Siehe Bild im Anhang). Ist dies so realisierbar oder gibt es einen anderen weg?
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Läuft der PC grad mit 12V und ihr wollt ihn mit 24V versorgen??? Oder wie? Robotor ??
Mit so einem miserabel geflickten Design wird man jedenfalls nicht lange Spaß haben. Erst funktionierts, dann fangen die komischen Akkuprobleme an.
Hallo, ja, im Moment wird das Mainboard über ein kleines Netzteil mit 12V von einem Bleiakku versorgt. Unser Vorhaben ist, falls möglich, die Spannungsversorgung des Netzteils mit einem zweiten Akku zu verdoppeln sodass die Spannung, bei starker Beanspruchung durch die Motorsteuerung, nur noch auf ca. 23.6V (reicht für den Betrieb des Mainboards) abfällt, aber nicht mehr auf 11.8V. Das Netzteil ist für einen Bereich von 12-25V ausgelegt, wodurch sich allerdings noch eine zweite Frage ergibt: Was passiert wenn beide Akkumulatoren voll geladen sind und in Reihenschaltung sagen wir mal 27V liefern?
>kleines Netzteil mit 12V von einem Bleiakku versorgt
Deine Wortwahl ist gigantisch daneben. Netzteil = vom Netz gespeist =
230V ?
Oder nicht?
spontan schrieb: > Deine Wortwahl ist gigantisch daneben. Netzteil = vom Netz gespeist = > 230V ? > Oder nicht? Stimmt auch irgendwie.. Wie soll man es denn dann nennen? ATX-Netzteil? So wird es zumindest bei Amazon genannt. (http://www.amazon.de/Mini-Box-picoPSU-120-WI-25-kleinste-12-25V-DC-DC-ATX-Netzteil/dp/B005TWE488)
Wie schon gesagt: Eine solche Kombination fordert den Ärger nur so heraus. Allerdings es geht. Probleme (u. A.) a) Keine vernünftige Ausgangsspannung (0V). b) Wie willst Du zwei verschiedene Akkus laden? c) Die 24 V - Leistungsmäßig - werden vom Schwächling bestimmt. d) Wenn es nur um den Sonderfall (Hindernis springt in den Weg und Fahrer kann nicht mehr ausweichen; Akkuladung ist nur rudimentär überwacht oder Motorstrom zu hoch) könnte ein Schaltregler helfen. Allerdings braucht der auch ein paar Volt zum Arbeiten. u.v.a.m.
Achja, und vlt. hilft dieser Link zu unserer Projektseite ein wenig dabei zu verdeutlichen von welcher Größenordnung und Technik wir hier reden: http://thomas-projekt.de
Danke für deine Antwort! Amateur schrieb: > Wie schon gesagt: Eine solche Kombination fordert den Ärger nur so > heraus. Das haben wir befürchtet... ;) Amateur schrieb: > a) Keine vernünftige Ausgangsspannung (0V). Wie meinen Sie das? Amateur schrieb: > b) Wie willst Du zwei verschiedene Akkus laden? Wir würden die Akkus dann getrennt laden, aus dem Gehäuse rausnehmen müssen wir sie ja sowieso, da man sie laut Hersteller nicht eingebaut laden sollte. > c) Die 24 V - Leistungsmäßig - werden vom Schwächling bestimmt. Ja? Das wusste ich nicht. Ist in unserem Fall aber auch nicht wichtig, da uns die Spannung relativ egal ist solange sie trotzt höchster Beanspruchung bei >12V liegt. Amateur schrieb: > d) Wenn es nur um den Sonderfall (Hindernis springt in den Weg und > Fahrer kann nicht mehr ausweichen; Akkuladung ist nur rudimentär > überwacht oder Motorstrom zu hoch) könnte ein Schaltregler helfen. > Allerdings braucht der auch ein paar Volt zum Arbeiten. Das Problem, dass das Mainboard ab einer gewissen Akkuladung abstürzt, führt auch dazu, dass wir die volle Kapazität des großen Akkus nicht annähern ausnutzen können. Ständige Abstürze sind somit nicht unsere einzige Sorge. Wie würde so eine Schaltung mit einem Schaltregler beispielsweise aussehen? Welcher wäre da geeignet?
Jo, Fragen über Fragen. Leichter wärs, mit dem 2. Akku exklusiv den PC mit 12V zu versorgen. Aber bei dem kleinen Spielraum der Spannungsversorgung paßt das generell schlecht. Bleiakkus laufen standardmäßig bis 11,5V oder tiefer runter, während sie bei Ladung 14,5V und mehr an den Klemmen haben. Suboptimal. Da würd ich lieber erstmal was Zusammenpassendes designen, entweder andere Akku-Spannugen (Packs) oder Netzteile/Wandler, die den ganzen Spannungsbereich abdecken.
d) Schaltregler können eine vorhandene Spannung vergrößern, verkleinern oder in beiden Richtungen (SEPIC-Wandler) befummeln. a) Eine Ausgangsspannung von 0 V, am Rechner (kleines 12V Akkuchen), liegt bezogen auf den Motor (großer Akku) auf 12 V. Hat man gerade kein DVM zur Hand, kann man dies auch gelegentlich riechen.
Amateur schrieb: > a) Eine Ausgangsspannung von 0 V, am Rechner (kleines 12V Akkuchen), > liegt bezogen auf den Motor (großer Akku) auf 12 V. Hat man gerade > kein DVM zur Hand, kann man dies auch gelegentlich riechen. Meinst du damit die dadurch auftretene "Spannungsdifferenz" zwischen Motorsteuerung und Mainboard? Wird die durch die Verwendung des ATX-Netzteils nicht ausgeglichen? Die einzige Verbindung zwischen Motorsteuerung und Mainboad besteht durch einen Seriellen Port (5V).
Cooles Projekt! Akkus so zu betreibe wie du es vorschlägst ist aufgrund der asymmetrischen Belastung KEINE gute Idee. Derartiges macht man auch im KFZ-Bereich z.B. bei den Funkgeräten bei der Feuerwehr. Diese werden einfach im LKW-Fahrgestell über nur eine Batterie (Akku) betrieben und zwar über die, die auch den Massebezug zum Fahrzeug herstellt. Funktioniert, ist aber nicht sehr gut, denn es sorgt für einen ungleichen Ladungszustand und eine Batterie wird mit der Zeit verschlammen. Spielt dort aber eine eher untergeordnete Rolle, da diese Fahrzeuge meistens nur am Ladegerät hängen und nur selten benutzt werden. Daher müssen dort eh die Akkus nach drei Jahren getauscht werden. Heutzutage geht man aber auch hier dazu über, Konverter oder 24V Geräte zu verwenden. Ich würde folgenden Vorschlagen: 1.) Eine zuverlässige Stromversorgung ist die Basis eines jeden Systems. Stromversorgungen die instabil oder auf Kante genäht wurden, gefährden die Schaltung und das Projekt. Daher, stellt die Basis auf 24V mit 2x12V oder 1x24V um. 2.) Danach stellt ihr den Aktoren (Motor, Ventile, ...) über eine getaktete Stromversorgung die benötigten 12V zur Verfügung. Schaltungen und Schaltregel dafür gibt es genügend, das ganze ist auch keine Raketentechnologie. Notfalls halt entsprechende Regler kaufen: http://www.amazon.de/DC-DC-Wandler-einstellbar-Spannungswandler-Converter-Blau-1/dp/B00HV4EPG8/ref=pd_sim_ce_1?ie=UTF8&refRID=02Q081GZF35VG3D8BSY5 Oder als Gerät zum Schrauben oder den KFZ-Einbau: http://www.amazon.de/HQ-Gleichspannungswandler-24V-Auf-12V/dp/B001806QNG/ref=pd_sim_ce_2?ie=UTF8&refRID=02Q081GZF35VG3D8BSY5 3.) Auch dem Rechner einen eigenen 12V-Wandler spendieren. Achte auch darauf Schaltregler und keine Linearregler zu nehmen, denn dann kannst du die Akkus auf 24V mit ca. 12-15Ah auslegen ohne einen großen Verlust der Energiemenge dabei zu haben. Ergo wird diese Lösung dann auch leichter als deine Lösung mit 2x 12V 26Ah und von der Funktion und Handhabbarkeit stabiler, da du den Aktoren über einen weiten Funktionsbereich die gleiche Spannung zur Verfügung stellst. Viel Spass noch am Gerät!
Hoppla - da ist wohl eine Stufe! Wie kommt denn plötzlich ein ATX-Netzteil ins Spiel. Bin vom Bildchen am Anfang ausgegangen. Für Potentialbetrachtungen sollten alle beteiligten (mit Vor- und Nachname) bekannt sein. Also z.B. was für ein Rechner/Board usw. da mixt jeder seinen eigenen Drink - sprich Isoliert oder auch nicht. Serielle Schnittstellen sind üblicherweise nicht Isoliert. Wird der ganze Rechner isoliert, könnte es aber mit der seriellen Schnittstelle klappen. Masseverbindungen können aber auch leicht schweißtreibend werden. Einmal nicht richtig hingeschaut... Siehe a).
@ Marek Walther (ma_wa) Wow, vielen Dank für diesen sehr ausführlichen Post, das hilft uns schon weiter.. Nun haben wir leider das Problem eine begrenzten Budgets. Eine Beschaffung des von dir erstgenannten Spannungswandlers wäre zwar kein Problem, unsere Akkus allerdings zu ersetzen fällt da schon eher ins Gewicht. Wäre es alternativ auch möglich den Spannungswandler auf der Seite des Mainboards einzusetzen, sodass wir diesen nutzen um die Stromversorgung des Mainboards zu stabilisieren? Dann könnten wir den Bleiakku doch theoretisch bis 11.7V entladen und das Mainboard dank des DC-DC-Wandlers weiter mit >12V betreiben, oder? Ein Betreiben der Motorsteuerung mit bis zu 11.7V sollte in unserem Fall kein Problem darstellen, auch wenn es nicht umbedingt zur stabilen Steuerung beiträgt.
@ Amateur (Gast) Amateur schrieb: > Wie kommt denn plötzlich ein ATX-Netzteil ins Spiel. Bin vom Bildchen am > Anfang ausgegangen. Tut mir leid, falls das nicht ganz deutlich rüberkam, aber dies hatten wir in dem ersten Post von meinem Teamkollegen bereits genannt: "... fürs Mainboard-Netzteil (picoPSU-120-WI-25) ...". Auch wenn ich das von dir geschriebene gerde nicht 100%ig verstanden habe, hat sich dieses Problem, falls die Lösung von Marek Walther (ma_wa) klappt, doch eigentlich erledigt, oder verstehe ich das falsch?
Wieviel Strom(A) benötigt denn die Pico im Normalbetrieb? Wie lange dauern denn die Blockadeereignisse? Vielleicht reicht es ja aus, dessen Versorgung durch eine Diode von den Akkus abzukoppeln und mit einem zusätzlichen Elko zu puffern?
@ senke Wir reden hier von bis zu 6A (laut Datenblatt der CPU), genauere Werte haben wir leider noch nicht, diese kennen wir erst wenn wir nächste Woche ein paar Messungen durchgeführt haben.
Wäre so ein DC DC Wandler auch geeignet, da man dort gleich eine Anzeige hat? 9A Input 6A Output http://vi.vipr.ebaydesc.com/ws/eBayISAPI.dll?ViewItemDescV4&item=171651207254&t=1420814188000&tid=7710&category=65507&seller=roboter-bausatz&excSoj=1&excTrk=1&lsite=77&ittenable=false&domain=ebay.de&descgauge=1
Die von mir genannten Wandler benötigen mindestens 2-3V mehr Spannung als ausgegeben werden soll. Daher geht das einfache abgreifen mit diesen nicht. Als Akku sollten diese geeignet sein: http://www.amazon.de/Batterie-Elektrofahrrad-E-Bike-Scooter-Rollstuhl/dp/B007JD5SXA/ref=pd_sim_sbs_ce_4?ie=UTF8&refRID=144C4QNFWSA2R39FZPVC Zwei Stück ergibt 24V bei 12Ah also fast 290Wh speicherbare Energie. Wer möchte darf das gerne in Joule umrechnen. ;) Mit einem Gesamtgewicht von ca. 8,5Kg sollten die nicht schwerer sein als euer 12V 26AH Akku. Für deine zweite Idee mit einer Spannungserhöhung der Eingangsspannung wäre ein Stepup Wandler notwendig: http://www.amazon.de/Spannung-10-32v-Converter-Step-Up-Adjustable-Blau-1/dp/B00HV43UOG/ref=pd_sim_ce_2?ie=UTF8&refRID=18YTPGPYFF881XTPYTYC Dieser benötigt aber mindestens 10V. Daher ist es schwer vorherzusagen, wie sich die Lastspitzen der Aktoren auswirken werden. Eventuell noch eine L/C Kombination zum Entkoppeln der Eingangsspannung verwenden. Als schneller Versuch sicherlich ganz brauchbar, wird aber auch noch einige Tücken mit sich bringen. Die Spannung für die Rechner würde ich dann auf 20V-24V einstellen und ggf. einen weiteren Elko zur Entkopplung mit einschleifen.
Waishon B. schrieb: > Wäre so ein DC DC Wandler auch geeignet, da man dort gleich eine Anzeige > hat? > 9A Input > 6A Output > > http://vi.vipr.ebaydesc.com/ws/eBayISAPI.dll?ViewItemDescV4&item=171651207254&t=1420814188000&tid=7710&category=65507&seller=roboter-bausatz&excSoj=1&excTrk=1&lsite=77&ittenable=false&domain=ebay.de&descgauge=1 Der sollte auch gehen. Allerdings ergibt der bei 12V und 6A "nur" ca. 70W. Ob das für den Rechner reicht muss man mal schauen. Bei 24V sollten dann auch >100W kein Problem mehr sein.
Ok, nochmals vielen Dank für deine Hilfe! Wir werden es dann vermutlich mal mit dem step-up-spannungswandler versuchen, das wäre eine günstige Lösung des Problems. Davon, dass die Spannung des Akkus auf unter 10V fällt gehe ich mal nicht aus, das wissen wir aber auch erst nach der nächsten Messung. Mit dem Begriff "L/C Kombination" kann ich leider nicht viel anfangen und da finde ich direkt auch nicht viel passendes zu, könntest du mich da bitte aufklären? Und wie und warum sollten wir noch einen weiteren Kondensator da reinschalten?
Wenn ich davon ausgehe, dass das Laden zweier, verschiedener Akkus nicht geht, bietet sich folgendes Vorgehen an: Du verbindest (geladen) beide Akkus am Minuspol. Den Motorzweig betreibst Du mit dem "großen" Akku. Den Rechner betreibst Du mit dem "kleinen" Akku. Vorteil: a) Kein Ärger mit dem Potential. b) Macht der "große" gerade Kniebeugen, störts den "kleinen" nicht. c) Beide Akkus werden (fast) unabhängig. d) Eine serielle Schnittstelle (0V/5V) behält ihren Pegel bezogen auf beide Zweige. e) Spart eventuell den Hilfs-Step-Up/Down. Nachteil: 1) Der Kleine hat nur eine Arbeitsspannung von 12V. 2) Die Akkus können sich gegenseitig nicht helfen. 3) An keiner Stelle 24V - kann auch ein Vorteil sein. 4) Zwei unabhängige Kümmerdichdrums (Laden oder ja). Ausbauen oder Umklemmen der beiden Akkus zum Laden bleibt. Aufgrund des Unterschiedes auch unumgänglich.
@ Amateur (Gast) Ja, das wäre auch eine Möglichkeit, allerdings wären wir dann auf die (eher schlechte) Kapazität des kleinen Akkus angewiesen, das heißt der ganze Roboter kann nur so lange laufen wie der kleine Akku >12V liefert. Die Kapazität des großen Akkus würden wir somit ebenfalls nicht ausnutzen können. (Der kleine Akku ist viel früher leer...) Wir werden es also vermutlich mit dem Spannungswandler von Marek Walther (oder einem vergleichbaren) arbeiten. Die 6€ ist uns der Versuch wert...
So ich melde mich nach einiger Zeit nochmal mit ein paar Daten: Sobald die CPU auf 100% läuft haben wir eine Spannung von 11,92V, sobald man die Räder blockiert sinkt diese auf unter 11,90V, wodurch der Rechner abstürzt. Was könnte man ab besten dagegen machen? Wäre bei sowas ein Spannungswandler oder eine neue PSU besser geeignet, mit einer Breiteren Spannungsversorgung von 6-24V, bzw funktioniert das Überhaupt? http://www.amazon.de/gp/aw/d/B004BU0TMO/ref=mp_s_a_1_1?qid=1426714051&sr=8-1&keywords=m3-atx&pi=AC_SY200_QL40&dpPl=1&dpID=41kHI2OoQiL&ref=plSrch
Da ist die Batterie evt. ne Nummer zu klein. Die 12V Nennspannung sollte die im Normalbetrieb schon bringen. Bei 11,5V abwärts kommt schon die obere Entladeschlußschwelle.
Da braucht man nicht mehr lesen und auch nicht nachsehen, so etwas von "Schaltung" eines "Roboter-Bauers" habe ich noch nie gesehen!!! Gruß Mani
@batmam Ja im normal Zustand sind es 12,2V. Sobald allerdings Last auf den Akku wirkt, sinkt dieser auf 11,9V. Unser Computer kann halt nur nicht kleiner Spannungen. Und einen neuen Akku ist zu teuer.
... mach den Schaltplan doch mal mit "LT Spice" für eine besser Übersichtlichkeit und zur Fehlervermeidung
> Ist dies so realisierbar oder gibt es einen anderen weg?
Großer Pufferkondensator parallel zum Akku, oder 2 Akkus parallel.
Euer Problem liegt darin, dass der Innenwiderstand des Akkus zu groß
ist. Schaltet ihr 2 parallel, wird sich der Spannungsabfall schonmal
halbieren. Für die schnellen Peaks dann noch ein dicker Kondensator
parallel.
Ihr müsst auch daran denken, dass bei 2 Akkus in Serie der
Innenwiderstand der Akkuverschaltung doppelt so groß wird und daher auch
der Spannungsabfall sich verdoppelt.
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