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Thema: Der ideale Spannungsregler?

  1. #1
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    Der ideale Spannungsregler?

    Hi!

    Ich möchte einen kleinen Roboter mit einer 9V Batterie betreiben, die Schaltung läuft mit ca. 5V. Welche Schaltung ist am besten geeignet, mir "batterieschonend" diese Spannung zu erzeugen?

    Eine Schaltung mit einem 7805 kann ich aufbauen, aber die "verbrät" mir zu viel.

    (Warum) gibt es keine 5V-Batterien? ( kommt mir nicht mit Chemie ;-) )

    Grüsse,
    Christoph

  2. #2
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    Hallo Christoph,

    Du könntest NiCd Akkus verwenden, 4 Stück mal 1,2V macht dann 4,8V.
    Da frisch geladene Akkus mit 1,3 bis 1,4V meist sogar ein wenig mehr als
    die angegebenen 1,2 V haben sollte es damit funktionieren.

    Gruß
    Michael

  3. #3
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    Zitat Zitat von m.artmann
    Hallo Christoph,

    Du könntest NiCd Akkus verwenden, 4 Stück mal 1,2V macht dann 4,8V.
    Da frisch geladene Akkus mit 1,3 bis 1,4V meist sogar ein wenig mehr als
    die angegebenen 1,2 V haben sollte es damit funktionieren.

    Gruß
    Michael
    Klar, das geht. Das Problem ist aber die Grösse und das Gewicht der Batterien/Akkus. Vier Mignonzellen sind halt größer als ein 9V Block.
    Ich baue einen kleinen Feuermelder zum Roboter um, das Gehäuse bietet Platz für einen 9V-Block (und sonst nichts ).

    Christoph

  4. #4
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    Hallo Christoph

    Deshalb gibt es ja Akkupacks. Dort setzt man soviele Zellen ein wie man braucht um seine gewünschte Spannung zu erhalten. Gleichfalls kann man durch die Auswahl der Zellen die Akkupacks auch auf Energieinhalt, Größe und oder Gewicht trimmen. Ich brauche in meinem "schwimmenden Roboter" viel Energie und habe daher 20 Zellen, Mono D, die sind recht groß, mit je 8Ah, im Einsatz. Der Akkupack hat also 24V Spannung bei 8Ah, somit 192Wh an Energie.

    Aber dein Problem habe ich auch. Die 24V brauche ich für den Antrieb der Motoren, die Logik in den elektronischen Schaltungen braucht 5V und 3V. Würde ich jetzt einen Linearregler einsetzen um von 24V auf z.B. 5V und 3V zu kommen, würde ich nur 1/8 (3V), bzw. 1/5 (5V) der gewandelten Leistung benutzen, der Rest wird in Wärme umgewandelt. Das ist zwar nicht sehr schlimm, da die Logik im Vergleich zu den Motoren nur minimal Leistung benötigt und so nur ein sehr kleiner Anteil der Batterieleistung diese katastrophalen Wirkungsgrade haben. Eine bessere, aber auch viel aufwendigere Methose ist es Schaltregler einzusetzen. Die haben bei der Spannungswandlung eine Effektivität von >80% bis weit in die 90%.
    MfG

    Hellmut

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Du könntest NiCd Akkus verwenden, 4 Stück mal 1,2V macht dann 4,8V.
    Da frisch geladene Akkus mit 1,3 bis 1,4V meist sogar ein wenig mehr als
    die angegebenen 1,2 V haben sollte es damit funktionieren.
    Das wäre ungefähr so sinnvoll wie wenn man einen Zapfhahn oben ins Bierfass einschlägt statt unten

    Warum dein Vorschlag überhaupt keine besonders gute Idee ist, ist in deiner Antwort eigentlich schon enthalten.
    Da wie du ja selber schreibst nur frisch aufgeladene Akkus eine höhere Spannung haben, würde man die Akkus immer nur teilentladen, denn bei ihrer eigentlichen Nennspannung reichen sie ja für die Versorgung schon nicht mehr aus.
    D.h. zum einen hätte man sehr geringe Laufzeiten, weil man nur ein paar Prozent der Akku-Kapazität nutzt, zum anderen wären die Akkus schnell hinüber, weil NiCd Akkus es gar nicht gerne haben, wenn man sie immer nur teilentlädt (Memory-Effekt).

    Eine Schaltung mit einem 7805 kann ich aufbauen, aber die "verbrät" mir zu viel.
    Die Schaltung hat Verluste, aber die sind prportional zu der Leistung die du am Ausgang abnimmst. Bei den paar mA die ein Controller und ein bischen Elektronik brauchen ist das gar nicht so wild.
    Bei den meisten grösseren Verbrauchern, z.B. Motoren, Lämpchen, Servos usw. kommt es meist gar nicht so genau auf die Spannung an, d.h. die muss man nicht unbedingt über den Regler laufen lassen.

    Ich würde die Akkuspannung so wählen, dass man die grösseren "Stromfresser" direkt ungeregelt anschliessen kann und mir über die Verluste die die reine Elektronik im Regler verursacht keine grossen Gedanken machen.

    Ansonsten kämme auch noch ein Schaltnetzteil in Frage. Da sind die Verluste niedriger als in einem einfachen Regler, dafür ist es aber auch etwas aufwendiger.
    Einen Schaltplan findest du z.B. hier:
    http://www.kreatives-chaos.com/index...schaltnetzteil

  6. #6
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    Nun , ich gebe ja zu dass die Akkus vielleicht nicht ganz optimal entladen werden.

    Ich habe jedoch schon 7-8 Monate lang eine AVR Schaltung mit angeschlossenem Modellbauservo
    und 4 Mignonzellen in Betrieb. Zugegeben es ist ein ATMega8L mit 2,7V-5-5V Spannungsbereich
    und der Servo läuft nur einigemale pro Tag und wird dann vom AVR dann wieder abgeschaltet.
    Denn nur dadurch halten die Akkus auch immer einen Tag lang durch.
    Jedoch werden sie auch täglich einmal geladen und bei einem ALDI Verkaufspreis von 1,99 Euro
    für ein 4er Set Mignons oder Micros ist es mir ehrlich gesagt auch völlig wurscht ob sie auf ein paar hundert
    Lade- Entladezyklen kommen oder nicht.

    Es kommt hald darauf an was für einen Roboter er bauen will und wie hoch der Stromverbrauch ist.

    @Christoph: Beschreib doch mal was Du Dir denn so vorstellst.

    Jedenfalls wenn er seinen Roboter mit einer 9V Batterie betreiben will kann der Stromhunger nicht sooo groß sein.
    Vier Micro Akkus in einem Batteriehalter haben jedenfalls eine höhere Kapazität als eine 9V Batterie und sind
    auch etwa gleich Groß.

    Gruß
    Michael

  7. #7
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    Schaltregler (leider nur Conrad)
    Artikel-Nr.: 147036 - U0 -> 85% Wirkungsgrad 24€

    Heftiger Preis...ich hab vor kurzem irgendwo ein bisschen größere Schaltregler in vergossenem Gehäuse gesehn, weis aber nicht mehr wo.
    Auch 3 Beinchen und gut, wahrscheinlich billiger weil weniger kompakt ,-)

    Gruß, Sonic
    http://www.dontfeedthetroll.de/images/dftt.gif
    If the world does not fit your needs, just compile a new one...

  8. #8
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    Hab ich das nur überlesen oder wurde noch nicht die Frage nach einem einfachen 7805 gestellt?

    Martin
    Ich will Microsoft wirklich nicht zerstören. Das wird nur ein gänzlich unbeabsichtigter Nebeneffekt sein.
    Linus Torvalds, Entwickler von Linux

  9. #9
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    Zitat Zitat von m.artmann

    Es kommt hald darauf an was für einen Roboter er bauen will und wie hoch der Stromverbrauch ist.

    @Christoph: Beschreib doch mal was Du Dir denn so vorstellst.

    Jedenfalls wenn er seinen Roboter mit einer 9V Batterie betreiben will kann der Stromhunger nicht sooo groß sein. 8-[
    Vier Micro Akkus in einem Batteriehalter haben jedenfalls eine höhere Kapazität als eine 9V Batterie und sind
    auch etwa gleich Groß.

    Gruß
    Michael
    Das ist er, als Attachment. Da muss ausser der Batterie noch ein Servo hinein und die Steuerplatine. Meine zum Grössenvergleich mit abgelichtete Hand ist deutlich unter einen Meter gross :)
    Insgesamt drei Servos zu versorgen (Futaba S3106) und ein Paar LEDs.
    Aber die Antwort ist glaube ich schon gefallen: Die Servos direkt an der 9V-Batterie betreiben und nur die Steuerung über einen 7805 versorgen. Das könnte gehen.
    Mit "Micro Akku" meinst Du "AAA" oder LR03 - Bauformen? Batteriehalter hatte ich dafür noch nicht in der Hand ... und, kleiner als ein 9V-Block?

    Grüsse, Christoph
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken tomy.jpg  

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Hallo,

    eine LR03 oder auch AAA Batterie/Akku ist:

    Länge: 44.2 mm
    Breite/Durchmesser: 10.15 mm

    Dann kannste nen vierepack nehmen, das ist:
    50.3 mm hoch und 24.4 mm dick und quadratisch.

    Martin
    Ich will Microsoft wirklich nicht zerstören. Das wird nur ein gänzlich unbeabsichtigter Nebeneffekt sein.
    Linus Torvalds, Entwickler von Linux

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