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Thema: Welche Stromversorgung für Unterwasser-Bot (ROV)?

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Welche Stromversorgung für Unterwasser-Bot (ROV)?

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    Hallo !

    Ich kann mich nicht für eine Stromversorgung für meinen ROV entscheiden.
    Sie befindet sich Überwasser, d.h. Gewicht/Größe spielen keine Rolle.
    Benötigt werden 12V. Es sind folgende Verbraucher "an bord":
    - Kamera (0,1A)
    - 2 Halogenlampen, je 20W
    - 6 Motoren, von denen maximal 2 gleichzeitig laufen, je 45W

    I.d.R. werden die Lampen aus sein, und im Schnitt betrachtet wahrscheinlich dauerhaft 1 Motor an sein.
    Also wäre der Stromverbrauch ohne Lampen ca. 4A und mit Lampen gute 7A.

    Eine halbe Stunde Laufzeit sollte schon drin sein.
    Eigentlich würde ich aus Kostengründen sagen: Bleigelakku. Nur habe ich da ein paar Vorbehalte bzgl. der Sicherheit :-/

    Was meint ihr dazu?

    Grüße, Björn
    Nur tote Fische schwimmen mit dem Strom...

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Hallo Björn,
    korrigier doch mal deinen Beitrag "Überwasser ---> Unterwasser".

    Was spricht denn gegen Blei? Du darfst die Akkus eh nicht überladen. Dann entsteht auch kein Knallgas. NiMH kann gasen, NiCd kann gasen und lithium... Blei ist dort schon das Mittel der Wahl. Achte darauf, den Bleigelakku nicht zu sehr zu belasten. Ein Entladestrom von <C/5 wäre schön.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Zitat Zitat von avion23
    Hallo Björn,
    korrigier doch mal deinen Beitrag "Überwasser ---> Unterwasser".

    Was spricht denn gegen Blei? Du darfst die Akkus eh nicht überladen. Dann entsteht auch kein Knallgas. NiMH kann gasen, NiCd kann gasen und lithium... Blei ist dort schon das Mittel der Wahl. Achte darauf, den Bleigelakku nicht zu sehr zu belasten. Ein Entladestrom von <C/5 wäre schön.
    Eigentlich hatte ich wirklich vor den Akku "an Land" zu haben.
    Welche Sicherheitsrisiken gibt es denn sonst noch bei Bleigelakkus?

    Grüße, Björn
    Nur tote Fische schwimmen mit dem Strom...

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Die Belastbarkeit von Bleiakkus ist sehr unterschiedlich. Manche vertragen richtig viel manche nicht. Wenn das Ganze gut Wasserdicht ist spricht eigentlich nicht viel gegen Bleigel, Bleiakkus mit flüssigem Elektolyt würde ich aber nicht nehmen wegen der Auslaufgefahr. Das übliche Kunstoffgehäuse hat Sogar vorteile gegen den Metallegahäusen von NiMH oder NiCd Akkus, falls das Boot absaufen und volllaufen sollte.
    Das Ausgasen ist auch nur ein Problem beim Überladen, beim entladen gibt kein Akku Gas ab.

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Wäre >dieser< Akku geeignet? // EDIT: Und >dieses<

    Welche Sicherheitsvorkehrungen sind sonst noch nötig? Ich wollte den Stromkreis mit einer 16A KFZ-Flachsicherung versehen.

    Grüße, Björn
    Nur tote Fische schwimmen mit dem Strom...

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    So ich bin wieder dran

    Zitat Zitat von Björn

    Eigentlich hatte ich wirklich vor den Akku "an Land" zu haben.
    Welche Sicherheitsrisiken gibt es denn sonst noch bei Bleigelakkus?

    Grüße, Björn
    Du brauchst Gewicht, die schwerer sind als Wasser, um dein Boot zu stabilisieren. Da kannst du gleich AKkus verwenden.

    Deine 16A Sicherung finde ich zu knapp. Die Anlaufströme der Motoren sind enorm, Halogenlampen wirken beim einschalten wie ein Kurzschluss. Aus diesem Grund würde ich die AKkus auch in das ROV selber setzen; du hast einen enormen Spannungs / Stromverlust durch die Kabel. AUßerdem ist es schwierig, so lange und flexible kable zu bekommen. Und ein Sicherheitsrisiko...

    Zu dem Akkulader: Ich habe extrem schlechte Erfahrungen mit fertigen AKkuladern gemacht. Z.B. Ladeschlusspannung für 6V Bleigelakku von 8V... und solche Späße. Die Ladeschlussspannung von Bleigel ist ungefähr 13.8V, das kannst du auch mit einem LM317 realisieren.
    Sicherheitsvorkehrungen: Du brauchst einen Tiefentladeschutz und einen Überstromschutz. D.h. Bei 12V musst du abschalten und bei einem Strom, der den Akku schädigen könnte. Da gibt es schöne selbstrückstellende Sicherungen für

    Als Risiko bei Blei fällt mir noch ein, dass es dann am Grund des Tümpels liegt. Die Bleigelakkus sind aber aus Kunststoff und ganz gut gekapselt. Ich denke, im Vergleich zu den ganzen Autowracks die in den Gewässern liegen macht das nicht viel aus, wenn es da über ein paar Jahrhunderte verrotet.

  7. #7
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    Zitat Zitat von avion23
    So ich bin wieder dran
    Schön
    Zitat Zitat von avion23
    Deine 16A Sicherung finde ich zu knapp. Die Anlaufströme der Motoren sind enorm, Halogenlampen wirken beim einschalten wie ein Kurzschluss.
    Hm.. Wie hoch würdest du sie ansetzen?
    Zitat Zitat von avion23
    du hast einen enormen Spannungs / Stromverlust durch die Kabel. AUßerdem ist es schwierig, so lange und flexible kable zu bekommen. Und ein Sicherheitsrisiko...
    Hm.. ich wollte 2,5mm² Leitungen verwenden [25m lang], die hätten laut Datenblatt einen Widerstand von 0,2 Ohm, also der ganze Stromkreis 0,4 Ohm. Ich hätte gedacht, dass das nicht so dramatisch ist.


    Danke dir erstmal soweit

    Grüße, Björn
    Nur tote Fische schwimmen mit dem Strom...

  8. #8
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    Wenn man die Sicherungen an die Anlaufströme der Motoren anpassts, dann hast Du das Problem, dass sie bei einer Fehlfunktion, die sagen wir mal zwischen Normalbetrieb und Anlaufstrom liegt, nicht auslöst. Deshalb würde ich zu einer trägen Sicherung raten, die ein bisschen über den Normalstrom angesetzt ist, aber träge genug ist, bei den Anlaufströmen nicht auszulösen.

    Bei einer selbstrückstellenden hast Du auch das Problem, dass der u.U beim Anlaufstrom auslöst, und dann zwar wieder rückgestellt wird, dass bringt Dir aber nichts, denn dann kannst Du die Motoren nicht starten

    Die Akkus haben meistens eine Angabe über den Dauerstrom, den sie über eine längere Zeit liefern können, und dem kurzzeitigen Spitzenstrom. Eine Überstromsicherung sollte also so angesetzt werden, dass sie ein bisschen über den Dauerstrom auslöst, und auch hier so träge ist, dass für die Zeit des Spitzenstroms nicht auslöst.

    Ich würde auch vom Kabel abraten, bei 0,4 Ohm und 16A hast Du alleine am Kabel einen Spannungsabfall von U=16*0,4=6,4V!

  9. #9
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    Zitat Zitat von pongi
    Ich würde auch vom Kabel abraten, bei 0,4 Ohm und 16A hast Du alleine am Kabel einen Spannungsabfall von U=16*0,4=6,4V!
    Ja das stimmt, auch wenn in "Normalbetrieb" glaube ich keine 16A fließen würden.
    Dennoch würde ich alles versuchen, damit ich den Akku nicht Unterwasser haben muss...
    "Mit Licht an" fließen wohl im Schnitt ca. 10A - ohne Licht 3A.
    Wenn das Kabel mit 6mm² Querschnittsfläche nimmt (Widerstand 3 mOhm/m => 0,15 Ohm auf 50m) käme man also auf 1,5V bzw. 0,45V.
    Das ist natürlich eigentlich zu viel...

    Danke für den Hinweis...

    Björn
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  10. #10
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    Hallo,

    Zuerst mal, ich hab so was bisher noch nicht gemacht, aber ich würde warscheinlich auch Bleiakkus nehmen.

    Zu den Gründen für meine Entscheidung, denke ich wie folgt:

    Die Säure bzw. das Gel (dickgelegte Säure) sind allein nicht so sonderlich Schädlich. Einzig das Blei bzw. die Bleisulfate sind ein Problem, aber das Problem gibts bei den NiCd-Akkus mit dem Cadmium auch. Sind halt leider Schwermetalle, welche nicht unbedingt in die Umwelt kommen sollten. Da hätten dann eher NiMh-Akkus den Vorteil der Schwermetallfreiheit.

    Die Blei-Akkus sind durch ihren Aufbau recht gut vor Umwelteinflüssen geschützt und sie haben eben ein relativ hohes Gewicht, welches du sowieso benötigst, um dein ROV auszutachieren. Daher würde ich diese Warscheinlich, wenn dir die Kapazität ausreicht, bevorzugen.

    Zum austachieren würde ich warscheinlich so vorgehen, das dass Gewicht des ROV so ausgelegt wird, das es immer einen leichten Auftrieb hat, so das es bei Ausfall des Antriebs auf jeden Fall auftaucht.

    Als Verbindung nach oben würde ich evtl. mal über eine Verbindung mittels einer Polymer - LWL nachdenken, die ist billig, belastbar und sehr zuverlässig. Du musst nur beachten, das die Bandbreite dabei nicht so sonderlich groß ist.

    Gruß, Volker
    Es muss nicht immer alles Perfekt sein, doch sicher funktionieren solls schon.

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