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Thema: Roboter Stromversorgung standard Grundschaltung?

  1. #1
    Benutzer Stammmitglied
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    Roboter Stromversorgung standard Grundschaltung?

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    Hallo,

    ich habe derzeit einen kleinen Roby mit IR-Sensor, 2 Getriebemotoren, Funkmodul usw..

    Einen kleinen selbsgebauten Greifer (2 Finger Gripper) soll jetzt angeschlossen werden.

    Ich bekome aber langsam Probleme mit der Spannungsversorgung. Derzeit habe ich mehrere 4 X 1,5 Volt Batteriepacks. Stromversorgungen für die Sensoren bzw. Motoren.

    Die meisten werden Ihre "Verbraucher" über eine gemeinsamme Stromversorgung (z.B. 12 V Bleigelakku usw.) versorgen und jetzt komme ich zu meiner Frage.

    Wie sehen Eure Schaltungen dazu aus? Ich habe gelesen und selber gemerkt, das bestimmte Verbraucher (Z.b. Motor oder Sharp IR Sensor) "schmutzige" Verbraucher sind und getrennt angeschlossen werden (darum die vielen Batteriepacks) sollen.

    Wie realisiere ich so etwas? Klar nutze ich einen 7805 Spannungsregler.Die kann man und soll man ja nicht parallel schalten...

    Wie versorgt Ihr also aus einer Stromquelle unterschielliche (mehrere) Verbraucher und "trennt" diese voneinande?

    Ich habe schon einige Tage gesucht, aber leider nichts gefunden. Ich glaube mir feht die richtigen "Stichwörter" für diese Suche.

    Gruß Schilly

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Ich würde einen 7805 oder LM2576T verwenden. Ansonsten dürfte es nic hweiter tragisch sein wenn der Schaltregler/Spannungsregler Ausgangsseitig einen genügend großen Pufferkondensator hat. Hab hier im Forum noch nix spezielles gesehen um einen Motor zu entkoppeln oder gar zwei verwendete Stromkreise.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte Avatar von Neutro
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    Wenn man Stromkreise mit einem relativ geringen Verbrauch voneinander entkoppeln möchte nimmt man DC DC Wandler, die gibt es in zahlreichen Variationen (5V zu 5V, 12V zu 5V, 5V zu 3,3V usw.) Wenn man Digitale Steuersignale galvanisch trennen will nimmt man einfach Optokoppler, für Analoge Signale nimmt man Isolationsverstärker. Wichtig ist es immer die Spannungsquellen duch geeignete Maßnahmen zu entstören. Dazu eignen sich in der Regel Elkos, Keramikkondensatoren und Spulen. In deinem Fall würde ich die Motoren "direkt" aus dem Akku versorgen und den Controller, Sensoren und die anderen Baugruppen über
    DC DC Wandler, wichtig es es bei DC DC Wandlern das man wie oben beschrieben entstört.

    Gruß

    Neutro
    Jemand mit einer neuen Idee ist ein Spinner, bis er Erfolg hat.
    (Mark Twain)

  4. #4
    Benutzer Stammmitglied
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    Also ich würde mir da nicht so viele Gedanken machen. Ein großer, starker Akku, die Motoren werden direkt aus dem Akku versorgt und die Elektronik wird über einen Fixspannungsregler (7805 oder irgendein Low-Drop) versorgt. Wenn man genügend Abblockkondensatoren vorsieht ist das kein Problem.
    Man kann auch DC/DC-Wandler statt den Fixspannungsreglern wählen, allerdings würde ich das eher tun um die Verluste niedrig zu halten, als um die Stromkreise zu entkoppeln. Wenn man sich mit Abblockmaßnahmen nicht so gut auskennt, kann es sein das man sich durch DC/DC-Wandler mehr Probleme einhandelt als man vorher hatte. Nur wenn eine galvanische Trennung von Stromkreisen notwendig ist, kann man die Versorgungsspannungen durch entsprechende DC/DC-Wandler trennen.

    Und noch was: Wenn du die Sharp-Sensoren als "schmutzige Verbraucher" bezeichnest musst du auch jedes digitale IC und jeden Mikrocontroller sowieso als solche bezeichnen weil die wahrscheinlich sogar noch wesentlich mehr Störungen auf der Versorgungsspannung verursachen als der Sharpsensor. Deine Aussage hat mich nämlich neugierig gemacht und deswegen hab ich mir mal die Rückwirkungen eines Sensors (GP2D12) auf die Versorgungsspannung mit einem Oszi angesehen. Das sind wenige mV bei 5V Versorgung die fallen bei billigen Messgeräten wahrscheinlich nicht mal auf. Leider hab ich kein DSO sonst hätte ich dir gezeigt wie gering die Störungen sind.

  5. #5
    Benutzer Stammmitglied
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    Hallo,

    vielen lieben Dank für die Infos.. Ich werde das mal einfach über eine gemeinsamme Stromversorgung testen. Anscheinend scheint das wohl doch nicht so kritisch zu sein.

    Das habe ich hier jetzt noch gefunden.. Könnt Ihr das so "absegnen"?

    http://letsmakerobots.com/node/3880



    Gruß Schilly

  6. #6
    Benutzer Stammmitglied
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    Hallo Neumi,


    Zitat Zitat von neumi
    Also ich würde mir da nicht so viele Gedanken machen. Ein großer, starker Akku, die Motoren werden direkt aus dem Akku versorgt und die Elektronik wird über einen Fixspannungsregler (7805 oder irgendein Low-Drop) versorgt. Wenn man genügend Abblockkondensatoren vorsieht ist das kein Problem.
    Danke.. Ich nehme also ein 12V Akku, den Controller hänge ich hinter einen 7805. Motor kann dann an 12V Akku auch ok... Aber wie hänge ich meine anderen 5V verbraucher an das Akku dran... Kann ich die auch hinter dem 7805 betreiben? Denn paralell soll man weiter 7805 ja nicht betreiben... Das meine ich mit "aufteilung". Eine einfache Lösung (die dann mehr verluste hat wäre als erster Schritt auch ok).

    Oder wie komme ich von den 12V runter auf mehrere 5V niveaus?

    Das ist leider hier eine Basic Frage aber ich bin schon tüchtig am Lesen... Im grundegenommen funktioniert ja meine 5V Verbraucher, würde aber gerne meine Akkus konsoliedieren um bald in Richtung Bleiakku zu gehen.

    Gruß Schilly

  7. #7
    Benutzer Stammmitglied
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    Hallo Neutro

    Zitat Zitat von Neutro
    Wenn man Stromkreise mit einem relativ geringen Verbrauch voneinander entkoppeln möchte nimmt man DC DC Wandler, die gibt es in zahlreichen Variationen (5V zu 5V, 12V zu 5V, 5V zu 3,3V usw.) Wenn man Digitale Steuersignale galvanisch trennen will nimmt man einfach Optokoppler, für Analoge Signale nimmt man Isolationsverstärker.
    Danke für die Definitionen... Das hat schon weitergeholfen.

    Gruß Schilly

  8. #8
    Benutzer Stammmitglied
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    Hi schilly!

    Zitat Zitat von schilly
    Aber wie hänge ich meine anderen 5V verbraucher an das Akku dran... Kann ich die auch hinter dem 7805 betreiben? Denn paralell soll man weiter 7805 ja nicht betreiben... Das meine ich mit "aufteilung". Eine einfache Lösung (die dann mehr verluste hat wäre als erster Schritt auch ok).

    Oder wie komme ich von den 12V runter auf mehrere 5V niveaus?

    Das ist leider hier eine Basic Frage aber ich bin schon tüchtig am Lesen... Im grundegenommen funktioniert ja meine 5V Verbraucher, würde aber gerne meine Akkus konsoliedieren um bald in Richtung Bleiakku zu gehen.
    Ich weiß zwar nicht was du für 5V-Verbraucher hast, aber ich würde alle einfach an einem einzigen 7805 bzw. einer Low-Drop Variante davon betreiben. Eine weitere Alternative wäre der RECOM R785.0-0.5 oder R785.0-1.0 DC/DC-Wandler den es zum Beispiel bei Conrad gibt. Der hat zwar keine galvanische Trennung ist aber kaum größer als die normalen Fixspannungsregler, Pinkompatibel und Verlustleistung spielt eigentlich keine Rolle mehr.

    Beschreibe einfach mal ein bisschen detailierter was für 5V-Verbruacher du hast, dann kann ich dir auch sagen ob das mit Fixspannungsreglern möglich ist oder ob die Verluste zu hoch werden.

    lg neumi

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Aber wie hänge ich meine anderen 5V verbraucher an das Akku dran... Kann ich die auch hinter dem 7805 betreiben? Denn paralell soll man weiter 7805 ja nicht betreiben...
    Nach dem was du weiter oben gelesen hast ist es kein Problem mehrere Verbraucher an den Ausgang eines Spannungsreglers zu hängen, du musst halt nur die Verbraucher die stören wie oben beschrieben mit Kondensatoren entstören.
    Weiterhin musst du natürlich beachten, dass deine Verbraucher nicht mehr Strom ziehen, als der Spannungsregler verträgt.

    Wenn du einigen Verbrauchern ungedingt einen eigenen Regler spendieren willst, soltest du dir vielleicht klar machen, dass du die Regler nur dann parallel schaltest, wenn du deren Ausgänge direkt miteinander verbindest.

    Wenn du an einem Spannungregler den Ausgang z.B. mit deinen Sensoren verbindest und von dort auf Masse gehst und bei einem 2. Spannungsregler den Ausgang mit einem Motor verbindest und von da auf Masse gehst, sind die Regler nicht parallel geschaltet.

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    Hi schilly,

    ich habe in meinem R2D03 sechs AAA/1100mAh, die über zwei 7805 den Roboter versorgen. Ein 5-V-Strang geht an Motoren, Servo und Sharp-GP2D120, der andere an Controller mit IR-DME´s etc. Der Sharp wird so stabil versorgt, dass seine Messwerte recht genau sind - bei 150 mm ca. +/- 1mm. GND ist selbstverständlich immer gemeinsam.

    Die kleinere Variante von dieser Dose, R3D01, ø 51 mm - H 82 mm, läuft ohne Spannungsstabilisierung - ich hatte einfach nicht genug Platz. Deswegen wird die Spannung aus 4 AAA/1100 mAh am Eingang zu Controller und IR-DME´s ebenso wie an der Versorgungsleitung für den Motor (am Motorcontroller L293D) mit je einem Elko 220µF/16V beruhigt. Ein Sharp ist derzeit noch nicht installiert. Bisher habe ich im Betrieb keine Störungen festgestellt. Bei voll geladenen Akkus schwitze ich selbst (U etwas über 5,5V) - aber bisher liefs gut.
    Ciao sagt der JoeamBerg

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