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Thema: 9V Blockakku als Puffer - Schaltung richtig?

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist Avatar von -schumi-
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    9V Blockakku als Puffer - Schaltung richtig?

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    Hallo zusammen,

    ich baue gerade an einem Roboter, der von einem 14,8V LiPo-Akku angetrieben wird. Wenn dieser Akku leer ist muss er natürlich getauscht werden, die Steuerplatinen des Roboters sollen aber weiterlaufen. Aufgrund des Platzbedarfs dachte ich an einen 9V Blockakku, und hab mir folgende Schaltung ausgedacht:
    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

Name:	Akkuschaltung.jpg
Hits:	37
Größe:	47,0 KB
ID:	25700
    Die Steuerplatinen laufen mit 5V, die Motoren etc. werden direkt mit dem LiPo versorgt (aber die laufen ja nicht, wenn der Akku getauscht wird).

    Es soll also der 9V Akku geladen werden, wenn der große LiPo-Akku angesteckt ist (9V Spannungsregler und 100Ohm als Strombegrenzung), der 5V-Spgregler wird dann direkt vom LiPo versorgt. Wenn der LiPo abgesteckt wird, wird der 5V-Regler vom kleinen 9V-Akku versorgt.

    angenommene Eckdaten, bei denen die Schaltung funktionieren soll:
    • Die Eingangsspannung kann von 12V bis 17V schwanken
    • Der 5V-Regler muss 0.5A liefern
    • Bei abgestecktem LiPo sollen die Steuerplatinen ein paar Minuten weiterlaufen können (>2)


    Anstatt Linear-Regler für die 9V und 5V würde ich im übrigen kleine Schaltregler verwenden (von Traco, 8€/Stk, 1A), um die Verluste zu minimieren.


    Meine Frage:
    Würde die Schaltung so passen?

    (Google hat mich nicht wirklich weitergebracht, weil immer von sehr komplizierten Ladeschaltungen die Rede ist, weil sich sonst die Lebensdauer des Akkus verkürzt oder der Akku nicht ganz aufgeladen wird. Aber solch große Anforderungen habe ich ja garnicht)

    Vielen Dank schonmal
    -schumi-

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Die Ladeschaltung funktioniert so noch nicht, denn es fehlt die Möglichkeit das Laden abzuschalten. Es ist ohnehin die Frage ob man das Laden wirklich aus dem Lipo Akku machen will, und nicht lieber den 9 V Akku separat lädt oder gar gleich auf Batterien zurückgreift - aus Kostengründen ggf. auch 3 mal AAA: die meisten µCs laufen auch noch mit 3 V. Ob sich ein Schaltregler für den Schritt 9 V bzw. 14 V nach 5 V lohnt hängt vom Stromverbrauch ab. Für das Laden des Akkus (14 V nach 9 V) vermutlich eher nicht - sofern man da überhaupt auflädt.

    Bei den 0,5 A für die 5 V sollte man ggf. noch mal ansetzen, ob man nicht da auf etwa 3 V gehen kann und ggf. unter 50 mA kommen kann. 5 V sind bei Akkubetrieb eher nicht mehr zeitgemäß, und 500 mA sind reichlich viel für einen µC und Sensoren.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist Avatar von -schumi-
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    Also es geht da schon um einen etwas größeren Roboter

    Auf der 5V-Schiene hängen neben einigen µC und einem großen LCD auch noch ein Linux-Board, real wird das insgesamt etwa 180-220mA ausmachen (Im Betrieb ziehen auch noch Servos und Ultraschallsensoren dran). Ich möchte aber gerne die Versorgungsplatine etwas überdimensionieren, wer weis was noch so kommt.. Hier lohnt sich so ein Schaltregler eher schon würde ich sagen (hab schon einige verbaut, absolut genial die Teile und schaffen bis 1A). Die 5V müssen leider sein, weil 1. das Linux-Board sonst nicht zuverlässig funktioniert und 2. warscheinlich der Kontrast für das LCD nicht mehr funktionieren wird.

    Der LiPo-Akku hat eine Kapazität von 5Ah bei 14,8V, den kleinen Akku aufzuladen sollte also kein so großes Problem sein (Er wird ja auch nicht so lange entladen, real warscheinlich ca. 30sec. (auch hier wieder überdimensionieren))

    Zitat Zitat von Besserwessi Beitrag anzeigen
    Die Ladeschaltung funktioniert so noch nicht, denn es fehlt die Möglichkeit das Laden abzuschalten
    Aber der Akku wird ja mit 9V geladen, wenn dieser also eine Spannung von 9V erreicht (oder nahezu) fließt ja kein Strom mehr..?

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo!

    Ich bezweifle nur mit 0,5 A oder mehr belasteten 9V Blockakku, oder habe ich etwas falsch verstanden.
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Der 14,4 V akku hat 4 Zellen in Reihe. Bei einer unteren Grenze von etwa 2,8 V je Zelle sind das 11,2 als untere Grenze für die Spannung. Das ist gerade so an der Grenze, dass beim 7809 doch noch Strom fließen kann um den Akku weiter zu laden. Auch kommt da der Eigenverbrauch des Reglers dazu. Mit einem Schaltregler, der dann bei etwa 11,5-12 V abschaltet mag es gehen, aber das ist dann auch eine andere Schaltung.

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist Avatar von -schumi-
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    Beim durchstöbern der Akku-Abteilungen diverser Onlineshops kam mir ein Geistesblitz: Man nehmen einfach eine "Power-Bank" die es überall sehr günstig mit großen Kapazitäten gibt. z.B. http://www.amazon.de/BACKUP-2200mAh-...rds=power+bank

    technische Daten: Farbe: schwarz; Gewicht: 78g; Maße: 22 x 20 x 95mm; Input: 5.0V, 1000mA; USB Output 5.0V 1000mAh; Kapazität: 2200mAh; Technologie: Li-Ion
    Dann noch einen 5V Schaltregler dran, um die Bank laden zu können:
    http://www.reichelt.de/Wandler-Modul...=0&OFFSET=500&
    (Die habe ich schon öfters verwendet und auch noch welche daheim)

    Dann muss ich mir über das Laden etc. überhaupt keine Gedanken machen und auch Platzmäßig ist das super

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Mir ist auch etwas eingefallen: falls möglich zwei gleiche per Dioden zusammen verbundene Akkuanschlüsse, wobei der momentan gebrauchter Akku erst nach Einstecken den frischgeladenen entfernt würde. Dann braucht man dafür keine Elektronik und keinen Extraplatz.
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  8. #8
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    Sonst könnte man auch noch zwischen den beiden Akku mit einem mechanischem Schalter wechseln und während des Schaltvorganges eben mit einem Elko puffern

  9. #9
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    Zitat Zitat von -schumi- Beitrag anzeigen
    ... Man nehmen einfach eine "Power-Bank" die es überall sehr günstig mit großen Kapazitäten gibt. ...

    Dann noch einen 5V Schaltregler dran, um die Bank laden zu können: ...
    Das klingt nach einer guten Idee.

    MfG Klebwax
    Strom fließt auch durch krumme Drähte !

  10. #10
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    Zitat Zitat von Besserwessi Beitrag anzeigen
    Der 14,4 V akku hat 4 Zellen in Reihe. Bei einer unteren Grenze von etwa 2,8 V je Zelle sind das 11,2 als untere Grenze für die Spannung. Das ist gerade so an der Grenze, dass beim 7809 doch noch Strom fließen kann um den Akku weiter zu laden. Auch kommt da der Eigenverbrauch des Reglers dazu. Mit einem Schaltregler, der dann bei etwa 11,5-12 V abschaltet mag es gehen, aber das ist dann auch eine andere Schaltung.
    Zumal bei 2,8v/Zelle auch mit Last der Tod der Lipos doch schon sehr nahe rückt..

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