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Thema: Konstante 12V aus 12V-Akku

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Konstante 12V aus 12V-Akku

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    Hallo,
    die Anfrage klingt vielleicht was komisch, aber ich hätte gerne aus einem 12V-Akku konstante 12V für einen Motor. Wenn der Akku voll geladen ist, kann es per Solarladeregler schonmal ne Spannung von ca. 14V geben. Ist der Akku entladen, könnens auch mal 11,xV anfallen.

    Meine Idee war nun, die Spannung erst mit einem Linearregler auf z.B: 10V zu senken und nachfolgend auf 12V zu erhöhen.

    Nachdem ich eine konstante Spannung habe, kann ich den zweiten Schritt (egal ob Absenken oder anheben) mit einem DC-DC-Wandler (z.B. LM2596, 3A Step-down) erledigen.

    Aber zum erzeugen einer konstanten Spannung fehlt mir ein Baustein (wie z.B. 7810, der aber leider solche Ströme nicht verträgt), der eine konstante Spannung bis 3A herstellen kann.
    Der angedachte Verbraucher (Motor) soll ca. 2,5A verbrauchen.

    Ich würde mich über einen Bauteilvorschlag freuen. Evtl. gibts ja auch einen DC-DC-Wandler, der das in einem Schritt erledigen kann?

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Hallo Cysign,

    Meine Idee war nun, die Spannung erst mit einem Linearregler auf z.B: 10V zu senken..............
    Das sind bei 14>10V / 3A schon 12 Watt Verlust!

    Nachdem ich eine konstante Spannung habe, kann ich den zweiten Schritt (egal ob Absenken oder anheben) mit einem DC-DC-Wandler (z.B. LM2596, 3A Step-down) erledigen.
    Nicht ganz richtig, das wäre dann nicht zum anheben der Spannung geeignet (10V>12V).
    http://de.wikipedia.org/wiki/Gleichspannungswandler


    Wenn es auch energieefizient arbeiten soll wäre ein Boost–Buck Converter die richtige Wahl.

    z.B.
    http://www.ti.com/lsds/ti/power-mana...-products.page
    mfG
    Willi

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    So, ich hab grade mal in meinem Sortiment nachgesehen und einen LM2596 hinter mein Labornetzteil geklemmt, um die Spannung zu senken. Danach kam dann ein LM2577, mit dem ich die Spannung wieder auf 12V angehoben habe.
    Im Bereich der von mir vermuteten Spannungsschwankung scheint das zu funktionieren.
    Die Frage ist jetzt lediglich, wie sich der Akku unter Last hinter diesem Konstrukt verhält.
    Mit meinem Labornetzteil sehe ich zwar den enormen Mehrverbrauch, aber prinzipiell funktioniert diese Lösung.

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Was ist das für ein Motor, der genau 12V braucht?
    mfG
    Willi

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Klar funktioniert der Motor auch mit etwas weniger Saft. Aber mir ist wichtig, dass ich eine kontrollierte Kraft damit habe - und vor allem eine kontrollierte Geschwindigkeit.
    Wenn der nun bei einem Spannungsabfall statt 13V nur noch 11V bekommt, macht sich das schon in der Drehzahl bemerkbar. Und genau das möchte ich vermeiden
    Da ich die Mechanik noch nicht habe, weiß ich allerdings auch nicht, ob evtl. generell 10V genügen. Aber selbst wenn, wüsste ich nicht, wie ich diese herstellen kann.

    Der LM2596 ist stark spannungsabhängig. Sinkt die Eingangsspannung, fällt die Ausgangsspannung. Der LM2577 hingegen schafft es die Spannung in einem gewissen Bereich der Eingangsspannungsschwankung stabil auf eine vorgegebene Ausgangsspannung hoch zu ziehen

    Bleibt noch die Frage zu klären, ob erst hoch, dann runter, oder erst runter, dann hoch.
    Ich vermute fast, erst hoch, dann runter dürfte effizienter sein. Aber ist bisher nur ein nicht durchgemessenes Gefühl

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von Geistesblitz
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    Dir geht es also um eine konstante Geschwindigkeit? Du weißt aber, dass Motoren auch bei konstanter Spannung ihre Drehzahl verändern können, nämlich indem man sie belastet? Kannst ja mal versuchen, die Motorwelle abzubremsen, dann hört man schon, wie die Drehzahl runtergeht. Daher macht man es normalerweise so, dass man einen Motor nimmt, der sich eigentlich zu schnell drehen würde bei voller Spannung, dann aber in eine Drehzahlregelung integriert wird. Der Motor wird dann über PWM betrieben und die PWM wird dann von einem Controller eingestellt, der zusätzlich eben auch die tatsächliche Drehzahl misst. So hätte man dann verlässlich die gebrauchte Drehzahl, auch bei Belastung und auch bei schwankender Versorgungsspannung.
    AI - Artificial Idiocy

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Das Anlaufen unter Last ist kein Kriterium. Das Problem ist, dass ich einen relativ präzisen Anhalteweg brauche

    Egal welche Last dranhängt, per PWM soll der Motor langsam angefahren werden. Sollte irgendwas klemmen/schwergängig sein, wird es sich hoffentlich in dieser Zeit losreißen.
    Sobald es sich bewegt, sollte ich dann eine immer gleichbleibende Geschwindigkeit einpegeln, bis ein Taster angesteuert wird. Danach wird der Motor per PWM runtergefahren. Das ist die entscheidende Strecke

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von 021aet04
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    Hast du den Post von Geistesblitz genau gelesen? Du wirst mit einer konstanten Spannung keine konstante Geschwindigkeit haben. Je höher die Last desto niedriger die Drehzahl, egal in welcher Phase.

    Wenn du eine konstante Drehzahl haben willst brauchst du zwingend eine Drehzahlregelung.

    Abgesehen davon entfallen die Spannungsregler, somit hast du eine höhere Effizienz.

    MfG Hannes

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Das möchte ich ja versuchen damit zu umgehen, dass ich PWM-basiert die Trägheit vernachlässige und nach der Beschleunigung somit eine hoffentlich immer ähnliche Endgeschwindigkeit erhalte.
    Da die Drehzahl aber annähernd proportional zur Spannung sein müsste, könnte ich vielleicht auch noch versuchen mit dem Arduino und einem Widerstand die Spannung des Motors bei Erreichen des Sensors auszulesen - um hierüber ggf. eine weitere Kompensation durchzuführen.

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von White_Fox
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    Auch wenn ich der Dritte bin der das schreibt (in der Hoffnung das dir das Licht aufgeht): Das geht so nicht wie du dir das erhoffst.

    Die LEERLAUF-Drehzahl ist in gewissen Bereichen proportional zur Spanung. Leerlauf bedeutet zwar Drehung, aber auch keine Leistung. Und darin liegt dein Denkfehler. Ohne Regelung wirst du dein Ziel so nicht erreichen.

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