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Thema: Roboter Akku Versorgung

  1. #1
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    Roboter Akku Versorgung

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    Hallo liebe Community,

    hätte paar Fragen zur Energieversorgung bei unserem Roboter.

    Nach ein paar Berechnungen könnten wir nen 3,7V Li-Ion/Li-Ion-Polymer Akku mit einer Kapazität von ca. 1200mAh für unseren Mini-Robo verwenden.
    Weiterer Kandidat wäre ein Modellbau-Akku mit 7,4V und etwa 3000mAh Kapazität.
    (Man sollte an der Stelle erwähnen, dass wir mit dem Bauraum von unserem Roboter sehr beschränkt sind und evtl. vielleicht die beiden kleineren Akkus nehmen, der mit 7,4V ist um einiges größer)

    Da die meisten Komponenten in unserem Robo jedoch 5V zum laufen benötigen, wird es wahrscheinlich darauf hinauslaufen, dass wir mindestens zwei dieser Akkus in Reihe (2*3,7V = 7,4V) [ODER wir nehmen den einen 7,4V-Akku] schalten müssen, um den Roboter mit genügend Energie zu versorgen. Die "überschüssigen" 2,4V würde ich persönlich an Vorwiderständen vor den Verbrauchern abfallen lassen.

    1. Frage an dieser Stelle daher: gäbe es eine andere Möglichkeit (außer vielleicht nem Trafo) wie man die Spannung für die Komponenten ein wenig drosseln kann?

    Was das Laden angeht:
    Ladestrom und Ladespannung sollen jeweils ca. 10-15% größer sein als Betriebsstrom/Betriebsspannung, wenn ich das der entsprechenden Literatur richtig entnommen habe (war ein Buch vom Franzis Verlag, weiß allerdings den Titel nicht mehr genau, ist leider etwas her).

    Meine 2. Frage
    an der Stelle:
    Das mag vielleicht eine dumme Frage sein, aber
    was muss ich beachten wenn ich (in dem Fall) zwei in Reihe geschaltete Akkus gleichzeitig laden will?
    Bleibt dann Ladestrom bzw. Spannung gleich oder muss ich was verändern? Wenn ja, was?

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    .. Energieversorgung bei unserem Roboter .. 3,7V Li-Ion/Li-Ion-Polymer Akku .. Bauraum von unserem Roboter sehr beschränkt ..
    Man kann natürlich die Spannung des Akkus mit (fertiger) Elektronik hoch bringen, meist auf nen genau bestimmbaren Wert. Siehe z.B. hier, die Dinge gibts auch bei europäischen Händlern (oder im Chinashop?). Ich fahre z.B. meinen 3π (3Pi) - Roboter mit 4xAAA - aber die Motoren laufen mit 9V *ggg*.
    Ciao sagt der JoeamBerg

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Das mit den Widerständen funktioniert nicht wirklich. Auch eine CPU zieht dauernd einen unterschiedlichen Strom, sodass der Spannungsabfall auch nicht konstant wird und die Elektronik aus dem Trott bringt!

    Wenn die Batteriespannung höher ist, braucht man mindestens einen Linearregler wie z.B. einen 7805.
    Allerdings verheizt ein Linearregler die überflüssige Spannung einfach!

    Bei 7.5V am Akku und 5V Ausgangsspannung wird 1/3 der Akkuladung einfach in Wärme umgesetzt!

    Ein idealer Schaltregler hat eine besseren Wirkungsgrad. Theoretisch läuft dein Roboter mit Schaltreger 1.5-mal so lange wie mit einem Linearregler.
    Praktisch hat der Schaltregler einen Wirkungsgrad zwischen 80-96%.


    Das mit dem Ladestrom hast du falsch verstanden
    Auch der Akku hat einen Wirkungsgrad. Du musst, je nach Akku-Typ, 10-15% mehr Energie in den Akku stecken, als nachher wieder raus kommt.
    Wenn du mit dem selben Strom lädst wie du entlädst, musst 11-12h lang laden.

    Wenn du also einen 1200mAh Akku mit 1.2A lädst dauert es etwas über eine Stunde. Mit 2.4A noch etwas über 30 Minuten, naja zumindest theoretisch.
    Theoretisch wäre der 1200mAh-Akku mit 120A in etwa 40 Sekunden geladen. Praktisch wird er dabei so heiss, dass er dir um die Ohren fliegt und mit einer Kapazität von 0mAh eingesetzt werden muss.
    Welche maximaler Ladestrom zulässig ist, steht im Datenblatt des Akkus.

    Es gibt aber auch fertige Laderegler, welche dir die Ganze Arbeit ab nehmen.

    MfG Peter(TOO)
    Manchmal frage ich mich, wieso meine Generation Geräte ohne Simulation entwickeln konnte?

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    ich schwing hier mal wieder die Amazon Keule, aber von er Elektronik bin ich absolut überzeugt worden (Wenn mir jemand den Schaltplan davon mal herleiten kann wäre das genial, die Arbeitsweise erschließt sich mir nämlich nicht und scheint auch nirgendwo in der Doku so ausgelegt zu sein) https://www.amazon.de/gp/product/B00...?ie=UTF8&psc=1
    Ich benutz das in Kombination mit einer Solarzelle und einem großen Kondensator. Da kommen hinten immer stabile einstellbare Spannungen raus, solange vorne noch genug Beef zur Verfügung steht. Damit mach ich aus 3.7V leicht 12V und umgekehrt wenn ich es brauche etwas vergleichbares zu einem Anständigen Preis habe ich bisher nicht gefunden (mit Lieferzeiten unterhalb von 2-20 Wochen)
    Es gibt 10 Sorten von Menschen: Die einen können binär zählen, die anderen
    nicht.

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von 021aet04
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    Zusätzlich ist ein Li Akku empfindlicher beim Laden als ein NiMh bzw NiCd. Ich würde dir die 18650 Li Akkus empfehlen, für die gibt es fertige Lageräte und Akkuhalter. Wenn du das nicht willst würde ich die akkus trotzdem einzeln laden.

    MfG Hannes

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    ich habe es vlt überlesen - aber welche Leistung braucht dein Roboter samt Motoren und sonst. Elektronik tatsächlich?
    Und wie lange willst du das ganze dann mit den Batterien betreiben?
    Danach richtet sich die Akku-Kapazität, die du brauchst.
    Wenn man von den Motoren ausgeht, da sie meist die größten Verbraucher sind -
    wenn du 2 Motoren hast, die normalerweise z.B. je 500mA bei 7,4 V brauchen (also z.B. 1000mA alles zusammen, und wenn wir den Rest an "Stromverbrauch" da bereits mit einschließen),
    dann bedeutet das: für 1 Stunde brauchst du mindestens einen 1000mAh Akku (eher mehr, wenn die Akkuladung dem Ende schwächer wird).
    Reicht dir für dein Elektrik/Elektronik-Equipment eine 1000mAh Kapazität für 1 knappe Stunde Betrieb, bevor die Akkus leer sind?
    Wie sind die ggf. Werte deiner Motoren etc.?
    Wenn das passt, dann reichen dir 2 von den kleinen 3,7V Lipos in Serie, ansonsten musst du Akku-mäßig aufstocken.

    Das ganze klingt allerdings tatsächlich eher nach Robocup als nach Semesterarbeit 4. Fachsemester Fachstudium.
    ·±≠≡≈³αγελΔΣΩ∞ Schachroboter:www.youtube.com/watch?v=Cv-yzuebC7E Rasenmäher-Robot:www.youtube.com/watch?v=z7mqnaU_9A8

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von i_make_it
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    Im ersten Thread wurde zumindest die Zeitfrage beantwortet.
    Zitat Zitat von nelg23 Beitrag anzeigen
    Die schwarzen Bälle sollen über eine Mauer ins das gegenüberliegende Tor geschossen werden,
    während die weißen nur leicht über die Mauer gestupst werden müssen.
    Dies alles soll innerhalb von 2 Minuten passieren. (Dies ist Level1)
    Level2 hingegen ist wie Level1 mit dem Unterschied, dass Level2 3 Minuten dauert und gegen einen anderen Roboter gespielt wird.
    Also 3 Minuten als längste Runde mit ggf. 10 Minuten Wartezeit (mit Verzögerungen) bis zum Anpfiff. (eigene Erfahrungen als Zuschauer)

    Da bisher keine Maximalbeschleunigung, keine Maximalgeschwindigkeit und keine benötigte Schußkraft bekannt sind, ist der Spitzenstrom bei gleichzeitigem Schuß wärend maximaler Beschleunigung nicht bekannt.
    Geändert von i_make_it (04.05.2017 um 11:01 Uhr)

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Zitat Zitat von i_make_it Beitrag anzeigen
    Im ersten Tread wurde zumindest die Zeitfrage beantwortet.
    ...
    Da bisher keine Maximalbeschleunigung, keine Maximalgeschwindigkeit und keine benötigte Schußkraft bekannt sind, ist der Spitzenstrom bei gleichzeitigem Schuß wärend maximaler Beschleunigung nicht bekannt.
    Stimmt, und den Schussmotor hatte ich auch noch gar nicht mit betrachtet. Der ist zwar nicht dauerhaft in Betrieb, aber wenn man oft zum Schuss kommt, muss er natl auch mit eingerechnet werden - allerdings dann eher bezügl. durchschn. Dauerlast, weniger als Spitzenlast, wenn es um die Akku-Kapazität geht.

    PS,
    OT,
    du meinst sicher "Thread", nicht "Tread" ?
    ·±≠≡≈³αγελΔΣΩ∞ Schachroboter:www.youtube.com/watch?v=Cv-yzuebC7E Rasenmäher-Robot:www.youtube.com/watch?v=z7mqnaU_9A8

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von i_make_it
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    Falls es jemanden interessiert, die RoboCup German Open 2017 gehen übrigens von morgen (5.5.) bis Sonntag (7.5.) 10:00 - 18:00, in der Messe Magdeburg. (Eintritt ist frei)
    https://www.robocupgermanopen.de/

    Die Aufgabenstellung scheint übrigens sehr stark an die vom Roboking 2007 angelehnt zu sein.
    https://de.wikipedia.org/wiki/Roboking
    https://www.heise.de/newsticker/meld...en-121431.html

    Wenn auch die Daten der Aufgabenstellung übernommen wurden, geht es um Tischtennisbälle und ein Spielfeld von 2x3m mit einer Mauer bei 1,5m.
    Habe grade im anderen Thread noch mal nachgelesen. Tischtennisbälle und 56x81cm Spielfeldhälfte.
    Damit könnte man die notwendige Schußkraft ermitteln, bleibt noch offen wie hoch die Mauer ist und ob geschossen oder auch gepustet werden darf.

    2007 wurde die Lösung des Teams aus Chur vor dem Finale verboten. Die hatten mit einem Lüfter einen Staubsauger, der die Bälle einsammelt, und eine Luftkanone, die die Bälle verschießt, gebaut. Das funktionierte so gut, das sie damit außer Konkurenz liefen.

    Roboking war übrigens für Schüler. Die Aufgabe sollte also von 4. Semestern recht einfach zu lösen sein.

    Roboking ging leider 2009 ein, da die Anforderungen höher wie beim RoboCup Junior waren, somit weniger Teams sich das trauten und die Sponsoren aus der Wirtschaft ausblieben.

    Jep, Thread meinte ich, ist korrigiert.
    Geändert von i_make_it (04.05.2017 um 11:35 Uhr)

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Zitat Zitat von Ceos Beitrag anzeigen
    (Wenn mir jemand den Schaltplan davon mal herleiten kann wäre das genial, die Arbeitsweise erschließt sich mir nämlich nicht und scheint auch nirgendwo in der Doku so ausgelegt zu sein) https://www.amazon.de/gp/product/B00...?ie=UTF8&psc=1
    Die scheinen da echt getrickst zu haben.
    Die normalen Buck-Boost-Converter arbeiten mit einer Speicher-Drossel und 4 Schaltern. Die Schalter arbeiten dabei entweder als Step-Down oder Step-Up Converter.

    Hier wird ein Flyback-Converter (LM2587) verwendet, dafür aber 2 Speicher-Drosseln.

    Man müsste da mal die Schaltung rauszeichnen, sind ja nicht so viele Bauteile.
    Manchmal frage ich mich, wieso meine Generation Geräte ohne Simulation entwickeln konnte?

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