Welche Stromversorgung für Unterwasser-Bot (ROV)?

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

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.

Zitat:

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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.

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

Grüße, Björn

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.

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

So ich bin wieder dran :)

Zitat:

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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

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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.

Zitat:

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Zitat von avion23

So ich bin wieder dran :)

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Schön :)

Zitat:

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Zitat von avion23

Deine 16A Sicherung finde ich zu knapp. Die Anlaufströme der Motoren sind enorm, Halogenlampen wirken beim einschalten wie ein Kurzschluss.

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Hm.. Wie hoch würdest du sie ansetzen?

Zitat:

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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...

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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

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 :D

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!

Zitat:

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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!

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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

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

Hallo!

So, ich habe mich nun dank eurer Hinweise gegen das Kabel entschieden, aber trotzdem würde ich lieber NiMH Akkus im ROV verwenden.

Björn

@Volker
hast du schonmal eine Datenübertragung über Polymerlichtleiter realisier? Wie schwer ist das?

@Björn
NiMH ist auch schön. Gibt mehr Power als die Bleigelakkus :)

Ein paar Dinge die du bedenken solltest:
- wenige Zellen sind besser als viele
- Wie lädst du sie? Du brauchst eine d²U/dt² Erkennung.
- Zellen driften. Und das um so schlimmer je mehr.

Zitat:

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Zitat von avion23

@Volker
hast du schonmal eine Datenübertragung über Polymerlichtleiter realisier? Wie schwer ist das?

@Björn
NiMH ist auch schön. Gibt mehr Power als die Bleigelakkus :)

Ein paar Dinge die du bedenken solltest:
- wenige Zellen sind besser als viele
- Wie lädst du sie? Du brauchst eine d²U/dt² Erkennung.
- Zellen driften. Und das um so schlimmer je mehr.

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Ähm welche Möglichkeit gibt es denn außer 1,2V Zellen (=10 Stück)?
Ich würde mir noch ein entsprechend besseres Ladegerät kaufen.

Grüße, Björn

Welche Zellentypen würdet ihr denn empfehlen?
Ich gehe jetzt von einem Durchschnittsstrom von 3A aus (wie gesagt, Scheinwerfer sind eher optional).
D.h. natürlich um eine Stunde tauchen zu können wären 3600er Zellen o.ä. nicht schlecht - oder zwei Packs mit 2500ern - wäre wahrscheinlich günstiger.

Grüße, Björn

Die Strombelastbarkeit sollte eher weniger das Problem sein. Wegen der Störsicherheit wäre zu überlegen für die Steuerung extra Akkus vorzusehen, schon für den Fall das ein Sicherung durchgeht, weil z.B. eine Lampe durchbrennt. Eventuell könnte man damit auch eine Art Notmechanismus zum Auftauchen betreiben.

Die kurzen Anlauf oder Anschaltströme der Lampen oder Motoren lassen die Sicherungen normalerweise noch nicht so schnell ansprechen.

Hallo avion23,

hab mal vor einigen Jahren mit den Stufenindex Polymer-LWL von Conrad eine Verbindung zu meinem, damals am Antennenmast montierten Funkgerät, gebaut (ohne genau zu wissen, was ich da tue).

Die genutzte Datenübertragungsrate lag über 15m bei knapp 1 Mbit. Das ist zwar nicht viel, hat aber halt für die Anwendung mehr als gereicht und die TX-/RX-Komponenten waren auch schon fertig sowie günstig zu bekommen.

Für professionelle Anwendungen mit hohen Datenraten oder größeren Entfernungen sollte man sich das ganze schon einmal genauer überlegen und nachrechnen, welche Faser mit welcher Lichtquelle, welcher Art von Photodiode sowie welches Modulationsverfahren für die jeweilige Anwendung geeignet ist. Ist halt alles eine Frage des Geldes und des Aufwandes.

Gruß, Volker

Hallo zusammen!

Wie sieht es denn nun aus - welche Zellen würdet ihr empfehlen? Mignon? Sub-C? Bei diesen Zellentypen bräuchte man ja jeweils 10 Stück.
Von dir avion23 wurde ja angesprochen, dass es möglichst wenig sein sollen - aber geht weniger als 10?

Grüße, Björn

@Volker
danke für die infos. 1Mbit ist ganz schön viel meiner Meinung nach. Interessant, dass es mit einfach-zusammenwerfen-und-hoffen funktioniert :)

@Björn
Sorry für's Threadkapern ;)

Zu den NiMH Zellen:
Das größte Problem ist IMHO das Laden. Kommerziel und bezahlbar kenne ich da leider nichts.
12V ist eine gute Wahl. Weniger lohnt sich nicht, drüber kann man weniger Bauteile einsetzen. Bei 3A bleibt auch noch etwas übrig. Und natürlich brauchst du dafür 10 Zellen in Reihe :) Ich habe z.B. den Fehler gemacht, 4*Mignon Zellen paralell zu schalten und davon 10 in Reihe (10s4p?). Die kleinen halten nicht so hohe Ströme aus und man hat viel Ballast in Form von Gehäuse.

Die Wahl der Zellen ist dir überlassen und hängt nur von der maximalen gewünschten Betriebszeit ab. Bei kleinen Migon kommst du auf ungefähr 2500mAh pro Zelle, also maximal eine Stunde bei 2.5A. In der Realität kommst du dann auf ~30min bei 3A.

SubC haben imho nicht die benötigte Kapazität bzw. sind zu teuer.

Baby oder Monozellen wären wahrscheinlich das richtige für dich, sowohl von der Strombelastbarkeit als auch von der Kapazität.


Warte aber noch andere Meinungen ab. Ich bin bei Akkus immer etwas "eigen", was ich sage muss nicht richtig oder eine perfekte Lösung sein :)

Eine Frage noch am Rande:
Die Kamera (12V, 0.1A) bekommt bei mir eine seperate Stromversorgung, die ich mit 850mAh Micro Zellen machen wollte. Könnte man da diese Batteriehalter mit Federn verwenden, oder ist da der Widerstand zu hoch?

Grüße, Björn

Widerstand ist nicht zu hoch.

Zitat:

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Zitat von avion23

Widerstand ist nicht zu hoch.

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Oh gut. Das ist praktisch. Beim "Hauptakku" aber wahrscheinlich schon, oder? Hast du eine grobe Einschätzung wie groß der Widerstand bei diesen Teilen ist? Ein Datenblatt ist bei Reichelt leider nicht dabei.

Grüße, Björn

Grobe Einschätzung: Für 3A zu hoch :(
Ich habe darüber mal etwas in einem Modellbauerforum gelesen. Die Anschlüsse bestehen aus schlechtem Eisen. Diese werden warm, der Kunststuff drumherum schmilzt und die Akkus fallen heraus.
Irgendwo(TM) hab eich sogar mal eine Widerstands oder Stromangabe gesehen. Ich meine bis 900mA oder so - ohne Gewähr!

Es kann natürlich sein, dass Reichelt extrem gute verwendet ;)

Du kannst du Zellen aufeinander pressen, der Übergangswiderstand ist dann geringer als bei den Plastikdingern. Alternative: löten. Dafür brauchst du einen starken Lötkolben >80W und eine Halterung. Die Akkus nur ganz kurz Anlöten, sonst beschädigst du den Seperator.

Zitat:

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Zitat von avion23

Grobe Einschätzung: Für 3A zu hoch :(
Ich habe darüber mal etwas in einem Modellbauerforum gelesen. Die Anschlüsse bestehen aus schlechtem Eisen. Diese werden warm, der Kunststuff drumherum schmilzt und die Akkus fallen heraus.
Irgendwo(TM) hab eich sogar mal eine Widerstands oder Stromangabe gesehen. Ich meine bis 900mA oder so - ohne Gewähr!

Es kann natürlich sein, dass Reichelt extrem gute verwendet ;)

Du kannst du Zellen aufeinander pressen, der Übergangswiderstand ist dann geringer als bei den Plastikdingern. Alternative: löten. Dafür brauchst du einen starken Lötkolben >80W und eine Halterung. Die Akkus nur ganz kurz Anlöten, sonst beschädigst du den Seperator.

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Jap... ich habe einen 75W Lötkolben, mit dem habe ich schon diverse Akkus gelötet - das ding eigentlich auch ohne Probleme (für Modellbau).
Gut! Dann werde ich den Kamera-Akku mit diesen Haltern machen, und den Fahrtakku verlöten.

Achja, da fällt mir noch ein: Ich wollte einen Spannungswächter mit einbauen, der über eine LED (im Sichtfeld der Kamera) anzeigt, wenn der Akku leer ist.
Dafür wollte ich diese Schaltung hier verwenden: http://www.elektronik-kompendium.de/...gswaechter.htm
Nur dass ich den 4-fach OP gegen den 2-fachen LM ausgetauscht habe, weil ja sowieso nur eine einfache Verstärkung benutzt wird.
Ist die Schaltung geeignet dafür?

Grüße, Björn

[OFFTOPIC]: Hat jemand Erfahrungen mit Leckage-(="Wasser-im-Schiff")Sensoren?

Hallo Björn,
wie sieht's denn aus? Bist du weiter gekommen?

Zitat:

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Zitat von avion23

Hallo Björn,
wie sieht's denn aus? Bist du weiter gekommen?

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Ich werde nun ein 10-zelliges Sub-C Pack aus dem Modellbau verwenden. Das hat 4,5 Ah.
Für die Kamera nehme ich 10x AAA 850mAh.

Grüße, Björn

Zitat:

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Zitat von Björn

Hat jemand Erfahrungen mit Leckage-(="Wasser-im-Schiff")Sensoren?

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Hi,

ich habe bisher dafür immer zwei Pins einer Stiftleiste genommen, an einem liegen 5V über einen 10K-Widerstand, am anderen die Basis eines NPN-Transistors (ebenfalls über 10K). Der Transistor schaltet bei mir einen Optokoppler, der dann einen Widerstand in einem Spannungsteiler überbrückt (pro Spannungsteiler-Widersdtand ein Optokoppler, so werden mehrere Sensoren über einen AD-Port ausgewertet. Bei intelligenter Widerstandwahl kann man anhand des AD-Wertes auch gleich auf den Ort der Leckage schließen.

Hi Björn,
die Schaltung sieht ziemlich einfach aus, der Opamp wird als Komperator geschaltet und vergleich die heruntergeteilte Versorgungsspannung mit den 0.6V der Diode. Du kannst IMHO jeden opamp verwenden, oder auch komperator. Ob nun 4-fach oder 2-fach ist egal. Wenn du aber den LM322 statt dem LM324 verwenden möchtest: Das ist kein opamp! du brauchst den lm124.

Die Spannungswächterschatung ist ziehmlich schlecht, weil sehr Temperaturabhängig (ca. 3000 ppm/K). Wenigstens sollte man als Referenz statt der normalen Diode eine zener Dioden (dann aber andersherum) nehmen.

Hallo zusammen :) !

Mir fehlt jetzt noch ein Ladegerät. Mein Modellbau-Ladegerät ist nur für 6 Zellen geeignet.
Könntet ihr ein günstiges Empfehlen? Wichtig wäre dass es über 230V betreibbar ist, also ohne extra Netzteil (teuer).

Grüße, Björn

Hi Björn,
ich bin's wieder ;)
Das mit dem Ladegerät hatte ich ganz zu Anfang erwähnt. Es ist wirklich das wichtigste an einem Akku, ihn auch vernünftig laden zu können. Kommerziell kosten solche Geräte ein Vermögen. Empfehlen kann ich dir auch keins, nur ein paar Tipps geben:
- Modellbauer benötigen solche Ladegeräte
- Timergesteuerte Ladegeräte sind bullshit, dann kann man die Zellen auch direkt ans 230V Netz hängen.
- Niemals -dU verwenden! Das röstet die Akkus und ist NICHT GUT!
- dU/dt ist auch noch nicht gut genug, die Akkus werden immer noch stark überladen.
- dU²/d²t oder dT/dt ist das Abschaltkriterium der Wahl.

Die Akkus sollten mit einem relativ hohen Strom geladen werden, damit sie auch genug Power beim entladen liefern können. Deswegen ist ein korrektes Abschalten um so wichtiger, weil schon wenige Sekunden überladen den Akku permanent schädigen. Der Ladestrom sollte bei >1C liegen (im Idealfall).