Roboter Stromversorgung standard Grundschaltung?

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

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.

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

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.

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

Bild hier  

Gruß Schilly

Hallo Neumi,

Zitat:

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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.

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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

Hallo Neutro

Zitat:

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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.

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Danke für die Definitionen... Das hat schon weitergeholfen.

Gruß Schilly

Hi schilly!

Zitat:

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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.

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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

Zitat:

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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...

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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.

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.

Hallo zusammen,

vielen Dank für Eure Beiträge. Leider ist eine Urlaub dazwischen gekommen. Ich werde Eure Tips in den nächsten Tagen umsetzen und eine Rückmeldung geben.

Gruß Schilly

Zitat:

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Zitat von oberallgeier

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.

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Hallo Oberallgeier,

ich bin jetzt ein bischen weiter mit meinem Umbau.. Aber kann mich nicht so richtig entscheiden. Vielleicht kannst Du bzw. jemand mir dabei helfen?

Ich habe den Twinmotor, jedoch den Sharp IRS noch nicht angeschlossen. Ich habe den gleichen Akkuhalter mit einer standard 7805 Schaltung auf 5V "niedergedrückt". Was zur Folge hat, das ich nach wenigen Minuten einen sehr heissen 7805 habe... Klar der Twinmotor soll 0,5A ziehen (wobei ich noch nicht genaus weiss ob ich das pro Motor zählen soll). Ich denke aber die Hitze resultiert aus der viel zu hohen Spannung 8 x AA = 12V die in Wärme umgewandelt werden muss...

Jetzt zur Frage.. Was ist Besser?


Variante A: Ich nehme auch wie bei Dir 3 Batterien raus.. lande bei den gewünschten 7 Volt.. baue den 7805 Schaltung mit den Kondensatoren auf und lande bei den gewünschten 5 V.

Variante B: Ich nehme einfach 4 X AA und eine Diode und arbeite mit 5V dirkekt... wobei ich auch hier noch "entstöhren" muss... das weiss ich aber noch nicht wie der Elko dann zu verschalten ist.

Welche Variante ist besser?

Sollte auch dieser Twin-Motorset entstört werden? http://www.shop.robotikhardware.de/s...products_id=92


Gruß Schilly

Hi schilly,

Zitat:

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Zitat von schilly

... Variante A .... Variante B ...?

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Hmmm, wenn ich Dich richtig verstehe, dann fütterst Du Deinen Motor mit 5 V aus der stabilisierten Spannung ! ? Das wäre vermutlich nicht so pfiffig, wenn Deine Energieversorgung 12 V liefert. Ist es das Twin-Motorset (doppeltes Getriebe inkl. Motoren) von robotikhardware für 16.95 ? Ich gehe davon aus, dass Du den Motor mittels einer H-Brücke, z.B. durch ein passendes IC, ansteuerst. Vielleicht nimmst Du dazu den L293D oder den L298? Na ja, die 8 AA - versteh ich nicht. Warum so viel? Hast Du einen entsprechenden Bedarf?

Du könntest Plan C nehmen: Du könntest den Motor direkt aus Deiner Akkusammlung über das H-Brücken-IC versorgen, da gibts eine extra Zuführung für die Logic supply Vss und eine Supply Vs. Über diese Vs wäre der Motor auch mit höheren Spannungen im Griff zu halten - Du musst durch die PWM die insgesamt zugeführte Leistung eben so begrenzen, dass der Motor nicht durchbrennt. Das könnte auch bei 12V noch gehen - aber, wie gesagt, die 12V sind doch wohl unnötig viel ! ?

In beschriebenen Fall C wird z.B. nur der Controller mit den angeschlossenen Teilen über den 7805 versorgt - und Du könntest Deine Sorgen los sein. Das hatte ich zwar so noch nie länger erprobt - aber es wird sicher so stimmen.

Hallo oberallegeier,

ja, ich nutze einen Motortreiber (HBrücke). Ich habe meine ersten Versuche mit dem von Robotikhardware (15,00 Euro) gemacht, weil mir die Dokumentation gut gefallen hat. Mit einem L293D habe ich das auch hinbekommen.

Ich nutze diese vielen Akkus aus zwei (ich hoffe nicht alzu dummen gründen)
Ich möchte bei meinem folgeroboter mit mehr Akkuleistung schon mal üben und ich dachte viel hilft viel... wer weiss was man später noch braucht.. einen selbstgebauten two-Finger-gripper soll auch noch angeschlossen werden ...a

Ich sehe aber das meine Spannungsreglerschalttung doch damit nicht klar kommt. Weil das Teil doch arg heiss wird.

Jetzt dachte ich nur: jepp da habe ich nun eine 7805 Schaltung die auch noch alles schön "sauber und geglättet" runterregelt und jetzt brauche ich unter umständen gar keine.

Ich nutze PWM, aber danke Du hast nochmal darauf hingewiesen das ich das darüber ja für dei Motoren gut selber regeln kann.

Was für mich noch nicht gelöst ist, das ich wohl doch lieber abschied nehme von meinen 8 x AAs und diese so anpasse das ich bei 7V also - 3V Dropxx = 5V lande (ich glaub das lasse ich einfach mal "verbraten...als Neuling schätze ich das vielleicht auch zu wichtig ein...)... Darüber werde ich dann den ATMEGA88 versorgen.. Ich bin auf heute abend gespannt, weil ich den Sahrp IR Sensor auch gerne über diese Stromversorgung betreiben würde..
Wenn es nicht klappen sollte, werde ich den Sharp IR Sensor über einen eigenen "strang" versorgen.

Vielen Dank für Deine Infos... Ich werde dann mal berichten...

Gruß Schilly

Zitat:

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Zitat von oberallgeier

Hi schilly,

In beschriebenen Fall C wird z.B. nur der Controller mit den angeschlossenen Teilen über den 7805 versorgt - und Du könntest Deine Sorgen los sein. Das hatte ich zwar so noch nie länger erprobt - aber es wird sicher so stimmen.

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Hallo,

ah noch was vergessen... aber die 12V wären auch wenn ich nur wie oben geschrieben den Controller versorge doch auch deutlich zu viel oder? Das Wärmeproblem würde sich doch hier auch wieder abzeichnen oder habe ich das falsch verstanden?

Gruß Schilly

Hallo,

sobald ich den Sharp IRS angeschlossen habe "ruckt" die Motoren bzw. laufen die Motoren gar nicht.. Also scheint bei mir alles an einer gemeinsammen Stromversorgung Probleme zu machen. Das deckt sich mit meinen Erfahrungen aus dem vorgängerprojekt..

Ich werde mal versuchen den Sharp Sensor mit einer eigene Stromversorgung zu versorgen. Hatte funktioniert...

hmm...

Gruß Schilly

Zitat:

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Zitat von schilly

... sobald ich den Sharp IRS angeschlossen habe "ruckt" die Motoren ...

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Was sind eigentlich "IRS" - sollte ich diese Abkürzung kennen? Ist das die Typenbezeichnung? Ich vermute eher, dass das einer der Sharp-Standardsensoren ist ähnlich wie der, dessen Problem ich mal hier diskutiert und halbwegs gelöst hatte.

Aber wenns nun läuft, dann ist es doch ok!?

Wenn man die Motoren ohnehin per PWM reglelt, sollte man die Motoren direkt von den Akkus betreiben. Hier also z.B. 5 oder 6 Akkus = 6 V oder 7,2 V. Der µC braucht dann einen Spannungsregler. Der 7805 ist allerdings für batteriebetrieb eher schlecht, weil da schon 7,2 V eher kanpp sind. Besser ein low Drop regler. Normalerweise sollte der Stromverbrauch bei den 5 V auch nicht so hoch sein, dass der regler wirklich heiß wird. Man kann auch 4 Akkus nehmen und wegen der 5,5 V bei frischen Akkus trotzdem noch einen low drop Regler dazu. Dann hat man später vielleicht nur 4,7 V, aber das stört den µC auch nicht weiter.

Wenn man doch mit eine 12 V Akku arbeitet kann man den µC oder andere Teile die wenig Strom (unter etwa 50 mA) bei 5 V über einen 7805 versorgen. Wenn man Teile hat die 5 V und viel Strom brauchen (z.B. Servos), sollte man da einen Schaltregler einplanen.

Zitat:

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Zitat von Besserwessi

Wenn man die Motoren ohnehin per PWM reglelt, sollte man die Motoren direkt von den Akkus betreiben. Hier also z.B. 5 oder 6 Akkus = 6 V oder 7,2 V.

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Hallo,

hab ich gemacht... funktioniert jetzt alles Super... auch mit den Sharo-Sensor Ich werde ausführlich später berichten....

Vorab vielen Dank für Eure Tips...

Gruß Schilly