NiboBee: Versorgungsspannung auf 4 Volt senken: möglich ????

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29.03.2010, 00:07
miller_bln

NiboBee: Versorgungsspannung auf 4 Volt senken: möglich ????

Hallo,

bevor ich das Teil zusammenbau überlege ich mir, einige Änderungen einfließen zu lassen.
Dazu gehören z.B. die Vorwiderstände der LED's zu erhöhen, die Befestigung der beiden Fühler (wie hier vorgestellt) zu ändern.

Ist es möglich, die Versorgungsspannung auf 4 Volt zu senken ?
Die Motorspannung kann ja auf U-Batterie bleiben.

Der L4920 läßt sich leicht auf 4 Volt einstellen.

Hat das schon mal jemand probiert ?
Ist es überhaupt möglich ?
Zumindest der Atmel sollte mit 4 Volt funzen, die anderen IC's habe ich noch nicht dahingehend geprüft.

Gruss
miller
29.03.2010, 09:58
Rabenauge

Ich glaube mich zu erinnern, dass die Biene bei ungefähr 4.5V nicht mehr vom Programmer erkannt wird. Dass dem so war, weiss ich, aber obs nun genau 4.5V waren...
Warum willst du da was ändern?
29.03.2010, 10:27
oberallgeier

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Re: NiboBee: Versorgungsspannung auf 4 Volt senken: möglich

Hi miller,

Zitat:

Zitat von miller_bln

... die Befestigung der beiden Fühler (wie hier vorgestellt) zu ändern ...

Wo vorgestellt? Ich habe dazu hier etwas geschrieben. Weil mein Bilderserver derzeit offline ist, hier ein Bild dazu.
29.03.2010, 10:31
miller_bln

Bei 4 Volt kann ich locker 4 Akkus nehmen und die Spannung wird nie niedriger als 4 Volt, also immer konstant.
Wenn die Spannung unter 4 Volt ist, dann sind die Akkus richtig alle.

Aber die Sache mit der USB Spannung ist ein Prob., weil (nach Marvin glaube ich) die Schnittstelle bei einer Spannung unter 4,6 Volt nicht mehr von einem PC erkannt wird.
Das wäre in der Tat ein k.o.-Kriterium.

Eventuell werde ich nen 5 Volt Spannungsregler nehmen und 6 Akkus..das sollte gehen.
Mal sehen, wie die Platzverhältnisse auf der Bee sind 8-[
29.03.2010, 10:44
Rabenauge

Ich habe einen kleinen 2s-Lipo dran mit Spannungsregler. Damit ist zwar die Ladefunktion hinfällig, aber ich hab ausreichend Betriebszeit. Mein Akku (ist ein SLS 1300er, glaub ich jetzt mal) passt, mitsamt dem Spannungsregler quer hinten auf die Platte, wo normal die Akkuboxen sitzen.
Und auf die Ladefunktion kann ich eh gut verzichten: am (externen) LiPo-Lader hab ich ihn _immer_ binnen einer Stunde wieder voll, per USB kanns ja sechs dauern.
29.03.2010, 14:20
bantyy

Re: NiboBee: Versorgungsspannung auf 4 Volt senken: möglich

Hallo,

Zitat:

Zitat von miller_bln

Dazu gehören z.B. die Vorwiderstände der LED's zu erhöhen, die Befestigung der beiden Fühler (wie hier vorgestellt) zu ändern.

Zu den Vorwiderständen hatte ich ja etwas geschrieben, 470 Ohm sind OK. Allerdings würde ich das nicht bei den IR-LEDs machen. Was dort noch möglich ist: Die IR-LEDs an den Radsensoren (Odometrie) sind parallel geschaltet. Statt dessen einen Widerstand rausschmeissen, eine Leiterbahn auftrennen und ein Kabel von links nach rechts passend legen, so das die beiden IR-LEDs (nicht die Transistoren ;-) in Reihe liegen.

Die Fühler funktionieren tadellos, wenn man den Draht _nicht_ an den Mini-Platinchen festlötet, die über die Schrumpfschläuche durch Kabelbinder verlängert werden. In einem Thread hier ist das recht gut beschrieben.

Zitat:

Ist es möglich, die Versorgungsspannung auf 4 Volt zu senken ?
Die Motorspannung kann ja auf U-Batterie bleiben.

Die zweite Frage ist mit Nein zu beantworten. Denn die Brücke ist nicht für verschiedene Spannungen an Motoren und Ansteuerung geeignet. Dafür müsste die Brücke so wie auf dem Nibo2 aufgebaut sein.

Bei der ersten Frage bin ich mir nicht so sicher. Prinzipiell sollte die Biene auch mit weniger als 4 V noch zuverlässig laufen. Wichtig ist, dass der ATtiny44 läuft, denn der Quarz ist nur an diesen angeschlossen und der Taktausgang vom ATtiny speißt den ATmega. Steht der ATtiny, steht also auch der ATmega. Angegeben ist der ATtiny, dass er bis 2,7 V sauber läuft, also sollte die Biene runter bis 3 V ganz gut laufen. Dies ist alles Theorie: Ich habe die Spannungen, wenn die Biene "lahmte", nie gemessen.

Was hier herumgeistert, dass sich die Biene unter 4,5 V nicht programmieren lässt, kann ich nicht bestätigen. Ich hatte noch nie Probleme, sie zu programmieren, selbst wenn die Motoren fast nix mehr gemacht hatten und die LEDs nur noch glimmten. Allerdings: Der ATtiny44 wird bei angestecktem USB-Kabel mit der Spannungsversorgung vom USB-Port gespeist. Die restliche Spannung auf dem Board der Biene entspricht immer der Akku-Spannung. Damit es da nicht zu Strömen durch die Klemmdioden am ATmega kommt, sind überall Vorwiderstände eingebaut (R16 / 17 / 18).

Ich vermute eher, dass der Fehler bei speziell dem Anwender liegt, der das Problem hatte. Entweder hat der USB-Port gar keine Spannung geliefert oder in der Schaltung der Biene ist ein Aufbaufehler gemacht worden.

Wieso willst Du denn die Biene auf 4 V runter bringen?

Ciao bantyy
29.03.2010, 17:53
miller_bln

Re: NiboBee: Versorgungsspannung auf 4 Volt senken: möglich

Zitat:

Zitat von oberallgeier

Hi miller,

Zitat:

Zitat von miller_bln

... die Befestigung der beiden Fühler (wie hier vorgestellt) zu ändern ...

Wo vorgestellt?

Sorry....hatte ich zu spät gesehen heute vormittag :-s

Hier steht was, von Rabenauge:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=52390
Ich glaube, du hattest die Sache mit dem Papier vorgestellt.
Rabe's Lösung gefällt mir besser.

Zitat:

Zitat von bantyy

Wieso willst Du denn die Biene auf 4 V runter bringen?

Bei 4 Volt kann ich locker 4 Akkus nehmen und die Spannung wird nie niedriger als 4 Volt, also immer konstant.
Aber ich werde mich wohl für 5 Volt entscheiden und mehr als 4 Akkus nehmen...ist vermutlich einfacher.
Die Widerstände werde ich trotzdem anpassen.

Dann kann es egal sein, ob die USB Schnittstelle noch bei 4,5 Volt funzt oder net 8-[

@Rabe:
Andere Akkus als Standard AA oder AAA werde ich nicht nehmen O:)
29.03.2010, 20:15
bantyy

Re: NiboBee: Versorgungsspannung auf 4 Volt senken: möglich

Hallo,

Zitat:

Zitat von miller_bln

Aber ich werde mich wohl für 5 Volt entscheiden und mehr als 4 Akkus nehmen...ist vermutlich einfacher.
Die Widerstände werde ich trotzdem anpassen.

Wie - einfacher? Ich dachte immer, einfacher wäre es, keine Veränderung vorzunehmen... Na, musst Du ja selber wissen ;-)

Ich finde die AAA für mich ausreichend - ich fahre mit der Kiste aber auch keine Wettbewerbe. Die Aufladefunktion hab ich allerdings noch nie genutzt - ich habe Akku-Schnelladegeräte und zwei Sätze Akkus ;-)

Ciao bantyy
29.03.2010, 21:00
miller_bln

Re: NiboBee: Versorgungsspannung auf 4 Volt senken: möglich

Zitat:

Zitat von bantyy

Hallo,

Zitat:

Zitat von miller_bln

Aber ich werde mich wohl für 5 Volt entscheiden und mehr als 4 Akkus nehmen...ist vermutlich einfacher.
Die Widerstände werde ich trotzdem anpassen.

Wie - einfacher? Ich dachte immer, einfacher wäre es, keine Veränderung vorzunehmen...

Nein...das wäre am einfachsten O:)

5 Volt mit mehr als 4 Akkus ist einfacher, als das Teil auf 4 Volt umzubauen.
29.03.2010, 23:20
BirgerT

Also ich versteh's nicht: warum die Biene auf 5 Volt umbauen?

Ein normaler Akku (NiMH) hat 'ne Zellenspannung von 1,2..1,3 Volt.
4 Akkus mal 1,2 Volt/Akku ergibt 4,8 Volt für die Betriebsspannung. max 5,2.Volt.
Bei Spannungen darüber bilden sich vermutlich Haarrisse auf der Prozessorgehäuseoberfläche ;-) aus denen dann weisser Qualm austriit.

Batterien haben 1,5 Volt / Zelle.
Bei 5 Akkus oder 4 Batterien käme man folglich auf 6 Volt, die den Prozessor killen würden.

Aus 6 Volt eine stabilisierte Spannung von 5 Volt zu machen, ist salopp gesagt Energieverschwendung. Die Spannungsregelung dafür ist nicht ohne und frisst dann auch noch extra Akkuladung.

Dann wohl eher rabenauges LiPo-Powerlösung nehmen und mit einem Schaltregler auf 5 Volt stabilisieren.

Ausserdem ist bei der NiboBee ausgelegt, dass bei blockierten Motoren die Innenwiderstände der Akkus und die Motoren den max. Strom (ca. 200mA/Motor) begrenzen. Bei der Spannungsregelung müsste also noch an eine Strombegrenzung oder Sicherung gedacht werden.

Lebt mit der Herausforderung, dass sich die Biene am wohlsten fühlt, wenn sie mit 3,6 .. 4.8 V abgespeist wird. Meine wird auch nie als LCD Transporter herhalten müssen, man unterhält sich dann lieber drahtlos...
03.04.2010, 15:41
s.frings

Ich hatte gerade eine ganze Weile mit meinem NiboBee bei 4V Versorgungsspannung gearbeitet, weil meine Akkus leer waren.

Eins ist sicher: Er funktioniert mit 4V einwandfrei. Auch der USB Anschluß. Allerdings schwächeln die Motoren deutlich.

Volle Akkus liefern wie bereit beschrieben ungefähr 5V, also die Idealspannung.

Der AVR verträgt auch 6 Volt, das steht übrigens auch in dessen Datenblatt (maximum Operating Voltage 6.0V). Alle anderen Bauteile vertragen die 6V ebenfalls.

Der Hersteller des NiboBee rät allerdings von 6V Betrieb (Alkalische Batterien) ab, vermutlich aus bereits genanntem Grund: Die Stromaufnahme der Motoren könnte bei 6V und blockierten Rädern zu hoch ansteigen.

Ich möchte auch von jeglicher Spannungsregelung abraten. Das gilt generell für alle batteriebetriebenen Geräte. Jeder Regler bringt Verluste mit sich und macht die Schaltung unnötig kompliziert. Spannungen würde ich nur da regeln, wo es unbedingt nötig ist (z.B. wie bei den beiden Z-Dioden an den USB Datenleitungen).

Ich hatte bisher noch niemals Probleme, digitale Schaltungen an ungeregelten Batterien zu betreiben. Und auch analoge Schaltungen kann man geeignet auslegen, wie z.B. den Analog-Komparator des NiboBee.

Ich denke, dass die Grundschaltung dieses Roboter keiner Optimierung bedarf. Das hat der Hersteller schon recht gut gemacht, falls ich hier mal ein Lob aussprechen darf.
03.04.2010, 22:08
Rabenauge

Ich möchte auch von jeglicher Spannungsregelung abraten. Das gilt generell für alle batteriebetriebenen Geräte. Jeder Regler bringt Verluste mit sich und macht die Schaltung unnötig kompliziert.

Kannst du das auch praktisch begründen?
Meine Biene fährt inzwischen schon wochenlang mit einer simplen Spannungsstabilisierung und LiPo. Geht bestens, ehrlich gesagt.
Und irgendwie hat es was, nur ein-zweimal die Woche den Akku laden zu müssen statt täglich.
Ich würds wieder tun, auch die Bodensensoren sind einfacher zu handlen (funktionieren spannungsabhängig).
04.04.2010, 10:55
s.frings

Funktional kann eine Spannungsregelung nicht schaden. Aber ich halte sie für nicht notwendig. Jeder Spannungsregler bringt mehr oder weniger Verluste mit sich, ich rechne bei Schaltreglern immer pi mal Daumen mit 80% Wirkungsrad. Das heißt, 20% der Batterie-Leistung werden dann nutzlos verheizt.

Ich stimme Dir wegen der Bodensensoren zu, die profitieren von einer Spannungsregelung sicher. Aber dafür habe ich einen alternativen Vorschlag: Man kann deren Vorwiderstand durch einen Feldeffekttransistor BF-245 ersetzen, dann fließt ein konstanter Strom weitgehend unabhängig von der Versorgungsspannung und ohne die Verlustleistung zusätzlich zu erhöhen.
04.04.2010, 11:05
Rabenauge

Naja, mir ging es ja nicht primär um die Bodensensoren, dass die besser funktionieren, ist ein angenehmer Nebeneffekt.
Mir ging es drum, dass das Getüdel mit den AAA`s aufhört. Und da ich sowieso einige LiPo`s in Umlauf habe, bot es sich an, einen zu benutzen. Ist nicht schwerer als die AAA, nimmt kaum mehr Platz weg (er liegt quer auf der Platine, dort wo die Akkuhhalterungen waren), der Spannungsregler passt zwischen die Radkästen, also ist die Biene nur am Heck geringfügig breiter- mit meiner Abdeckung finde ich, das sieht sogar besser aus als vorher.
Und: meine AAA (sowas hab ich nicht im Haus, musste ich extra besorgen) taugen nicht viel, die Dinger brauchen auch im richtigen Lader einige Stunden- der LiPo maximal _eine_.
Nun muss ich nur noch irgendwie herausbekommen, wie ich den LiPo per Software überwachen kann, aber dazu fehlt mir leider echt noch die Ahnung. Bringt ja nix, nach dem Spannungsregler zu messen.
04.04.2010, 15:09
s.frings

LiPo Akkus finde ich auch ganz interessant. Ich bin sicher, dass ich bald einen einsetzen werde.

Was die AAA Akkus angeht: Die maxE Akkus von Ansmann (gibt z.B. bei Schlecker) kann man problemlos in 2 Stunden laden, die vertragen das. Vorausgesetzt, man hat ein entsprechendes Ladegerät. Denn das im NIBObee integrierte Ladegerät ist für jeden Akku eher ein Folterinstrument.

Denn dieses Ladegerät setzt voraus, dass die Akkus mindestens 1000mAH Kapazität haben und vor Beginn des Ladens ganz leer sind. Das langsame Laden wirkt sich allerdings erwartungsgemäß negativ auf die Haltbarkeit aus - der Innenwiderstand des Akkus steigt an.