FET-Schalter

[Moppi]

Die Netzspannung über die Ladekontakte zum 13€-Ladegerät auf dem Roboter zu führen ist auch nicht gut.

Wird auch nicht gemacht. Also wenigstens nicht Netzspannung in dem Sinn von 220V~. Wenn dann handelt es sich um Gleichspannung bis 5V, bzw. eben das, was aus dem Ladegeräteanschluss raus kommt (bis 20V).

Entsprechend ist die Idee, Lader- und Balancerkombination in die Ladestation einzubauen gelinde gesagt suboptimal.

Ich finde die Lösung sogar optimal. Weil der Roboter die Ladeschaltung und alles dazugehörige nicht herumschleppen muss. So steht das ein Mal an einem Ort und kann von jedem Eigenbau-Roboter genutzt werden.


Ist zwar noch nicht spruchreif, aber ich habe mal geschaut, was es an Bastelkram so gibt, vielleicht kann der ein oder andere hier was finden, so Anfragen gab es hier im Forum ja schon öfter mal:

amazon.de/Piko-55200-Gleis-gerade-239mm/dp/B0000WPM4W/
amazon.de/Cartronic-82000-Speed-Gerade-Autorennbahnen/dp/B00NM21AJS/
amazon.de/Cartronic-Geraden-1-spurig-Erweiterung-Auto-Rennbahnen/dp/B071K63M5C/

conrad: 

roco-40500-h0-stromzufuehrung
maerklin-7164-h0-modellbahn-schleifer-ac
piko-g-36110-g-modellbahn-schleifer-dc
mayerhofer-modellbau-40320-h0-schleifkontakte
maerklin-7194-schaltschiebefeder

Die Links bitte kopieren und in die Browserzeile einfügen, die Conrad-Links werden durch die Forensoftware manipuliert/umgeleitet und funktionieren nicht.
Bei Conrad auf die Seite gehen und in das Suchfeld jeweils den Text rein kopieren

[Holomino]

Da ja sowieso jeder das Zentrum seines eigenen Universums bildet und ich nicht wirklich behaupten mag, die Weisheit mit Löffeln gefrühstückt zu haben, bleibt mir an dieser Stelle nur, Dir viel Glück und auch Erfolg mit Deinem Ansatz zu wünschen.
Man muss ja nicht immer dem Mainstream folgen und wahrscheinlich auch nicht nur da forschen, wo das Ende des Wissens der gesamten Menschheit liegt. Manchmal tut man gut daran, Alternativen auszuprobieren, die entweder durch Erfolg Altgedachtes revidieren oder zumindest beim Scheitern ein neues Ausschlusskriterium definieren.

Insofern - ich drück Dir ehrlich die Daumen!

[Moppi]

Hmm. Ok.

Das ging jetzt ziemlich flott von Höcksken nach Stöcksken und noch ein Stück weiter. So was würde ich mal Brainstorming nennen.
Aber da Du mich gefragt hast, ist das eben so ungefähr die Vorstellung, die ich hätte.
Wobei nicht anzunehmen ist, dass ich andere Lösungen "schlecht" fände, das ist bei weitem so nicht. Es ist nur so, dass ich mal ein kurzfristiges Ziel habe, für das ich mir Möglichkeiten suchen muss, die ich zum funktionieren bringen kann und die mich nicht übermäßig lange fordern. Denn ich will damit eigentlich was anderes ausprobieren, was mehr die softwareseitige Lösung betrifft. Daher muss ich einfach sehen, was für mich jetzt so mal machbar ist und für mich funktioniert. 100%ig optimale Lösungen gibt es selten.

Das Thema ist hier entstanden, weil ich mir gerade Gedanken darum gemacht habe, wie man so etwas lösen könnte und ich die Lösung mit Relais auch nicht gerade so optimal finde. Ich habe also einfach mal über so eine Ladestation nachgedacht und es scheinen sich ja doch Lösungen abzuzeichnen. Aber: das ist eine Sache, die ich nicht unbedingt bräuchte, die aber schön wäre, wenn sie da ist. Weil das ständige manuelle Aufladen der Akkus stört mich doch ein wenig.

Das Wichtigste wird jetzt sein, dass diese Plattform kommt und die zum Fahren gebracht wird. Und hoffentlich über die Bodenleisten in den Türrahmen. Dann soll das Teil zuerst einer Linie folgen und dann klärt sich die Frage, ob ich mehr Aufwand treiben muss, damit sich der Roboter auch ohne Linie orientiert oder ob es dafür eine rel. simple Lösung gäbe, denn er müsste ja die Ladestation finden. Ich hatte schon auf eine Kameralösung spekuliert, dass sich der Roboter an optischen Markierungen orientiert, das ist aber etwas kostspieliger, die Kamera braucht Platz und Markierungen müssen angebracht werden, wenn sich die Umgebung nicht zur Orientierung eignet. Also mal sehen...


MfG

[Holomino]

100%ig optimale Lösungen gibt es selten.

Das ist ja nicht ganz richtig. Ein Küchenmixer lässt bei intentionskonformem Gebrauch eigentlich keine Wünsche offen. Du darfst nur nicht drauf kommen, damit ein Loch in die Wand bohren zu wollen.
Insofern sehe ich es als kritisch, ein 13€-Gerät so zu adaptieren, dass es Deinem Anwendungsfall anstandslos folgt. Der Drumrum-Aufwand scheint mir gegenüber der Handvoll Bauteile, die Du für einen eigenen Lader brauchst, nicht angemessen.

Allerdings bin ich auch zugegebenermaßen hier im Forum wohl einer der letzten Bauteilfummler, die ihre Platinen noch selber ätzen, statt sich ausschließlich oder zumindest regelmäßig aus dem reichhaltigen Fundus der chinesischen Billigstmodule zu bedienen. Wie oben schon gesagt: Da ist jeder das Zentrum seines eigenen Universums.

[Moppi]

Ich verstehe zu wenig von Ladeschaltungen. Drum kann ich so etwas nicht mal eben bauen und erklären müsste man es mir von der Pike auf. Sonst kann ich schwer folgen. Ich hatte nun schon einige Fragen gestellt, aber leider darauf auch keine Antwort bekommen. Gewisse Dinge weiß ich aber, weil ich sie einfach schon ausprobiert habe. Und darauf basierend jetzt nochmal anders gefragt und gedacht:

Ich bin auch immer noch der Meinung, ich habe das schonmal irgendwo geschrieben, dass ich auch gar keinen Lader in der Form bräuchte.
Warum nicht? - Weil wichtig ist, dass die Energie in die Akkuzellen rein kommt. Jetzt hier an der Stelle die Frage: Gibt es hierbei etwas zu beachten? Außer, dass die Zellen nicht überladen werden?

Jetzt ganz naiv einmal der Gedanke, wie folgt und von ganz vorn.
Ich nehme einen Step-Down-Konverter und stelle den auf 12,5V ein. Dann stelle ich die Strombegrenzung auf 1A ein. Den Konverter schließe ich an den Plus- und Minuspol des Akkus an. Dazwischen sind alle Akkuzellen in Reihe geschaltet. Jetzt nimmt der Akku die Energie auf, bis die Zellen "voll" sind, also kaum mehr Energie in den Akku hinein fließt. So weit muss das doch funktionieren? Schadet diese Vorgehensweise den Zellen im Akku?

Im zweiten Schritt müsste ich dafür sorgen, dass keine Zelle überladen wird. Also jede Zelle wenigsten ab und zu kontrollieren, welche Spannung dort schon anliegt.

Wenn ich den Akku in der Schaltung drin belasse, ist es dann überhaupt möglich, jede Zelle einzeln zu laden oder muss dazu der Akku nicht ausgebaut werden? Hier meine ich, eigentlich müsste er ausgebaut werden. Ob der Test funktioniert hat, den Akku zu laden, als an der Schaltung angeklemmt war, mal außen vor gelassen.


MfG

[Holomino]

Wenn Du ein Zell-Ungleichgewicht hast, ja. (->Balancing)
Ansonsten nein.
Informelle Frage: Wo bekommst Du den Konstantspannungs-Step-Down mit integrierter einstellbarer Strombegrenzung her?

[Moppi]

Habe ich gekauft.

5,59 EUR bei Amazon, Step-Down/Step-Up, kostenloser Versand. Mit Blechgehäuse und Kühlkörper.


MfG

[Klebwax]

Allerdings bin ich auch zugegebenermaßen hier im Forum wohl einer der letzten Bauteilfummler, die ihre Platinen noch selber ätzen, statt sich ausschließlich oder zumindest regelmäßig aus dem reichhaltigen Fundus der chinesischen Billigstmodule zu bedienen

Der letzte sicher nicht. Ich ätze zwar nicht selbst, mache aber viele Platinen. Für 11 bis 12€ bekomme ich einen Satz Platinen bis zu 100*100mm, durchkontaktiert und mit Lötstoplack. Meine Prozessorboards habe ich alle selber gemacht. Spannungsregler und die ublichen Sachen sind da gleich mit drauf. Wichtig ist die Adaptierung nach Außen: ein passender Stecker für Programmer/Debugger, eine Buchse oder Schraubklemme für die Stromversorgung, manchmal auch eine USB-Buchse um 5V von einer Wandwarze oder einer Powerbank zu nutzen. Zusätzlich LEDs und Testpads zum Debuggen mit Scope oder LA.

Nun kann und will ich nicht jedes moderne SMD Gehäuse selber löten. Daher verwende ich zusätzlich fertige Module, die häufig auch noch einfacher zu beschaffen sind, als das IC selbst. Diese setze ich als "Bauteil" auf meine Platinen. Die Innenschaltung dieser Module sehe ich aber als Teil meines Schaltplans, auch wenn ich das selber möglicherweise etwas anders gelöst hätte. Und wenn sie doch extern sein sollen, kommt ein passender Pinheader auf mein Board, damit möglichst glatte Kabel verwendet werden können.

MfG Klebwax

[Moppi]

Ich habe in einem andern Forum noch weiter gelesen, ob laden, ohne Balancer, sinnvoll ist. Es gibt Leute die laden ohne. In dem Zusammenhang gibt es aber offenbar viel Gefahrenpotential durch Überladen. Es soll ein geringes Überladen genügen, dass ein Akku anfängt untauglich zu werden und später zu brennen. Ich traue mir durchaus zu, die Schaltung so zu bauen, dass der µC die Spannung kontrolliert und früh genug abschaltet. Aber, da das durch Software gesteuert ist, könnte früher oder später, durch Unachtsamkeit, sich ein Fehler einschleichen, so dass dann nichts mehr abschaltet oder zu spät abschaltet. Ich habe nach Netzteilen geschaut. Da bekomme ich etwas zwischen 5 und 12 EUR. Je nachdem, Schaltnetzteil oder Trafo. Ich spare mit einem zusätzlichen Netzteil keinen Platz, mit zusätzlichen Relais auch nicht. Relais setze ich aber auf jeden Fall ein. Zum Schalten der 220V~ sowieso. Das Wechselstromnetz abzutrennen, sehe ich als ein Muss an, kein Kann. Wenn ich eine fertige Ladeschaltung einsetze, erfüllt die alle Sicherheitsanforderungen. Ich hätte so zwei Sicherheitsstufen. Zum einen die fertige Ladeschaltung mit Balancer, die ein Überladen verhindern soll und vor Ladebegin kontrolliert, ob die Akkuzellen nicht zu tief entladen sind oder der Akku defekt ist. Sollte kein richtiger (ausreichender) Kontakt, zwischen Zellen und Ladegerät, zustande kommen würde auch das dazu führen, dass das Ladegerät vermutlich gar nicht lädt. Einen µC verwende ich immer zur Kontrolle, um früh genug das Laden zu beenden bzw. abzubrechen. Die Kontaktsicherheit zur Ladestation kann durch messen kontrolliert werden.


Die Ladestation hat nicht oberste Priorität, die werde ich dann bauen, wenn das Übrige funktioniert. Solange "schlafe" ich drüber und zur gegebenen Zeit treffe ich eine Entscheidung, wie ich es letzten Endes dann baue. Teile habe ich jetzt bestellt, um es so oder anders bauen zu können.


Es gibt auch MOSFET-Relais. Alle die ich fand, schalten aber nur geringe Ströme.






MfG

[Manf]

Die Diskussion ist jetzt schon relativ weit fortgeschritten, wenn aber noch mal grundsätzlich darüber nachgedacht wird ist es vielleicht nicht zu spät für grundsätzliche Überlegungen. Der Philosophie oben "Daher verwende ich zusätzlich fertige Module, die häufig auch noch einfacher zu beschaffen sind, als das IC selbst." finde ich auch sehr überzeugend.

Für Stromversorgungen bei mobilen Modulen habe ich lange überlegt ob NiMh Akkus mit ihrer Modularität in Haltern zu 3 oder 4 Stück besser sind oder ob man doch lieber LiIon Akkus nimmt, die ja leichter sind pro Kapazität aber nicht ganz so einfach zu laden. Ein Stabilisierung für den Verbraucher benötigt man häufig zusätzlich und eine Endabschaltung.

Insgesamt läuft es oft darauf hinaus, eine Powerbank nachzubauen die es im einfachsten Fall für nicht viel mehr als die LiIon Zelle gibt.
USB-Powerbank LOGILINK PA0085, 2200 mAh 3,95€
LiIon-Akku LG INR18650-MJ1, 3,6V, 3,5Ah 3,95€
LiIon-Akku Samsung ICR18650-22P 3,6V, 2,2Ah 3,50€

Man hat dann ein Modul mit 5V Eingang und 5V Ausgang und eigener Lade- und Abschaltkontrolle. (Auch noch mit Led Anzeige der Ladekontrolle.) Die zusätzliche Größe des eigenen Gehäuses und der Steckverbinder USB-A und USB Micro kann man ggf. auch noch leicht umgehen. Es gibt das Steuermodul höchstwahrscheinlich auch einzeln, aber für die Preisdifferenz habe ich es noch nicht gefunden.

(Nur mal so als Überlegung für den 5V Einsatz. Der Strom ist begrenzt und die Zusammenschaltung (oder Zusatzausgang, oder Extrakonverter) für höhere Spannungen muss auch noch gemacht werden. )