FET-Schalter

[Holomino]

Ich scheine wirklich keine Ahnung zu haben, Du hast Recht.

Wir sind alle hier, um Hilfe zu leisten und um zu lernen.

- die Kontaktsicherheit gewährleistet ist, wie stellst Du fest, dass zum 220V~-Netz ein sicherer Kontakt gegeben ist?
- wie findest der Roboter die Ladestation, wenn die keine eigene Stromversorgung hat und ohne, dass Leiterschleifen verlegt werden müssen?

Ein autonomer Staubsauger oder ein Mobilteil vom Festnetztelefon haben die Ladeschaltung intern. Von der Ladestation wird an den Kontakten nur die Niederspannung (z.B. ungefährliche 15V) zur Verfügung gestellt. Im Zweifelsfall erledigt diese Transformation ein einfaches Steckernetzteil. Damit ist die Ladestation auch entsprechend versorgt und kann aktive Navigationshilfen beinhalten.

- falls Du eine defekte Akkuzelle entdeckst, bleibt der Roboter dann stehen? Wie stellst Du sicher, dass der in einem solchen Fall trotzdem weiterhin funktioniert?

Die von Dir vorgesehene Redundanz ist so nicht durchführbar: Eine an Herzinfarkt (Kurzschluss/Überlast/Übertemperatur) sterbende Zelle ist ein Sicherheitsrisiko (bläht sich stark auf oder fängt Feuer). Dieses System noch einmal zur Ladestation bringen zu wollen, ist Suizid. Da kann man eigentlich nur noch komplett abschalten (NOTAUS). Eine an Altersschwäche leidende Zelle bekommt man nur durch regelmäßiges und langfristiges Monitoring diagnostiziert. Da hat man sicher noch einige Dutzend Tage Zeit, das Ungemach zu beheben.

Ich würde einfach 2 Dioden nehmen. Die "Umschaltung" ist dann automatisch und unterbrechungsfrei. Mit Schottky Dioden hat man auch einen geringen Verlust. Wenn es noch geringere Spannungsabfälle geben soll, kann man einen Mosfet nehmen.

MfG Hannes

Die aktive Umschaltung hat neben dem fehlenden Spannungsabfall über die Diode noch mehr Vorteile:
Bei unvorhergesehener Unterspannung (Ladestation nicht erreicht) schaltest Du die Weiche einfach auf "Ladekontakte". Da da zweifellos nichts dranhängt, schaltest Du damit Deine Akkus lastfrei und verhinderst eine Tiefenentladung. Du sparst also damit den Tiefenentladeschutz.

Beim Anfahren an die Ladekontakte würde sich die Last sofort über die Diode versorgen. Das beinhaltet dann auch das Kontaktbritzeln (Federweg) und die damit verbundenen Probleme (Anlaufen der Ladekontakte, Spannungsspitzen). Über den aktiven Schalter kannst Du den Zeitpunkt der Umschaltung verzögern und zumindest warten, bis der Roboter wirklich angehalten hat.

[Moppi]

Guten Morgen!


Ändert alles nach wie vor nichts an der ursprünglichen Sache. Nämlich, dass ich einen Haufen Akkus hier habe, im Gesamtwert von bis zu 80 EUR, die ich für zukünftige Projekte gerne verwenden möchte. Jede Sache hat Vor-, als auch Nachteile. Was ich brauchen werde und für nützlich halte, ist auch nicht unbedingt einunddasselbe. Zuerst muss das Chassis fahren. Dann muss es über die Bodenhindernisse fahren. Dann muss sich das Gefährt an der Umgebung orientieren und einen bestmmten Punkt alleine aufsuchen können. Sollte das alles funktionieren, brauche ich eine Ladestation. Allerdings habe ich das Henne-Ei-Problem. Ohne Ladestation macht das am Ende alles keinen Sinn. Deswegen frage ich mich zuerst, wie kann ich eine Ladestation bauen und dann womöglich auch ohne elektromechanische Relais einzusetzen. Und nun kommen wir auf verschiedenste Sachen. Aber: mehrere kleinere Akkus haben den Vorteil der Masseverteilung und der Größenaufteilung, was eine flache Bauform möglich macht. Mehrere Akkus sind im Einzelnen günstiger auszutauschen. Wenn einzelne Akkus elektrisch aus der Schaltung herauszutrennen sind, können sie das evtl. auch bleiben. Das wäre ein Vorteil, dass ich einen neuen Akku besorgen kann, was schonmal eine Woche oder zwei dauern könnte, aber der Roboter währenddessen weiter Dienst tut. Die Gegenmaßnahme wäre, einen Akku früh genug zu bestellen, dafür brauche ich aber dann eine Prognose. Setze ich sofort meinen 5500mAh-Akku ein, bin ich direkt bei einer Bauhöhe von ca. 5cm. Bei 4 kleinen Akkus beträgt die Bauhöhe ca. 2cm bis 2.5cm. Für mich stellen ein paar Schalter in Mikroausführung, wie bei Printrelais, kein Problem dar; solange sie nicht den Platz im Roboter sprengen oder unnötig viel davon belegen. Ich habe z.B. auch ein NiMh-Ladegerät, dass fleißig vor sich hin klickert, beim Laden; ich habe das noch nicht auseiandergebaut, klingt aber nach einem Relais, was dort drin im Sekundentakt schaltet, vielleicht ist es aber auch was anderes. In der Kontaktzahl zur Ladestation sehe ich auch kein Problem. 3D-Drucker drucken genau genug für passende Gehäuse. Die Ladesation sollte freistehend sein. Zwar mit einem Kabel an die Steckdose, aber eben nicht fixiert - nicht an der Wand, nicht an einem Schrank. Eine Leiterschleife zum Auffinden der Station kommt nicht infrage. Eher sollte das optisch geschehen, dass es nicht nur auf einem Suchmechanismus beruht, der vielleicht Stunden dauert. Kontaktloses Laden kommt nicht infrage, weil sich zwar zwischen zwei Spulen mit Luftspalt zwar Energie transportieren lässt, aber mit Eisenkern zwischen den Spulen wäre es effektiver. Wie die Lösung am Ende aussieht, weiß ich noch nicht.




MfG

[Holomino]

Wie groß ist denn Dein Luftreiniger überhaupt? Wieviel Strom zieht er?

[Moppi]

Steht noch gar nicht genau fest. Das was zurzeit läuft sind, typisch für so kleine Geräte, bis ca. 100 Milliampere. Aber ich würde noch was dazu bauen, was das dann benötigt, weiß ich noch nicht. Eventuell würde ich aus dem Einstufigen Teil jetzt auch was Mehrstufiges bauen. Den Versuch hatte ich schon, brachte aber keine bessere Wirkung, wegen aufgebautem Widerstand durch den Luftstrom, da müsste ich mehrere Lüfter verbauen.





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Habe gerade einen, nach Zellenspannung, fast vollen Akku geladen, der nicht i.O. ist. Eine Zelle mit 4.11V, eine mit 4.23V und die dritte mit 4.19V. Hat schon 20min geladen und war noch nicht fertig. Allerdings hat eine Gehäuseschraube Kontakt zu wärmeableitenden Teilen, so dass ich mir die Finger dran verbrannt habe. So einfach ist es nicht mit dem Erkennen von defekt oder nicht. Dem muss wirklich große Aufmerksamkeit geschenkt werden. Deswegen hatte ich schon die Idee, auch Temperatursensoren einzusetzen. Oder auch auf die Zeit zu achten. Wenn dann innerhalb einer vorberechneten Zeit ein Akku nicht geladen ist oder gar warm wird, abzubrechen.

[Holomino]

Eigentlich bleibt mir nur anzumerken:
Es gibt Li-Einzelzellen mit integrierter Schutzschaltung. Die sind zwar etwas teurer, als die Modellbaupacks - aber wesentlich billiger, als das Dach über dem Kopf.

[Moppi]

Nochmal ergänzend, weil es mir gerade über den Weg gelaufen ist, wegend er Frage nach den Step-Down-Modulen: https://www.roboternetz.de/community...8&d=1564554664
Siro hat ein ähnliches Modul gekauft: https://www.roboternetz.de/community...l=1#post653647