Dobranie zasilania do robota typu MicroMouse

[Bleebum]

Witam, 

Nie za bardzo znam się na elektronice. Mój robot będzie składał się z: 

• arduino Micro,
• 3x sharp GP2Y0A41SK0F - analogowy czujnik odległości,
• 2x silnik Pololu HP 50:1 obustronny wał,
• zestaw enkoderów magnetycznych do micro silników Pololu 2,7-18V,
• pololu MinIMU-9 v5.

Jaki sterownik wybrać do silników? Z tego co czytałem będę musiał zastosować przetwornicę, silniki potrzebują 6V a arduino przynajmniej 7V czyli muszę zastosować 2 przetwornicę? Jaką zasilanie wybrać akumulator Li-Pol czy wystarczą 4 x akumulator Panasonic Eneloop R6 AA Ni-MH 2000mAh?

 

[Gość es2]

1 godzinę temu, Bleebum napisał:

Z tego co czytałem będę musiał zastosować przetwornicę, silniki potrzebują 6V a arduino przynajmniej 7V

Jakie Arduino masz na myśli? Np UNO wymaga 5V ale są i wersje UNO zasilane z 3V3  inne mogą być zasilane z jeszcze innych napięć.

Edytowano Październik 28, 2018 przez es2

[Bleebum]

Arduino Micro

[Treker (Damian Szymański)]

@Bleebum, witam na forum 😉 Widzę, że to Twoje pierwsze kroki na Forbocie, oto najważniejsze informacje na start:

• Chcesz przywitać się z innymi członkami naszej społeczności? Skorzystaj z tematu powitania użytkowników.
• Opis najciekawszych funkcji, które ułatwiają korzystanie z forum znajdziesz w temacie instrukcja korzystania z forum - co warto wiedzieć?
• Poszczególne posty możesz oceniać (pozytywnie i negatywnie) za pomocą reakcji - ikona serca w prawym dolnym rogu każdej wiadomości.

1 godzinę temu, Bleebum napisał:

Z tego co czytałem będę musiał zastosować przetwornicę, silniki potrzebują 6V a arduino przynajmniej 7V czyli muszę zastosować 2 przetwornicę? Jaką zasilanie wybrać akumulator Li-Pol czy wystarczą 4 x akumulator Panasonic Eneloop R6 AA Ni-MH 2000mAh?

Najlepiej sprawdzą się akumulatory LiPo. Szczególnie jak masz zamiar używać tego robota intensywnie i często go ładować. Silniki nie muszą być zasilane ze stałych 6V, możesz podłączyć je "prosto pod akumulator" i prędkość regulować PWMem. Będziesz miał enkodery, więc kontrola nad faktyczną prędkością będzie nadal możliwa. Arduino możesz też zasilić z 5V. Najlepiej zrób sobie przetwornicę 5V do zasilania całej elektroniki i załatwisz temat jednym układem 🙂

1 godzinę temu, Bleebum napisał:

Jaki sterownik wybrać do silników?

Wszystko zależy od napięcia i prądu maksymalnego. Sprawdzałeś ile pobierają te silniki?

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Gość es2]

14 minut temu, Treker napisał:

Najlepiej zrób sobie przetwornicę 5V do zasilania całej elektroniki

Do obniżania napięcia, zamiast drogiej przetwornicy, proponuję stabilizator impulsowy. Biorąc pod uwagę, że robot będzie pewnie więcej się ruszał niż stał, prąd bedzie konsumowany głównie przez silniki. W takiej sytuacji, straty stabilizator linowego, można pewnie pominąć

W tym Arduino MICRO, w czasie pracy robota, będziesz używał USB?. Jeśli nie, to zakres napięć zasilających jest dość szeroki.

[Treker (Damian Szymański)]

1 minutę temu, es2 napisał:

Do obniżania napięcia, zamiast drogiej przetwornicy, proponuję stabilizator impulsowy.

Małe moduły przetwornic step-down to aktualnie koszt poniżej 5 zł, więc oszczędność raczej nie będzie zbyt duża, ale oczywiście masz rację - stabilizator impulsowy powinien wyjść odrobię taniej.

[Bleebum]

W opisie silniku pisze: optymalne napięcie, przy którym stosunek mocy do wytrzymałości jest najkorzystniejszy, wynosi 6 V.  

Akumulator: https://botland.com.pl/akumulatory-li-pol/570-pakiet-li-pol-dualsky-520mah-25c-2s-74v.html

W robotach zumo też są stosowane te silniki i tam są dwa układy sterowania Pololu DRV8838 - jednokanałowy sterownik silników 11V/1,7A. Czyli przetwornica musi mięć przynajmniej 2A?  

W czasie pracy robota nie będę używał USB. 

[Gość es2]

1 minutę temu, Bleebum napisał:

W czasie pracy robota nie będę używał USB. 

To jeśli wydajność silników nie jest bardzo istotna, możesz wcale nie używać  stabilizatorów i wszystko zasilić z np 4,5V. 6V odpada, bo nawet, jak przymknąć oko, na przekroczenie zasilania Mega32U (2,7-5,5V) co przy jednostkowych egzemplarzach można dopuścić, to przy pełnym naładowaniu akumulatora 6V, napięcie niebezpiecznie zbliża się do krytycznych 7V.

Inne rozwiązanie, z napięcia 4,5V (czy 3,7) zasilić uC silniki z 6V. Część ogniw będzie bardziej obciążona, ale uC można usypiać i to nierówne obciążenie nie wpłynie negatywnie na czas pracy całości na baterii

[Treker (Damian Szymański)]

4 minuty temu, Bleebum napisał:

W opisie silniku pisze: optymalne napięcie, przy którym stosunek mocy do wytrzymałości jest najkorzystniejszy, wynosi 6 V.  

Ale to nie oznacza, że przy 6,2V silnik się spali 😉 To jest napięcie optymalne, nie musisz się tego sztywno trzymać i zasilać silnik z 6,00V. Przetwornice, które wytrzymają zasilanie 2 takich silników będą drogie. Po drugie dość łatwo uszkodzić przetwornicę, gdy używasz ją do zasilania silników. Najlepiej zrobisz, jeśli np. mostek zasilisz z 7,4V (LiPo) i zwyczajnie w programie zrobisz sobie zabezpieczenie, aby nigdy nie rozpędzać ich do pełnej prędkości (jeśli już tak bardzo chcesz się trzymać 6V).

A co to właściwie będzie za robot? Przewidujesz sytuacje, w których koła będą zablokowane (czyt. silniki będą pobierały największy możliwy prąd)?

5 minut temu, es2 napisał:

To jeśli wydajność silników nie jest bardzo istotna, możesz wcale nie używać  stabilizatorów i wszystko zasilić z np 4,5V.

To wygląda jak proszenie się o kłopoty. Zakładam, że takie zasilanie byłoby uzyskiwane z 3xAA. Przy dwóch pracujących silnikach i nagłych zmianach pobieranego prądu będzie tam jedno wielkie wahanie napięcia. Może po prostu skorzystać ze stabilizatora, który jest domyślnie na Arduino Micro? Płytkę można zasilić z LiPola 7,4V, wewnętrzny stabilizator zasili Arduino, a do tego będzie można jeszcze "pociągnąć" z Micro mały prąd na zasilanie pozostałej elektroniki pracującej na 5V?

[Bleebum]

Robot micromouse. Czyli zrezygnować z przetwornicy?  

[Gość es2]

25 minut temu, Treker napisał:

To wygląda jak proszenie się o kłopoty. (...) Przy dwóch pracujących silnikach i nagłych zmianach pobieranego prądu będzie tam jedno wielkie wahanie napięcia.

Napisz mi jaki negatywny wpływ na pracę uC ma wahanie napięcia w dopuszczalnym zakresie w tej akurat aplikacji.

Edytowano Październik 28, 2018 przez es2

[Treker (Damian Szymański)]

19 minut temu, Bleebum napisał:

Robot micromouse. Czyli zrezygnować z przetwornicy?  

Jeśli jesteś w stanie dobrze wykorzystać enkodery to śmiało rezygnuj z przetwornicy. Jak uważasz, że nie zrobisz dobrej kontroli prędkości na enkoderach, to zostań przy pomyślę z przetwornicą. Na pewno ułatwi to sterowanie. Z drugiej strony projektując zasilanie zgodnie z dokumentacją silników musiałbyś mieć przetwornicę step-down na ~4A, to ciężki temat. Jak budowałem LineFollowery to specjalnie stosowałem słabsze przetwornice, ale po prostu pilnowałem, aby nigdy silniki nie próbowały pobrać maksymalnego prądu. Była to jednak świadoma decyzja, "dbałem" odpowiednio o robota i przez kilka lat nie miałem żadnych problemów.

9 minut temu, es2 napisał:

Napisz mi jaki negatywny wpływ na pracę uC ma wahanie napięcia w dopuszczalnym zakresie.

Uważam, że przy układzie zasilanym z 3xAA i silnikach pobierających łącznie do 4A nie można tutaj zakładać, że wahania będą w bezpiecznym zakresie. Do tego, trzeba pamiętać, że w robocie będą też inne układy oprócz mikrokontrolera. W robotach MicroMouse wymagana jest precyzja, ciężko mi sobie wyobrazić precyzyjnego robota, w którym zależnie od pracy silników napięcie spada z 4,5V do 2V - szczególnie, że np. wybrane do tego projektu czujniki SHARPa działają od 4,5V.

[Bleebum]

A na przykład taki robot Pololu Zumo też ma podobne silniki a jest zasilany 4 x baterie AA. 

Link do robota: https://botland.com.pl/pololu-zumo-robot/2705-pololu-zumo-robot-minisumo-dla-arduino-v12-zlozony.html

Wystarczy jedna przetwornica?, czy lepiej jedna na silniki i druga do arduino? 

[Gość es2]

26 minut temu, Treker napisał:

Uważam, że przy układzie zasilanym z 3xAA i silnikach pobierających łącznie do 4A nie można tutaj zakładać, że wahania będą w bezpiecznym zakresie.

No to króciutko, telefon GSM. Słucham wykładu jak to on się zawiesza podczas nawiązywania połączenia, odbierania SMS, itp.

[Treker (Damian Szymański)]

19 minut temu, Bleebum napisał:

A na przykład taki robot Pololu Zumo też ma podobne silniki a jest zasilany 4 x baterie AA. 

Sprawdź schemat tego robota. Tam silniki nie są zasilane przez przetwornicę tylko właśnie prosto z baterii 4xAA daje to +/- 6V, więc wszystko gra. Przetwornica jest używana do podniesienia tego napięcia do 7,45V, którym zasilane jest Arduino. Trochę to pokrętne, lepiej byłoby już chyba z tych 6V zrobić 5V do zasilania Arduino. Można nawet pokusić się o małą przetwornice step-up/step-down, która zabezpieczy nas przed sytuacją, w której napięcie na bateriach spadnie poniżej 5V.

22 minuty temu, es2 napisał:

Słucham wykładu jak to on się zawiesza podczas nawiązywania połączenia, odbierania SMS, itp.

Świetnie to podziel się linkiem jak skończysz słuchać tego wykładu 🙂

Jeśli nie widzisz różnicy między telefonem komórkowym, a projektem takiego robota to cóż, nie zamierzam się tutaj przekomarzać. Jednak z jakiegoś powodu sporo początkujących natrafia właśnie na problem resetowania się robotów lub błędnego ich działania przez nieodpowiednie zasilanie. Nie wiem tylko z jakiego powodu omijasz temat zasilania czujników z 2V - sam SHARP pewnie chętnie by się dowiedział jak to rozwiązać. Nie będą musieli pisać w dokumentacji o pracy w zakresie 4,5 - 5,5V.