Zwiększenie napięcia w układzie do zasilenia mocniejszego silnika

[pablocity]

Witam

Chciałbym prosić o pomoc w rozwiązaniu problemu z zasilaniem silnika pololu HP https://botland.com.pl/silniki-micro-pololu-seria-hp-high-power/703-silnik-hp-2981-obustronny-wal-pololu-2218.html

Sprawa wygląda nastepująco - wspomniany silnik aby wygenerować wystarczający dla mnie ciąg potrzebuje około 8V. Chciałbym zasilać urządzenie akumulatorem 1 celowym 3.7V aby móc podłączyć go do modułu ładowarki i tym samym umożliwić proste ładowanie urządzenia przez kabel USB oraz z paneli słonecznych.
 

Jestem raczej początkujący w tematach elektroniki więc bardzo możliwe że nie wybrałem najlepszej możliwej opcji (tutaj jeśli ktoś bardziej doświadczony ma pomysł w jaki sposób mógłbym to rozwiązać byłbym wdzięczny za podzielenie się), mianowicie aby podnieść napięcie w układzie i zasilić odpowiednio silnik użyłem przetwornicy step-up z możliwością regulowania napięcia (4-38V). https://allegro.pl/oferta/przetwornica-step-up-dc-xl6009-cn6009-zam-lm2577-9368311922?snapshot=MjAyMS0wOS0xMFQyMjo1NTo1Ni4zMjZaO2J1eWVyO2E5NmNhYmYyOWY4NzQ1ZWUyNzg3MDdlYTAyOGZlMmQ1NmYyODAwM2NmMmE3MTViY2NlODAwMmE4Y2RkM2NhYTA%3D

Po podłączeniu silnika przez przetwornicę wydawał on tylko niepokojące dżwięki i nie chodził, za to po podłączeniu bezpośrednio do akumulatora przez moduł ładowarki generujący 5V silnik śmiga aż miło.
Pierwsze o czym pomyślałem to wydajnosć prądowa przetwornicy, jednak ta wynosi 2A i albo opatrznie rozumiem tę informację albo silnik który maksymalnie nie pobierze nawet 1A powinien bez problemu działać.
Z braku laku stwierdziłem że może kabelki którymi lutowałem przetwornicę są zbyt cienkie i przez to silnik nie domaga. Tutaj wydarzyła się ciekawa rzecz bo po zmianie przewodów na takie ze skrętki (minimalnie grubsze od poprzednich) silnik ruszył, ale i tak chodzi dużo wolniej niż gdy podłączam go bezpośrednio do akumulatora. (Mimo napięcia 8 a nawet 9V)

Teraz pytanie do Was, czy pomysł z przetwornicą jest całkowicie chybiony, a może rzeczywiście problemem jest przewód?
Dodam jeszcze, że podłączając przez przetwornicę slinik o mniejszym ciągu, wszystko działa poprawnie, tzn silnik ewidentnie działa szybciej po podłączeniu przez przetwornicę i zwiększeniu napięcia.

Jeśli problemem jest wydajność to czy macie jakiś pomysł w jaki sposób mógłbym zasilić podlinkowany silnik i jednocześnie zachować możliwość prostego ładowania akumulatora? Nie spotkałem się z modułem ładowarki np 2 celowej, którą mógłbym podłączyć do układu i ładować przez kabel usb. Oczywiście nie wchodzi w grę standardowa, zewnętrzna ładowarka z balancerem co wg mojej wiedzy eliminuje użycie akumulatorów z wieloma ogniwami.

Pozdrawiam i będę wdzięczny za każdą podpowiedź

Edytowano Wrzesień 18, 2021 przez pablocity

[farmaceuta]

https://allegro.pl/oferta/ladowarka-usb-2s-7-4v-wtyk-jst-xh-3pin-10609011984 

Np. takie cos laduje dwie cele w szeregu z usb...a swoja droga to powinien ten silnik zasuwac z tej przetwornicy...mierzyles napiecie wyjsciowe??

[pablocity]

O, dzięki za link, mimo wszystko wolałbym zostać przy 1 ogniwie jeśli by się dało bo mam moduł z ładowarką solarną od razu, który jest bardzo poręczny do tego projektu.
Mierzyłem napięcie wyjściowe i wszystko jest ok, poza tym drugi silnik o słabszej "mocy" śmiga bez problemu dlatego założyłem że to problem z wydajnością. To samo działo się na innej przetwornicy. Jest jeszcze kwestia czy silnik jest w pełni sprawny, bo trochę go już posiadam i był używany ale jeśli normalnie chodzi na 5V z akumulatora a na 8-9V z przetwornicy ledwo zipie to nie wiem czy jest w ogóle taka opcja

[farmaceuta]

Hmm...dziwne..z wydajnoscia napewno nie ma problemu bo to taki mini silniczek..spruboj pod ta przetwornice podpiac inny lub nawet zarowke i sprawdz pobor pradu...a co do kabli to naprawde musialy by byc cienkie zeby taki efekt byl..

[pablocity]

Zrobiłem kilka pomiarów i niestety nie za bardzo wiem czym to jest spowodowane:
Silnik podłączony pod 5V z baterii (moduł ładowania li ion, który boostuje napięcie z 3.7 do 5V): ~57mA

Silnik podłączony pod przetwornicę z napięciem 8,8V: ~53mA

Silnik podłączony pod baterię 9V (zmierzone napięcie to 8,8V): ~85mA

Z czego może wynikać rozbieżność w poborze prądu (i tym samym mniejszej wydajności silnika) przy podłączeniu przez przetwornicę?

[H1M4W4R1]

Dnia 18.09.2021 o 22:55, pablocity napisał:

To samo działo się na innej przetwornicy. Jest jeszcze kwestia czy silnik jest w pełni sprawny, bo trochę go już posiadam i był używany ale jeśli normalnie chodzi na 5V z akumulatora a na 8-9V z przetwornicy ledwo zipie to nie wiem czy jest w ogóle taka opcja

Zacznijmy od tego, że przy silniku najważniejsze jest natężenie. To ono określa ile mocy ma silnik. Jeżeli będzie za niskie to nie ruszy, bo cewki nie dadzą rady pokonać inercji wału. Jak już ruszy to będzie działał, bo zachować moment obrotowy jest łatwiej niż go wymusić.

Gdzieś po trasie możesz mieć słaby lut i przez to zwiększa Ci się rezystancja. Jeżeli masz jakiś opornik 5W (~10-100R) to podłącz go do przetwornicy razem z amperomierzem (oczywiście amperomierz szeregowo z opornikiem) i sprawdź czy przetwornica wypluwa sensowne natężenia. R = U/I, U=8.8V, I = 0.88/0.088A. Jeżeli wartość mocno odstaje to albo zimny lut, albo przetwornica uszkodzona, ale to drugie raczej wątpliwe.

Według powyższych rezystancja na wyjściu przetwornicy to ok. 200R, co jest niespotykane w przypadku silników, prędzej spodziewałbym się czegoś z zakresu 0.1-20R.

Kolejna rzecz, która może nawalić to oscylacje. Tutaj spróbowałbym wpiąć diodę zaporową (od - do +) równolegle do silnika, ta magiczna sztuczka w przypadku cewek bardzo często naprawia wiele problemów  

[_LM_]

A czym mierzyłeś? Bo jeśli był to taki najprostszy multimetr to zapewne nie wychwycił oscylacji i krótkich szpilek na zasilaniu przez co błąd pomiaru znacznie wzrósł. Aby mieć poprawne wyniki pomiar należałoby przeprowadzić miernikiem z przetwornikiem true rms albo oscyloskopem. 

1 godzinę temu, H1M4W4R1 napisał:

Kolejna rzecz, która może nawalić to oscylacje. Tutaj spróbowałbym wpiąć diodę zaporową (od - do +) równolegle do silnika, ta magiczna sztuczka w przypadku cewek bardzo często naprawia wiele problemów  

dodałbym jeszcze gasik RC na zaciskach silnika, ale aby oszacować jego parametry należałoby przeprowadzić dokładniejszy pomiar, niemniej "sztuczka" z diodą powinna wystarczająco uspokoić układ.

Edytowano Wrzesień 24, 2021 przez _LM_