Zasilanie układu mikroprocesora i silników w sferycznym robocie mobilnym

[maari2103]

Witam,

Jestem w trakcie budowy i programowania sferycznego robota mobilnego, którego układ sterowania oparty jest na mikrokontrolerze ATMega328P. Jest to robot, którego wszystkie komponenty zamknięte będą wewnątrz akrylowej kuli. Układ napędowy zrealizowany będzie w konfiguracji kuli chomika tzn. wewnątrz sfery znajdować się będzie dwukołowy wózek. Robota programuje w C używając Atmel Studio 7. Jest to mój pierwszy poważniejszy projekt i nie jestem pewien niektórych części dotyczących elektroniki i zasilania, więc proszę o pomoc w rozwiązaniu poniżej opisanych problemów.

Skompletowałem już wszystkie części potrzebne do budowy robota oprócz akumulatora. Cały układ mikrokontrolera planuję zasilić z akumulatora Li-Pol 2S 7,4V. ATMega328P znajduję się na płytce Arduino UNO w związku z czym według mojej wiedzy i dokumentacji układu mogę zasilić go bezpośrednio z akumulatora wpinając zasilanie do pin Vin. Tutaj pojawia się moje pierwsze pytanie. Arduino UNO można zasilać napięciem z przedziału 7 - 12V, więc czy taki akumulator nie będzie za mały? Chodzi mi o spadek napięcia podczas rozładowania. Planuje kupić taki akumulator: https://botland.com.pl/akumulatory-li-pol-2s-74v-/2395-pakiet-li-pol-dualsky-2200mah-25c-2s-74v-eco-s-6941047104693.html.

Następną kwestią dotyczącą zasilania jest to, że z tego samego akumulatora planuje zasilić układ dwóch silników Pololu HP 50:1 (https://botland.com.pl/silniki-micro-pololu-seria-hp-high-power/37-silnik-hp-501-obustronny-wal-pololu-2213-5904422306229.html) poprzez sterownik DRV8833 (https://botland.com.pl/sterowniki-silnikow-dc/546-drv8833-dwukanalowy-sterownik-silnika-108v-12a-pololu-2130-5904422300616.html). Silniki zasilane będą napięciem 6V i pierwotnie planowałem uzyskać takie napięcie przez manipulowanie wypełnieniem sygnału PWM. Zakładając, że akumulatory mają napięcie 7,4V to, żeby uzyskać ~6V musiałbym na sterownik podać sygnał PWM o wypełnieniu 82%. Rozwiązanie to wydaje mi się jednak bez sensu ponieważ po naładowaniu akumulator może mieć wyższe napięcie, ale też podczas rozładowania to napięcie się zmienia i musiałbym za każdym razem korygować to programowo. Aktualnie planuję ustabilizować napięcie doprowadzone do sterownika na poziomie 6V, ale nie wiem jakiego układu użyć. Przetwornice, które wytrzymają prądy silników są dość drogie i zastanawiam się czy mógłbym po prostu użyć układu UBEC?

Jeśli chodzi o sterownik DRV8833 to dozwolony prąd ciągły na kanał to 1,2A (chwilowy do 2A) i zastanawiam się jak zabezpieczyć go przed wyższymi prądami. Silniki przy zatrzymanym wale będą pobierać 1,6A i nie chciałbym przypadkowo spalić tego układu. Rozważam zastosowanie przed silnikami miniaturowych bezpieczników topikowych, ale mam problem z dobraniem ich wartości. Planowo chciałbym zastosować bezpieczniki zwłoczne o znamionowym prądzie 500mA lub 750mA. Co myślicie o takim rozwiązaniu? Czy jest w ogóle sens to robić? Jakie inne rozwiązanie mógłbym tutaj zastosować?

[ethanak]

12 godzin temu, maari2103 napisał:

żeby uzyskać ~6V musiałbym na sterownik podać sygnał PWM o wypełnieniu 82%

Na pewno? To jest PWM więc nie interesuje ciebie jakieś tam "napięcie" ale moc.

 

12 godzin temu, maari2103 napisał:

Rozwiązanie to wydaje mi się jednak bez sensu ponieważ po naładowaniu akumulator może mieć wyższe napięcie, ale też podczas rozładowania to napięcie się zmienia i musiałbym za każdym razem korygować to programowo.

No straszne, cała jedna linijka programu... No powiedzmy trzy (jedna linijka to pomiar napięcia i po jednej na silnik). Może faktycznie ATmega będzie za słaba do tak poważnego zadania...

A koledze radzę przed napisaniem czegoś na forum sprawdzić, czy przypadkiem  temat nie był ostatnio omawiany. Rozumiem, że to pierwszy raz, więc podam link - ale następnym razem jak zadasz pytanie na które odpowiedziano w tym samym dziale i w temacie który idealnie pasuje do pytania, możesz się zdziwić jaka będzie reakcja.

 

[maari2103]

@ethanak Masz rację, mogłem dokładnie przeszukać forum przed napisaniem. Na dwa z moich pytań znalazłem odpowiedź w podanym przez Ciebie temacie. Zostanę przy wybranym akumulatorze i rozwiążę kwestie PWM tak jak napisałeś, ale jeśli chodzi o zabezpieczenie sterownika to dalej nie jestem pewien. Czy próbować z bezpiecznikami czy po prostu pójść w dodatkowe koszty (czego wolałbym uniknąć) i kupić jeszcze jeden DRV8833?

[jand]

14 godzin temu, maari2103 napisał:

Jeśli chodzi o sterownik DRV8833

to posiada on wbudowane zaezpieczenia: nadprądowe, przeciwzwarciowe i przeciwko przegrzaniu, tak więc nie warto się martwić o dodatkoowe bezpieczniki

[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