Dobór baterii do robota

[Forumowiczka]

Witam,

Zastanawiam się jaką baterię dać do robota. Sama płytka stm32 jest zasilana na 5V. Z płytki zasilam listwę z czujnikami na 3,3V. Jest jeszcze sterownik silników l289n, który wysteruje 2 silniki max 6V. Sterownik ma 2 wejścia zasilania 12V silników i 5V części logicznej. Podobno mogę zasilić sterownik tylko z wyjścia 12V, ale muszę doliczyć jeszcze 2V , który zużywa jakiś układ logiczny. Czy w takiej sytuacji mam zasilić sterownik 8V (6 na silnik i 2 te dodatkowe) ? Czy jeżeli wybiorę to rozwiązanie to wystarczy bateria 8V na wszystko i dodatkowy stabilizator , który da mi 5V do zasilenia stm32? Albo zamiast tego mogę zasilić wejście 12V oraz dodatkowo wejście 5. Czy w takiej sytuacji na wejście 12V dać 6V i na wejście 5V po prostu 5V? 

Edytowano Październik 4, 2023 przez Forumowiczka

[jand]

Dwa, połączone szeregowo, akumulatorki 18650 będą Ok.

Silniczki zasilamy bezpośrednio (poprzez L289), zaś stm32 z przetwornicy step-down 5V.

[H1M4W4R1]

9 godzin temu, Forumowiczka napisał:

Sama płytka stm32 jest zasilana na 5V.

Jaka płytka? Bo jeżeli ma LDO to osobiście wolałbym je usunąć i wmontować tam jakąś przetwornicę do 3.3V, gdyż znając te płytki siedzi pewnie tam A1117, który potrafi spokojnie pobierać 5mA bez obciążenia... Dodając taki sam na wejściu uzyskałbyś uśrednione straty: (8.4V-5V) * 5mA = 17mW na samym regulatorze. Niby wygląda dobrze, ale 17mW nic nie robiąc to słaby wynik. Przy standardowych akumulatorkach 2000mAh połączonych szeregowo da to jakieś 19 dni leżakowania, jeżeli nie walnąłem się w obliczeniach (liczone w pamięci). I to nic nie robiąc.

Zakładając pobór płytki w trybie pracy na poziomie 100-200mAh (co jest dość realne) daje to nam 100mA*3.4V=0.34W regulator będzie się grzał, ale raczej jeszcze się aż tak mocno nie nagrzeje. 4 silniki 100mA + pobór płytki 100mA przy napięciu 8.4V => 500mA * 8.4V = 4.2W poboru prądu. Co przekłada się na 7.4Wh /4.2W = 1h 45min pracy. Zakładając, że silniczki nie będą miały ciężko.

Oznacza to, że przede wszystkim należy dodać układ odcinający akumulator, by nie marnować prądu w trybie wyłączenia, ewentualnie usunąć A1117 z płytki i zastąpić go jakąś sensowną przetwornicą STEP-DOWN bezpośrednio do 3.3V zamiast robić STEP-DOWN z VIN do 5V, a następnie używać LDO na płytce z 5V na 3.3V... Można od ręki zrobić STEP-DOWN z 8.4V do 3.3V. Mniejsze straty, ale wymaga

1. usunięcia stabilizatora z płytki STM32 albo
2. wstawienia diody od 3.3V do 5V na płytce STM32 (tak anodą do 3.3V i katodą do 5V, kierunek zaporowy). Posłuży ona do zabezpieczenia LDO przed spaleniem w przypadku braku zasilania 5V.

Gdybym wiedział co to za płytka mógłbym wyciągnąć schemat i podpowiedzieć dokładniej 

Jako układ zasilania dwa akumulatory Li-Ion/LiPol połączone szeregowo powinny być OK, z czego raczej wybrałbym te pierwsze z odpowiednim układem balansera/zabezpieczeń (nikt nie lubi palących się akumulatorków).

Ogólnie powinno działać, ale ja sobie nie ufam i Ty też nie powinieneś mi ufać. Zwłaszcza moim obliczeniom (uwaliłem każdą matematykę na studiach (średnio po dwa razy, ale na szczęście były 3 terminy egzaminów) poza teorią prawdopdobieństwa).

Edytowano Październik 5, 2023 przez H1M4W4R1

[Forumowiczka]

@H1M4W4R1

Dziękuję bardzo

Płytka to nucleo f303re

Raczej nie mogę jej modyfikować, bo należy do szkoły i mam oddać nienaruszone

Przycisk odcinający będzie, żeby wyłączyć robota 

Silniczków nie będzie 4, tylko 2 

Myślałam bardziej nad zwykłą baterią, bo chyba będzie prościej

Ogólnie widziałam, że kolega wyżej radził akumulatory o łącznym napięciu 7,2V i rozważałam podobne napięcia

Najbardziej zastanawia mnie kwestia podłączenia samego l289n, no załóżmy, że moje silniki mają 6V , minimalnie muszą mieć 3V, to należy jeszcze chyba uwzględnić 2V strat na tranzystorach mostka h czy coś takiego, więc zasilić mam go 8V z baterii po prostu?

Edytowano Październik 5, 2023 przez Forumowiczka

[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

[H1M4W4R1]

29 minut temu, Forumowiczka napisał:

Ogólnie widziałam, że kolega wyżej radził akumulatory o łącznym napięciu 7,2V i rozważałam podobne napięcia

To zależy kto jak liczy 😉 Niektórzy wybierają napięcie nominalne, inny maksymalne. W obu przypadkach i On i ja mówiliśmy o takich samych akumulatorach 😉

Nominalne napięcie akumulatorów to 3.6-3.7V, czyli w szeregu dają 7.2-7.4V. Napięcie maksymalne to 4.2-4.25V, co w szeregu daje 8.4-8.5V. Kolega użył napięcia nominalnego, ja użyłem do obliczeń napięcia maksymalnego, by obliczyć maksymalne straty, gdy akumulator jest naładowany. Było w tych obliczeniach dużo uproszczeń, ale te uproszczenia spowodowały zawyżenie wyniku na niekorzyść względem wyniku nieuproszczonego (wynik rzeczywisty powinien dawać lepsze rezultaty niż wynik uproszczony, w tym przypadku rzeczywisty czas pracy na akumulatorze powinien być trochę dłuższy).

31 minut temu, Forumowiczka napisał:

Płytka to nucleo f303re

Zgodnie ze schematem ma LDO, ale skoro nie można modyfikować, to te kilka minut pracy na baterii raczej nie zrobi dużej różnicy... Taki warunek zmienia trochę postać "rzeczy".

32 minuty temu, Forumowiczka napisał:

Silniczków nie będzie 4, tylko 2 

Zawsze mniejszy pobór prądu, a to prawie nigdy nie jest złe (pomijając projektowanie sekcji zasilania na PCB, gdy za mały pobór może spowodować, że sekcja się nie wzbudzi).

33 minuty temu, Forumowiczka napisał:

Najbardziej zastanawia mnie kwestia podłączenia samego l289n, no załóżmy, że moje silniki mają 6V , minimalnie muszą mieć 3V, to należy jeszcze chyba uwzględnić 2V strat na tranzystorach mostka h czy coś takiego, więc zasilić mam go 8V z baterii po prostu?

Silnikom raczej zbyt wiele złego się nie stanie przy zbyt dużym napięciu. Po prostu będą trochę się grzały, ale to wystarczy raz na jakiś czas sprawdzić temperaturę 😉 (silniki krokowe są zwykle na 3V z hakiem, a często chodzą podłączone do zasilaczy przemysłowych 96V; oczywiście z aktywnym chłodzeniem silnika).

LM289 nie używałem to się nie wypowiem, ale wedle danych w internecie posiada spadek napięcia, więc zaufałbym statystyce i stwierdził, że należy go uwzględnić. Ale w najgorszym przypadku (braku spadku) silniki będą się grzać, a w najlepszym przypadku (istnienia spadku) to układ będzie się grzał, a jednak układ łatwiej chłodzić niż silniki, gdzie obok są szybko kręcące się koła 😉

 

 

[ethanak]

Najprosciej: tak jak radził @jand 2x 18650 (czyli 8.4V naładowane) w zgrabnym koszyku za parę złotych plus https://botland.com.pl/ladowarki-do-akumulatorow-li-ion/13824-ladowarka-do-akumulatorow-18650-xtar-mc2-plus-6952918340744.html

i najtańsza przetwornica ma 5V. Gdzieś w okolicy 10% pisania programu koszt baterii zacznie być wyższy, a elektrycznie układ jest identyczny. Ładowarkę mam taką samą, a wyjęcie akumulatorów z koszyka i przełożenie do ładowarki to raczej niewielki wysiłek. 

Silniki grzać się raczej nie będą, ważne żeby w ogóle raczyły się kręcić 🙂

[Forumowiczka]

@ethanak dziękuję bardzo 

[matsobdev]

8 godzin temu, Forumowiczka napisał:

Myślałam bardziej nad zwykłą baterią, bo chyba będzie prościej

Na pewno kwestie bezpieczeństwa będą je faworyzować. Zależy gdzie i jak to ma być używane, jakie masz obycie w temacie i jak pewnie się czujesz. Mechaniczna ochrona ogniw nie zaszkodzi.