Akumulator- ile powinien mieć C?

[matt90]

chce kupić nowy aku, stary miałem 30C, 1000mAh, 7,4V obecnie chce kupić 11,1V i chodzi mi o ilość C. Są akumulatorki które mają 20C ale są też 40C, zależy jaka firma. Czy taki aku 20C byłby dobrym wyborem? Czy pociągnie to MiniSumo? Jeśli wybiore aku 700mAh, 20C to da mi on 14A prądu a jeśli robot potrzebuje więcej np. 20A to on nie zadziała on na takim aku?

dzieki za każdą odpowiedź 🙂

[Carpe Diem]

Te 14A o których mówisz to jest max jakie możesz ciągnąć z aku, jak pociągniesz więcej zabijesz li-pola.

[matt90]

a jak mogę sprawdzić ile pobiera mój robot?

[MirekCz]

To nie jest tak, że nie zadziała.

Dla nas 2 podstawowe parametry związane z akumulatorami to:

1. Opór wewnętrzny akumulatora

2. Temperatura akumulatora

a magiczna liczba C w pewnym stopniu pomaga nam odpowiedzieć na oba te pytania.

Opór wewnętrzny to w największym uproszczeniu rezystor wewnątrz akumulatora (a tak naprawdę całą masę różnych zjawisk dla maksymalnego uproszczenia zastępujemy rezystorem).

Jak masz akumulator 6V dający prąd 1000mAh przy oporze wewnętrznym 1R to szybko odkryjesz, że z równania R=U/I -> U=R*I -> U=1V czyli na samym akumulatorze masz spadek 1V i do układu idzie tylko 5V (to jest maksymalnie uproszczona sprawa, ale obrazuje co się dzieje w układzie).

Dla silnika może nie być to dużym problemem (będzie wolniej działał i tyle), ale dla naszego mikrokontrolera, który pracował na 5V za stabilizatorem może to być już koniec. Ponieważ na stabilizatorze liniowym tracisz jakieś minimalne napięcie (np. 0,5V) to z 5V robi się Tobie 4,5V - zakres w którym mikrokontroler o wysokim taktowaniu może przestać poprawnie działać.

Gdyby teraz nawet na moment prąd nagle skoczył do 2000mA to masz reset mikrokontrolera, bo okaże się, że dostaje napięcie 4V albo i mniej.

Termiczny problem jest już łatwiej dostrzegalny - duże prądy + opór wewnętrzny (+ procesy chemiczne) = nagrzewanie akumulatora. Przegrzanie go może doprowadzić do problemu z elektroniką znajdującą się w pobliżu, albo do trwałego uszkodzenia akumulatora (włącznie z jego samozapłonem).

Wracając do C. Jak mamy akumulator o pojemności 500mAh i 20C to w praktyce możemy pobierać z niego stale prąd 10A i nie powinniśmy mieć problemu ani ze zbyt znacznym spadkiem napięcia, ani z jego przegrzewaniem się (o ile szczelnie nie zamkniemy go). Przyjmijmy dla bezpieczeństwa (i jakiegoś sensownego czasu działania robota) wartość graniczną jako 5A (czyli w praktyce daje to Tobie przynajmniej ok.6min życia robota pod pełnym obciążeniem)

Teraz musisz obliczyć ile będzie pobierał twój minisumo. Przyjmijmy standardową konstrukcję - 2x pololu HP + kilka czujników i mikrokontroler.

Silniki pobierają maksymalnie ok. 2A (dla 7V), elektronika spokojnie zmieści się w 500mA, więc razem mamy 2*2A+0,5A = 4,5A. Krótko mówiąc spokojnie mieścimy się w wybranym limicie.

Jak widać akumulator "zawsze" zadziała, ale przy zbyt dużym poborze prądu:

1. Doprowadzi do ograniczenia poboru tego prądu, ponieważ część napięcia wytraci na oporze wewnętrznym i tak naprawdę do układu zasilanego dojdzie niższe napięcie

2. Duży pobór prądu nagrzewa akumulator i wpływa niekorzystnie na procesy chemiczne w nim zachodzące przez co faktycznie uzyskana z nich energia jest mniejsza od tej, której byśmy się spodziewali (czyli np akumulator 2000mAh przy poborze prądu 1C może dać rzeczywiście 2000mAh, ale przy poborze prądu 4C może już dać tylko 1800mAh w trakcie rozładowywania)

3. Przy dużych stratach własnych akumulatora napięcie dostarczane do układu zasilanego może być niższe niż wymagane do poprawnego działania i układ po prostu przestanie działać, zacznie się wieszać itd.

[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

[matt90]

wiec mysle że ten 14A spokojnie wystarczy. Ja mam w swoim 2xHp, 2x sharp 40cm, 2x CNY70 wiec to sie zmiesci w tych 500mA? Jak policzyc ile czasu robot pojedzie na naladowanym akumulatorze?

a co daje wyższa liczba C, bo niektóre mają 20C a niektóre 40C przy takiej samej ilosci mAh, czy to ma jakieś znaczenie?

[mmilejski]

Jak policzyc ile czasu robot pojedzie na naladowanym akumulatorze?

Musisz przyjąć jakiś średni (albo maksymalny, wtedy będziesz wiedział jak długo Twój robot pojedzie w skrajnym przypadku - i tak robimy teraz) pobór prądu Twojego robota, więc:

- tak jak kolega MirekCz napisał, elektronika nie powinna pociągnąć więcej niż ~500mA - więc tyle przyjmujesz (to musisz policzyć sam, np. w datasheecie mikrokontrolera jest napisane jaki prąd pobiera, prąd płynący przez oporniki liczysz z prawa ohma itd., każdy element po kolei, a potem sumujesz)

- silnik Pololu HP maksymalny prąd ~2A (przy zasilaniu 7V) x2

Z tego masz prąd 4,5A (2 x 2A + 500mA), twój stary akumulator ma pojemność 1Ah, więc prosta matematyka: 1Ah/4,5A ~ 0,2h ~ 10 minut

Musisz pamiętać, że są wartości szacunkowe, robot nigdy nie będzie pobierał stałej ilości prądu więc i czas pracy na naładowanym akumulatorze za każdym razem będzie różny.

[matt90]

ok kumam 🙂 a ile pociagnie HP przy zasilaniu 11,1V? mozna go zasilić bezpośrednio z tego napięcia czy trzeba dać jakiś stablilizator? Silniki podpięte oczywiście przez schotkiego z mostku H. jak to jest jeszcze z tą iloscia C ze niektóre mają 20C a inne 40C przy tej samej pojemności?

[baton]

Pojemność i maksymalny dozwolony prąd nie mają ze sobą nic wspólnego, po prostu jedne akumulatory pozwalają na większy pobór prądu, inne na mniejszy - kwestia producenta, planowanych zastosowań, kosztów i jeszcze pewnie wielu innych czynników.

A w realnym zastosowaniu pololu HP nie wciągnie raczej więcej jak 1A.

[MirekCz]

ok kumam 🙂 a ile pociagnie HP przy zasilaniu 11,1V? mozna go zasilić bezpośrednio z tego napięcia czy trzeba dać jakiś stablilizator? Silniki podpięte oczywiście przez schotkiego z mostku H. jak to jest jeszcze z tą iloscia C ze niektóre mają 20C a inne 40C przy tej samej pojemności?

1. Pobór prądu maksymalnego przez silnik DC jest praktycznie liniowy, więc możesz przyjąć, że skoro dla 6V maks to 1,6A to dla 11V będzie to blisko 3A.

Silniki Pololu można dać z tego napięcia, ale ich czas życia będzie krótszy.

2. Wartość C nie zależy od pojemności, ale od budowy akumulatora i użytych materiałów. Prosty akumulator z komórki może mieć przy 1000mAh 1-2C, a bardziej zaawansowany i nastawiony na prąd maksymalny akumulator modelarski będzie miał 20-40C. Generalnie im większa wartość C tym najczęściej akumulator jest droższy.

3. Wracając jeszcze na moment do obliczeń długości pracy robota na akumulatorze. Pamiętaj, że wartości przyjęte (2A na silnik i 0,5A na elektronikę) są wartościami maksymalnymi, czyli robot postawiony pod ścianą próbujący z całych sił przepchnąć ścianę będzie tyle pobierał.

W rzeczywistości elektronika pewnie będzie pobierać mniej (zależy co tam wsadzisz), powiedzmy 250mA, a silniki w normalnej pracy też średnio pobiorą mniej energii (0,25A?0,5A?1A? zależy od programu robota). Dlatego w praktyce może się okazać, że twój robot pobiera średnio 0,5A*2+0,25A = 1,25A prądu i z akumulatora 1000mAh będzie działał dobre 30minut.

[matt90]

ok, dziękuje bardzo za odpowiedź. Już wszystko jasne 🙂