Motoren besser von Elektronik abschirmen

[franzlst]

Hi,

in meinem neuen Roboter stecken 3 24V Faulhaber Motoren. Diese werden über 2 L293 angesteuert. Gespeist werden sie über 2 RC Akkus. Die Spannung wird über einen Spannungsverdoppler (https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?p=129328#129328) nahezu verdoppelt. Geregelt wird die Spannung dann mit einem Schaltspannungsregler (LM2575T-ADJ) (http://www.reichelt.de/?;ACTION=7;LA=6;OPEN=1;INDEX=0;FILENAME=A200%252FL M2575%2523NSC.pdf). Die Motoren sind wie im RoboterNetz Wissen beschrieben (https://www.roboternetz.de/wissen/images/3/3a/Entstoerung.gif) entstört. Nur sind statt der 47n Kondensatoren nu 100n verwendet. Die Zuleitungen sind außerdem je Motor zusammen (als + und -) 2 mal um ein Ferrit-Röhrchen (ca 1,5cm Länge) gewickelt (geht nicht öfter da das Röhrchen zu dünn ist).
Die Spannungsversorgung des RNMega128 erfolgt direkt über einen der beiden Akkus.

Problem ist nun dass wenn die Motoren stärker belastet werden, also zB in eine Richtung drehen und dann sofort in die andere, es zu einem Reset des Controllers kommt.

Was kann ich dagegen am besten machen? Kommt es hier zu einem Spannungsabfall oder einer Stromspitze (ich verfüge über kein Oszilloskop, kann das also nicht messen)? Würde es langen die Kabel zu trennen und einzeln um die Röhrchen zu wickeln (würde dann schätze ich 5 mal gehen)?

Vielen Dank schonmal

[Gock]

Moin!
Klingt eher nach kurzzeitig zu hoher Last. Versuche es mal mit einem richtig dicken Kondensator in der Nähe der Motoren (>2000µ) und nochmal 100n bzw 1µ (Vielschicht) direkt am Controller. Wenn es das nicht ist, schließe mal 2x2 RCAkkus parallel oder benutze eine starke Stromversorgung, möglicherweise bringen die den Strom einfach nicht.
Gruß

[Yossarian]

Hallo
Ohne Daten kann keiner was sagen.
Aber man kann wohl davon ausgehen, daß die Spannung einfach zusammenbricht.
Nimm getrennte Versorgungen für Leistung und Logik.

Mit freundlichen Grüßen
Benno

[avion23]

Hallo Franz,
überleg doch, was im Umpolmoment passiert:
Der Motor dreht aufgrund seiner Trägheit weiter. Die Spannung ist aber verpolt. Damit wirkt er als Generator, aber entgegen der der Akkuspannung. D.h. du hast mehr als einen Kurzschluss.

Für den Controller wirst du wahrscheinlich einen LInearregler verwenden. Schalte vor diesen einen kleinen Elko (den du dort sowieso wegen Schwingen hast) und davor eine Diode. Dann hast du den Controllerteil zumindest teilweise vom Leistungsteil entkoppelt. Sag dann, ob es etwas gebracht hat.

[franzlst]

Hoi,

danke für die Antworten.

Also es handelt sich um diese Motoren: http://faulhaber.de/uploadpk/d_1624S_DFF.pdf (24V Version) (mit dem Getriebe (http://faulhaber.de/uploadpk/d_155_165_MIN.pdf)).

Wie gesagt ich nutze das RN-Mega128Funk (http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?cPath=64&products_id=158), bei dem Linearregler sin ja da schon 3 Kondensatoren (100nF, 220µF, 470 µF) und direkt am Spannungseingang nochmal 100nF.

Ich hab auch noch 1000µF Kondensatoren da, macht es Sinn die beiden Elkos dadurch zu ersetzen?

Die 2000µF an den Motoren, sin damit Elkos gemeint? Das würde doch nicht gehn weil die Polung vertauscht wird?

Eien getrennte Spannungsversorung ist sicherlich das beste, allerdings fehlt dafür der Platz und es wäre zusätzliches Gewicht, das ich eigtl vermeiden möchte.

Die Akkus nennen sich CNH-330SC NiMh Akku (http://www.reichelt.de/?;ACTION=7;LA=6;OPEN=1;INDEX=0;FILENAME=D500%252FC NH-330SC%25230127.pdf)

Danke

[Tuxy]

Die 2000µF an den Motoren, sin damit Elkos gemeint? Das würde doch nicht gehn weil die Polung vertauscht wird?

Die Elkos vor die Motortreiber, da wird nichts verpolt.

[Yossarian]

Hallo
Zwei Akkus=2,4V, verdoppelt 4,8V.
Damit sollen 24V Motoren vernünftig laufen und der Controller sich nicht verhaspeln?

Mit freundlichen Grüßen
Benno

[franzlst]

So ich meld mich mal wieder, nach einigen Tests.

Die Elkos haben leider nichts gebracht. Ich seh ein, dass da wohl eine alternative Stromquelle her muss.


Hallo
Zwei Akkus=2,4V, verdoppelt 4,8V.
Damit sollen 24V Motoren vernünftig laufen und der Controller sich nicht verhaspeln?

Mit freundlichen Grüßen
Benno

Danke, aber damit gibts 2 Probleme:
a) Ich bräuchte einen 2. Spannungsverdoppler, ist wieder zusätzliches Gewicht, aber evtl zu verkraften
b) Akkus liefern nicht genug Strom

Zunächst habe ich es mit einem 9V Block versucht, aber die können wohl nur so 50mA liefern. Dasselbe mit 4 in Serie geschalteten Akkus, die kommen auf so 150mA.
Meine Elektronik zieht aber etwa 400mA, ist also einiges darüber.

Gibt es (natürlich möglichst kleine und leichte) Akkus, die so viel Strom liefern? (Mit klein meine ich wenn es geht halber Racing Akku oder so) An Kapazität würden mir dann auch 800mAh langen.

Was ich mir als Alternative eben noch überlegt habe, ist die Motoren mit nur einem RC-Akku und dafür 2 Spannungverdoppler zu betreiben, den andern Akku dann eben für die Elektronik zu verwenden.
Hier taucht aber die Farge auf, ob die RC-Akkus 2A liefern können, hat hier jemand Erfahrung?

Vielen Dank schonmal

[pctoaster]

Hi,
Du kannst ja auch mal drüber nachdenken, nur den MC extra zu versorgen oder dessen Betriebspannung über eine Diode mit folgendem Elko zu puffern.

Gruss
pctoaster

[franzlst]

Hi,
Du kannst ja auch mal drüber nachdenken, nur den MC extra zu versorgen

Sry, dass meinte ich mit "alternative Stromquelle". Mein Problem ist im Moment, wie diese 2. Stromquelle aussehen soll bzw ob ein RC Akku 2A Strom liefern kann.


oder dessen Betriebspannung über eine Diode mit folgendem Elko zu puffern.

Ist bereits der Fall, hilft aber leider nicht.

[pctoaster]

Hi,
Du sprichst von Deiner Elektronik mit 400mA Stromverbrauch. Ich meinte nur den Prozessor. Das sind höchstens einige mA.
Mit RC Akkus kenne ich mich nicht sonderlich aus. Aber es gibt hochstromfähige RC Akkus. Diese sollten den Strom liefern können.
Wie wäre es mit Li-Ionen Akkus ? Diese haben eine höhere Energiedichte.


Gruß
pctoaster

[franzlst]

Hi pctoaster,

ich denke dass der µC schon etwa 100mA frisst, da er auch noch 7 ICs betreiben muss. Zwar könnte ich den I2C Bus extra mit Strom versorgen (hab eich auch schon versucht), jedoch reagiert da gerade das Display (was den meisten Strom zieht) relativ empfindlich dadrauf (der µC auf dem Displayboard resettet, die Anzeige ist fehlerhaft) und ich weiß auch nicht ob das für die 4 US-Sensoren und den Kompass, die auch alle noch dranhängen, so gut ist.
Trotzdem danke für den Tipp.

LiIon Akkus sind mir wahrscheinlich zu teuer (hab ich mich noch nicht schlau gemacht, werde ich aber noch tun).

Ciao

[deSilva]

(1) Du solltest Dein 5V Netz in erster Line VOR dem Stabilistor puffern, nicht (nur) danach. Wenn Du den Spannungsregler mit einer Diode überbrückt hast, fleißt die Ladung sowieso ab, und wenn nicht, bekommst Du langfristig Problem mit dem Regler selbst :-)

GoldCaps gehen bis 2,6V, man kann da drei (je 1F) zusammenschalten, gibt 1/3 F und 8 V Das überbrückt bei 330 mA 1 Sekunde!! Bei Pollin gibt es schon "doppelte" (5,5 V) zu 2 Euro

(2) ich habe mich neulich etwas intensiver mit Akkus beschäftigt.
LiIonen sind i.d.R 3,7 Volt Zellen vom etwa selben Gewicht, Größe aber etwa doppelter Kapazität wie Racing Cells (also etwa 3 SubC-Zellen). Es gibt haufenweise Sonderangebote für "Camcorder Akkus" (Beispiel:
Typische China-Generika: 1800mAh 3,7V = 6 Euro ) Blätter mal bei Reichelt oder bei eBay. 7,4 Volt Typen haben dann die halbe Kapazität.

Ladegeräte sind preiswert zu haben.

Li-Polymer Akkus ("LiPo") sparen noch mal einiges an Gewicht, bei etwa doppeltem oder dreifachen Preis (Beispiel: "Kokam", 700mAh 3,7V 10 Euro)

Üblicherweise werden "10C" an Strom geliefert, also bei letzterem Akku problemlos 7 A!! Dies immerhin 6 Minuten lang)

Spannend bei LiPo sind die kleinen Größen (notabene: kleine Kapazitäten) in denen sie gebaut werden: ich habe hier einen klitzekleinen "Hubschrauber Akku mit 135mAh, der sich kaum noch von einer Knopfzelle unterscheidet...

LiPo gibt es in vielen Spannungsbereich als "Pack" (die üblichen 7,4V = 2S oder auch 11V und 14,8V = 3S bzw 4S) Zur Kapazitätsverdopplung werden sie im "Pack" auch manchmal parallel geschaltet (z.B. 2S-2P). Da kommt man dann aber schnell wirklich auf 100 Euro :-)

[pctoaster]

Hi,
noch einmal so ganz generell: Wenn Du Spannungsverdoppler benötigst, hast Du auf jeden Fall die falschen Batterien. Höheren Strom brauchst Du auch noch. Das beißt sich. Die Energie muß ja irgendwo her kommen.
Ein Spannungsverdoppler vernichtet Dir min. 20-30% Deiner Akkuenergie.
Also mach es ordentlich:
1 Akkusatz für den Motor (was immer Du da brauchst)
2 Akkusatz für die Elektronik (4.8V 100mAh)

Alles andere ist Murks. Du hast, wenn ich diesen Thread noch einmal in Ruhe durchlese, kein Problem kurzfristiger Spannungsspitzen (dafür wurden hier Lösungen aufgezählt), sondern massive Probleme mit der Stromversorgung überhaupt. Daß Du überhaupt den Versuch machst, so etwas mit einer 9V Blockbatterie in den Griff zu bekomme, zeigt mir das.
Du hast die Wahl (ordentliche Lösungen mal vorausgesetzt): Billig, aber schwer (Blei, NiH Akkkus) oder eben LiIon Akkus: Teuerer, schwieriger zu handhaben, aber leicht und klein. (Hier unbedingt ins Datenblatt wegen der Strombelastung schauen. Da gibt es erhebliche Unterschiede)

Gruß
pctoaster

[MrHack]

Ich würde eher mal an das Problem selbst ran gehen, d.h. den Motorstrom (Kurzschlussstrom) begrenzen, bzw. die Anstiegsflanke des Stroms abflachen. Hab fast das selbe Problem dieses Jahr an unseren Rennauto an der FH auch beobachten müssen. Wir sind dann umgestiegen auf den BTS7960B (http://www.infineon.com/cms/en/product/channel.html?channel=ff80808112ab681d0112ab69d9b90 33b)-Baustein von Infineon (Novalith IC). Das ist eine Halbbrücke, die einen Current Sense besitzt, in unseren Falle für die Stromabschaltung wichtig und einen extra Pin um die Anstiegsflanke zu bestimmen. Ein weiterer Vorteil dieser Bauteile ist schlichtweg die Kurzschlusssicherheit, d.h. die lassen nur eien bestimmten max. Kurzschlussstrom durch und bei überhitzen wird einfach abgeschalten.

Analog gibt es dazu noch die Trilith IC Serie (http://www.infineon.com/cms/en/product/channel.html?channel=ff80808112ab681d0112ab69d7ca0 335), das sind dann die Vollbrücken, besitzen leider keinen Current Sense.

mfg
Sebastian