Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Der ideale Spannungsregler?
Hi!
Ich möchte einen kleinen Roboter mit einer 9V Batterie betreiben, die Schaltung läuft mit ca. 5V. Welche Schaltung ist am besten geeignet, mir "batterieschonend" diese Spannung zu erzeugen?
Eine Schaltung mit einem 7805 kann ich aufbauen, aber die "verbrät" mir zu viel.
(Warum) gibt es keine 5V-Batterien? ( kommt mir nicht mit Chemie ;-) )
Grüsse,
Christoph
m.artmann
25.09.2004, 18:54
Hallo Christoph,
Du könntest NiCd Akkus verwenden, 4 Stück mal 1,2V macht dann 4,8V.
Da frisch geladene Akkus mit 1,3 bis 1,4V meist sogar ein wenig mehr als
die angegebenen 1,2 V haben sollte es damit funktionieren.
Gruß
Michael
Hallo Christoph,
Du könntest NiCd Akkus verwenden, 4 Stück mal 1,2V macht dann 4,8V.
Da frisch geladene Akkus mit 1,3 bis 1,4V meist sogar ein wenig mehr als
die angegebenen 1,2 V haben sollte es damit funktionieren.
Gruß
MichaelKlar, das geht. Das Problem ist aber die Grösse und das Gewicht der Batterien/Akkus. Vier Mignonzellen sind halt größer als ein 9V Block.
Ich baue einen kleinen Feuermelder zum Roboter um, das Gehäuse bietet Platz für einen 9V-Block (und sonst nichts :) ).
Christoph
Hallo Christoph
Deshalb gibt es ja Akkupacks. Dort setzt man soviele Zellen ein wie man braucht um seine gewünschte Spannung zu erhalten. Gleichfalls kann man durch die Auswahl der Zellen die Akkupacks auch auf Energieinhalt, Größe und oder Gewicht trimmen. Ich brauche in meinem "schwimmenden Roboter" viel Energie und habe daher 20 Zellen, Mono D, die sind recht groß, mit je 8Ah, im Einsatz. Der Akkupack hat also 24V Spannung bei 8Ah, somit 192Wh an Energie.
Aber dein Problem habe ich auch. Die 24V brauche ich für den Antrieb der Motoren, die Logik in den elektronischen Schaltungen braucht 5V und 3V. Würde ich jetzt einen Linearregler einsetzen um von 24V auf z.B. 5V und 3V zu kommen, würde ich nur 1/8 (3V), bzw. 1/5 (5V) der gewandelten Leistung benutzen, der Rest wird in Wärme umgewandelt. Das ist zwar nicht sehr schlimm, da die Logik im Vergleich zu den Motoren nur minimal Leistung benötigt und so nur ein sehr kleiner Anteil der Batterieleistung diese katastrophalen Wirkungsgrade haben. Eine bessere, aber auch viel aufwendigere Methose ist es Schaltregler einzusetzen. Die haben bei der Spannungswandlung eine Effektivität von >80% bis weit in die 90%.
Du könntest NiCd Akkus verwenden, 4 Stück mal 1,2V macht dann 4,8V.
Da frisch geladene Akkus mit 1,3 bis 1,4V meist sogar ein wenig mehr als
die angegebenen 1,2 V haben sollte es damit funktionieren.
Das wäre ungefähr so sinnvoll wie wenn man einen Zapfhahn oben ins Bierfass einschlägt statt unten ;-)
Warum dein Vorschlag überhaupt keine besonders gute Idee ist, ist in deiner Antwort eigentlich schon enthalten.
Da wie du ja selber schreibst nur frisch aufgeladene Akkus eine höhere Spannung haben, würde man die Akkus immer nur teilentladen, denn bei ihrer eigentlichen Nennspannung reichen sie ja für die Versorgung schon nicht mehr aus.
D.h. zum einen hätte man sehr geringe Laufzeiten, weil man nur ein paar Prozent der Akku-Kapazität nutzt, zum anderen wären die Akkus schnell hinüber, weil NiCd Akkus es gar nicht gerne haben, wenn man sie immer nur teilentlädt (Memory-Effekt).
Eine Schaltung mit einem 7805 kann ich aufbauen, aber die "verbrät" mir zu viel.
Die Schaltung hat Verluste, aber die sind prportional zu der Leistung die du am Ausgang abnimmst. Bei den paar mA die ein Controller und ein bischen Elektronik brauchen ist das gar nicht so wild.
Bei den meisten grösseren Verbrauchern, z.B. Motoren, Lämpchen, Servos usw. kommt es meist gar nicht so genau auf die Spannung an, d.h. die muss man nicht unbedingt über den Regler laufen lassen.
Ich würde die Akkuspannung so wählen, dass man die grösseren "Stromfresser" direkt ungeregelt anschliessen kann und mir über die Verluste die die reine Elektronik im Regler verursacht keine grossen Gedanken machen.
Ansonsten kämme auch noch ein Schaltnetzteil in Frage. Da sind die Verluste niedriger als in einem einfachen Regler, dafür ist es aber auch etwas aufwendiger.
Einen Schaltplan findest du z.B. hier:
http://www.kreatives-chaos.com/index.php?seite=schaltnetzteil
m.artmann
25.09.2004, 20:58
Nun , ich gebe ja zu dass die Akkus vielleicht nicht ganz optimal entladen werden. :oops:
Ich habe jedoch schon 7-8 Monate lang eine AVR Schaltung mit angeschlossenem Modellbauservo
und 4 Mignonzellen in Betrieb. Zugegeben es ist ein ATMega8L mit 2,7V-5-5V Spannungsbereich
und der Servo läuft nur einigemale pro Tag und wird dann vom AVR dann wieder abgeschaltet.
Denn nur dadurch halten die Akkus auch immer einen Tag lang durch.
Jedoch werden sie auch täglich einmal geladen und bei einem ALDI Verkaufspreis von 1,99 Euro
für ein 4er Set Mignons oder Micros ist es mir ehrlich gesagt auch völlig wurscht ob sie auf ein paar hundert
Lade- Entladezyklen kommen oder nicht.
Es kommt hald darauf an was für einen Roboter er bauen will und wie hoch der Stromverbrauch ist.
@Christoph: Beschreib doch mal was Du Dir denn so vorstellst.
Jedenfalls wenn er seinen Roboter mit einer 9V Batterie betreiben will kann der Stromhunger nicht sooo groß sein. 8-[
Vier Micro Akkus in einem Batteriehalter haben jedenfalls eine höhere Kapazität als eine 9V Batterie und sind
auch etwa gleich Groß.
Gruß
Michael
Schaltregler (leider nur Conrad)
Artikel-Nr.: 147036 - U0 -> 85% Wirkungsgrad 24€
Heftiger Preis...ich hab vor kurzem irgendwo ein bisschen größere Schaltregler in vergossenem Gehäuse gesehn, weis aber nicht mehr wo.
Auch 3 Beinchen und gut, wahrscheinlich billiger weil weniger kompakt ,-)
Gruß, Sonic
Hab ich das nur überlesen oder wurde noch nicht die Frage nach einem einfachen 7805 gestellt?
Martin
Es kommt hald darauf an was für einen Roboter er bauen will und wie hoch der Stromverbrauch ist.
@Christoph: Beschreib doch mal was Du Dir denn so vorstellst.
Jedenfalls wenn er seinen Roboter mit einer 9V Batterie betreiben will kann der Stromhunger nicht sooo groß sein. 8-[
Vier Micro Akkus in einem Batteriehalter haben jedenfalls eine höhere Kapazität als eine 9V Batterie und sind
auch etwa gleich Groß.
Gruß
Michael
Das ist er, als Attachment. Da muss ausser der Batterie noch ein Servo hinein und die Steuerplatine. Meine zum Grössenvergleich mit abgelichtete Hand ist deutlich unter einen Meter gross :)
Insgesamt drei Servos zu versorgen (Futaba S3106) und ein Paar LEDs.
Aber die Antwort ist glaube ich schon gefallen: Die Servos direkt an der 9V-Batterie betreiben und nur die Steuerung über einen 7805 versorgen. Das könnte gehen.
Mit "Micro Akku" meinst Du "AAA" oder LR03 - Bauformen? Batteriehalter hatte ich dafür noch nicht in der Hand ... und, kleiner als ein 9V-Block?
Grüsse, Christoph
Hallo,
eine LR03 oder auch AAA Batterie/Akku ist:
Länge: 44.2 mm
Breite/Durchmesser: 10.15 mm
Dann kannste nen vierepack nehmen, das ist:
50.3 mm hoch und 24.4 mm dick und quadratisch.
Martin
Hi Christoph!
Sind die Servos denn überhaupt für 9V gebaut/geeignet?
Nacher zerbrutzelst Du Dir noch die Servos!?
Hi Christoph!
Sind die Servos denn überhaupt für 9V gebaut/geeignet?
Nacher zerbrutzelst Du Dir noch die Servos!?
Mist! Guter Einwand. Futaba spricht von 4,8 V ;)
Also, alles wieder offen ...
Christoph
Hi Hyla,
Bau Dir doch einfach einen Schaltregler basierend auf den MC34063A.
Ich habe davon selbst einige am laufen.
Such' einfach einmal bei Google (http://www.google.de) nach "MC34063A Schaltreglerbaustein"
ciao
kondenstater + zenerdiode +wiederstand; was "verbrät" das?
denn wir haben das gerade in elektrotechnik in der schule durchgemacht.
Probier mal 5 AAA NiMH (a 800 mA) Akkus in Reihe zu schalten. Die Sechs Volt sollten für den Servo reichen. Für die 5V nimmst du einen Mittelabgriff an 4 Akkus vor. Die 4,8 Volt sollten im Toleranzbereich der meisten IC's sein (mal Datenblätter studieren)
Wenn du den Servo mit den 4,8 V betreiben willst, reichen die 4 Batterien ja bereits aus.
Gehen aber durch nen blöden Zufall die 6V ungehindert auf den Controller kann er durchaus abrauchen.
Wo ist das Prob ein oder zwei (zum Entkoppeln) 7805 im TO92 und TO220 (für den Servo) Gehäuse zu nehmen?!? Nur die beiden Gehäuse und keine weitere Pherepherie - mehr Platz sparen kann man kaum.
AlexAtRobo
30.09.2004, 14:41
Geh einfach mal in ein Modellbaugeschäft. Die 1,2 Volt Zellen gibt es in verschiedensten Baugrößen. Dort findest du auch Typen, die zu "viert" in einen 9V Schacht passen. Wenn du NiMh Zellen nimmst, haben die wahrscheinlich sogar eine bessere Kapazität als dein 9V Block. Ausserdem finden die Servos das "super" da im Modellbau 4x1,2 V typisch sind. Und NiMh Zellen halten die Spannung ziemlich lange, sprich, die werden auch recht gut enladen. 5 Zellen ist im Modellbau auch möglich, da bist du bei 6V Nennspannung. Ich setze einen Tiny12 in meinem Projekt ein, der hält das zumindest momentan aus. Im schlimmsten Fall kannst du immer noch einen 7805 vorschalten und es sollte passen.
lg
Alex
mit einer vorgeschalteten Si-Diode (0,7V) können 5V-IC's auch aus 6V-Akku's betrieben werden, ohne (Strom)verluste (die bei 7805-Reglern oder Zenerdioden unvermeidlich sind).
RG
Das ist nicht ganz richtig.
Die 0,7V Spannungsabfall und der Strom, der darüber geht, bedeuten ebenfalls Verlustleistung. Dahingehend wärs egal ob man eine Diode oder einen 7805 nimmt. - der 7805 hält aber die Spannung länger konstant. ;)
Aus dem oben genannten Grund müssen Gleichrichterbrücken bzw. Dioden, die hohe Ströme vertragen sogar gekühlt werden. Eine B80C3000 verträgt ohne Kühlung gerade mal 1,5A. Bei höherem Strom würde die den Hitzetod sterben - und die Gesamte Schaltung dahinter zu 99%iger Sicherheit kaputtgehen - mit Kühlung sind es die angegebenen 3A.
Mir wurde mal eine Hochleistungsdiode gezeigt, die 10kW !Verlustleistung! Verträgt (aber eben nur gekühlt). Der Spannungsfall bei Nennstrom betrug 2,4V - wer Lust hat kann sich den Strom also ausrechnen.
mit einer vorgeschalteten Si-Diode (0,7V) können 5V-IC's auch aus 6V-Akku's betrieben werden, ohne (Strom)verluste (die bei 7805-Reglern oder Zenerdioden unvermeidlich sind).
RG
Das ist schon richtig, ein normaler 7805 kommt nicht mit 0,7V (low drop) aus, er genehmigt sich knapp 2V und ist an 6V nicht zu betreiben.
Die 0,7V an der Diode sind dann die Spannung für die Verlustleistung.
(Die ausgesprochenen "Strom-"verluste sind beim 7805 noch recht gering.)
Manfred
@ Gast (heute Morgen):
schön zu wissen, das es Gleichrichter für 4kA gibt; war aber nicht ganz das Thema dieses Threads...
RG
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