LiPo und 4 Channel Motor Controller

[PMaff]

Ich hab hier einen Turnigy 5000mAh Lipo Akku - 3S, der mit 11.1V angegeben ist.
Wenn ich mit einem Multimeter messe, sagt das Multi 12.52V

Der Motorcontroller Dagu 4 Channel DC Motor Controller gibt an, dass bei mehr als 12V der Controller beschädigt werden kann.
Mir ist klar, dass die Spannung weniger wird, wenn der Controller und die restliche Elektrik Strom zieht,
aber wie ist das ganz am Anfang wenn man den LiPo mit dem dazwischen liegenden Schalter (im Minus-Kabel) einschaltet?:confused:

[Geistesblitz]

Eine LiPo Zelle hat eine Nennspannung von 3,7V und eine Ladeschlussspannung von 4,2V. Sind also alle drei Zellen vollgeladen und in Reihe (3S) ist die Spannung bei 12,6V, ist also ganz normal für einen vollen Akku. Ob die 0,6V wirklich so viel Schaden anrichten können ist fraglich, ich betreibe auch schon seit einiger Zeit Schrittmotortreiber mit 36V, obwohl die für maximal 35V zugelassen sind ohne Probleme. Falls du aber wirklich auf nummer Sicher gehen willst, kannst du ja noch eine dicke Diode davor schalten, die den auftretenden Strom abkann. Die haben meist so eine Durchlassspannung von 0,65-0,7V und würden damit den Pegel auf unter 12V senken. Allerdings erreicht der Akku relativ schnell den Nennbereich von unter 4V pro Zelle, dann würde dir also wieder Spannung verloren gehen. Ich wär dafür, es drauf ankommen zu lassen und den Akku direkt anzuschließen. Viel sollte da eigentlich nicht passieren. Wären es 15V oder so wäre es schon kritischer.

[PMaff]

Eine LiPo Zelle hat eine Nennspannung von 3,7V und eine Ladeschlussspannung von 4,2V. Sind also alle drei Zellen vollgeladen und in Reihe (3S) ist die Spannung bei 12,6V, ist also ganz normal für einen vollen Akku. Ob die 0,6V wirklich so viel Schaden anrichten können ist fraglich, ich betreibe auch schon seit einiger Zeit Schrittmotortreiber mit 36V, obwohl die für maximal 35V zugelassen sind ohne Probleme. Falls du aber wirklich auf nummer Sicher gehen willst, kannst du ja noch eine dicke Diode davor schalten, die den auftretenden Strom abkann. Die haben meist so eine Durchlassspannung von 0,65-0,7V und würden damit den Pegel auf unter 12V senken. Allerdings erreicht der Akku relativ schnell den Nennbereich von unter 4V pro Zelle, dann würde dir also wieder Spannung verloren gehen. Ich wär dafür, es drauf ankommen zu lassen und den Akku direkt anzuschließen. Viel sollte da eigentlich nicht passieren. Wären es 15V oder so wäre es schon kritischer.

Würde es Sinn machen, so ein Teil dazwischen zu schalten: http://www.amazon.de/gp/product/B00GXXQ1VA?psc=1&redirect=true&ref_=oh_aui_detailpage_o01_s00
und damit die Spannung niederer als 12V anzusetzen? Braucht klarerweise wieder Saft und verkürzt die Dauer, wie lange man mit dem LiPo arbeiten kann.
Irgendwie werde ich das Ganze sowieso abschalten müssen, wenn der LiPo unter einen bestimmten Wert fällt. Da weiss ich noch nicht, wie ich es mache.

[ARetobor]

Hallo,
eine Diode in Reihe ist da nicht sehr hilfreich, dafür nimmt man eine Suppressordiode (parallel am Eingang )
Die Stromversorgung sollte dann aber nur im Betrieb zuschalten.(Es fließt solange mehr Strom bis die Spannung = Spannung S-Diode)
Ein Schutzwiderstand in Reihe der Diode ist in dem Fall sinnvoll.
Ein DC-DC Wandler geht auch: ( Am Ausgang vom Wandler wieder eine Passende S-Diode)
Die Wandler-Ausgangsspannug sollte dann aber unter der Schutzspannung der S-Diode liegen)

Ob das ganze nötig ist hängt davon ab ob der Controller wirklich so empfindlich ist -> Ich glaube nicht (keine Garantie)

Gruß
ARetobor

[Klebwax]

eine Diode in Reihe ist da nicht sehr hilfreich, dafür nimmt man eine Suppressordiode (parallel am Eingang )
Die Stromversorgung sollte dann aber nur im Betrieb zuschalten.(Es fließt solange mehr Strom bis die Spannung = Spannung S-Diode)

Dieser Strom kann bei einem Akku mit 5Ah leicht für viele Sekunden 50A und mehr werden, was die Suppressordiode zum durchlegieren bringt. Dieses führt im weiteren Verlauf zur vollständigen Entladung und damit zur Zerstörung des Akkus. Beide Teile kaputt, keine gute Ideee.


Ein Schutzwiderstand in Reihe der Diode ist in dem Fall sinnvoll.
Nun liegt an der Last die Spannung der Suppressordiode plus der Spannungsabfall über dem Widerstand. Macht man den Widerstand groß damit die Diode nicht durchbrennt, entlädt sich der Akku nur ganz langsam und die Spannung bleibt zu lange zu hoch. Macht man den Widerstand klein, tritt der oben genannte Fall ein. Auch keine gute Idee.

Schaltet man den Widerstand zwischen Akku auf der einen Seite und Suppressordiode und Last auf der anderen Seite (so wie man Suppressordioden normalerweise einsetzt), verliert man immer, auch wenn der Akku weniger Spannung als die 12V hat, Spannung am Widerstand. Auch nicht doll.

Da ist dann die eine Diode in Durchlassrichtung und in Reihe geschaltet schon die bessere Lösung. Da bleibt der Verlust auf die Didenschwellspannung begrenzt. Sie muß dann aber der den Anlauf- bzw Blockierstrom von 4 Motoren vertragen. Das kann schon kräftig werden.

Wenn die Schaltung und die Bauteile des Controllers bekannt sind, kann man ja mal überprüfen, wie eng die 12V zu sehen sind.

MfG Klebwax

[PICture]

Hallo!

Bessere Lösung wäre serialle Diode nur mit dem Controller IC anschliessen (z.B. durch trenner einer Leiterbahn). Dann braucht sie keine Motorströme leiten. ;)

[ARetobor]

Hallo MFG Klebwax,

ich muss wiedersprechen.

Die Diode in Reihe kann nicht schützen!
- ein Schaden entsteht durch Spannungsüberhöhung im Leerlauf.
- erschwerend kommt noch dazu, dass bei Erwärmung die Spannungsfestigkeit der Bauteile sinkt.

Zur Supressordiode
- sie ist ein relativ Preiswertes Bauteil und wird bei zu hoher Spannung geopfert
- der Kurzschluss soll weitere Schäden an dem Schutzobjekt verhindern
- um Folgeschäden an der Stromversorgung zu verhindern muss natürlich eine Sicherung eingebaut werden

Ich stimme zu, dass in dieser Schaltungskonfiguration eine Supressordiode sehr ungünstig ist.

Nun, bei einer Entscheidung kann nur der Preis weiter helfen.

Wenn der Regler kein Vermögen kostet einfach Risiko.

Sonst hilft nur ein anderer Regler bzw. ein Akku mit geringere Spannung.

Gruß
ARetobor

[PMaff]

Wenn die Schaltung und die Bauteile des Controllers bekannt sind, kann man ja mal überprüfen, wie eng die 12V zu sehen sind.

MfG Klebwax

Danke an alle für die vielen Antworten.

Leider sehe ich unter
http://robosavvy.com/RoboSavvyPages/Dagu/4ChannelDCMotorControllerManual.pdf
kein Schaltbild.
Es steht dort nur "This device is rated for a maximum motor supply voltage
of 12V. Exceeding this voltage may permanently damage the device"
Ich habe keine Ahnung, wie eng diese Toleranzen sind und wie schnell das passiert. Vielleicht fällt die Spannung beim Verbauch der Gesamt-Schaltung sowieso schnell genug unter 12V?
Das gekaufte Gesamtkit sieht so aus: http://robosavvy.com/store/dagu-rover-5-arduino-kit-4-motors-and-4-encoders.html
Auch hier fehlen wieder Angaben zum Stromverbrauch der beiden Karten. Ich nehme mal an, daß der Innenwiderstand des LiPo zu vernachlässigen ist und nicht hilft. Gibt es irgendwas, das die Spiderkarte zuerst einschaltet und dann mit einstellbarer Verzögerung die Motorcontrollercard, vielleicht sogar mit einem eingebauten DC-DC Regler, der konstant z.B. 11.5V hält?

[Geistesblitz]

Ich bleib dabei, dass da nicht viel passieren wird, wenn man den Lipo direkt anschließt. Gut, um die Motorspannung nach der Logikspannung einzuschalten kann man bestimmt einen High-Side-Switch verbauen, der dann vom Controller nach dem Initialisieren eingeschaltet wird oder so, jedenfalls zu einem Zeitpunkt, an dem die Logikspannung definitiv da ist und die Motorspannung bedenkenlos eingeschaltet werden kann. Steht denn im Datenblatt des Motorboards etwas dazu, dass das gegen sowas empfindlich ist? Kenn das von Schrittmotorsteuerungen, dass das schon wichtig ist, aber muss ja nicht überall so sein, zB. wenn die Platine einen eigenen Spannungsregler für die Logikspannung hat. Jedenfalls könnte der Switch selber noch für einen kleinen Spannungsabfall sorgen.

Achja, hab gerade mal in den Schaltplan zum Board geguckt, die Mosfets in den H-Brücken sind für 30V zugelassen und sonst hängt außer ein paar Pull-Up-Widerständen für die Gates so gut wie nix an der Motorspannung mit dran. Eigentlich können die 0,6V mehr da nix kaputt machen.

[Klebwax]

Hallo MFG Klebwax,

ich muss wiedersprechen.

Die Diode in Reihe kann nicht schützen!
Es geht hier nicht um "schützen". Es geht schlicht darum, die Spannung des vollgeladenen Akkus von über 12V (12,5V gemessen) auf eine Spannung kleiner als 12V zu bringen.

- ein Schaden entsteht durch Spannungsüberhöhung im Leerlauf.
Davon war im ersten Post und in meiner Antwort nicht die Rede.

Wenn eine zu hohe Spannung des Akkus, der Normalfall nach voller Ladung, eine Sicherung auslöst, ist das System unbenutzbar.


Leider sehe ich unter http://robosavvy.com/RoboSavvyPages/...llerManual.pdf kein Schaltbild.

ich sehe hier (http://www.robotshop.com/en/dagu-4-channel-brushed-dc-motor-controller.html) schon einen Link auf den Schaltplan.

Und ohne mir das genau angesehen zu haben, würde ich Geistesblitz
Achja, hab gerade mal in den Schaltplan zum Board geguckt, die Mosfets in den H-Brücken sind für 30V zugelassen und sonst hängt außer ein paar Pull-Up-Widerständen für die Gates so gut wie nix an der Motorspannung mit dran. Eigentlich können die 0,6V mehr da nix kaputt machen. zustimmen.

MfG Klebwax

[Geistesblitz]

Doch ein bisschen zu schnell geguckt: an der Motorspannung hängen auch noch ein paar Elkos, die für 16V zugelassen sind, wegen Sicherheit wurde dann wahrscheinlich 2/3 dieser Spannungsgrenze als maximale Motorspannung angegeben. Mit 0,6V mehr sollte aber trotzdem nix passieren, die Spannungsfestigkeit eines Elkos ist halt der Wert, bei dem der Elko garantiert innerhalb seiner Spezifikation funktioniert. Würdest du diese Kondensatoren gegen Typen mit 25V oder gar 35V tauschen könntest du sogar höhere Spannungen verwenden, aber das wäre halt eher experimentell. Achja, der Schaltplan ist hier: http://robosavvy.com/RoboSavvyPages/Dagu/4ChannelDCMotorControllerSchematic.pdf

[PMaff]

Doch ein bisschen zu schnell geguckt: an der Motorspannung hängen auch noch ein paar Elkos, die für 16V zugelassen sind, wegen Sicherheit wurde dann wahrscheinlich 2/3 dieser Spannungsgrenze als maximale Motorspannung angegeben. Mit 0,6V mehr sollte aber trotzdem nix passieren, die Spannungsfestigkeit eines Elkos ist halt der Wert, bei dem der Elko garantiert innerhalb seiner Spezifikation funktioniert. Würdest du diese Kondensatoren gegen Typen mit 25V oder gar 35V tauschen könntest du sogar höhere Spannungen verwenden, aber das wäre halt eher experimentell. Achja, der Schaltplan ist hier: http://robosavvy.com/RoboSavvyPages/Dagu/4ChannelDCMotorControllerSchematic.pdf

Ok, Danke für den Link zum Schaltbild.
Ich hab mal D13 5V und GND der Spidercard zur VCC vom Motorcontroller gelegt, eventuell sollte ich hier GND neben dem Resetschalter und 5V von dem Pin unter A0 nehmen. Im Netz las ich, dass hier eine stabilisierte Spannung anliegt.
Testhalber mit 6 * NiMH, also weit unter 12V gleichzeitig an DC Input der Spider und an Vbat der Motorcontroller.
Alles mit einem extra Schalter im Minuszweig von der Stromversorgung eingeschalten (Schalter auf Spider = ON), das scheint zu gehen mit einem kleinen Testprog der Spidercard.
Das mit dem zuerst Logik und dann Vbat der Motorcontrollercard scheint nicht so wichtig zu sein.