Robot mit Via Epia TC X? I2C? Stromversorgung...?

[batti112]

Hi!

Ein paar Daten zu meinen Robby:

µC:
Atmega32
7,37..Mhz
115200Baud

GameboyKamera-Modul:
1xPCF8571
1xPCF8591


Mein Robby besitzt momentan einen Atmega32 der 2 Schrittmotoren ansteuert.
Zusätzlich steuert er per I2C einen AD-Wandler sowie eine Porterweiterung an die an eine GB-Cam angeschlossen sind.
Das Auslesen eines Bildes dauert auf diesem Wege recht lange(>5sek.), was mich auch so nicht weiter stört.
Problem ist momentan nur, das der Roboter keine weiteren Befehle verarbeiten kann, während er ein Bild liest.
Dies macht die Steuerung des Roboters per Hand ziemlich unpraktikabel.
Eine Lösung wäre sicherlich, der Cam einen eigenen µC zu geben, der über genügend Speicher verfügt um das Bild bis es fertig ausgelesen ist zu cachen.

Ich traue es mir momentan nicht zu einen µC mit externen RAM zu betreiben ( die Howtos scheinen mir recht kompliziert).

Und nun zu der Idee:
Mein Roboter verfügt momentan über einen 2,5Ah Bleiakku und es wäre allgemein ziemlich schön, wenn ich ihn mit einen eigenen Rechner ausstatten könnte.
-> könnte dann über 2 serielle Ports (1 für Cam, 1 für weitere Ansteuerung) den Robby steuern.

Habe nun diese Via Epia Boards gesehen.
Die Spannungsversorgung wird, wenn ich das richitg sehe, mit 12V angegeben, bei einem maximalen verbrauch von 5A.
Meint ihr, das ich überhaupt so ein Board mit meinem Bleiakku betreiben kann?
Wenn ja:
Was muss man zur Spannungsstabilisierung tun?
Hat jemand Erfahrung mit diesen Boards, und kann etwas zum Verbrauch bzw. Realisierbarkeit sagen?
Hat jemand schon das eingebaute I2C genutzt? (am besten unter Linux)
Welches Board (das 600/1000) empfehlt ihr für diesen Zweck?

mfG
Batti

[uwegw]

Meint ihr, das ich überhaupt so ein Board mit meinem Bleiakku betreiben kann?

der akku ist dafür etwas unterdimensioniert...
1. musst du ja auch noch die motoren versorgen...
2. lässt die nutzbare kapazität eines akkus immer weiter nach, je höher der entladestrom ist (siehe datenblatt). ein 4,5Ah akku von dem ich grad das datenblatt dahab hat bei 4,5A entladenstreom nur noch 2Ah...

für diese boards gibts extra platinen mit nem schaltregler um die akkuspannung zu stabilisieren... direkt am akku hat man sonst erst zuviel und später zu wenig spannung...

[batti112]

Also mein Fahrgestell könnte noch meinen 3,4Ah Bleiakku aufnehmen, dann ist aber langsam Schluss (wegen Gewicht und so).
Kann jemand denn eine andere "embedded" Lösung empfehlen, die in dem gleichen preislichen Rahmen liegt?

[Hessibaby]

Hi batti,

die VIA-Epia-Boards sind von den bezahlbaren die mit der geringsten Leistungsaufnahme. In einer normalen Applikation in der der Prozessor mit 5-10% Last arbeitet nimmt das TC ca. 2,6A auf. Allerdings würde ich Dir dringend empfehlen das Board nicht am gleichen Akku wie die Motoren zu betreiben da das erhebliche Probleme mit sich bringt. Den 4,5Ah-Akku kannst Du dafür unbesorgt einsetzen.

Gruß Hartmut

[batti112]

Hi Hartmut,
meinen Robby kann ich maximal mit 3,4Ah ausstatten.
Wenn ich für meine Motoren einen 2.Akku mitschleppen müsste, dann würde das mein Fahrgestell ziemlich belasten. Muss mal testen was es so verkraften kann...

Hat jemand denn Erfahrung mit dem pc104?
Finde zu diesem Board keinen Preis...

Ehrlichgesagt wäre es mir lieber, wenn ich ein Board finden würde welches weniger verbraucht, und dafür auch ruhig weniger Leistung bringt.

mfG

Batti

[batti112]

Habe gerade gelesen, dass das TC6000 bei recht hoher Last (DVD abspielen) <17Watt verbraucht, das wären doch bei 12V Versorgungsspannung 1,4A.
Ist das realistisch(das wäre noch vertretbar)?

Wenn ich mich dazu entscheiden würde ein TC6000 zu kaufen,
was muss man denn zur Spannungsstabilisierung tun?
Habe etwas davon gelesen, das man zu diesem TC gleich ein "Spannungsstabilisierboard" kaufen kann, leider sind alle Online-Shops die ich gefunden habe nicht erreichbar.

[Hessibaby]

Hi Batti,

die Werte sind schon realistisch. Wenn Du dem Board einen eigenen Akku spendierst benötigst Du keine Stabilisierungsschaltung nur eine Feinsicherung von 3,15A mt (mittelträge). Einen Tiefentladeschutz brauchst Du normalerweise auch nicht da das Board unter 10,8V eh abschaltet allerdings sicher ist sicher.

Gruß Hartmut

[batti112]

Ok, danke für die Infos!
Habe etwas vom ITPS gelesen
(https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=7885&highlight=).

Damit müsste es doch möglich sein, Board + Motoren an einem Akku anzuschließen, oder?
Naja, ich werde erstmal andere Bauteile meines Robbys testen, um dann zu gucken ob sich die Anschaffung dieses Boards lohnt (ist ja ne ganz schön große Stange Geld).

mfG
Batti

[Hessibaby]

Hi Batti,

nimm einen zweiten AKKU. Ich schreibe aus Erfahrung denn ich habe ein Board wegen einer Spannungsspitze aus der Bordelektrik eines PKW verloren und die GPS-Maus war auch hin.
250€ in die Tonne zu werfen tut weh.

Gruß Hartmut

[batti112]

Oh, das ist natürlich ein sehr gutes Argument!
Werde deinen Rat befolgen.

mfG
Batti

[batti112]

Wie würdet ihr das Problem mit der Spannungsversorgung denn Lösen?
Ein vollgeladener Bleiakku besitzt ja so seine 13,6V.
Würdet ihr einfach eine Diode dazwischen löten?
(siehe: https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=7885&highlight=)

Ich meine die Spannungsversorgung sollte ja schon ein wenig vernünftig sein.
Allerdings sind mir 37€ für ne fertige Spannungsversorgung zu teuer...

mfG

Batti

[Hessibaby]

Hi Batti,

wenn der Akku durch das EPIA-TC belastet wird liegt die Spannung des vollgeladenen Akkus immer noch unter dem von VIA spezifiziertem Maximum. Allerdings legen wir -schon- aus Sicherheitsgründen (Verpolungsschutz) eine 1N5001 in Reihe und benutzen eine Ladebuchse mit Schaltkontakt d.h. wir trennen das Board von der Batterie solange geladen wird da die Ladeschlußspannung von 14,4V über der Spec liegt.

Gruß Hartmut

[batti112]

Werde den Bleiakku wohl zum Aufladen aus dem Robby nehmen (zumindest vorerst).
Also würdest du den Akku nur über eine Diode + Sicherung mit dem Board verbinden, sehe ich das richtig?

Als Akku habe ich mir jetzt nen 10Ah ausgeguckt, damit dürfte ich dann mit einer Notebookfestplatte + Wlan eine Laufzeit >3std haben.

Werde nachher mal meinen Robby mit ein paar Pakete Mehl durchs Zimmer schicken, um zu gucken ob er das zusätzliche Gewicht überhaupt verträgt ;-).

mfG
Batti

[Hessibaby]

Das siehst Du richtig!

Gruß Hartmut

[Johannes]

Moin!
Auch ich möchte mein Epia-TC mit einem Akku betreiben. Da ich alles über einen Akku laufen lassen möchte, habe ich mir folgendes gekauft:
http://www.cartft.com/carpc/catalog/il/337
Der soll das Board vor den besagten Spannungsspitzen schützen.

Was mich nun interessiert, ist die Spannung des Akkus. Da die Schaltung oben etwas mehr als 12V benötigt, werde ich einen 13,6V Akku verwenden. Wenn bei so einem Akku zum Beispiel 24Ah steht, heißt das doch, dass ich zwar eine Stunde lang 24A ziehen kann, aber besagt nicht, wie hoch die Spannung dann ist, oder? Gibt es irgendwie Schaltungen, die die "Ausbeute" dabei verbessern können?
Mein Freund hat mir mal erzählt, dass sein neuer Fahrtregler in seinem Fernlenkauto den Akku besser ausnutzt. Das Auto wird bei ihm nicht nach und nach langsamer sondern bleibt im Prinzip gleich schnell, aber danach ist dann sofort Schluss. Kann mir das mal jemand erklären?

Gruß
Johannes

[Freiheitspirat]

Normalerweise braucht man weder ein zusätzlichen Spannungsstabilisator noch eine zweite Batterie bei einem Roboter, jedenfalls nciht bei den hier im Netzt bekannten Motortreibern und den entsprechenden Motorgrößen.
Nur die extremen Spannungsspitzen die in einem KFZ auftauchen können, sollte man dringenst zusätzlich absichern.

Das Verhältnis von Ladezustand zu Spannung regelt sich in einer Entladungskurve, die für jeden gängigen Akku erhältlich sein sollte.

Mir ist nicht bekannt, das es da Tricks gibt den Akku besser aus zu nutzen, da der Strombedarf ja von den Anforderungen geregelt wird und die Spannung nach der Spannungsregelung immer gleich ist. (Es sei denn die Spannung geht unterhalb von 12V)
Bei meinem Roboter merke ich keinen Unterschied von vollem Akku bis zur Warnmeldung des Mainboards, was natürlich nicht heißt, das es da keine gibt. (Aber ein Schrittmotor wird bei niedrigerer Spannung auch nicht langsamer, sondern verliert nur etwas Kraft)
Und selbst danach läuft noch alles "normal" bis zu dem Punkt wo es dann schnell bergab geht. (ca. 10Volt = Batterie leer!)

[batti112]

Mich würde interessieren was für Akkus ihr verwendet...
Bin am überlegen ob ich einen 12Ah Akku einbaue der 4,27kg wiegt.
Damit hätte das Board eine vernünpftige Laufzeit trotz 30GB HDD + WLAN.
Allerdings belastet dies wieder sehr stark mein Fahrgestell mit meinen Luftdruck-Reifen.
Wie betreibt ihr das Board?
Nutzt ihr Bleiakkus, oder NiMH /NiCd Akkus?

Batti

[batti112]

@ Freiheitspirat
Ich habe jetzt mein Board bestellt, denke aber das ich noch etwas an meinem Chassis tun muss, damit er den 10Ah Bleiakku verkraftet...
Dein Bot scheint ja über einen ähnlichen Akku zu verfügen, kann man den sich irgendwo ansehen?

mfG
Batti

[Freiheitspirat]

Hallo Batti,

ja, ich benutze einen 10Ah Bleigelakku.
Ein paar Bilder kanst Du auf meiner Nickpage https://www.roboternetz.de/phpBB2/nickpage.php?user=Freiheitspirat&sub=gal ansehen.

Beim Gewicht habe ich mich ganz schön verschätzt, denn nicht nur der Akku, sondern auch die ganze Statik wiegt doch mehr als ich gedacht habe. Nur gut das ich die etwas besseren (und leider auch teuren) Motoren genommen habe...

[Johannes]

Ich suche noch einen Akku - ich habe zwar bei Conrad einen gefunden (24Ah, 10kg), aber der hat nur 12 Volt und ich brauche etwas um 13,6V. Kann mir da jemand einen Tipp geben?

Gruß
Johannes

[Freiheitspirat]

Hey Johannes,

jeder 12V Akku hat, wenn er voll geladen ist mind. 13,6 Volt...
Alternativ kannst Du nur 2 mal 12V = 24Volt nehmen, das wäre auch nicht schlecht für die Kraft so einiger Stepper, aber dann hast Du halt das doppelte Gewicht.

Ich lade meinen Akku mit einem Netzteil 13,8V Ruhespannung bei 9A, da kann ich sowohl den Akku mit laden, als auch den Roboter im "Docking-Zustand" parallel mit laufen lassen.
Er wird bei dieser Spannung zwar nie absolut voll (dazu bräuchte der Akku lt. Doku ca. 14,5V), aber ich brauch mich um keine Ladeendabschaltung kümmern.

P.S. Bist Du sicher, das Du 10kg allein für den Akku mit rum schleppen willst ?
24Ah halten zwar schön lange, aber Gewicht und Größe...

[Johannes]

Tja, vielleicht nehme ich doch den mit 17 Ah und 5,7kg. Mein Bot selbst ist auch größer und hat ensprechend starke Motoren, die aber auch gut Strom verbrauchen...

Wie viel wiegt denn dein Akku?

Gruß
Johannes

[Freiheitspirat]

Akku 3,3Kg.
Man muß aber auch immer die zus. Gewichte für die entspr. Befestigungen bedenken. Ich habe Aluwinkel benutzt.

Wie groß wird Dein Bot denn ?
Und was hast Du für Motoren ?

Meine Stepper verbrauchen eigentlich nur viel Saft bei Beschleunigungen (ca. 2*1,8A=3,6A), wenn sie erstmal auf Drehzahl sind ist das nicht mehr so schlimm (<1A).

[Johannes]

Also meiner ist ein größeres Projekt, was bedeutet, dass die entgültige Größe auch jetzt noch nicht feststeht. Momentan baue ich das Fahrwerk, und dass hat ca. 40*40cm Grunmdfläche. Die Höhe wird im Laufe der Zeit wachsen :-)

Für den Antrieb verwende ich zwei Tricos (Scheibenwischermotoren, wurde auch hier schon oft drüber gesprochen) von Pollin, jedoch ohne zusätzliches Getriebe. Da ich bestimmte Teile von der Uni Kiel fertigen lasse, mache ich mir etwas sorgen, dass eventuell doch ein Getriebe nötig wird und ich diese Teile dann auswechseln muss, aber Numberfive hat mir gesagt, dass die Motoren stark genug sind. Ich selbst kann das im Moment noch nicht zu 100% abschätzen.
Der Vorteil ist eben, dass ich weniger Reibungsverluste habe, und das ganze ohne Getriebe außerdem auch einfacher zu bauen ist.

Ich werde mich dann später um den Akku kümmern und erstmal ein Netzteil verwenden.

Gruß
Johannes

[batti112]

Ich habe ein wenig mein Fahrwerk meines Robby's getestet...
Ich fürchte das ich ihm kein 10Ah Akku spendieren kann, mit dem alten 3,2Ah Akku
verbraucht mein eingesetzter Spannungsverdoppler 1,26A (im Stand).
Ich nutze zwei, vermutlich für dieses Projekt total ungeeignete, Schrittmotoren aus 2 alten Epson Druckern. Durch den Spannungsverdoppler haben sie schon eine recht große Kraft die mit ein paar Änderungen des Chassis dazu ausreichen könnten den 10Ah Akku mitzuschleppen.
Allerdings werden die Schrittmotoren bei diesem Stromverbrauch schon recht warm....

Wie warm dürfen Schrittmotoren werden?
Ich muss wissen, wie weit ich die Motoren belasten kann...

mfG
Batti

[Freiheitspirat]

@Johannes: Mein Robbi hat auch 40cm, aber im Duchschnitt, da er ja rund ist.
Hat den Vorteil, das man gut Platz hat, um alle Komponenten übersichtlich ein zu bauen.
Hat aber auch den Nachteil, das der gesamte Platzverbrauch (bei mir ist es eine Höhe von 71cm geworden) schon ganz schön groß ist.
Im Nachherein betrachtet habe ich noch eine Menge Freiraum, der nicht benutzt wird und ein bischen kleiner würde sich besser "wegstellen" lassen.
Originalzitat meiner Freundin: "Immer steht der Kleine im Weg, wenn ich an den Schreibtisch will..."
Bei der Planung sollte man aber nicht nur das betrachten, sondern auch den Platzbedarf des Akku und wo das Gewicht statisch am besten aufgehoben ist. (Die größten Gewichte möglichst weit nach unten!)

Ein Tipp zu dem Thema Getriebe:
Bei der Berechnung der Untersetzung habe ich als erstes auf die Beschreibung meiner Schrittmotioren geachtet, bei welcher Drehzahl sie die optimale Kraftentwicklung haben = 120U/min. (Bei den Scheibenwischermotoren vieleicht einfach mal testen welche Umdrehungszahl bei voller Spannung geleistet werden kann)
Als Zweites die Definition der Wunschgeschwindigkeit.
Ich fand langsames Schrittttempo 1 km/h (1666,66cm/min) als angemessen.
Aus diesen beiden Werten und der Radgröße kann man dann den Bedarf an Untersetzung berechnen.

Beispiel:
Raddurchmesser 12 cm
mal PI = Radumfang 37,68 cm
mal 120 Umdrehungen pro Minute = Geschwindigkeit 4521,6 cm/min
geteil durch die Sollgeschwindigkeit 1666,66cm/min = Untersetzung 2,7

Eine weitere Größe zur Bestimmung der Untersetzung war für mich die "Schrittgenauigkeit", also wie genau soll ein Schritt des Motors sein.
Die Vorgabe war da: Millimetergenau.

Also Radumfang 37,68 cm
durch 200 Steps pro Umdrehung = 1,884mm
Also minimale Untersetzung = 1,884

Da die Entscheidung für eine Zahnriemenuntersetzung gefallen war, mußte ein Verhältnis der Zahnräder im Bereich 1:1,9 bis 1:2,7 gefunden werden.
Die jetzige Untersetzung beträgt 1:2,33

@Batti
Ich würde bei Deinem Projekt von einem Spannungsverdoppler absehen, da der Stromverbrauch im Verhältnis zur Motorleistung katastrophal ist.
Entweder 2 Akkus = 24V oder Kraft auf 12V mit Untersetzungen testen.
Wenn beides zu keinem befriedigendem Effekt führt, mal über optimalere Motoren nachdenken.
Wie warm Motoren werden dürfen weiß ich nicht, im Zweifelsfall maximal bis zu der Temperatur bei der die Kupferdrähte schmelzen ;-)
Meine Motoren werden auch bei längerem Gebrauch nicht merklich wärmer...

[batti112]

Ich denke das ich auf die Dauer nicht um andere Schrittmotoren herumkomme...
Allerdings kann ich es mir nach dem Kauf eines Epia Boards nicht leisten, meinen Robby jetzt noch derartig umzugestalten...

Werde das jetzt erstmal so benutzen müssen...

@ Freiheitspirat:
Hast du dein Epia TC auch einfach parallel zu den Motoren an den Akku angeschlossen?
Hast du noch Dioden, Sicherungen oder ähnliches benutzt?

mfG
Batti

Nachtrag:
Weiß jemand wo man noch günstig geeignete Schrittmotoren bekommt?
Pollin hat mom. nichts im Angebot, und bei Ebay sind z.T. die Preise ganz schön knackig ;-)

[Freiheitspirat]

Ich habe kein Epia TC sondern ein etwas leistungsfähigeres Epia MII 12000 mit 200Watt Mini-box Spannungswandler.
Aber ja, ich habe den Spannungswandler einfach über eine kleine Sicherung und den Stromhauptschalter direkt an den Akku angeschlossen.
Eine Diode habe ich nur zwischen der externen Stromanschlussbuchse bzw. den Dockinstation-Schleifern an der Unterseite zum Akku.
Die Schrittmotortreiber und die Musikendstufen sind auch direkt über eine Sicherung am Hauptschalter.
Der Rest hängt an den jeweiligen 5V oder 12V Leitungen, die aus dem Spannungswandler kommen.