Akkus (laden etc.)

[Johannes]

Moin!
Ich denke momentan über die Stromversorgung meines neuen Roboters nach. Da er einen Rechner (Via Epia TC...) an Bord hat, habe ich einen Spannungsregulator aus dem Kfz-Bereich (http://www.cartft.com/carpc/catalog/il/337), der immer die korrekten 12V herausgibt, mit denen ich direkt das Board betreibe (die Epia TCs haben nur 12V Eingang, es müssen also nicht noch 5V zusätzlich geliefert werden).

Nun ist es so, dass der Regulator immer eine etwas höhere Spannung als die 12V benötigt. Zuerst hatte ich deshalb an einen 13,6VC Akku gedacht. Allerdings verliert ein Akku auch schnell an Spannung, auch wenn er ordentlich Ah bietet. Deshalb habe ich nun weiter überlegt, ob ich nicht lieber 3 6V-Akkus mit 10Ah in Reihe schalte. Das Absinken der Spannung führt dann ja erst später zu Problemen.

Betreibt jemand von euch ein PC-Board mit einem Akku und wenn ja, mit was für einem?

Und: Kann ich drei identische, in Reige geschaltete 6V (Blei-)Akkus zusammen mit 18V laden?

Gruß
Johannes

Also so ein PC-board betreib ich net...
Die akkus dürften meiner Meinung kein Problem sein, so zu laden. Habe das noch nie selber gemacht, physikalisch spricht aber nichts dagegen.

(Lass dir das aber lieber nochmal bestätigen, nicht das der erste Akku durchschmorrt =P~ )

[Freiheitspirat]

Hallo Johannes,

dieses Thema hast Du doch nun schon mehrfach hinterfragt.
Du kannst einen ganz normalen 12V Akku mit Deinem Mainboard betreiben, das funktioniert, glaube mir.
Es ist auch kein Problem wenn etwas weniger als 12V im Mainboard ankommen, da wird überhaupt nichts passieren.
Natürlich kannst Du 200%ig sicher gehen und 3*6V oder 2*12V benutzen, das hat folgende Vor- und Nachteile:
Vorteil:
- durch höhere Grundspannung kann man die Akkus "tiefer entladen" und trotzdem immer min. 12V Spannung gewährleisten. (Ob das gut für die Akkus ist, sein mal dahin gestellt)
- Besonder bei Verwendung von Schrittmotoren ist eine höhere Motorspannung förderlich für die Motorkraft.

Nachteile:
- Höheres Gewicht und Platzbedarf
- Aufwendigere Ladetechnik, da es für 12V Standart-Laderegler und Netzteile gibt.
(Bei 3*6V sollte dann mit ca. 21Volt geladen werden.)

[as123]

Hallo Johannes,

wie freiheitspirat schon schreibt sind die Boards eigentlich unkritisch. Für Extremanwendungen und Vorsichtige gibt es einen DC/DC Wandler der mit 6-24 Volt Eingang als Mini-ITX Netzteil mit 90 Watt alle ATX Spannungen stabil bereitstellt.

Angabe des Herstellers:


Das M1-ATX ist ein intelligentes KFZ ATX Netzteil. Entworfen, um Leistung bereitzustellen und um den EIN/AUS Schalter eines Mainboards zu kontrollieren (zündungsabhängig), ist das M1-ATX ein Breiteingangsbereichs-(6-24V) ATX Netzteil, welches auch Motorstarts übersteht (bis 5.7V) und auch resistent gegen Überspannung ist.

Zu finden bei: http://www.cartft.com/catalog/il/459


@freiheitspirat:

- Besonder bei Verwendung von Schrittmotoren ist eine höhere Motorspannung förderlich für die Motorkraft.
Ich habe in einem anderen Thread https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=9547&highlight= versucht festzustellen, wie sich dies auf die Gesamtleistungsaufnahme / Akkulaufzeit auswirkt. Leider mit geringem Erfolg. Kannst du dazu evtl was sagen ? Natürlich auch gerne jeder andere ! Ich wäre echt froh wenn ich dazu etwas praxisnahen Input bekäme.

Andreas

[Johannes]

Moin Freiheitspirat,


Es ist auch kein Problem wenn etwas weniger als 12V im Mainboard ankommen, da wird überhaupt nichts passieren.
Nun, ich habe es mit weniger als 12V probiert und da spring das Board bei mir nicht mehr an. Das es nicht kaputt geht weiß ich auch, aber es geht aus...
Aber nun bin ich mir relativ sicher. Das mit dem Gewicht als Nachteil ist bei den Akkus, die ich mir ausgeguckt habe nicht der Fall, das ganze wiegt jetzt sogar nur halb soviel. Aber danke für die Einschätzung.

Nun nochmal eine Frage zum Laden. Bei Ladegeräten für Blei-Akkus wird ja zuerst die Spannung bei konstant gehaltenem Strom hochgefahren, bis die maximale erreicht ist und dann nimmt der Strom beim restlichen Ladevorgang langsam ab. Aber man kann einen Blei-Akku doch auch mit einem normalen Netzteil laden, oder? Wovon hängt denn der maximale Strom ab, der dabei fließt? Das müsste ich mal wissen, da ich ein regelbares Netzteil mit 3A habe und ich das ja eventuell verwenden könnte.

Gruß
Johannes

[Johannes]

Ja, es geht mir nicht nur um das Board sondern auch um die Motoren, die bei weniger als 12V zu schwach werden.
Zu dem M1-ATX: Ich habe von dem selben Anbieter bereits den IPTS. Dieses liefert 12V, die ich direkt an beim Epia-TC anschließen kann.

Gruß
Johannes

[as123]

Hallo Johannes,

die Motoren mitversorgen wird wohl etwas eng, das M1-ATX liefert nur 2A an den 12 Volt.

Zu deinem Board/Regulator schreibst du:

Nun ist es so, dass der Regulator immer eine etwas höhere Spannung als die 12V benötigt


Das M1-ATX liefert dir ab 6-8 Volt u.a auch eine stabile 12Volt, aber mit den max 2A.

Du brauchst auf der 12 Volt Seite natürlich mehr, da du das VIA Epia TC verwendest - hatte ich übersehen - und das Netzteil on Board integriert ist und nur die 12 Volt benötigt.
Das M1-ATX läßt sich aber ganz gut als Netzeil für die anderen EPIA Boards verwenden und man ist bei der Akku-Wahl sehr flexibel. Es ist mit ca. 65 € auch noch halbwegs im Rahmen.

Was für Motoren verwendest du in deinem Projekt ?

Andreas

[Johannes]

Moin as123,

die Motoren mitversorgen wird wohl etwas eng, das M1-ATX liefert nur 2A an den 12 Volt.
Nein nein, erstens habe ich den IPTS und nicht den M1-ATX, und außerdem lasse ich die Motoren nicht regulieren - die Schaltung ist nur für das Board zuständig. Die Motoren kommen direkt an die Akkus und werden mit einem Fahrtregler reguliert. Da sich die Drehzahl ja mit der Spannugn ändert, überwache ich die Drehzahl direkt. Der Fahrtregler regelt dann hoch, wenn die Spannung nachlässt.

Ich verwende zwei Pollin Tricos mit Fahrtreglern von Conrad.

Gruß
Johannes

[Freiheitspirat]

Hallo Johannes,

die optimale Lademethode hängt natürlich von den genauen Daten der gewählten Akkus ab.
Bei Bleiakkus, oder die für Roboter etwas besser geeigneten Bleigelakkus,
gibt es zwei Standart-Techniken:

1. Wie Du beschrieben hast mit einem Konstantstrom von ca. 1/10 der Akkukapazität bis ca. 120% der Nenn-Spannung.
(Wenn man es ganz perfekt machen will, dann danach langsam die Spannung wieder bis auf ca. 110% runterregeln und danach ggf. Erhaltungsspannung)

2. Einfach eine Spannung von ca. 110% -115% der Nennspannung bei Bedarf anlegen. Dafür aber reichlich Strom zur Verfügung stellen.

Das Erste entspricht eigentlich eher dem Begriff "zyklischem Laden", im zweiten Fall ist es mehr ein "Bereitschafts Laden"

Vorteile 1.:
- Akku kann wirklich "voll" geladen werden.
- Akku kann auch bei Tiefentladung sauber wieder geladen werden
- Durch beide genannten Punkte längere Laufzeit

Vorteil 2.:
- Es wird kein spezieller Ladevorgang (Ladeendabschaltung) benötigt.
- Der Betrieb des Roboters kann parallel zur Ladung des Akkus laufen.


@as123
Eigentlich hat Manf alle relevanten Information geliefert.
Ich kann das aber vieleicht nochmal etwas "praktischer" beschreiben:

- Durch eine höhere Spannung kann ein (Schritt-)Motor mehr Leistung aufbringen.

- Dadurch kann eine schnellere Beschleunigung von höherem Gewicht erreicht werden.

- Der Hauptstormbedarf liegt eigentlich nur in der Beschleunigung und ggf. im Stillstand, wenn die Motoren nicht ausgeschaltet werden, was ich dringenst empfehlen würde.
Bsp.: Meine beiden Motoren brauchen im Stand ca. 4A, bei Bescheunigung von Null auf Normgeschwindigkeit (ca. 1,5 Sekunden) 3,5A und auf Normgeschwindigkeit ca. 0,4A

- Da durch eine höhere Spannung eine schnellere Beschleunigung erreicht werden kann, wird also auch nur kürzer diese Leistung gebraucht.

Fazit: es relativiert sich die Gesamtleistungsaufnahme (Watt), man hat aber mit einer höheren Spannung eine sicherere Beschleunigung !

[Johannes]

Hallo Freiheitspirat,
danke für die Infos. Ich werde mich mal wieder melden, wenn ich erste Erfahrungen mit meinen Akkus gesammelt habe bzw. wenn ich mal wieder eine Frage dazu hab :-)

Gruß
Johannes