5V ohne Spannungswandler Akku

[nelg23]

Hallo liebe Community,

habe bei unserem Projekt ein "kleines" Problem.
Wir sollen einen kleinen fahrenden Roboter bauen, der mindestens ne halbe Stunde fahren soll.


Das eigentliche Problem:
Wir haben sehr kräftige Motoren, nen relativ leistungsstarken Mikrocontroller und Driver für die Ansteuerung für die Motoren.
Das hat nun dazu geführt, dass unsere Verbraucher fast 8,5 Ampere an Strom ziehen! Alle Verbraucher benötigen für den Betrieb im Schnitt 5V. (Alles DC)


Habe jetzt auch Google und Co zur Hilfe gezogen, aber ich habe keinen Spannungswandler gefunden, der mehr als 7,5A bei 5V aushält!
Selbst wenn einer 10A aushält, dann gibt er hinten am Ausgang nur 3,3V.


Meine Frage/Bitte an euch an der Stelle:
Gibt's irgendeine Möglichkeit rein vom Akku her möglichst nah an 5V (+-0,5V) zu kommen? Möglichst ohne Spannungswandler?
Könnt ihr mir da bitte Tipps geben? Wir müssen bis Ende des Monats eine halbwegs funktionierende Lösung haben!
Habe an eine Reihen-Parallelschaltung schon gedacht.
Bin euch für jeden Rat dankbar!




P.S.:
Für die, die es interessiert, woher die 8 Ampere kommen:
Die Motoren (2x) ziehen etwa 1,6 Ampere pro Stück
Die H-Brücke zur Ansteuerung von denen an die 4 und
der Mirkocontroller zieht auch nochmal einen Ampere (ist ne Raspberry Pi)
Macht in der Summe: 2*1,6A+4A+1A = 3,2A+4A+1A = 8,2A
Die restlichen Verbraucher liegen im mA, teilweise µA-Bereich...

[oberallgeier]

.. "kleines" Problem .. Motoren (2x) .. 1,6 Ampere pro Stück .. H-Brücke .. an die 4 .. Mirkocontroller zieht auch nochmal einen Ampere ..

Kann sein, dass ich Dich falsch lese - oder nicht genug von Elektronik verstehe. Woher beziehen die Motoren ihren Strom - wenn nicht aus den H-Brücken ? ? ? Grübelgrübelgrübel. Ich vermute nämlich dass Deine Darstellung stimmt - dass aber die 3,2 A für die beiden Motoren von den H-Brücken stammen und deshalb nicht addiert werden "können". Klar - man kann alles rechnen, bekommt immer ein ERgebnis - nur sind manche Ergebnisse - ähhhh - nicht ohne weiteres glaubhaft. Zeig doch bitte mal Deine Schaltung - ohne alle Streichungen oder Weglassungen.

Egal. Selbst wenn ich die 3,2 A ausser Acht lasse, gibt das immer noch nen satten Strombedarf. Ok, der Raspi soll seinen Stromhunger stillen. Also nimmste ne 6V-Bleibatterie oder so - und musst "nur" 1,5 A bis 2 A für den Raspi aufwenden. Das schafft EIN handelsüblicher Spannungswandler (dicken Kühlkörper nicht vergessen, vielleicht nen kleinen CPU-Kühler davor *gg*), z.B. 78S05 - nominell kann der 2A/5V.

So - nun zum Motor. WENN der Motor ne PWM-modulierte Spannung bekommt, kann die ruhig über die fünf Volt rausgehen, dann begrenzt man eben die durchschnittliche Stromaufnahme über die Einschaltdauer der PWM. Das ist gängige Praxis.

Ich habe erst zwei, drei verschiedene H-Brücken in den Fingern gehabt und betreibe meine Elektrospielzeuge damit. Die haben ne ganz pfiffige Eigenschaft: die haben nämlich getrennte Eingänge für den Chip selbst - und für den zu bearbeitenden Motorstrom. Sprich: ein geringer Strom zur Versorgung - mit den üblichen 5 V - und den Motorstrom z.B. mit 6V , 9V, 12 V oder so an den "Verbraucherstrom"-Eingang der H-Brücken. So laufen z.B. meine archie-Motoren - die beiden Doppel-H-Brücken (VNH2) bekommen den "Last"-Eingang mit der vollen Dröhnung von 13 V, die Motoren werden mit dem PWM-modulierten Saft versorgt. So kann ich locker 6V-Motoren anschließen - und lass die PWM eben nicht über 50% oder 60% Einschaltdauer raufkommen.

Ist das bei Dir anders?

So - abschließend ganz dringend: vor weiterem Rumraten zeig uns Deine Verschaltung, möglichst mit Stützpunkten wo Spannung und Strom angegeben ist.

[Peter(TOO)]

Hallo,

Für die, die es interessiert, woher die 8 Ampere kommen:
Die Motoren (2x) ziehen etwa 1,6 Ampere pro Stück
Die H-Brücke zur Ansteuerung von denen an die 4 und
der Mirkocontroller zieht auch nochmal einen Ampere (ist ne Raspberry Pi)
Macht in der Summe: 2*1,6A+4A+1A = 3,2A+4A+1A = 8,2A

Das ist unrealistisch.
Deine H-Brücke kann maximal 4A abgeben. Der Eigenverbrauch wird vielleicht 50-100mA betragen. So wie du gerechnet hast, hätte die H-Brücke einen unheimlich beschissenen Wirkungsgrad.

Also noch mal von vorn;
2x1.6A (Motoren)
100mA (H-Brücke)
1A (RasPI)
Macht nach Adam Riese und Eva Zwerg:
2x1.6A+0.1A+1A = 4.3A
Das wäre schon eine ganz andere Hausnummer.

Wie auch schon geschrieben wurde, brauch man nicht immer die Ganze Kraft des Motor. Man kann also per PWM, den mittleren Strom durch die Motoren noch steuern.

MfG Peter(TOO)

[nelg23]

Hallo alle zusammen,

Ja hat sich gestern herausgestellt dass die 4A von der Brücke der max. Steuersstrom ist - hatte es im Datenblatt leider falsch gelesen, sorry.

Den Spannungswandler den ich gefunden habe (LM1084 oder so hieß der), hält 7.5 A aus - d.h. wir könnten den verwenden!

Schaltplan versuche ich demnächst hochzuladen!

Danke euch allen schon mal!

[021aet04]

Wie schon geschrieben wurde benötigst du nur einen Spannungswandler für die Steuerung, die Motoren werden direkt an die Batterie/ den Akku angeschlossen.

MfG Hannes

[HaWe]

Wie schon geschrieben wurde benötigst du nur einen Spannungswandler für die Steuerung, die Motoren werden direkt an die Batterie/ den Akku angeschlossen.
MfG Hannes

Motoren direkt an die Batterie?
das wundert mich - normalerweise werden bei einem Motorenbetrieb per Arduino über H-Brücken
- die Batterien (meist 5-24V) an die H-Brücken (!)-Spannungsversorgung,
- die Motoren an die H-Brücken-Ausgänge (!),
- die Arduino-Steuerpins (3.3-5V) an die H-Brücken-Eingänge (ggf. mit Levelshiftern, und das sind auch nur sehr geringe Steuerströme von wenigen mA)
angeschlossen .

- die Spannungsversorgung der Arduinos erfolgt gesondert über einen der passenden Arduino-Spannngseingänge.

[021aet04]

Die Motoren natürlich per H-Brücke ansteuern (sonst würde der Motor ja ständig laufen), aber ohne Spannungsregler. Den benötigt man nur für die Steuerung.

MfG Hannes

[i_make_it]

Bei dem Beispiel könnte RL (Last) "A" zum Beispiel der Spannungsregler für die Steuerung sein und "B" und "C" je Vcc an den H-Brücken der Motoren.
Die Dioden entkoppeln die einzelne Zweige und die Elkos stützen bei kurzzeitigen Spannungseinbrüchen den jeweiligen Zweig.

[HaWe]

Bei dem Beispiel könnte RL (Last) "A" zum Beispiel der Spannungsregler für die Steuerung sein und "B" und "C" je Vcc an den H-Brücken der Motoren.
Die Dioden entkoppeln die einzelne Zweige und die Elkos stützen bei kurzzeitigen Spannungseinbrüchen den jeweiligen Zweig.

was für H-Brücken hat der OP?

wenn er schlau war, hat er sich so was gekauft, da kann man direkt die Kabel dranstecken bzw. schrauben, ohne weitere Schaltungsakrobatik:


http://www.ebay.de/itm/5Pcs-Stepper-...IAAOSwA3dYHfvs

[Klebwax]

was für H-Brücken hat der OP?

wenn er schlau war, hat er sich so was gekauft, da kann man direkt die Kabel dranstecken bzw. schrauben, ohne weitere Schaltungsakrobatik:

Hoffentlich nicht. Bei diesen Uraltteilen und der niedrigen Betriebsspannung bleibt am Ende mehr Spannung an der Brücke liegen als am Motor ankommt.

Wir sollen einen kleinen fahrenden Roboter bauen, der mindestens ne halbe Stunde fahren soll.

Das ist bei Betrieb mit einem Akku das letzte was man haben will: eine Akkubetriebene Heizung. Das gilt ebenso für einen Regler vor der Motorbrücke. Auch an dem hat man im praktischen Betrieb (nicht im Testlabor des Herstellers) mindestens 20% Verlust.

Um wirklich ein Konzept zur Stromversorgung zu entwickeln, braucht man belastbare Messwerte. Die scheint es aber nicht zu geben. Das mit dem Strom für die Brücken scheint ja geklärt, wie real sind aber die 1,6A der Motore? Wieviel Strom ziehen sie im Anlauf, wieviel im Betrieb? Auch der Verbrauch des Pi sollte geklärt werden. In den maximalen 1A sind der Verbrauch etwaiger angeschlossener USB-Geräte mit eingeschlossen. Gibt es solche?

Wenn das alles klar ist, kann man sich um den oder die Spannungsregler kümmern. Und sich einfach nur ein IC rauszusuchen ist nicht zielfördernd. Einen Schaltregler, und ein anderes Konzept kommt bei Akkubetrieb eigentlich nicht in Frage, lötet man nicht eben mal zusammen.

MfG Klebwax