6V/10A Schaltregler für Roboter

Hallo!

Ich bin gerade dabei, einen 24x Modellbau-Servocontroller für einen Roboter aufzubauen (2 Beinig, Kondo KHR-1). Die Stromversorgung erfolgt dabei aus 5 Zellen (Sanyo NiCD 5KR-600AE 600mAh, sowie nicht näher spezifizierten 1100mAh NiMH Packs).

Die Momentan 17 Servos ziehen im "normalen" Betrieb, d.h. laufen, leichte Bewegungen, etc.. ungefähr 3-4A, unter Vollast und in kurzen Spitzen jedoch bis zu 10A. Das Problem ist nun, dass die Servos mit sinkender Versorgungsspannung langsamer werden, und so schon nach wenigen Minuten das laufen nicht mehr wirklich funktioniert.

Deswegen wollte ich nun ganz gerne einen Schaltregler aufbauen -- allerdings fehlt mir da ein wenig die Erfahrung, und so auf Anhieb finde ich keine geeigneten Regler-ICs (vom Beschaffungsproblem für geeignete Induktivitäten, etc.. mal abgesehen).

Ich bräuchte einmal 6V/10A für die Servos, und 5V/ca. 300mA für die restliche Steuerung (Atmel 128, 3x ADXL, 3x ADXR, 2x IR-Entfernungssensor). Falls nötig könnte ich auch auf andere Akkus umsteigen (z.B. 'ne Zelle weniger, dafür grössere Akkus, oder notfalls auch 1-2 Zellen mehr).

Hat jemand Vorschläge?! Am besten wäre natürlich ein fertig aufgebautes Modul ;)

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thomas.kindler@gmx.de
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Thomas Kindler
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Thomas Kindler schrieb:

=20

=20

Hallo,

Du hast 0,6 Ah und ziehst 4 A, das reicht rechnerisch f=FCr 9 Minuten, be= i=20 der Hochstrombelastung eher 7 min und weniger. Ich denke Du brauchst=20 ausser einem Regler vor allem mehr Akkukapazit=E4t.

Bye

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Uwe Hercksen

"Thomas Kindler" schrieb im Newsbeitrag news:dc425t$6if$ snipped-for-privacy@news01.versatel.de...

Das die Akkus um den Faktor 10 unterdimensioniert sind, ist dir noch nicht in den Sinn gekommen ?

Ja, er wird dann zu schwer zum Laufen, es hat schon sienen Grund warum das Roboterprinzip nichts taugt, oder sauteure energieeffiziente Servos benoetigt.

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Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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MaWin

Hi! > Ich bin gerade dabei, einen 24x Modellbau-Servocontroller für einen > Roboter aufzubauen (2 Beinig, Kondo KHR-1). Die Stromversorgung erfolgt > dabei aus 5 Zellen (Sanyo NiCD 5KR-600AE 600mAh, sowie nicht näher > spezifizierten 1100mAh NiMH Packs).

Das ist natürlich etwas wenig für deine Anwendung. Hast du dir schonmal überlegt Lipolys einzusetzen? Die haben bei gleichem Gewicht deutlich mehr Kapazität. Nachteil für dich: 2s Lipolys haben bis zu 8.4V, d.h. um einen Schaltregler kommst du wohl wirklich nicht rum (oder verkraften deine Servos das?). Und achte auf die Strombelastbarkeit der Lipos (angegeben in C=Kapazität). Ein 10C 1000er Lipoly kann also 10A maximum! Ausserdem die Zellen nicht unter 2.7V/Zelle (besser 3V) entladen! Laden geht wunderbar mit einem Labornetzteil und einem (guten!) Multimeter. Wenn dus sicher haben willst, gibts auch einfache Ladegeräte ab 20EUR aufwärts (z.B. von Graupner).

Zellen gibts z.B. hier:

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Tests hier:

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Viele Grüße

Jan

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Jan Stumpf

Das Problem ist, dass du vermutlich wesentlich mehr Kapazität brauchst, wodurch dein Roboter wieder schwerer wird und noch mehr braucht. Die Lösung dafür ist meines Erachtens die Mechanik zu verbessern. Es gibt wenigstens drei Ansätze von der technischen Hochschule in Delft, dem Massachusetts Institute of Technology und der Cornell University, wie man die Effizienz bei Laufrobertern steigern kann, indem man versucht den menschlichen Gang nachzuahmen. Einen kurzen Artikel darüber findest du unter

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Gruß,

Monika

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Monika Schuth

Soweit er an Sichtung der Literatur interessiert ist: Pfeiffer, Cruse "Autonomes Laufen" Springer 2005 enthält akademiologische Berichte über das einschlägige DFG-Programm. Bei Bedarf leihweise. Seit 1997 werden dabei ca. 3 Mio DM/Jahr verforscht. Da Ökozeiten herrschen mußte politisch korrekt das Geld mit Biologen geteilt werden ( "Bionik" ). O-Ton aus dem Ausschreibungstext von 1996: "Laufmaschine können eine Vielzahl von erdgebunden Problemen lösen helfen. Der Zugang zu verseuchten Gebieten, sei es durch Chemie oder Radioaktivität, der Zugriff auf Brandherde, die riesenhafte Aufgabe der Sanierung unseres Abwassersystems, die Bewältigung von Unterwasserarbeiten können durch geeignete Lauftechnologien in neuartiger Weise verbessert oder gelöst werden". Die Realität ist natürlich, daß 3 Mio/Jahr für praxistaugliches zuwenig ist. Aber für Resultate von zweifelhaftem Wert ( oder besser: als Akademiker- ABM-Maßnahme ) sind 3 Mio/Jahr arg viel.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Ja, LiIon bzw. LiPoly würde auch gehen! Ich bin nicht unbedingt an die Standardakkus gebunden, muss nur mal gucken, was Mechanisch noch halbwegs reinpasst.

Ich denke, ein Schaltregler wird ohnehin nötig, um über die komplette Akkulaufzeit das gleiche Servo-Verhalten zu haben.

Wenn die LiIons bis zum Schluss >6V liefern, sollte der Schaltregler sogar einfacher aufzubauen sein, oder? (Weil ein reiner Step-Down Wandler reicht?!)

Bei 6V werden die Servos Handwarm, bei 7V schon merklich wärmer.. leider gibt es kein vernünftiges Datenblatt zu den Servos ;)

Dann sollte es ja eigentlich kein Problem sein, wenn ich z.B. 2000mAh LiIon nehmen würde.

Werde ich gleich mal gucken, welche Zellen passen!

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thomas.kindler@gmx.de
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Thomas Kindler

Hallo Thomas

Bei Servos geht der Hersteller eben davon aus, dass der Anwender diese in der empfohlenen Umgebung einsetzt. Also 4 Zellen Akkus. Dann reicht als Datenblatt für den Endanwender das Drehmoment und die Abmessungen aus. Angaben zur Stromaufnahme sind da schon fast Luxus. Im Datenblatt zu den Treiber-ICs findest du aber weitere Infos. Beim M51660 findet sich 7,5V absolut maximale Versorgungsspannung (7V empfohlen) und 500mA Ausgangsstrom. Bei höherer Spannung zieht der Motor halt auch mehr Strom und das ganze Servo wird schön warm.

Also lieber teuerer Servos (schneller, besserer Wirkungsgrad bzw. geringerer Strom) einsetzten und unterhalb von 6V bleiben.

tschuessle Bernhard Spitzer

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bash.org - Top 100...
 hm. I've lost a machine.. literally _lost_. it responds to ping, it 
works completely, I just can't figure out where in my apartment it is.
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B. Spitzer

Der KHR ist notorisch uebermotorisiert (7kg/cm Servos) und unterbestueckt in Sachen Akkus. Aber er wurde ja auch speziell fuer den Zweikampf im Robo-One Wettbewerb entwickelt, der eh nicht laenger als 5 Minuten dauert.

Ich habe einen Servocontroller genau fuer den Zweck entwickelt (den man bei mir auch kaufen kann, 28 Servos, eine Stromversorgung, etc...) und dabei ein paar probleme geknackt:

- Ich benutze 7.2V aus 6 3A NiCad Zellen. Die passen nicht mehr in den Koerper, dafuer aber prima auf den Ruecken. Dafuer kommt die Elektronik in den Koerper und der Kabelwust ist verschwunden. Allerdings aendert sich natuerlich der Schwerpunkt gewaltig, und alle mitgelieferten Bewegungen funktionieren nicht mehr. Dafuer laeuft er laenger. Inzwischen hab ich es aufgegeben und meinen eigenen Zweibeiner entwickelt.

- Der Servocontroller darf keinesfalls alle Servos gleichzeitig ansteuern, denn sonst ziehen die alle Gleichzeitig je 10A um ihre Position zu korrigieren. Also schoen Zeitmultiplexen.

- Der Controller braucht nur einen Regeler auf 5V fuer die Logik (evtl einen zweiten auf 3.2V um eine Bluetoothmodul zu betreiben). Aber vorsicht, die Servos werden dem Controller allen Strom klauen, daher schoen entstoeren und puffern. Die Servos finden 7.2V prima und sind nochmal schneller und kraeftiger - entwickeln also auch mehr Waerme, daher...

- ... ist die mitgelieferte Software absolut ungeeignet. Die ist auch fuer den Stromfrass verantwortlich, da die Servos einfach ueber eine lineare 'Kurve' von A nach B bewegt werden, also unnoetigt beschleunigen und abbremsen. Das gibt zwar eine coolen Roboterlook, aber fuer den Verbrauch ist es Gift.

Wir Menschen koennen mit 90 kg Gewicht easy eine Stunde gehen, ohne wesentlich Energie zu verbrauchen. Das kann ein Roboter auch, aber man muss eben die Servos besser ansteuern und die Bewegungsablaeufe ausfeilen, so dass man moeglichst nah an ein invertiertes Pendel (beim Gehen) kommt.

Zu guter letzt fehlen dem Kondo eh vier Bewegungsachsen, aber auch das laesst sich loesen. Falls Du genaueres wissen moechtest, dann schick mir doch ne Mail... snipped-for-privacy@matthiasm.com

Matthias

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Matthias Melcher

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