Cách tốt nhất để cung cấp năng lượng cho một số lượng lớn (27) động cơ ở 5 V là gì?


17

Tôi xin lỗi nếu câu hỏi này nghe có vẻ hơi mơ hồ. Tôi đang làm việc trong một dự án robot sẽ chứa 27 động cơ có kích cỡ khác nhau và tôi gặp khó khăn khi tìm hiểu xem chúng nên được cung cấp năng lượng như thế nào.

Tôi đã hy vọng sử dụng một số hộp pin (3-6) 5 W 18650 để cung cấp năng lượng cho chúng, nhưng các động cơ nhỏ nhất sẽ sử dụng mỗi hộp 2,5 W, vì vậy 1 hộp pin chỉ có thể cung cấp năng lượng cho hai. Các servo lớn hơn, rõ ràng, sử dụng nhiều hơn hiện tại, vì vậy kế hoạch sử dụng một số lượng nhỏ 18650 này trở nên không khả thi.

Robot không có đủ chỗ cho ắc quy xe 12 V và việc thêm một con sẽ yêu cầu tính toán lại kích thước của các động cơ servo cần thiết. Hơn nữa, tôi không chắc chắn làm thế nào để chuyển đổi 12 V, nó giảm xuống còn 5 V cho các động cơ servo.

PS Còn dòng điện của động cơ thì sao? Nguồn cung cấp có thể cung cấp dòng điện của tất cả các động cơ mà nó cung cấp (cùng một lúc) hay chỉ là dòng điện làm việc? Tôi có nên sử dụng cầu chì để xử lý khi (nếu?) Các động cơ servo bị đình trệ? Tôi nên sử dụng cầu chì hoặc cầu dao? Họ có làm cầu chì 5 V không? Nếu vậy, tôi có thể lấy ở đâu?

Một cái gì đó giống như một phiên bản lớn hơn của hộp 18650 sẽ là tốt nhất.


1
Có phải tất cả các động cơ sẽ chạy cùng một lúc? Nếu những cái này dành cho chân của hexapod / octapod, thì một số chân nhất định không phải lúc nào cũng đứng yên?
Chúa ơi.

Vui lòng thử lại câu hỏi này với động cơ servo hoặc rcservo theo các mô tả thẻ mới (Xem thêm thảo luận về meta này ). Cảm ơn,
Mark booth

Câu trả lời:


10

Như Rocketmagnet đã đề cập, chỉ vì một động cơ được đánh giá ở mức 2,5 W không có nghĩa là nó sẽ kéo 2,5 W mọi lúc . Hầu hết các robot có nhiều nhất 1 hoặc 2 động cơ đang hoạt động hết công suất tại một thời điểm; phần còn lại có tải cơ học rất thấp (và do đó kéo ít năng lượng điện hơn nhiều) hoặc "tắt" và do đó thực tế là không có năng lượng điện.

Điều này dẫn đến 2 cách tiếp cận rất khác nhau đối với nguồn điện:

  • Rô bốt và máy tính để bàn sử dụng nguồn cung cấp năng lượng và tản nhiệt có thể xử lý mức tiêu thụ năng lượng trong trường hợp xấu nhất có thể - khi mọi thứ kéo công suất tối đa cùng một lúc. 27 servo * 2.5 W @ 5V yêu cầu nguồn 5 VDC và ít nhất 14 nguồn A (hoặc có thể là một số nguồn cung cấp 5 VDC có thêm ít nhất 14 A).

  • Robot tự động và máy tính xách tay hiện đại sử dụng nguồn điện và tản nhiệt có thể xử lý một số năng lượng thiết kế nhiệt . Một số người tự ý chọn một số TDP, nhỏ hơn nhiều so với sức mạnh trong trường hợp xấu nhất, nhưng phần nào vượt quá sức mạnh cần thiết trong "tình huống điển hình". Sau đó, bộ nguồn được thiết kế để nó có thể xử lý bất kỳ tải nào từ 0 đến cao hơn TDP một chút . Và phần còn lại của hệ thống được thiết kế để nó không bao giờ vượt quáTDP - ngoại trừ vài mili giây. Cách tiếp cận đơn giản nhất là có một cái gì đó đo tổng số lần rút hiện tại - sau đó khi dòng điện vượt quá TDP, giả sử rằng mọi thứ đã sai lầm khủng khiếp và tắt tất cả mọi thứ trong vài giây. Các cách tiếp cận tinh vi hơn đo riêng dòng điện của từng động cơ: Khi một số động cơ ngừng hoạt động, "chế độ khập khiễng" sẽ tiêu thụ năng lượng cho một động cơ đó, do đó robot tiếp tục sử dụng các động cơ khác ở công suất tối đa. Khi nhiều động cơ kéo tổng dòng quá cao, "chế độ mệt" sẽ giảm công suất cho tất cả các động cơ để robot tiếp tục sử dụng tất cả các động cơ ở tốc độ chậm hơn.

Cầu chì 5 V?

Bạn có thể cài đặt một cầu chì lớn 14 A. Hoặc bạn có thể cài đặt 27 cầu chì 0,5 A riêng lẻ, một trong dây nguồn + 5V của mỗi động cơ. Hoặc cả hai. Có lẽ bạn sẽ dễ dàng tìm thấy cầu chì "12 V" hoặc "250 V", sẽ hoạt động tốt trong ứng dụng của bạn.

Có nhiều polyfuses giá rẻ có sẵn (được thiết kế để bảo vệ cổng USB 5V khỏi dòng điện quá mức). Than ôi, polyfuses mất vài giây để "thổi" - quá muộn để bảo vệ công cụ khỏi thiệt hại vĩnh viễn, nhưng đủ nhanh để giữ cho công cụ không bị nóng lên, bắt lửa và đốt cháy nhà của bạn.

có thể liên quan: Làm thế nào để thực hiện một mạch bảo vệ quá dòng / ngắt mạch đơn giản cho 12V 1-2A?

chuyển đổi 12 V thành 5 V

Hầu hết mọi người sử dụng động cơ servo sử dụng bộ chuyển đổi DC-DC sẵn có để chuyển đổi bất kỳ điện áp nào mà pin cung cấp sang 5V theo yêu cầu của các động cơ servo. (c) Tôi thấy rằng một số hộp pin 18650 ( a ) bao gồm một bộ chuyển đổi DC-DC nhỏ để chuyển đổi năng lượng pin thành "Bộ sạc pin USB" 5 VDC. (Một vài người sử dụng động cơ servo được thiết kế để kết nối trực tiếp với 12 VDC. A )

Nhiều bộ chuyển đổi DC-DC được thiết lập để chúng không bao giờ kéo quá dòng điện tối đa từ pin - khi động cơ kết nối với đầu ra của chúng, bộ chuyển đổi chuyển sang chế độ "dòng không đổi" ở một mức điện áp đầu ra thấp hơn, kéo ít năng lượng từ pin. Nếu bạn đặt bộ chuyển đổi DC-DC như vậy trên mỗi servo, nó sẽ tự động đi vào và ra khỏi "chế độ khập khiễng" một cách thích hợp.

pin

"Chọn pin thích hợp cho robot của bạn" (a)

"Pin robot" (b)

"Pin tôi sử dụng trong Robotics của tôi" (c)

v.v ... a b c d e f


8

Luôn luôn khó khăn trong việc cung cấp năng lượng cho robot và bạn đã gặp phải vấn đề chính xác mà tất cả chúng ta phải đối mặt. Bạn có chỉ định nó để đối phó với tải thông thường, hoặc tải tối đa tuyệt đối khi tất cả các động cơ bị đình trệ ở dòng điện tối đa?

Không có câu trả lời đúng cho vấn đề này, ngoại trừ bất cứ điều gì xảy ra, nó sẽ không làm hỏng bất cứ điều gì. Tin tốt là các servo có thể sẽ không tiêu thụ 2,5W mọi lúc, vì vậy một cách tốt để bắt đầu là kết nối hệ thống của bạn với nguồn cung cấp năng lượng lớn với ampe kế và đo mức tiêu thụ hiện tại trong điều kiện sử dụng nặng thông thường. Khi bạn biết mức rút tối đa hiện tại, bạn có thể chỉ định pin cho điều đó.

Một điều khác bạn cần quyết định là bạn muốn thứ đó chạy trong bao lâu. Điều đó sẽ cho bạn biết bạn cần bao nhiêu dung lượng pin, và do đó kích thước của pin. Nhưng, như bạn nói, nếu điều đó có nghĩa là bạn cần một pin lớn hơn, thì điều đó có nghĩa là bạn cần các động cơ lớn hơn và nhiều dòng điện hơn, và do đó, một pin lớn hơn! Có thể không có giải pháp cho vấn đề này, ngoại trừ:

  • Dễ dàng yêu cầu của bạn. Chấp nhận rằng robot sẽ không chạy miễn là bạn hy vọng.
  • Nếu có thể, thêm lò xo xoắn vào động cơ servo để giúp chúng nâng trọng lượng pin. Điều này có nghĩa là họ tiêu thụ ít năng lượng hơn một chút.

Nhưng phải làm gì trong trường hợp cực đoan khi tất cả các động cơ bị đình trệ?

Bạn có thể xem xét một cái gì đó giống như bộ điều khiển Hoán đổi nóng . Đây là một con chip nhỏ bảo vệ đầu vào nguồn cho hệ thống của bạn. Nó bảo vệ chống lại dòng điện lớn gây ra bởi các tụ điện trong hệ thống của bạn. Nó cũng bảo vệ chống lại quá dòng nói chung, cũng như quá điện áp.


1

Vấn đề này rất giống khoa học tên lửa. Với một tên lửa, nó càng nặng thì càng cần nhiều nhiên liệu để nâng lên khiến nó càng nặng hơn! Bạn có động cơ của bạn, nhưng để cung cấp năng lượng cho chúng, bạn cần một cục pin lớn làm cho robot nặng hơn, điều này có nghĩa là các động cơ mạnh hơn và pin thậm chí còn lớn hơn! Nếu bạn không thể tìm ra cách cung cấp năng lượng cho robot bằng pin trên tàu thì bạn sẽ phải giải quyết việc cung cấp năng lượng ngoài tàu.

Hi vọng điêu nay co ich.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.