5 V'da çok sayıda (27) servoya güç vermenin en iyi yolu nedir?

Bu sorunun biraz belirsiz gelip gelmediği için özür dilerim. Çeşitli boyutlarda 27 servo içeren bir robot projesi üzerinde çalışıyorum ve nasıl güçlendirilmeleri gerektiğini anlamakta zorlanıyorum.

Onlara güç vermek için birkaç (3-6) 5 W 18650 pil kutusu kullanmayı umuyordum, ancak en küçük motorların her biri 2.5 W kullanacaktı, bu yüzden 1 pil kutusu sadece iki güç sağlayabilir. Daha büyük servolar, daha da fazla akım kullanıyor, bu yüzden az sayıda 18650'yi kullanma planı mümkün değil.

Robot üzerinde 12 V'luk bir araba aküsü için yeterli yer yok ve bir tane eklemek için gerekli olan servo motorların boyutlarının yeniden hesaplanması gerekiyor. Ayrıca, servo motorlar için verdiği 12 V'un 5 V'a nasıl dönüştürüleceğinden emin değilim.

PS Motorların durma akımı ne olacak? Güç kaynağı, tedarik ettiği tüm motorların (aynı anda) durma akımını mı yoksa sadece çalışma akımını mı sağlamalıdır? Servo motorlar dururken (eğer?) Bir sigorta kullanmalı mıyım? Sigorta mı yoksa devre kesici mi kullanmalıyım? 5 V sigorta yapıyorlar mı? Eğer öyleyse, nereden alabilirim?

18650 kutusunun daha büyük bir versiyonu gibi bir şey en çok tercih edilir.

Rocketmagnet'in belirttiği gibi, bir motorun 2,5 W olarak derecelendirilmesi, her zaman 2,5 W çekeceği anlamına gelmez . Çoğu robotun herhangi bir anda tam güçte çalışan en fazla 1 veya 2 servosu vardır; geri kalanı çok düşük mekanik yüklere sahiptir (ve bu nedenle çok daha az elektrik gücü çeker) veya "kapalıdır" ve bu nedenle pratik olarak sıfır elektrik gücü çeker.

Bu, güç kaynaklarına 2 çok farklı yaklaşıma yol açar:

• Bağlı robotlar ve masaüstü bilgisayarlar, her şey aynı anda maksimum gücü çektiğinde, mümkün olan en kötü durumdaki maksimum güç çekişini kaldırabilecek bir güç kaynağı ve ısı emiciler kullanır. 27 servo * 2.5 W @ 5V için 5 VDC ve en az 14 A güç kaynağı (veya belki de en az 14 A ekleyen birkaç 5 VDC kaynağı) gerekir.

• Otonom robotlar ve modern dizüstü bilgisayarlar, bir miktar termal tasarım gücünü kaldırabilen bir güç kaynağı ve ısı emiciler kullanır . Bazı insanlar keyfi olarak en kötü durum gücünden çok daha küçük olan ancak "tipik durumlarda" gereken gücün biraz üzerinde olan TDP'yi seçer. Daha sonra güç kaynağı 0'dan TDP'nin biraz üzerine kadar her türlü yükü kaldırabilecek şekilde tasarlanmıştır . Ve sistemin geri kalanı asla geçmeyecek şekilde tasarlanmıştırTDP - belki birkaç milisaniye hariç. En basit yaklaşım, toplam akım çekişini ölçen bir şeye sahip olmaktır - o zaman akım TDP'yi aştığında, şeylerin zaten korkunç bir şekilde yanlış gittiğini varsayın ve her şeyi birkaç saniyeliğine kapatın. Daha sofistike yaklaşımlar her motorun akımını ayrı ayrı ölçer: Bazı motor durduğunda, "gevşek mod" bir motora giden gücü öldürür, böylece robot diğer motorları tam güçle kullanmaya devam eder. Çok sayıda motor çok yüksek bir toplam akım çektiğinde, "yorgun mod" tüm motorlara giden gücü azaltır, böylece robot tüm motorları daha düşük bir hızda kullanmaya devam eder.

5 V sigortalar?

Büyük bir 14 A sigorta takabilirsiniz. Veya her bir motorun + 5V güç hattına bir tane olmak üzere 27 ayrı 0,5 A sigorta kurabilirsiniz. Ya da her ikisi de. Muhtemelen uygulamanızda iyi çalışan "12 V" veya "250 V" sigortaları bulmayı daha kolay bulacaksınız.

Mevcut çok sayıda ucuz çoklu sigorta vardır (5V USB bağlantı noktalarını aşırı akımdan korumak için tasarlanmıştır). Ne yazık ki, polifüslerin "patlaması" birkaç saniye alır - şeyleri kalıcı hasarlardan korumak için çok geç, ancak eşyaların ısınmasını, ateş yakmasını ve evinizi yakmasını önlemek için yeterince hızlı.

muhtemelen ilgili: 12V 1-2A için basit bir aşırı akım koruma / devre kesici devresi nasıl yapılır?

12 V birimini 5 V birimine dönüştür

Servo motor kullanan çoğu insan, pillerin beslediği voltajı servoların gerektirdiği 5V'ye dönüştürmek için hazır bir DC-DC dönüştürücü kullanır. (c) Bazı 18650 pil kutularının ( a ) pil gücünü 5 VDC "USB pil şarj cihazına" dönüştürmek için küçük bir DC-DC dönüştürücü içerdiğini görüyorum . (Birkaç kişi doğrudan 12 VDC'ye bağlanacak şekilde tasarlanmış servo motorlar kullanır. A )

Birçok DC-DC dönüştürücü, asla aküden maksimum maksimum akımdan fazlasını çekmeyecek şekilde ayarlanmıştır - motor çıkış duruşlarına bağlandığında, dönüştürücü bazı düşük çıkış voltajlarında "sabit akım" moduna geçer, çekerek pillerden daha az güç. Her servoya böyle bir DC-DC dönüştürücü koyarsanız, otomatik olarak uygun şekilde "gevşek mod" a girer ve çıkar.

piller

"Robotunuz için doğru pilin seçilmesi" (a)

"Robot bataryaları" (b)

"Robotikte kullandığım piller" (c)

vb. a b c d e f

Bir robotun güç kaynağını belirtmek her zaman zordur ve hepimizin karşı karşıya olduğu problemi vurdunuz. Tüm motorlar maksimum akımda durduğunda, tipik yükle veya mutlak maksimum yükle başa çıkmayı mı düşünüyorsunuz?

Buna doğru bir cevap yoktur, ancak ne olursa olsun hiçbir şeye zarar vermemesi gerekir. İyi haber şu ki, servolar muhtemelen her zaman 2.5W tüketmeyecek, bu yüzden başlamak için iyi bir yol, sisteminizi bir ampermetre ile büyük bir güç kaynağına bağlamak ve tipik ağır kullanım altında gerçek akım çekmesini ölçmektir. Maksimum akım çekişini öğrendikten sonra, bunun için pilleri belirleyebilirsiniz.

Karar vermeniz gereken diğer şey, bir şeyin ne kadar süre çalışmasını istediğinizdir. Bu, ne kadar pil kapasitesine ihtiyacınız olduğunu ve dolayısıyla pilin boyutunu size söyleyecektir. Ancak, dediğiniz gibi, bu daha büyük bir pile ihtiyacınız olduğu anlamına gelirse, daha büyük servolara ve daha fazla akıma ve dolayısıyla daha büyük bir pile ihtiyacınız olduğu anlamına gelebilir! Bu sorunun çözümü olmayabilir, ancak şunlar hariç:

• Gereksinimlerinizi azaltın. Robotun umduğunuz sürece çalışmadığını kabul edin.
• Mümkünse, pil ağırlığını kaldırmalarına yardımcı olmak için servolara burulma yayları ekleyin. Bu, biraz daha az güç tüketecekleri anlamına gelecektir.

Ancak tüm motorların durduğu aşırı durumda ne yapmalı?

Hot Swap denetleyicisi gibi bir şey düşünebilirsiniz . Bu, sisteminize gelen güç girişini koruyan küçük bir yonga. Sisteminizin kapasitörlerinin neden olduğu büyük ani akımlara karşı koruma sağlar. Ayrıca genel olarak aşırı akıma ve aşırı voltaja karşı korur.

Bu sorun roket bilimi gibidir. Bir roket ile ne kadar ağırsa, o kadar fazla yakıt çıkarması gerekir ki bu da onu daha ağır hale getirir! Servolarınız var, ancak onlara güç vermek için robotu daha ağır hale getiren büyük bir pile ihtiyacınız var, bu daha güçlü servolar ve daha büyük bir pil anlamına geliyor! Robotu bir yerleşik pille nasıl çalıştıracağınızı öğrenemezseniz, muhtemelen bir off-board güç kaynağına razı olmanız gerekir.

Bu yardımcı olur umarım.