อะไรคือวิธีที่ดีที่สุดในการเพิ่มจำนวนเซอร์โว (27) ที่ 5 V


17

ฉันขอโทษถ้าคำถามนี้อาจฟังดูคลุมเครือเล็กน้อย ฉันกำลังทำงานเกี่ยวกับโครงการหุ่นยนต์ที่จะมี 27 เซอร์โวในหลากหลายขนาดและฉันมีปัญหาในการหาว่าควรใช้พลังงานอย่างไร

ฉันหวังว่าจะใช้กล่องแบตเตอรี่ 18650 จำนวน 5 (18650) เพื่อขับเคลื่อนพวกมัน แต่มอเตอร์ขนาดเล็กที่สุดจะใช้ 2.5 W ต่อกล่องดังนั้น 1 แบตเตอรีกล่องเท่านั้นที่สามารถใช้พลังงานสองก้อนได้ เห็นได้ชัดว่าเซอร์โวขนาดใหญ่กว่าใช้กระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นดังนั้นแผนในการใช้ 18650 จำนวนน้อยจะกลายเป็นสิ่งที่เป็นไปไม่ได้

หุ่นยนต์มีพื้นที่ไม่เพียงพอสำหรับแบตเตอรี่รถยนต์ขนาด 12 โวลต์และการเพิ่มหนึ่งจำเป็นต้องคำนวณขนาดของเซอร์โวมอเตอร์ที่ต้องการ นอกจากนี้ฉันไม่แน่ใจว่าจะแปลง 12 V ให้เป็น 5 V สำหรับ servomotors ได้อย่างไร

ป.ล. สิ่งที่เกี่ยวกับปัจจุบันแผงของมอเตอร์? แหล่งจ่ายไฟควรจะสามารถจ่ายกระแสไฟของมอเตอร์ทั้งหมดที่จ่าย (ในเวลาเดียวกัน) หรือเพียงแค่กระแสไฟฟ้าที่ใช้งานได้หรือไม่? ฉันควรใช้ฟิวส์เพื่อจัดการเมื่อ (ถ้า?) เซอร์โวมอเตอร์แผงลอยหรือไม่? ฉันควรใช้ฟิวส์หรือเบรกเกอร์? พวกเขาทำฟิวส์ 5 V ไหม? ถ้าเป็นเช่นนั้นฉันจะหาได้ที่ไหน

บางอย่างเช่นกล่อง 18650 ที่ใหญ่กว่าจะเป็นที่นิยมมากกว่า


1
มอเตอร์ทั้งหมดจะทำงานในเวลาเดียวกันหรือไม่? หากสิ่งเหล่านี้มีไว้สำหรับขาของ hexapod / octapod มีจำนวนของขาที่ไม่หยุดนิ่งหรือไม่?
ลอร์ดโลห์

โปรดลองคำถามนี้ใหม่ด้วยservomotorหรือrcservoตามคำอธิบายแท็กใหม่ (ดูเพิ่มเติมที่การสนทนาเมตานี้ ) ขอบคุณ
ทำเครื่องหมายบูธ

คำตอบ:


10

ในฐานะที่เป็น Rocketmagnet กล่าวเพียงเพราะมอเตอร์เป็นอันดับที่ 2.5 วัตต์ไม่ได้หมายความว่ามันจะถูกดึง 2.5 วัตต์ตลอดเวลา หุ่นยนต์ส่วนใหญ่มีเซอร์โวไม่เกิน 1 หรือ 2 ตัวที่ทำงานเต็มกำลังในเวลาเดียว ส่วนที่เหลือมีภาระทางกลต่ำมาก (และดึงพลังงานไฟฟ้าน้อยกว่ามาก) หรือ "ปิด" และจึงดึงพลังงานไฟฟ้าเป็นศูนย์จริง

สิ่งนี้นำไปสู่ ​​2 วิธีที่แตกต่างกันมากในการจ่ายพลังงาน:

  • หุ่นยนต์ Tethered และคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปใช้แหล่งจ่ายไฟและชุดระบายความร้อนที่สามารถจัดการการดึงพลังงานในกรณีที่เลวร้ายที่สุดได้สูงสุด - เมื่อทุกสิ่งดึงพลังงานสูงสุดในเวลาเดียวกัน 27 เซอร์โว * 2.5 W @ 5V ต้องการ 5 VDC และอย่างน้อย 14 A แหล่งจ่ายไฟ (หรืออาจจะเป็น 5 VDC หลายรายการที่เพิ่มขึ้นอย่างน้อย 14 A)

  • หุ่นยนต์อัตโนมัติและแล็ปท็อปสมัยใหม่ใช้แหล่งจ่ายไฟและชุดระบายความร้อนที่สามารถจัดการพลังงานการออกแบบเชิงความร้อนได้ มนุษย์บางคนเลือก TDP ซึ่งมีขนาดเล็กกว่ากำลังไฟที่เลวร้ายที่สุด แต่ค่อนข้างเหนืออำนาจที่จำเป็นใน "สถานการณ์ทั่วไป" จากนั้นแหล่งจ่ายไฟได้รับการออกแบบเพื่อให้สามารถจัดการกับโหลดใด ๆ จาก 0 ถึงสูงกว่า TDP เล็กน้อย และส่วนที่เหลือของระบบได้รับการออกแบบให้ไม่มีวันเกินTDP - ยกเว้นอาจเป็นเวลาไม่กี่มิลลิวินาที วิธีที่ง่ายที่สุดคือการมีบางสิ่งบางอย่างที่วัดการดึงปัจจุบันทั้งหมด - จากนั้นเมื่อกระแสเกิน TDP สมมติว่าสิ่งต่าง ๆ ผิดไปอย่างน่ากลัวและปิดทุกอย่างลงสักครู่ วิธีการที่ซับซ้อนมากขึ้นจะวัดกระแสของมอเตอร์แต่ละตัวแยกกัน: เมื่อมอเตอร์แผงลอยบางตัว "โหมดเดินกะเผลก" จะฆ่าพลังของมอเตอร์ตัวนั้นดังนั้นหุ่นยนต์จะยังคงใช้มอเตอร์อื่นอย่างเต็มกำลัง เมื่อมอเตอร์จำนวนมากดึงกระแสรวมที่สูงเกินไป "โหมดเหนื่อยล้า" จะลดพลังงานให้กับมอเตอร์ทั้งหมดดังนั้นหุ่นยนต์จะยังคงใช้มอเตอร์ทั้งหมดด้วยความเร็วที่ช้าลง

ฟิวส์ 5 V

คุณสามารถติดตั้งฟิวส์ขนาดใหญ่ 14 A หรือคุณสามารถติดตั้งฟิวส์ 27 ตัว 0.5 A หนึ่งหลอดในสายไฟ + 5V ของมอเตอร์แต่ละตัว หรือทั้งคู่. คุณอาจพบว่าการหาฟิวส์ "12 V" หรือ "250 V" ง่ายกว่าซึ่งจะทำงานได้ดีในแอปพลิเคชันของคุณ

มี polyfuses ราคาถูกจำนวนมากที่มีอยู่ (ออกแบบมาเพื่อปกป้องพอร์ต USB 5V จากกระแสที่มากเกินไป) อนิจจา polyfuses ใช้เวลาหลายวินาทีในการ "ระเบิด" - สายเกินไปที่จะป้องกันสิ่งของจากความเสียหายถาวร แต่เร็วพอที่จะป้องกันไม่ให้สิ่งของร้อนขึ้นติดไฟและเผาบ้านของคุณ

อาจเกี่ยวข้อง: วิธีทำวงจรป้องกันกระแสเกิน / วงจรตัวตัดกระแสไฟแบบง่ายสำหรับ 12V 1-2A?

แปลง 12 V เป็น 5 V

คนส่วนใหญ่ที่ใช้เซอร์โวมอเตอร์ใช้ตัวแปลง DC-DC นอกชั้นวางเพื่อแปลงแรงดันไฟฟ้าใด ๆ ที่แบตเตอรี่จ่ายให้เป็น 5V ที่เซอร์โวต้องการ (ค) ผมเห็นว่าบาง 18650 กล่องแบตเตอรี่ ( ) ประกอบด้วยน้อย DC-DC converter การแปลงพลังงานจากแบตเตอรี่ 5 VDC "ชาร์จแบตเตอรี่ USB" (บางคนใช้ servomotors ที่ออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อโดยตรงกับ 12 VDC a )

มีการตั้งค่าตัวแปลง DC-DC หลายตัวเพื่อไม่ให้กระแสเกินจากแบตเตอรี่สูงสุด - เมื่อมอเตอร์เชื่อมต่อกับแผงส่งออกตัวแปลงจะเปลี่ยนเป็นโหมด "กระแสคงที่" ที่แรงดันขาออกบางส่วนใช้พลังงานน้อยลงจากแบตเตอรี่ หากคุณใส่ตัวแปลง DC-DC เช่นนั้นในเซอร์โวแต่ละตัวมันจะเข้าสู่และออกจาก "โหมดเดินกะเผลก" อย่างเหมาะสม

แบตเตอรี่

"การเลือกแบตเตอรี่ที่เหมาะสมสำหรับหุ่นยนต์ของคุณ" (a)

"หุ่นยนต์แบตเตอรี่" (b)

"แบตเตอรี่ที่ฉันใช้ในวิทยาการหุ่นยนต์" (c)

ฯลฯ a b c d e f


8

มันยากที่จะคาดเดาแหล่งจ่ายไฟสำหรับหุ่นยนต์และคุณประสบปัญหาที่แน่นอนที่เราทุกคนเผชิญ คุณระบุเพื่อรับมือกับภาระทั่วไปหรือภาระสูงสุดแน่นอนเมื่อมอเตอร์ทั้งหมดหยุดทำงานที่กระแสสูงสุดหรือไม่?

ไม่มีคำตอบที่ถูกต้องยกเว้นสิ่งที่เกิดขึ้นมันไม่ควรทำลายอะไร ข่าวดีก็คือเซอร์โวอาจจะไม่เสียเวลา 2.5W ตลอดเวลาดังนั้นวิธีที่ดีในการเริ่มต้นคือการเชื่อมต่อระบบของคุณเข้ากับแหล่งจ่ายไฟขนาดใหญ่ด้วยแอมป์มิเตอร์และวัดการจับกระแสไฟฟ้าจริงภายใต้การใช้งานหนักทั่วไป เมื่อคุณทราบถึงการดึงกระแสสูงสุดคุณสามารถระบุแบตเตอรี่สำหรับสิ่งนั้น

สิ่งอื่นที่คุณต้องตัดสินใจคือระยะเวลาที่คุณต้องการให้ทำ ที่จะบอกความจุของแบตเตอรี่ที่คุณต้องการและขนาดของแบตเตอรี่ แต่อย่างที่คุณบอกว่าถ้านั่นหมายความว่าคุณต้องการแบตเตอรี่ที่มีขนาดใหญ่กว่านั่นอาจหมายความว่าคุณต้องใช้เซอร์โวที่มีขนาดใหญ่ขึ้นและมีกระแสมากขึ้นดังนั้นจึงเป็นแบตเตอรี่ที่ใหญ่กว่า! อาจไม่มีวิธีแก้ไขปัญหานี้ยกเว้น:

  • ลดความต้องการของคุณ ยอมรับว่าหุ่นยนต์จะไม่ทำงานตราบใดที่คุณหวัง
  • ถ้าเป็นไปได้ให้เพิ่มแรงบิดสปริงลงในเซอร์โวเพื่อช่วยยกน้ำหนักแบตเตอรี่ นี่จะหมายความว่าพวกเขาใช้พลังงานน้อยลงเล็กน้อย

แต่จะทำอย่างไรในกรณีสุดขั้วที่มอเตอร์ทั้งหมดหยุดทำงาน

คุณอาจพิจารณาสิ่งที่ต้องการควบคุมและ Hot Swap นี่เป็นชิปตัวเล็ก ๆ ที่ช่วยปกป้องกำลังไฟฟ้าเข้าสู่ระบบของคุณ มันป้องกันกระแสที่ไหลเข้าขนาดใหญ่ที่เกิดจากตัวเก็บประจุของระบบของคุณ นอกจากนี้ยังป้องกันกระแสเกินโดยทั่วไปเช่นเดียวกับแรงดันไฟฟ้าเกิน


1

ปัญหานี้เป็นเหมือนวิทยาศาสตร์จรวด ด้วยจรวดยิ่งหนักเท่าไรก็ยิ่งต้องใช้เชื้อเพลิงมากขึ้นเท่านั้นซึ่งจะยิ่งหนักขึ้น! คุณมีเซอร์โว แต่คุณต้องใช้แบตเตอรีขนาดใหญ่ที่ทำให้หุ่นยนต์หนักขึ้นนั่นหมายถึงเซอร์โวที่แข็งแกร่งและแบตเตอรีที่ใหญ่กว่า! หากคุณไม่สามารถหาวิธีใช้พลังงานจากหุ่นยนต์ด้วยแบตเตอรี่ออนบอร์ดได้คุณอาจต้องจ่ายไฟนอกบอร์ด

หวังว่านี่จะช่วยได้

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.