Stromversorgung Übersicht: Unterschied zwischen den Versionen

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FĂŒr die Stromversorgung des ct-bot sind zwei ĂŒber SW2 wĂ€hlbare Alternativen vorgesehen:
 
FĂŒr die Stromversorgung des ct-bot sind zwei ĂŒber SW2 wĂ€hlbare Alternativen vorgesehen:
  
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A. POWER1: Akkupack 5x1,2V Mignon Akku (AA), eingespeist ĂŒber Stiftleiste ST1. MarktĂŒbliche KapazitĂ€t z.Zt.(2/06) max. ca. 2,5Ah. (Bei BestĂŒckung mit Batterien sollte die Anzahl auf 4 begrenzt werden, max 6V!) [[http://www.ctbot.de/index.php?page=5&smartor_mode=album_showpage&pic_id=28 Batteriehalter Montage]]
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'''A:''' POWER1 (U-Bat): '''Akkupack 5x1,2V''' Mignon Akku (AA), eingespeist ĂŒber Stiftleiste ST1. MarktĂŒbliche KapazitĂ€t z.Zt.(2/06) max. ca. 2,5Ah. (Bei '''BestĂŒckung mit Batterien''' sollte die '''Anzahl auf 4 begrenzt''' werden, max 6,25V!) [http://www.ctbot.de/index.php?page=5&smartor_mode=album_showpage&pic_id=141 Batteriehalter]; [http://www.ctbot.de/index.php?page=5&smartor_mode=album_showpage&pic_id=28 Batteriehalter Montage]  
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'''B:''' POWER2 (U-Netz): '''Netzteil 6V Gleichspannung''', eingespeist ĂŒber DCBU2, 1-PR (der in der Buchse integrierte Schalter bleibt als Akku/Netzteil-Umschalter ungenutzt, statt dessen hat ct, unnötigerweise als zusĂ€tzliches  Bauteil, den Umschalter SW2 vorgesehen).
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B. POWER2: Netzteil 6V Gleichspannung, eingespeist ĂŒber DCBU2, 1-PR (der in der Buchse integrierte Schalter bleibt als Akku/Netzteil-Umschalter ungenutzt, statt dessen hat ct, unnötigerweise als zusĂ€tzliches  Bauteil, den Umschalter SW2 vorgesehen).
 
  
 
Der Minuspol beider Quellen ist auf die gemeinsame Masse gelegt, der Pluspol ĂŒber den Versorgungswechsler SW SPDT und die Verpolschutzdiode D3 an folgende Komponenten:
 
Der Minuspol beider Quellen ist auf die gemeinsame Masse gelegt, der Pluspol ĂŒber den Versorgungswechsler SW SPDT und die Verpolschutzdiode D3 an folgende Komponenten:
  
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# Low Drop Spannungswandler [http://www.st.com/stonline/products/literature/ds/2141/l4940xx5.pdf L4940V5], dessen Ausgang ĂŒber C5 mit 100ÎŒF(25V) geblockt ist und danach als geregelte 5V, VCC mit maximal 1,5A Belastbarkeit fĂŒr die gesamte restliche Elektronik zur VerfĂŒgung steht.
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# zur '''Versorgung mit geregelten 5V,  maximal 1,5A Belastbarkeit''', an den '''Low Drop Spannungswandler''' [http://www.st.com/stonline/products/literature/ds/2141/l4940xx5.pdf L4940V5], dessen Ausgang ĂŒber C5 mit 100ÎŒF(25V) geblockt ist und danach fĂŒr Prozessor und die gesamte Glue-Logik verwendet wird.
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# Leistungseingang der Motortreiber [http://www.st.com/stonline/books/pdf/docs/1330.pdf L293D]
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    '''Achtung Patch!!!''' Bei sporadischen, unerwarteten Resets hat sich bei
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# Pin 2 von J3 fĂŒr Erweiterungskomponenten (diesen stehen sowohl die ungeregelte 6V-Versorgung als auch die geregelten 5V zur VerfĂŒgung).   
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    einigen Usern hier ein [http://www.ctbot.de/index.php?page=5&smartor_mode=album_showpage&pic_id=138[ein 100nF Kondensator parallel zu C5 bewĂ€hrt.]
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# zum Schutz vor Tiefentladung, ĂŒber Spannungsteiler R31/R32, an den nicht invertierenden Komparatoreingang eines [http://www.national.com/ds/LM/LM111.pdf LM311], der sie mit der Zenerspannung von 2,4V vergleicht und bei Unterschreiten ein Fehlersignal auslöst. Dies entspricht einem Unterschreiten der Akku- oder Netzteilspannung von 5,5V.   
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# '''Leistungseingang der Motortreiber''' [http://www.st.com/stonline/books/pdf/docs/1330.pdf L293D]
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# ĂŒber R28 an den nicht invertierenden Komparatoreingang eines weiteren [http://www.national.com/ds/LM/LM111.pdf LM311], der bei Überspannung ein Fehlersignal auslöst. Sorry, bin mir hier nicht sicher. Kann das mal jemand PrĂŒfen und korrigieren? (Beide Fehlersignale stehen verodert dem ”C zur VerfĂŒgung.)
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# '''J3 fĂŒr Erweiterungskomponenten''' (diesen stehen, an Pin2, sowohl die ungeregelte 6V-Versorgung als auch, an Pin1, die geregelten 5V zur VerfĂŒgung).   
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# und ebenfalls ĂŒber R28, ?als Strombegrenzer?, jeweils an Pin 1 von J1+J2 als Spannungsversorgung der Servos.
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# zum '''Schutz vor Tiefentladung''', ĂŒber Spannungsteiler R31/R32, an den nicht invertierenden Komparatoreingang eines [http://www.national.com/ds/LM/LM111.pdf LM311], der sie mit der Zenerspannung von 2,4V vergleicht und bei Unterschreiten ein Fehlersignal auslöst. Dies entspricht einem Unterschreiten der Akku- oder Netzteilspannung von ca. 5,5 bis 5,6V.   
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# als '''Versorgung der Servos''', ĂŒber R28, jeweils an Pin 1 von J1+J2 .
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# und, zur '''Indikation einer klemmenden Transportklappe''', ebenfalls ĂŒber R28 an den nicht invertierenden Komparatoreingang eines weiteren [http://www.national.com/ds/LM/LM111.pdf LM311]. Dieser vergleicht die, um den Spannungsabfall an R28 reduzierte, Versorgungsspannung mit der, ĂŒber Spannungsteiler R34/R30 anliegenden, Referenzspannung von 4,5V und löst bei Unterschreiten ebenfalls einen Fehler aus.
  
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Zu 5.: Das ist keine Notbremse, wie in den ctBot-Foren vermutet, sondern tritt ein wenn die Transportklappe klemmt und dadurch der Servostrom wesentlich höher als der Leerlaufstrom ist.
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Servospezifikation: "Leerlauf" (100mA); "voll abgebremst" (300mA).
  
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Hier als Materialsammlung ein Zitat aus einer  Mail Thorsten Thieles aus dem ct-Forum, war echt schwer zu finden:
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Bei vollen Akkus (6,25V) wird der Fehler bei (6,25V - 4,5V)/6,8 Ohm = 257mA
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und bei leeren Akkus(5,5V) bei (5,5V - 4,5V)/6,8 Ohm = 147mA ausgelöst.
  
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R28 muß so klein bleiben, daß der Spannungsabfall im Leerlauf der Servos noch nicht zum Unterschreiten der 4,5V ausreicht.  
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Startseite > c't-Artikelforum > c't-Bot > Re: debatte schaltungsdetails
 
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9. Januar 2006 15:01
 
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Re: debatte schaltungsdetails
 
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Thorsten Thiele 
 
  
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Dieser Indikator soll mit einer Auswertung der Klappen-Lichtschranke kombiniert werden um, z.B. im Fehlerfall, den Servo nur noch langsam anzusteuern und dabei den Strom zu ĂŒberwachen. Durch diesen frĂŒhen Hinweis, "daß vielleicht etwas nicht stimmt", soll vermieden werden, "mit Volldampf in die Überlast" zu fahren und erst danach abzuschalten.
  
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> die (ueber?)strom-detectorschaltung rund um IC7 vergleicht die
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R34 könnte man laut Thorsten Thiele auch an die Batteriespannung hÀngen. Die aktuelle Schaltung habe aber den Vorteil des einfacheren Routings.
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> "sekundaerseitige" spannung an R28 -an dem ja spannung proportional
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> zum strom abfaellt- NICHT mit der "primaerseitigen" spannung VS,
 
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> sondern mit der geregelten spannung VCC!
 
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> -> umso leerer der akku, umso frueher die notbremse. : designfehler!
 
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> R34 gehoert nicht an VCC, sondern an VS!
 
  
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ĂŒeber R33/R29 signalisiert IC8 einen Fehler, wenn die
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Die Fehlersignale aus 3) und 5) stehen (leider) verodert dem ”C zur VerfĂŒgung.
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Batteriespannung unter 5,5V fÀllt. An POW3 kann also nur eine
 
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Spannung
 
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zwischen 5,5 und 6,25V liegen.
 
  
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R34 und R30 liefern als Vergleichswert fĂŒr die Servospannung 4,5V;
 
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darunter signalisiert IC7 dann ebenfalls einen Fehler.
 
  
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Bei voll geladenem Akku (6,25V) ist der dafĂŒr nötige Spannungsabfall
 
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bei (6,25V - 4,5V)/6,8 Ohm = 257mA erreicht. Bei einer Akkuladung an
 
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der Entladegrenze sind es (5,5V - 4,5V)/6,8 Ohm = 147mA.
 
  
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Beide Stromwerte liegen zwischen den Servospezifikationen zwischen
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(z.T. zitiert aus einer  Mail [Re: debatte schaltungsdetails] Thorsten Thieles aus dem ct-Forum vom 9. Januar 2006 15:01)
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"Leerlauf" (100mA) und "voll abgebremst" (300mA). Es handelt sich
 
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also
 
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NICHT um eine Notbremse sondern um einen Indikator fĂŒr den Prozessor,
 
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dass möglicherweise die Klappe blockiert ist. R28 ist so
 
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dimensioniert,
 
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dass bei frei beweglicher Klappe der Servostrom - unabhÀngig vom
 
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Ladezustand der Akkus - zur Signalisierung eines Fehlers noch nicht
 
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ausreicht, bei blockierter Klappe aber der Fehler erkannt wird. Und
 
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dafĂŒr ist die Schaltung ok.
 
  
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Dieser Indikator fuer einen möglichen Fehler ist zu kombinieren mit
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== Schaltbild ==
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einer Auswertung der Klappen-Lichtschranke - eine Strategie
 
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könnte darin bestehen, beim Auftreten des Fehler-Signals den Servo
 
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nur noch langsam anzusteuern und dabei den Strom zu ĂŒberwachen. Wir
 
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wollen ja gerade nicht mit Volldampf in die Überlast fahren und dann
 
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notabschalten sondern viel frĂŒher einen Hinweis bekommen, dass
 
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vielleicht etwas nicht stimmt.
 
  
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R34 könnte man natĂŒrlich auch an die Batteriespannung hĂ€ngen -
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[[Bild:powersupply_schem2.png|800px|Schaltbild Stromversorgung]]
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einen Vorteil ergibt das nicht und das Routing wird wieder ein wenig
 
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komplexer.
 
  
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Viele Gruesse
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== Weblinks ==
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== Schaltbild ==
 
  
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[[Bild:powersupply_schem.png|800px|Schaltbild Stromversorgung]]
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*[http://www.st.com/stonline/products/literature/ds/2141/l4940xx5.pdf Datenblatt Low Drop Spannungsregler L4940V5]
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* [http://www.st.com/stonline/products/literature/ds/4848/lm311.pdf Datenblatt Komparator LM311]
  
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−
 
 
== Autor(en) ==
 
== Autor(en) ==
  

Aktuelle Version vom 13. Oktober 2007, 16:29 Uhr


FĂŒr die Stromversorgung des ct-bot sind zwei ĂŒber SW2 wĂ€hlbare Alternativen vorgesehen:

A: POWER1 (U-Bat): Akkupack 5x1,2V Mignon Akku (AA), eingespeist ĂŒber Stiftleiste ST1. MarktĂŒbliche KapazitĂ€t z.Zt.(2/06) max. ca. 2,5Ah. (Bei BestĂŒckung mit Batterien sollte die Anzahl auf 4 begrenzt werden, max 6,25V!) Batteriehalter; Batteriehalter Montage

B: POWER2 (U-Netz): Netzteil 6V Gleichspannung, eingespeist ĂŒber DCBU2, 1-PR (der in der Buchse integrierte Schalter bleibt als Akku/Netzteil-Umschalter ungenutzt, statt dessen hat ct, unnötigerweise als zusĂ€tzliches Bauteil, den Umschalter SW2 vorgesehen).


Der Minuspol beider Quellen ist auf die gemeinsame Masse gelegt, der Pluspol ĂŒber den Versorgungswechsler SW SPDT und die Verpolschutzdiode D3 an folgende Komponenten:

  1. zur Versorgung mit geregelten 5V, maximal 1,5A Belastbarkeit, an den Low Drop Spannungswandler L4940V5, dessen Ausgang ĂŒber C5 mit 100ÎŒF(25V) geblockt ist und danach fĂŒr Prozessor und die gesamte Glue-Logik verwendet wird.
   Achtung Patch!!! Bei sporadischen, unerwarteten Resets hat sich bei
   einigen Usern hier ein [ein 100nF Kondensator parallel zu C5 bewÀhrt.
  1. Leistungseingang der Motortreiber L293D
  2. J3 fĂŒr Erweiterungskomponenten (diesen stehen, an Pin2, sowohl die ungeregelte 6V-Versorgung als auch, an Pin1, die geregelten 5V zur VerfĂŒgung).
  3. zum Schutz vor Tiefentladung, ĂŒber Spannungsteiler R31/R32, an den nicht invertierenden Komparatoreingang eines LM311, der sie mit der Zenerspannung von 2,4V vergleicht und bei Unterschreiten ein Fehlersignal auslöst. Dies entspricht einem Unterschreiten der Akku- oder Netzteilspannung von ca. 5,5 bis 5,6V.
  4. als Versorgung der Servos, ĂŒber R28, jeweils an Pin 1 von J1+J2 .
  5. und, zur Indikation einer klemmenden Transportklappe, ebenfalls ĂŒber R28 an den nicht invertierenden Komparatoreingang eines weiteren LM311. Dieser vergleicht die, um den Spannungsabfall an R28 reduzierte, Versorgungsspannung mit der, ĂŒber Spannungsteiler R34/R30 anliegenden, Referenzspannung von 4,5V und löst bei Unterschreiten ebenfalls einen Fehler aus.

Zu 5.: Das ist keine Notbremse, wie in den ctBot-Foren vermutet, sondern tritt ein wenn die Transportklappe klemmt und dadurch der Servostrom wesentlich höher als der Leerlaufstrom ist. Servospezifikation: "Leerlauf" (100mA); "voll abgebremst" (300mA).

Bei vollen Akkus (6,25V) wird der Fehler bei (6,25V - 4,5V)/6,8 Ohm = 257mA und bei leeren Akkus(5,5V) bei (5,5V - 4,5V)/6,8 Ohm = 147mA ausgelöst.

R28 muß so klein bleiben, daß der Spannungsabfall im Leerlauf der Servos noch nicht zum Unterschreiten der 4,5V ausreicht.

Dieser Indikator soll mit einer Auswertung der Klappen-Lichtschranke kombiniert werden um, z.B. im Fehlerfall, den Servo nur noch langsam anzusteuern und dabei den Strom zu ĂŒberwachen. Durch diesen frĂŒhen Hinweis, "daß vielleicht etwas nicht stimmt", soll vermieden werden, "mit Volldampf in die Überlast" zu fahren und erst danach abzuschalten.

R34 könnte man laut Thorsten Thiele auch an die Batteriespannung hÀngen. Die aktuelle Schaltung habe aber den Vorteil des einfacheren Routings.

Die Fehlersignale aus 3) und 5) stehen (leider) verodert dem ”C zur VerfĂŒgung.


(z.T. zitiert aus einer Mail [Re: debatte schaltungsdetails] Thorsten Thieles aus dem ct-Forum vom 9. Januar 2006 15:01)

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