Контроль заряда аккумулятора шуруповерта: Как заряжать шуруповёрты с аккумуляторами? Руководство Li-ion,

Содержание

Мелкий индикатор заряда сборок литиевых аккумуляторов.

Всем привет! И снова обзор на миниатюрную(40×13.5×3.5мм) плату, в этот раз она служит для индикации уровня заряда литиевых аккумуляторов. Всего существует 5 разновидностей от 1S до 5S сборок. У меня последняя, т.к. планируется добавить его в аккумулятор шуруповерта с напряжением 21 Вольт. Изначально хотел написать DIY пост, но на носу праздники и никто ничего в ближайшее время не сделает, поэтому только посмотрим, что из себя представляет модуль и проверим функционал.
Обзор будет небольшим — не стесняйтесь, проходите под кат =)

Характеристики.

Название: Индикатор заряда литиевых аккумуляторов.
Размер: 40×13.5×3.5 мм
Применение: Тестирование 1/2/3/4/5S сборок аккумуляторов.

Существующие модели:

1S: 3.6V-4.2В
2S: 7.4V-8.4В
3S: 11. 1V-12.6В
4S:

14.8V-16.8В
5S: 18V-21В

Внешний вид.

Пакет утерян, так что начну с фирменной упаковки

На лицевой части(индикаторы же на лицевой части?) есть 4 мелких синих светодиода, кнопка активатор и название/ревизия. Обратите внимание, в правом верхнем углу есть контакты для доп питания, которое может обеспечить непрерывную индикацию.

С обратной стороны расположены «мозги» с обвязкой

Используется компаратор LM339, правда не понятно какой серии.

Функционал.

Индикация активируется кнопкой вручную. Через 5 секунд плата плавно гасит индикаторы.
В режиме ожидания потребляет около 0.1 мА, на гифке модуль не успел «уснуть».

Проверим диапазон напряжения на каждом уровне заряда.

100-75%: 21-19.9В (1.1В)

75-50%: 19.9-19В (0.9В)

50-25%: 19.9-18.2В (1.7В)

25-0%: 18.

2-16В (2.2В). Индикатор горит в пол силы, при 15.9В перестает реагировать на нажатия.

Наверное стоит упомянуть, что заказывать можно любую версию и при необходимости переделывать под нужную сборку.
Для этого достаточно перепаять резистор R1

Номиналы:

1S: 510 (51Ω)
2S: 201 (200Ω)
3S: 511 (510Ω)
4S: 102 (1kΩ)
5S: 202 (2kΩ)

«Хотелка».

Планировал внедрить сабж вот в этот шуруповерт:

Зверушка за свою цену получилась забавная, но аккумулятор один, поэтому уровень заряда был бы очень кстати.

Немного о шуруповерте кому интересно

Весит 1.1 кг

В руке лежит хорошо

Есть подсветка

Первая скорость: 0-380 об/мин

Вторая скорость: макс 1400 об/мин

Дури хватает чтобы отрывать головы шурупам, но для этого нужно не так много усилий.

Редуктор металлический

Разбирал чтобы смазать, но не понадобилось

8 фото и строк текста, а почти полноценный обзор )
Надеюсь меня не обвинят в скрытой рекламе, если надо — удалю спойлер )

Было решено, что логичнее всего будет ковырять аккумулятор, но тут возникла проблема свободного пространства

Элементы расположены очень плотно, плата индикатора 3. 5мм шириной, что не позволяет выточить под нее пластик

Неплохо вмещается только сзади между двух частей корпуса, нужно лишь выпилить пазы

Но мне некогда и лень, так что может быть после праздников займусь.

Ну вот и все. Как по мне, модуль вполне интересный, а благодаря размерам, встроить его можно практически куда угодно.
Как обычно, в комментариях приветствуется конструктивная критика. Всем добра =)

Схемы контроллеров заряда-разряда Li-ion аккумуляторов и микросхемы модулей защиты литиевых батарей

Главная > Схемы и чертежи > Модули защиты и контроллеры заряд/разряд для Li-ion аккумуляторов

Содержание статьи:

Что такое “контроллер заряда-разряда”?
Микросхемы, применяемые для защиты Li-ion:
– DW01
– S-8241 Series
– AAT8660 Series
– FS326 Series
– LV51140T
– R5421N Series
– SA57608
– LC05111CMT
В чем разница между контроллером заряда и схемой защиты?

Для начала нужно определиться с терминологией.

Как таковых контроллеров разряда-заряда не существует. Это нонсенс. Нет никакого смысла управлять разрядом. Ток разряда зависит от нагрузки – сколько ей надо, столько она и возьмет. Единственное, что нужно делать при разряде – это следить за напряжением на аккумуляторе, чтобы не допустить его переразряда. Для этого применяют защиту от глубокого разряда.

При этом, отдельно контроллеры заряда не только существуют, но и совершенно необходимы для осуществления процесса зарядки li-ion аккумуляторов. Именно они задают нужный ток, определяют момент окончания заряда, следят за температурой и т.п. Контроллер заряда является неотъемлемой частью любого зарядного устройства для литиевого аккумулятора.

Исходя из своего опыта могу сказать, что под контроллером заряда/разряда на самом деле понимают схему защиты аккумулятора от слишком глубокого разряда и, наоборот, перезаряда.

Другими словами, когда говорят о контроллере заряда/разряда, речь идет о встроенной почти во все литий-ионные аккумуляторы защите (PCB- или PCM-модулях).

Вот она:

И вот тоже они:

Очевидно, что платы защиты представлены в различных форм-факторах и собраны с применением различных электронных компонентов. В этой статье мы как раз и рассмотрим варианты схем защиты Li-ion аккумуляторов (или, если хотите, контроллеров разряда/заряда).

Контроллеры заряда-разряда

Раз уж это название так хорошо укрепилось в обществе, мы тоже будем его использовать. Начнем, пожалуй, с наиболее распространенного варианта на микросхеме DW01 (Plus).

DW01-Plus

Такая защитная плата для аккумуляторов li-ion встречается в каждом втором аккумуляторе от мобильника. Чтобы до нее добраться, достаточно просто оторвать самоклейку с надписями, которой обклеен аккумулятор.

Сама микросхема DW01 – шестиногая, а два полевых транзистора конструктивно выполнены в одном корпусе в виде 8-ногой сборки.

Вывод 1 и 3 – это управление ключами защиты от разряда (FET1) и перезаряда (FET2) соответственно. Пороговые напряжения: 2.4 и 4. 25 Вольта. Вывод 2 – датчик, измеряющий падение напряжения на полевых транзисторах, благодаря чему реализована защита от перегрузки по току. Переходное сопротивление транзисторов выступает в роли измерительного шунта, поэтому порог срабатывания имеет очень большой разброс от изделия к изделию.

Паразитные диоды, встроенные в полевики, позволяют осуществлять заряд аккумулятора, даже если сработала защита от глубокого разряда. И, наоборот, через них идет ток разряда, даже в случае закрытого при перезаряде транзистора FET2.

Вся схема выглядит примерно вот так:

Правая микросхема с маркировкой 8205А – это и есть полевые транзисторы, выполняющие в схеме роль ключей.

S-8241 Series

Фирма SEIKO разработала специализированные микросхемы для защиты литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов от переразряда/перезаряда. Для защиты одной банки применяются интегральные схемы серии S-8241.

Ключи защиты от переразряда и перезаряда срабатывают соответственно при 2.3В и 4. 35В. Защита по току включается при падении напряжения на FET1-FET2 равном 200 мВ.

AAT8660 Series

Решение от Advanced Analog Technology – AAT8660 Series.

Пороговые напряжения составляют 2.5 и 4.32 Вольта. Потребление в заблокированном состоянии не превышает 100 нА. Микросхема выпускается в корпусе SOT26 (3х2 мм, 6 выводов).

FS326 Series

Очередная микросхема, используемая в платах защиты одной банки литий-ионного и полимерного аккумулятора – FS326.

В зависимости от буквенного индекса напряжение включения защиты от переразряда составляет от 2.3 до 2.5 Вольт. А верхнее пороговое напряжение, соответственно, – от 4.3 до 4.35В. Подробности смотрите в даташите.

LV51140T

Аналогичная схема протекции литиевых однобаночных аккумуляторов с защитой от переразряда, перезаряда, превышения токов заряда и разряда. Реализована с применением микросхемы LV51140T.

Пороговые напряжения: 2.5 и 4.25 Вольта. Вторая ножка микросхемы – вход детектора перегрузки по току (предельные значения: 0. 2В при разряде и -0.7В при зарядке). Вывод 4 не задействован.

R5421N Series

Схемотехническое решение аналогично предыдущим. В рабочем режиме микросхема потребляет около 3 мкА, в режиме блокировки – порядка 0.3 мкА (буква С в обозначении) и 1 мкА (буква F в обозначении).

Серия R5421N содержит несколько модификаций, отличающихся величиной напряжения срабатывания при перезарядке. Подробности приведены в таблице:

Обозначение	Порог отключения по перезаряду, В	Гистерезис порога перезаряда, мВ	Порог отключения по переразряду, В	Порог включения перегрузки по току, мВ
R5421N111C	4.250±0.025	200	2.50±0.013	200±30
R5421N112C	4.350±0.025
R5421N151F	4.250±0.025
R5421N152F	4.350±0.025

SA57608

Очередной вариант контроллера заряда/разряда, только уже на микросхеме SA57608.

Напряжения, при которых микросхема отключает банку от внешних цепей, зависят от буквенного индекса. Подробности см. в таблице:

Обозначение	Порог отключения по перезаряду, В	Гистерезис порога перезаряда, мВ	Порог отключения по переразряду, В	Порог включения перегрузки по току, мВ
SA57608Y	4.350±0.050	180	2.30±0.070	150±30
SA57608B	4.280±0.025	180	2.30±0.058	75±30
SA57608C	4.295±0.025	150	2.30±0.058	200±30
SA57608D	4.350±0.050	180	2.30±0.070	200±30
SA57608E	4.275±0.025	200	2.30±0.058	100±30
SA57608G	4.280±0.025	200	2.30±0. 058	100±30

SA57608 потребляет достаточно большой ток в спящем режиме – порядка 300 мкА, что отличает ее от вышеперечисленных аналогов в худшую сторону (там потребляемые токи порядка долей микроампера).

LC05111CMT

Ну и напоследок предлагаем интересное решение от одного из мировых лидеров по производству электронных компонентов On Semiconductor – контроллер заряда-разряда на микросхеме LC05111CMT.

Решение интересно тем, что ключевые MOSFET’ы встроены в саму микросхему, поэтому из навесных элементов остались только пару резисторов да один конденсатор.

Переходное сопротивление встроенных транзисторов составляет ~11 миллиом (0.011 Ом). Максимальный ток заряда/разряда – 10А. Максимальное напряжение между выводами S1 и S2 – 24 Вольта (это важно при объединении аккумуляторов в батареи).

Микросхема выпускается в корпусе WDFN6 2.6×4.0, 0.65P, Dual Flag.

Схема, как и ожидалось, обеспечивает защиту от перезаряда/разряда, от превышения тока в нагрузке и от чрезмерного зарядного тока.

Контроллеры заряда и схемы защиты – в чем разница?

Важно понимать, что модуль защиты и контроллеры заряда – это не одно и то же. Да, их функции в некоторой степени пересекаются, но называть встроенный в аккумулятор модуль защиты контроллером заряда было бы ошибкой. Сейчас поясню в чем разница.

Важнейшая роль любого контроллера заряда заключается в реализации правильного профиля заряда (как правило, это CC/CV – постоянный ток/постоянное напряжение). То есть контроллер заряда должен уметь ограничивать ток зарядки на заданном уровне, тем самым контролируя количество “заливаемой” в батарею энергии в единицу времени. Избыток энергии выделяется в виде тепла, поэтому любой контроллер заряда в процессе работы достаточно сильно разогревается.

По этой причине контроллеры заряда никогда не встраивают в аккумулятор (в отличие от плат защиты). Контроллеры просто являются частью правильного зарядного устройства и не более.

Схемы правильных зарядок для литиевых аккумуляторов приведены в этой статье.

Кроме того, ни одна плата защиты (или модуль защиты, называйте как хотите) не способен ограничивать ток заряда. Плата всего лишь контролирует напряжение на самой банке и в случае выхода его за заранее установленные пределы, размыкает выходные ключи, отключая тем самым банку от внешнего мира. Кстати, защита от КЗ тоже работает по такому же принципу – при коротком замыкании напряжение на банке резко просаживается и срабатывает схема защиты от глубокого разряда.

Путаница между схемами защиты литиевых аккумуляторов и контроллеров заряда возникла из-за схожести порога срабатывания (~4.2В). Только в случае с модулем защиты происходит полное отключение банки от внешних клемм, а в случае с контроллером заряда происходит переключение в режим стабилизации напряжения и постепенного снижения зарядного тока.

Будет ли солнечная панель мощностью 5 Вт заряжать аккумулятор 12 В?

Да, солнечная панель мощностью 5 Вт может заряжать аккумулятор 12 В.

На самом деле, я недавно сделал это сам:

Затем, проделав это, я увидел, что Google не дает точного ответа на этот вопрос:

А?

И я решил написать эту статью, чтобы внести ясность.

Итак, еще раз для тех, кто сзади:

Да, вы можете заряжать 12-вольтовую батарею с помощью солнечной панели мощностью 5 Вт. Вам просто нужно убедиться, что это солнечная панель на 12 В. Все, что меньше, например, солнечная панель на 6 В или 9 В, не будет работать.

Here’s how I did it:

Materials & Tools

Materials

Newpowa 5W 12V solar panel
12V PWM solar charge controller
12V battery (I used a 12V 33Ah battery)
Wires, connectors, and предохранители (я использовал NOCO GC018)

Инструменты

Кусачки
Инструмент для зачистки проводов
Отвертка

Шаг 1. Подключите аккумулятор 12 В к контроллеру заряда от солнечной батареи

Для подключения аккумулятора к контроллеру заряда от солнечной батареи требуются провода, разъемы для проводов и встроенный предохранитель.

Вы можете использовать собственные провода и разъемы или купить их, чтобы упростить процесс. В итоге я купил что-то под названием NOCO GC018. Это штепсельный адаптер на 12 В со встроенным предохранителем и кольцевыми клеммами — подходящий вариант для моей 12-вольтовой батареи.

Для начала я отрезал 12-вольтовую вилку от NOCO GC018 кусачками.

Затем я просто немного раздвинул провода и зачистил концы. (Зачищенные концы буду втыкать в клеммы контроллера заряда.)

Теперь мои провода готовы. Я могу подключить их к клеммам аккумулятора с помощью кольцевых клемм. И я могу подключить их к клеммам контроллера заряда с помощью отвертки.

Вот что я сделал:

Сначала я подключил положительный и отрицательный провода к соответствующим клеммам аккумулятора. Вот так:

Затем я использовал отвертку (в моем случае прецизионную отвертку), чтобы соединить зачищенные концы проводов с клеммами аккумулятора контроллера заряда. На клеммах моего контроллера есть значок батареи, а также плюс и минус, чтобы я знал, куда идет каждый провод.

Когда все провода были подключены, мой контроллер заряда включился, показывая, что он правильно подключен к 12-вольтовой батарее.

Обратитесь к руководству вашего контроллера заряда, чтобы узнать, как запрограммировать его для вашего типа батареи. По умолчанию у меня установлены герметичные свинцово-кислотные батареи, которые я использовал.

Шаг 2. Подключите солнечную панель мощностью 5 Вт к контроллеру заряда солнечной батареи

Моя солнечная панель мощностью 5 Вт поставлялась с проводами с зачищенными концами. Это упростило подключение к моему контроллеру заряда.

Я просто подключил положительный и отрицательный солнечные провода к соответствующим клеммам на моем контроллере заряда. Опять же, на клеммах есть значок солнечной панели, и они помечены как положительные и отрицательные, что упрощает работу.

Теперь ваша солнечная панель подключена…

…и готово!

Вот как получилось у меня:

Вот, собственно, и все.

Однако из-за того, что моя солнечная панель находилась внутри, в этот момент на нее не попадало достаточно солнечного света, чтобы зарядить батарею.

Пора выходить на улицу.

Шаг 3. Протестируйте зарядное устройство для солнечной батареи мощностью 5 Вт на 12 В

Вы только что построили зарядное устройство для солнечной батареи на 5 Вт на 12 В. Неплохо!

Чтобы проверить свою, я вынес все на улицу (убедившись, что при этом не отсоединились провода) и поставил солнечную панель под прямые солнечные лучи.

Затем я просмотрел системные характеристики на своем контроллере заряда, пока не добрался до дисплея тока PV.

Это указывало на то, что моя солнечная панель мощностью 5 Вт заряжала мою 12-вольтовую батарею со скоростью 0,2 ампера:

Итак, доказательство того, что солнечная панель мощностью 5 Вт может заряжать 12-вольтовую батарею.

Теперь я могу просто оставить свою зарядную установку на улице под прямыми солнечными лучами. Панель будет продолжать заряжать аккумулятор в течение дня.

Контроллер заряда имеет защиту от перезарядки, т. е. он останавливает зарядку, когда аккумулятор полностью заряжен.

Схема подключения зарядного устройства для солнечной батареи 12 В мощностью 5 Вт

Вот принципиальная схема использования солнечной панели мощностью 5 Вт для зарядки батареи 12 В:

в реальной жизни:

Примечания к этой электрической схеме:

Передовой метод обеспечения безопасности заключается в установке предохранителя между контроллером заряда, аккумулятором и солнечной панелью. (Однако для этого проекта из-за того, что моя солнечная панель очень маленькая, я не включил предохранитель между солнечной панелью и контроллером заряда.)
Для большинства контроллеров заряда сначала подключается аккумулятор, а затем солнечная панель. Обратитесь к руководству вашего контроллера за рекомендуемым изготовителем порядком подключения.
Обязательно приобретите солнечную панель 12 В 5 Вт. Если это панель с более низким напряжением 5 Вт (например, 6 В или 9 В), она не будет работать с контроллером заряда 12 В.
Убедитесь, что ваш контроллер заряда совместим с химическим составом вашей батареи. Например, некоторые контроллеры заряда работают только со свинцово-кислотными аккумуляторами. Другие работают со свинцово-кислотными и литиевыми батареями.
Я рекомендую ШИМ-контроллер заряда для этого проекта, потому что он дешев, а фотоэлектрическое напряжение, скорее всего, не будет достаточно высоким для контроллера заряда MPPT. Для работы контроллера MPPT напряжение PV обычно должно быть на 4 или 5 вольт выше напряжения батареи.

Совет: Эта принципиальная схема будет работать для многих других размеров солнечных панелей (например, 10 Вт, 20 Вт, 50 Вт, 80 Вт, 100 Вт), если это солнечная панель на 12 В, и вы используете соответствующий калибр провода и размер предохранителя для Текущий.

Сколько времени требуется для зарядки аккумулятора 12 В от солнечной панели мощностью 5 Вт?

Согласно нашему калькулятору времени зарядки солнечной панели, солнечной панели мощностью 5 Вт требуется около 107,3 пиковых солнечных часов для полной зарядки свинцово-кислотной батареи емкостью 50 Ач 12 В с использованием ШИМ-контроллера заряда.

А вот расчетное время зарядки для 5 других распространенных размеров солнечных панелей:

Солнечная панель 10 Вт: 54,1 часов пикового солнечного излучения
Солнечная панель 20 Вт: 27,6 часов солнечного пика
Солнечная панель мощностью 50 Вт: 11,6 часов пикового солнечного освещения
Солнечная панель мощностью 80 Вт: 7,6 часов пикового солнечного излучения

Солнечная панель мощностью 100 Вт: 6,3 часов пикового солнечного освещения 900 факторов таких как емкость батареи и тип батареи.

Солнечная панель какого размера вам нужна для зарядки аккумулятора 12 В?

Аккумулятор на 12 В можно заряжать с помощью солнечных панелей различных размеров.

Зная это, вопрос становится таким:

«Как быстро я хочу заряжать 12-вольтовую батарею от солнечной энергии?»

Основываясь на приведенном выше времени зарядки, мы можем сделать некоторые выводы:

Солнечные панели мощностью 5 Вт и 10 Вт подходят для медленной непрерывной зарядки 12-вольтовых аккумуляторов. Это солнечная панель хорошего размера для поддержания заряда 12-вольтовой батареи, которая будет медленно заряжать ее в течение нескольких недель, а может быть, и месяцев, в зависимости от погоды и размера батареи.

Солнечные панели мощностью 20 Вт и 50 Вт подходят для быстрой зарядки небольших аккумуляторов на 12 В. Например, солнечная панель мощностью 20 Вт может зарядить аккумулятор емкостью 20 Ач 12 В примерно за 17 часов под прямыми солнечными лучами. Панель мощностью 50 Вт может сделать это примерно за 8 часов.

Солнечные панели 80Вт и 100Вт подходят для быстрой зарядки больших 12В и автомобильных аккумуляторов. Если это батарея емкостью 50 Ач, они могут полностью зарядить ее примерно за 12 часов или меньше под прямыми солнечными лучами.

Для получения дополнительной информации о том, как подобрать солнечную панель подходящего размера для вашей установки солнечной зарядки, ознакомьтесь с моей статьей о том, какого размера солнечная панель будет быстро заряжать 12-вольтовую батарею.

Совет: Вы можете еще больше сократить время зарядки, заменив ШИМ на контроллер заряда MPPT. Контроллеры заряда MPPT намного эффективнее, но и намного дороже.

Еще 2 самодельных проекта солнечной зарядки, которые вы можете построить прямо сейчас

Как я уже сказал, вы только что построили зарядное устройство для солнечной батареи на 12 В.

Вы подключили солнечную панель к аккумулятору через контроллер заряда. И солнечная панель теперь заряжает эту батарею.

Используя то, что вы только что узнали, вы можете построить еще больше солнечных зарядных устройств.

Вот несколько идей для вашего следующего проекта:

1. Самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора на солнечной батарее

Автомобильные аккумуляторы также представляют собой аккумуляторы на 12 В. Итак, используя ту же солнечную панель и контроллер заряда, я смог сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора на солнечных батареях.

2. Солнечное зарядное устройство для электровелосипеда

Вы также всего в нескольких шагах от солнечной зарядки электровелосипеда. Не обманывайтесь тем, насколько сложным это выглядит — вам просто нужна большая солнечная панель и небольшой инвертор.

Отвертка 3DoT Потребляемый ток и срок службы батареи – Arxterra

Отвертка

Отвертка Потребляемый ток и срок службы батареи

Автор: Саба Теодори (Электроника и управление)

0 Таблица содержания0007

1 ВВЕДЕНИЕ
2 Методология
3 РАПИДНЫЕ ТЕСТИ ПРОТИПА
4 Окончательные проектные тесты

5 Расчет срока службы батареи

5.1 ВВЕДЕНИЕ
5.2. Allocation Allocation

5.3 Mission DARIN Следующие эксперименты были проведены для измерения потребляемого тока для прототипа и окончательного робота, а также для расчета того, как долго будет работать батарея в худшем случае. Из этих экспериментов мы определили, что встроенной батареи платы 3DoT достаточно для поддержки робота на протяжении всего курса и что внешняя батарея не требуется.

Измерения тока, которые мы проводили в следующих экспериментах, проводились следующим образом: положительный щуп мультиметра был подключен к положительной шине, а отрицательный щуп был подключен к выводу питания нагрузки. Затем нагрузка заземляется. Следующее изображение иллюстрирует этот процесс. В нашем случае лампа представляет собой нагрузку. Вот ссылка на схему, использованную для создания прототипа. В финале используется плата 3DoT, которая по сути представляет собой ту же схему управления, но с меньшими двигателями.

Рисунок 1: Текущая методология измерения. Источник: https://www.allaboutcircuits.com/textbook/experiments/chpt-2/ammeter-usage/

Перед сборкой всей электроники для быстрого прототипа был проведен тест каждого компонента, чтобы получить хорошую оценку общий ток потребления системы. Вот таблица, показывающая измеренное потребление тока этими компонентами.

Компонент	Измеренный потребляемый ток (мА)
Двигатели постоянного тока 9 В Без нагрузки (x2)	188,4
Двигатели постоянного тока 9 В с нагрузкой (x2)	368
Ардуино Леонардо	32,4
Bluetooth-модуль HM-11	8,9
Драйвер двигателя TB6612FNG	1,7

Таким образом, общий потребляемый ток составляет около 411 мА.

На рисунке ниже показан ток, измеренный во время простоя робота, что означает, что двигатели выключены, а включена только схема управления.

Рис. 2: Ток, потребляемый прототипом при выключенных двигателях.

Другим измерением, которое было выполнено, был общий потребляемый ток, когда скорость двигателя была установлена на самую низкую скорость. На изображении ниже показано это чтение.

Рис. 3: Ток, потребляемый прототипом, когда двигатели работают на минимальной скорости.

Потребляемый ток компонентов измерялся отдельно, как показано в таблице ниже:

Компонент	Измеренный потребляемый ток (мА)
Двигатель постоянного тока 6 В x2 (без нагрузки)	98,4
Двигатель постоянного тока 6 В x2 (с нагрузкой)	321
3-точечная плата	32.07

Изображения мультиметра показаны ниже.

Рис. 4. Ток, потребляемый двигателем постоянного тока 6 В при максимальной скорости.

Рис. 5: Ток, потребляемый двигателем постоянного тока 6 В при максимальной скорости и большой нагрузке.

Нагрузка устанавливалась на двигатели путем приложения силы к валу до тех пор, пока он не перестал вращаться. Это должно было имитировать застревание робота на препятствии. Однако этот процесс выполнялся короткими импульсами, поскольку двигатели могли быть повреждены, если это выполнялось в течение длительного периода времени.

Рисунок 6: Ток, потребляемый платой 3DoT.

Общий измеренный ток для последнего робота составляет 353,07 мА. Аккумулятор, который мы будем использовать, составляет 650 мАч, которого теоретически хватит на 1,84 часа, прежде чем он полностью разрядится. В последнем роботе используется плата 3DoT и два металлических мотор-редуктора, в отличие от прототипа, который использует более крупные двигатели 9 В и имеет гораздо более тяжелое шасси для переноски.

Благодаря этим тестам мы смогли сравнить ожидаемое и измеренное потребление тока. В техническом описании двигателей ожидаемое потребление тока без нагрузки составляет 60 мА, а мы получили 49 мА.0,2 мА, что довольно близко. Номинальный ток с нагрузкой для этих двигателей составляет 170 мА, а наше измерение составило 160,5 мА.

Введение

В этом разделе будет выполнен расчет продолжительности заряда батареи, чтобы подтвердить срок службы батареи на время миссии. Для этого расчета будет использоваться наихудший сценарий текущей ситуации, чтобы учесть любые беспрецедентные ситуации.

Распределение мощности

Рис. 7: Показана плата 3DoT с аккумулятором, который будет использоваться.

Распределение мощности, выбранное для окончательной конструкции робота, составляет 650 мАч, что является встроенной батареей на плате 3DoT. Аккумулятор 3,6В RCR123A.

Общее измеренное потребление тока системой составляет 353,07 мА. Это измерение сделано при условии, что максимальный ток потребляется обоими двигателями и платой 3DoT.