roboforum.ru

ok.
по пункту 2 тонкий момент, модуль зарядки имеет диод на выходе или нет?
От этого зависит нужно ли ещё два транзистора ставить или нет.

Да я тоже не понял зачем они разделили минус зарядки и минус батареи.

Добавлено спустя 1 час 22 минуты 36 секунд:
Сейчас у меня вот такая схема:
"Простой источник бесперебойного питания для робота"
с дополнительным модулем зарядки


все элементы располагаются на борту робота, для того чтобы зарядить робота достаточно подключить любой подходящий по мощности внешний источник питания, при этом не требуется отключать бортовую электронику.
В качестве модуля зарядки используется dc-dc преобразователь с поддержкой режима constant current , constant voltage (CC-CV)
Из испробованных мной плат, могу посоветовать две в качестве модуля зарядки
1) http://www.ebay.com/itm/DC-to-DC-conver ... 1402869015
2) http://www.ebay.com/itm/DC-DC-boost-con ... 1940997254
первая значительно качественнее и универсальнее умеет и повышать и понижать,
только больше по высоте, и из-за курса стала довольно дорогой.

вторая компактнее дешевле но она только повышает (EXT_POWER должно быть меньше напряжения АКБ), испробована с LiFePo4 4S

На схеме,

линия EXT_POWER - внешнее питание, у меня это 12в
транзисторы Q1,Q4 - ключ полностью отключающий АКБ.
транзистор Q2 - ключ вместо диода в предыдущей схеме, пропускает питание EXT_POWER на выход ИБП, меньше греется чем диод.
D1,Q3 -слаботочные вспомогательные элементы необходимые для правильной логики работы.
Джампер ON|OFF принудительное отключение батареи от smd микротумблера.
положение ON - автоматическое переключение между АКБ и внешним питанием
положение OFF - АКБ всегда отключена от выхода ИБП, но внешнее питание будет проходить свободно на выход ИБП.

Поскольку у меня DC-DC повышающий у него на выходе стоит диод, так что выход преобразователя можно постоянно держать подключенным напрямую к батарее


Логика работы в положении ON
когда напряжение на входе EXT_POWER отсутствует, Q3 закрыт , Q2 через R1 закрыт, D1 ничего не пропускает
Q1,Q4 открыты через R9, на выходе ИБП напряжение батареи (минус падение напряжения на транзисторах Q1,Q4)

когда появляется напряжение на входе EXT_POWER тогда
Диод D1 закроет Q1,Q4 , напряжение EXT_POWER через встроенный в Q2 диод пойдёт на выход ИБП а между тем транзистор Q3 полностью откроет Q2, на выходе ИБП будет напряжение EXT_POWER (минус падение на Q2)
линия EXT_POWER напрямую соединена со входом dc-dc преобразователя, поэтому сразу же начинается процесс зарядки если напряжение на АКБ ниже напряжения на выходе dc-dc преобразователя

когда пропадёт напряжение на входе EXT_POWER тогда
Q1,Q4 всё ещё закрыты, напряжение на выходе ИБП начнёт падать
до тех пор пока на выходе напряжение не просядет на столько чтобы Q3 закрылся (делитель R3/R2 этому способствует), как только Q3 закроется, через резистор R1 закроется Q2
напряжение на D1 пропадёт окончательно
тогда Q1,Q4 откроются через R9, на выходе ИБП появится напряжение АКБ
происходит это очень быстро, потребители почувствуют только лёгкое волнение.

Связка встречно включенных транзисторов Q1,Q4 необходима т.к. для зарядки используется повышающий dc-dc преобразователь, т.е. напряжение батареи выше EXT_POWER, если использовать только один транзистор (как в первой схеме) то ток с батареи проходил бы обратно в сеть через встроенный в транзистор диод

в статическом режиме этот ИБП ничего не потребляет (за исключением токов утечки)

В верхнем правом углу изображены входы-выходы внешнего dc-dc повышающего преобразователя который работает в режиме CC-CV

главное на что стоит обратить внимание
1) преобразователь постоянно подключен к батареи, но т.к. в повышающих преобразователях на выходе всегда есть диод то он не пропустит напряжение батарии когда преобразователь отключен (отсутствует EXT_POWER)
2) (предыстория post291830.html#p291830) минус батареи подключен на прямую к минусовому вЫходу dc-dc преобразователя, а уже с его Входа идёт на выход ИБП,
это нужно для того чтобы не пришлось городить схему полного переключения выводов преобразователя, соединить "-" выхода преобразователя с "-" его входа нельзя т.к. это отключит внутреннюю схему стабилизации по току, которая измеряет протекающий по минусовой шине ток.
Т.е. и во время зарядки и вовремя разрядки ток всегда течёт через шунт в dc-dc преобразователе, на это стоит обратить внимание и посчитать рассеиваемую на нём мощность во время основной работы робота.
В выбранном мной модуле post351385.html#p351385
стоят два резистора по 0.05Ом в параллель т.е. всего 0.025
при токе 10А получается на нём будет рассеиваться 2,5Вт! но в этой модели по всей плоскости платы встроенный радиатор поэтому это нестрашно даже при таком токе.

Если нужно больше ампер, можно попробовать избавиться от шунта в dc-dc преобразователе
Для этого можно задействовать готовый токовый измеритель для плюсовой шины например MAX471
http://www.ebay.com/itm/3A-Range-Curren ... 1523659684
сигнал с него (один провод) нужно подать вместо сигнала встроенного измерителя тока, как правило это ОУ LM382, конечно такая операция требует сноровки но вполне реальна.
В таком случае земли можно будет объединить в любой удобной точке, а бесполезную мощность будут рассеивать только Q1,Q4, в зависимости от своих характеристик

1) Не хочу вас расстраивать но этот модуль и 1.5А выдаёт с сильным перегревом.
Если габаритами не сильно ограничены лучше рассмотреть другие варианты
post291556.html#p291556
и тут я его тестировал http://forum.fonarevka.ru/showthread.ph ... 96&page=22

2) этому dc-dc модулю нужен перепад вход-выход не менее 3в и это для него далеко не оптимальный режим будет!
, сколько банок последовательно в вашем АКБ? и какое напряжение бортовой сети ( какой максимум допустим на выходе ИБП?)

3) да для понижающего нужно будет два дополнительных транзистора как на первой схеме (Q2,Q5)

если у вас ток 15А какая ёмкость аккумулятора? боюсь выбранный вами модуль пол дня заряжать будет.

Вообще с точки зрения удобства лучше всего использовать повышающие преобразователи,
- нет необходимости в отключении от аккумулятора
- напряжение внешнего питание равно напряжению бортовой сети робота, в варианте с понижайкой этот момент особенно остро выглядит

1) LiFePo4 3S2P 4600 mAh
>И в свете всей этой переделки подумываю о замене АКБ на какой-нибудь липоль уже с защитой, чтобы не заморачиваться.

вообще конечно три банки ни то ни сё
PCM на большие токи обычно от 4 банок и выше, увеличить не получится?

вот всего два предложения до 8А см ниже
http://www.ebay.com/sch/sis.html?_nkw=P ... 2749.l2658

можно и LiPo никакой разницы нету. только всё равно нужно всё тщательно подбирать.

2) Ток 10А макс
а продолжительно скольно? т.е. потребление основной режим работы , сколько по времени хватает одной зарядки?

3) >А повышайку я не хочу только из-за кпд, он же не более 85% вроде будет, да и для двигателей сильно надо повышать.
я имел ввиду модуль зарядки - повышайка, какой там КПД вас мало должно волновать т.к. зарядка работает от внешнего питания

4) >Можете сделать схему с добавлением 2 транзисторов?
могу, давайте определимся с конструкцией потом я вам нарисую то что должно быть.


5) > Нашел тот модуль подешевле.,
>Одна понижайка для питания Малины, вторая для питания серв.

Я вообще эти модули не люблю они крупные и хреновые, только выглядят заманчиво из за LED индикаторов.

Для контроллеров я использую,
если покомпактнее до 1.5А http://www.ebay.com/itm/10pcs-Mini-360- ... er-supply-
до 2А такой http://www.ebay.com/itm/Mini-DC-DC-Buck ... odelling-/

ну может для серв одну я бы оставил, кратковременно модуль может отдать до 4А,но размер всё равно крупноват



Какое время зарядки вас устроит? 1час 2, 3? от этого зависит какой модуль зарядки выбрать

Добавлено спустя 1 час 24 минуты:
схему питания продумывали?

вот мой вариант


В общем вам нужно определиться какое напряжение и какой максимальный ток нужен.
определиться как быстро должно заряжаться

затем в зависимости от типа модуля зарядки (повышающий или понижающий) нужно определиться какое напряжение и ток требуется от внешнего питания, например
у меня 14.2в максимальное напряжение АКБ, для того чтобы зарядить до этого напряжения модуль зарядки должен выдавать 14.21в (грубо)
если модуль зарядки понижающий то внешнее напряжение должно быть на 3в выше, получается 17.2в это же напряжение будет на выходе ИБП во время зарядки.
Нужно убедиться что всё ботовое оборудование сможет работать от такого напряжения, у меня тегра до 15в , 17 много, т.е нужна дополнительная понижайка для снижения с 17в до 12в во время заряда.

Либо можно взять другой модуль зарядки - повышающий.
В таком случае внешнее питание может быть 12в, что очень удобно.

Добавлено спустя 10 минут 24 секунды:
>6А не хватает если при движении задействовать все сервы
а как вы определили что именно 6А?

Добавлено спустя 20 минут 26 секунд:
вот модуль 3S на 16A http://www.ebay.com/itm/LiFe-Battery-PC ... -3S16W006-
судя по всему там стоят n-канальные транзисторы , т.е разрывают землю в случае перезаряда/переразряда

Добавлено спустя 3 минуты 1 секунду:
вот ещё вариант http://www.ebay.com/itm/LiFe-Battery-PC ... -3S20W007-

Добавлено спустя 21 минуту 38 секунд:
вот ещё вариант,
http://www.ebay.com/itm/LiFe-Battery-PC ... A-3S8W003-
параметр 8А это ограничение по температуре, как продолжительно потребление 10А ?

да с платами защиты есть проблемы с поиском подходящей.
просто нужно было параллельно подбирать АКБ и плату защиты а не поотдельности
Вы говорите про готовый АКБ с защитой, уже присмотрели что то конкретное?

OpenUPS имеет ограничение в 6А

я поискал в мануале overcurrent protection,возможно я что то упустил, ничего такого там нет, там сказано что 6А но зависит от напряжения вход-выход, и обусловлено ограничением по температуре.
я советую провести эксперимент включить амперметр между АКБ и всеми потребителями, включить программу которая задействует все моторы и посмотреть потребление, максимальное потребление малины есть в интернете просуммировать, добавить 20% это будет достаточно для ориентировки.

Дело в том что чем больше ампер тем крупнее все элементы, и в добавок получите не правильный диапазон защиты от перегрузкок по току (завышенные значения которые возможно никогда не достигните).
поэтому лучше знать точно какое реально потребление, сэкономите и деньги и место и работать будет более правильно-надёжно.

Я готов перейти на повышающий зарядник
...
Время зарядки устроит 2-3 часа.

Я лично считаю такой вариант наиболее удобный, причины описывал выше.

Из испробованных мной плат, могу посоветовать две
1) http://www.ebay.com/itm/DC-to-DC-conver ... 1402869015
2) http://www.ebay.com/itm/DC-DC-boost-con ... 1940997254
первая значительно качественнее и универсальнее умеет и повышать и понижать,
только больше по высоте, и из-за курса стала довольно дорогой.

вторая компактнее дешевле и нужные вам 4600mAh/2часа = 2.3A ток заряда - выдаст без проблем, у меня она сейчас работает.
но она только повышайка, не знаю сможет ли работать на 9в АКБ при 12В входном.

- уйти от сложной и дорогой платы OpenUPS (стоит $120, только 1 производитель и тот в США) в сторону модульности и китаедоступности этих модулей

уйти конечно можно, но нужно понимать что OpenUPS это готовая фирменная вещь с сопровождением и кучей рюшек,
а так придётся поработать мозгом и руками

- повысить ограничение тока с 6А до хотя бы 10А

я уже посоветовал выяснить точное потребление, гнаться в за лишними амперами "лишь бы было", дорого и займёт лишее пространство.

- иметь возможность точного контроля за напряжением батареи и состоянием системы питания (разряжается, заряжается, заряжена и пора отключаться от базы)

это придётся реализовать самому, в схеме ИБП можно сделать два выхода,
один - делитель напряжения для оцифровки напряжения микроконтроллером,
второй - "цифровой" сигнал - внешнее питание, который потом цепляете к любому ненужному пину контроллера

определять заряжается или нет нужно будет программно, в ардуине или ещё где

1) по напряжению аккумулятора, когда напряжение максимально - аккумулятор раряжен,
это конечно менее точно чем по току зарядки, но если если не стоит задача заряжать "подзавязку", то нормально.

2)Либо, можно задать максимальное напряжение зарядки чуть выше максимального напряжения батареи, тогда зарядка будет идти до тех пор пока PCM не отключит зарядку от батареи по сигналу overvoltage protection.

пока я выбрал второй вариант, позже буду мониторить напряжение при помощи i2c АЦП http://www.ebay.com/itm/161932431995
напрямую с jetson tk1, модуль есть, но пока не ставил, программы отлаживаю

3) Либо можно ещё поставить модули для мониторинга тока зарядки http://www.ebay.com/itm/3A-Range-Curren ... 1523659684

и потребления тока роботом http://www.ebay.com/itm/ACS712-20A-rang ... 1766572476

или INA219 см ниже

- иметь полное понимание что и как там внутри работает (это уже плюшки).

ну этого хоть отбавляй

Советую также купить "резиновые" провода awg16 если у вас таких нет , поскольку ИПБ и зарядка соединяются между собой проводами, внутри корпуса, где не каждый толстый провод легко встанет в нужное положение
http://www.ebay.com/itm/16-4FT-5m-Silic ... 2326423686

Добавлено спустя 7 минут 23 секунды:
схему питания посмотрел, dc-dc модули хрошие, по этим пунктам всё понятно

Добавлено спустя 10 минут 28 секунд:
Забыл спросить, и по фоткам не видно, а коннектор на проводе АКБ у вас какой? просто для полее полного понимания.

Добавлено спустя 53 минуты 31 секунду:
вот ещё полезный кирпичек INA219 http://www.ebay.com/itm/INA219-I2C-Bi-d ... 1428308380
сразу и напряжение и ток и ватты и отдаёт по i2c

Holmes писал(а):Проверить токи сейчас не могу, как раз жду когда приедет dc-dc для малины. До этого стоял virt2real, а у него был свой регуль встроенный.

малину можно от любого зарядника для планшета на 2А запитать.

Holmes писал(а):АКБ пока не нашел, единственное что более менее нашел и паять не надо вот это.

это только для слаботочных приборов годиться

Holmes писал(а):Если таких штуки три в параллель (итого 12 банок), то получится неплохая ёмкость.
Закралась крамольная мысль, если таких три штуки, только не по 4 а по 3 банки поставить и на них натравить PicoUPS от того же mini-box как у AndreiSk вот тут, то может ничего и придумывать не нужно будет. Правда не уверен что зарядник для свинцовых подойдет для лития. Хочу ваше мнение узнать.

в широком смысле, все батареи заряжаются одинаково,
есть отличия в детектировании окончания заряда, максимальном напряжении, и в некоторых случаях важен профиль заряда

в отличие от настраиваемых dc-dc преобразователей у этого модуля всё фиксированное, литий я бы точно не стал им заряжать, да и ток маленький

Holmes писал(а):

Из испробованных мной плат, могу посоветовать две

Дааа, первая не дешевая =) Почти половина OpenUPS, смысла менять на такое нет.
А вторая не указано что она CC-CV, странно.

там сказано constant current это драйвер для LED, там режим CC это основной режим

Holmes писал(а):А мониторинг напряжения АКБ у меня уже есть (только источник опорного поменять надо), но не хватает именно сигнала о подключенном внешнем питании, наверное задействую еще один вход ADC для этого.

я тоже много думал как лучше мониторить и батарею и детектировать наличие внешнего питания.
и пришёл к выводу что проще всего напряжение АКБ оцифровывать, а наличие внешного питания получить в виде цифрового сигнала, через делитель напряжения на резисторах, смысла мониторить напряжение внешнего питания не вижу, "цифровой" сигнал скажет есть оно или нет.
а вообще мне приглянулся модуль на базе INA219, там есть всё что нужно, жаль раньше про него не знал

Я бы взял LiPo 4S1P если вам LiFePo4 Не понравились
http://www.hobbyking.com/hobbyking/stor ... ouse_.html

нужно смотреть на ёмкость и на максимальный ток чем меньше 15С-25С тем лучше, т.к. как правило чем выше ток тем меньше соотношение ёмкость/вес, а у вас не дикие токи на которых авиамодели летают.

К ней BMS защита и балансир на 14.8в http://www.ebay.com/itm/FMA-Balance-BMS ... 1756557346

Как соединить:
1) Продумайте где расположите платку BMS относительно АКБ, я обычно на самой АКБ размещаю, между АКБ и платой два слоя малярного скотча на всякий пожарный (правда эта АКБ по-моему в пластиковом корпусе так что можно один слой )

2) Провода балансира из батареи обкусываете по одному и припаиваете к коннектору который в комплекте с BMS. (коннектор не подключаете пока), так чтоб коннектор потом дотянулся до своего места на плате.
посмотрите внимательно схему включения BMS

3)затем обкусываете основной провод (- минус) питания АКБ так чтобы его хватило припаять к плате в точку B- и припаиваете в точку B-

4) Затем тоже самое с B+

5) оставшиеся куски провода по одному припаиваем к точкам P+ P- соответственно

6) закрепляете и изолируете окончательно плату на корпусе АКБ, например моим любимым малярным скотчем и всё готово.
проверяете что на выходе BMS есть напряжение АКБ, если его нет не пугаемся, перепроверяем включение проводов, если всё ок, пробуем зарядить , некоторые схемы уходят в защиту и пока напряжение зарядки не появится они в норму не приходят

Покупаете тот недорогой повышающий модуль что я советовал.
Покупаете коннекторы и провода чтобы подключить АКБ http://www.ebay.com/itm/4mm-Gold-Banana ... 1079705223

Остаётся только собрать ИБП =)
Схема есть, нужно только с элементной базой определиться и с расположением деталей.

Если вам пайка транзисторов совсем не интересна могу собрать готовое устройство.

Хотя транзисторы в корпусе TO220 легко на макетке паяются советским паяльником, там деталей раз два и обчёлся.
если травить плату в размере сильно не выиграть т.к. основное пространство съедят транзисторы и так и так.

Добавлено спустя 18 минут 44 секунды:
Пример силовых транзисторов которых нужно 3Шт http://www.ebay.com/itm/10pcs-Transisto ... 1846945619

Добавлено спустя 6 минут 20 секунд:
я об этом уже говорил раньше, повторю
ИБП можно сделать из двух модулей https://www.pololu.com/product/2815
тогда никакую схему паять не нужно будет, только соединить два модуля правильно.
если окажется что сильно греется под максимальной нагрузкой то просто купите ещё один и включите параллельно

Добавлено спустя 13 минут 41 секунду:
немного поясню, один такой модуль управляет АКБ, второй включает/отключает внешнее питания,
заводим на ножку ON|OFF АКБ сигнал со входа внешнего питания через диод и получается автоматическое переключение

правда поколдовать придётся
1) раздобыть где нибудь один диод, его характеристики не важны, любой сгодится.
2) одну из плат придётся немного покалечить, вот схема post337256.html#p337256
нужно удалить с одной платы резистор R3 и соединить точку 3 SW2 с точкой 1 SW2 резистором в 200кОм, это достаточно легко сделать навесным резистором там для этого есть специальные дырки на плате
не всем нравятся такие выверты, поэтому предупреждаю заранее.

Добавлено спустя 1 час 42 минуты 43 секунды:
Добавил описание работы схемы ИБП и какие есть ограничения post351430.html#p351430

Holmes писал(а):Блин, почему у меня не получается так хорошо всё найти ... видимо опыта недостаточно.
Огромное спасибо за полный расклад, всё заказал, теперь ждать.

Да нужно потренироваться , честно говоря я тоже долго выбирал BMS
был ещё вот такой компактный вариант
http://www.ebay.com/itm/PCM-Protection- ... 1796752563
Но он без балансира.

как я понял pcm/BMS нужно искать по ключевой фразе PCM 14.8 тогда выходят только модули для LiPo 4S

Holmes писал(а):А пока надо определиться со схемой ИБП и спаять. Не стал заказывать еще и с пололу, у них там вечно стоимость доставки дикая если с треком. Но если в итоге так будет удобнее, то закажу.

сами попробуете спаять? или помочь?

Holmes писал(а):Мне бы еще на выход ибп добавить схему раздачи питания на мосфетах, поможете?
Один выход напрямую, это для сервоконтроллера.

не понял это в дополнение к обычному выходу ИБП?

Holmes писал(а):Третий через мосфет нормально открытый (управление с МК лог уровень 3.3В), это для возможности ребутнуть малину, я хочу на борт поставить еще NodeMCU для этого.

А зачем ребутать малину из NodeMCU ? малина и сама по команде reboot должна хорошо ребутиться

с выводами никаких проблем нет только на каждый такой вывод требуется по два транзистора и три резистора, это увеличит размеры платы.

Многие dc-dc преобразователи имеют встроенный сигнал on|off который можно использовать для достижения того же эффекта

У меня например так
напряжение с ИБП идёт в тегру когда та загружается, она включает свой USB порт, на котором висит usb-хаб, сигнал с него (линия питания USB 5в) я завёл на вход EN dc-dc преобразователя, на первом этаже, тот включается и запитывает от линии ИБП контроллеры первого этажа
если тегра вырубается всё остальное тоже вырубается по цепочке, получается очень удобно как включить-выключить комп

На USB хабе у меня была кнопка которая разрешала 2А для одного порта, я её переделал чтобы она включала выключала питание хаба, так что если нужно ребутнуть какой то контроллер я нажимаю эту кнопку

включать-отключать драйвер двигателей, а то он при простое 50мА кушает.

судя по схеме включения у него можно запитать логику отдельно от 5в , т.е. можно подсадить на какой нибудь управляемый dc-dc преобразователь

Кстати, если не секрет зачем ещё nodemcu для малины и так есть куча карт расширений на все случаи жизни

По опыту эксплуатации робота, мало ли что может произойти, повиснет малина или еще что-то. Я могу удаленно на ней работать и перепилю себе сук, в общем это я так перестраховываюсь. Вообще второй канал связи с роботом считаю полезным, мне конечно на луну его не запускать, но некоторое дублирование считаю хорошим подходом.
Хотя я еще раз обдумал и решил что я сделаю это на имеющемся у меня ключе от пололу push button switch.
Еще эту схему можно использовать, например, чтобы выключить малину на некоторое время и поэкономить АКБ.

Мне кажется watchdog с этой задачей справится лучше, в малине есть встроенный
http://robocraft.ru/blog/3130.html

Не очень понимаю в схемотехнике. Например правый верхний угол мне не ясен, там еще резистор какой-то на 0.05Ом...

там ниже я добавил описание, видели?

там изображены четыре дырки - вход и выход dc-dc преобразователя, и две дырки куда припаивается провод по которому поступает EXT_POWER.

Прямого отношения к ИБП эта часть схемы не имеет, с точки зрения схемы это просто отверстия на плате ИБП куда нужно припаять провода от внешнего dc-dc преобразователя и EXT_POWER.

Нарисованный там диод и резистор это не часть схемы а пояснение, что между входом и выходом dc-dc преобразователя есть такие ключевые элементы.

Надо же для начала заказать мосфеты?

с транзисторами нужно определиться, выше я привёл ссылку на транзисторе в корпусе TO220 это достаточно крупный элемент.
Вот тут мой старый драйвер bldc в котором установлено 6 транзисторов такого размера на радиаторе
post279436.html#p279436

у транзистора IRF4905 внутреннее сопротивление в открытом состоянии 0.02 ом, при токе 10А на нём будет рассеиваться 2Вт тепла, это немного для него. Но это довольно высоковольтный транзистор,

в случае если питание около 15в можно использовать более совершенный транзистор с меньшим внутренним сопротивлением
например такой http://www.mkpochtoi.ru/SPD50P03LG_P_MO ... toi_ds.pdf
всего 0.007 ом, т.е будет рассеивать 0.7Вт, т.е. вообще копейки,он стоит дороже хотя нужно всего 3шт.
продаётся например тут http://www.mkpochtoi.ru/

Добавлено спустя 52 минуты 16 секунд:
обновил схему ИБП выше, надеюсь так понятнее стало