Dobór akumulatorów do konstrukcji robota mobilnego [2]

W tym momencie można przystąpić do określenia akumulatora jaki jest nam potrzebny. Wiemy już że powinien mieć chwilową wydajność prądową na poziomie minimum 10 A i aby uzyskać sensowny czas pracy w wymiarze 1 godziny pojemność akumulatora musi wynosić minimalnie 4 Ah (4000 mAh). Po uwzględnieniu bezpiecznych zapasów wydajności i pojemności otrzymujemy parametry:

  • 7,4 V
  • 4400 mAh
  • 5C lub 10C

Ostatni parametr obliczamy poprzez pomnożenie liczby przed literą C i wartości pojemności akumulatora. Dla 5C wydajność wynosi:

5 x 4,4 A = 22 A,

odpowiednio dla 10C:

10 x 4,4 A = 44 A.

Zarówno akumulator 5C jak i 10C jest dla naszego zastosowania odpowiedni.

Dobór zasilania do układu logiki robota

Dobór akumulatora do układu sterowania przeprowadza się podobnie jak wcześniej dla układu napędowego. Należy określić zapotrzebowanie na energię elektryczną całego układu, następnie wyznaczyć ile czasu muszą minimalnie pracować układy sterujące, określić napięcie akumulatora i rzecz jasna wybrać na podstawie danych sam akumulator.

Obliczenia potrzebnej energii możemy przeprowadzić na podstawie not aplikacyjnych dla każdego z użytych układów oraz elementów pasywnych w obwodzie. Sumujemy pobór prądu wszystkich układów i mamy zgrubnie policzone zapotrzebowanie prądowe naszego układu sterowania. Aby zrobić to dość szczegółowo należało by doliczyć jeszcze opór ze strony przewodów zastosowanych w układzie, opór ścieżek obwodu drukowanego, straty cieplne na stabilizatorach liniowych lub straty (o wiele mniejsze) na przetwornicach. Jest to sposób wymagający dużej skrupulatności w obliczeniach i wykonania dokładnej dokumentacji projektu.

Kolejnym sposobem jest sposób opisany w poprzednim rozdziale. Dotyczy on wykonania pomiaru poboru prądu gotowego układu lub zasilenia układu z zasilacza laboratoryjnego. Pomiar ten jest dla nas jak najbardziej wystarczający do dalszej analizy.

W przypadku zasilania części sterującej robota nie interesuje nas zbytnio wydajność prądowa akumulatora, gdyż układy powszechnie wykorzystywane do sterowania nie wytwarzają chwilowego zwiększonego zapotrzebowania na energię elektryczną. W tym przypadku należy zwrócić uwagę na napięcie źródła zasilania.

W tym przypadku również posłużę się przykładem. Jeżeli najwyższym stosowanym napięciem w obwodzie sterownika jest 5 V, to należy pamiętać, że gdy w celu zwiększenia stabilności napięcia zasilającego zastosujemy stabilizator liniowy lub przetwornicę, musimy liczyć się ze spadkiem napięcia o ok. 2 V. Oznacza to, że minimalne napięcie akumulatora powinno wynosić 7 V. Obecnie dostępne akumulatory Li-Pol 2S dają napięcie wyjściowe w przedziale od 6 do 8,4 V. Przedział ten zależy od stopnia naładowania ogniw składowych (cel) akumulatora.

Na koniec znając zapotrzebowanie prądowe obwodu sterowania obliczamy pojemność akumulatora proporcjonalnie do czasu pracy i stosujemy akumulator o obliczonej pojemności i potrzebnym napięciu.

O autorze