Keuze 12 of 24 accu

Hallo,

Ik moet een keuze maken in mijn ontwerp en ik weet gewoon niet welke ik moet maken.

Ik ben een zelf rijdende robot aan het bouwen die bestuurd wordt door een afstandbediening.
In de robot zitten verschillende soorten motoren, servo, stappenmotoren en dc motoren.

In de afstand bediening zitten onderdelen die minimaal een spanning van 12Vdc nodig hebben, dus daar is de keuze makkelijk, een accu van ongeveer 12V

Maar ik kan in de robot nog kiezen. Ga ik voor 12 of 24 V.
Voor de servo's moet ik sowieso 6V maken, dus dat is geen probleem. De stappenmotor drivers gaan tot 30V dus ook geen probleem. Alleen voor de DC motoren moet ik wel een keuze maken welke ik bestel.

En wat is slim voor de accu's. 24V accu met een lagere stroom of 12V accu met een hoger stroom.

Ook de ruimte die een accu inneemt is ook belangrijk.

Ik weet gewoon niet welke keuze ik moet maken?

Heeft iemand ideeën om mijn keuze te vergemakkelijken?

Met vriendelijke groet,

Edwin Steenbeek

Wat moet de capaciteit van de accu zijn en hoeveel stroom gebruikt de schakeling?

Een gelijke 12 en 24v accu zijn even groot. Bij 24v kun je wel met dunnere bekabeling af...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com
Shiptronic

Golden Member

Bij 24V zal het te leveren koppel van de steppers ook groter zijn.

Wie de vraag stelt, zal met het antwoord moeten leren leven.

Als alle andere factoren gelijk uitvallen dan zou ook ik 24V= verkiezen boven 12V=, om de reeds genoemde redenen. Maar er zijn teveel onbekenden.

Is het overigens al vastgelegd welke technologie van batterij er zal worden toegepast? Lood-zuur, lood-gel, NiMh, LiIon, LiFe, ... er is zoveel. Voor iets zelfrijdends zou ik misschien wel een ouderwetse lood-zuuraccu verkiezen, lekker zwaar -> goede wegligging; en mechanisch stevig, mag al eens een stootje hebben.

[Bericht gewijzigd door big_fat_mama op 30 maart 2020 16:54:05 (52%)]

hoe beter de vraag geschreven, zoveel te meer kans op goed antwoord

@ rbeckers: Dat is nog niet helemaal bekend. Ik ben nu vooral bezig met alles losse concepten. Deel besturingen en proto's. Ben nog niet echt bezig met het totaal. Ik moet eerst weten of mijn ontwerpje werken voordat ik met de gehele robot begin. Dit ook ivm met gewicht e.d.

Ik schaf nu al onderdelen aan en werk nog gewoon op een dc voeding op lichtnet en nog geen accu.

Ik ben nu de rij motoren aan het ontwerpen. Dit zijn dc motoren met een encoder. Elk wiel (4st) krijgt een eigen rij motor en stuur servo.

De vraag is nu, welke voedingsspanning van de motor kies ik 12 of 24V.

Ik overzie nog niet alles en ik weet nog niet hoe ik het wel krijg.

Ik wil de rij motoren kopen en niet de verkeerde keuze maken.

@ Arco: Oke, dat denk ik ook. Dat heeft gelukkig dan niet zoveel inpact op het ontwerp

@ Shiptronic:

Dat het koppel groter is voor de steppers is zeker een voordeel.

Voor de arduino kan ik dan een DC/DC converter om 12V te maken en voor de servo kan dan hetzelfde doen om 6V te krijgen.

Is qua accu dit dan geen probleem? Ik wilde dan voor een lipo accu gaan van van 6S (22.2 volt).

Voor me afstand bediening ga ik dan voor een 3s (11.1 Volt).

2 verschillende soorten accu's is niet een probleem hoor, al was 1 soort makkelijker ivm een reserve accu.

Wilde de accupack ook als contra gewicht gebruiken, dus gewicht is niet echt een probleem, maatvoering is wel een aandachtspunt.

GJ_

Moderator

Vrijwel alle industriële sensoren zijn voor 24Vdc bedoeld. Die zijn dus ook beter verkrijgbaar. Zelfde met ventielen enz enz. Ik zou voor 24V gaan.

Op 30 maart 2020 17:02:40 schreef Rainman:
Voor de arduino kan ik dan een DC/DC converter om 12V te maken en...

Dan zou ik meteen naar 5V gaan (switcher), en de CPU daar direct aan hangen.

En zeker NIET proberen de 6V van de servo's gebruiken met een LDO om er 5V van te maken. NIET doen: je verzuipt in de storingen.
(Een gewaarschuwd mens telt voor 2, dus 2x gewaarschuwd)

P.S. Met GJ_ eens, ik zou ook op 24V gaan zitten. Zeker omdat de stromen voor de motoren halveren.

Henri's Law 1: De wet van behoud van ellende. Law 2: Ellende komt nooit alleen.

@ big_fat_mama:

Welke onbekende zijn het belangrijkste. Vermogen? Ik weet de onderdelen ongeveer wel. Kan misschien al wat vermogens optellen?

Is lipo een goede keuze? Dit zie ik veel bij robot en rc-voertuigen. Je noemt veel soorten en weet ook niet wat de beste keuze is. Moet alles nog aanschaffen ook laders en dergelijke.

Op 30 maart 2020 16:35:43 schreef Shiptronic:
Bij 24V zal het te leveren koppel van de steppers ook groter zijn.

NEE. Moderne steppers zoals deze zijn gelimiteerd door de stroom. En stroom bepaalt het koppel.

In dit geval is er 2.7V van de 12 of 24 nodig om de max stroom te laten lopen. Als de max snelheid dat je wilt draaien minder dan 9.3V tegen-EMK oplevert is er zo goed als geen verschil tussen 12V en 24V. Behalve dan dat op POLOLU drivers de chip zo geconfigureerd is dat ie zelfs al bij 12V niet optimaal presteert.... En dat heeft met de verhouding werkspanning voeding te maken. Dus die 2.7V t.o.v. de 12V....

Maar goed. Het is dus vooral de snelheid die gebaat is bij eenhogere voedingsspanning, mits je stepper-driver goed geconfigureerd is.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Welke onbekende zijn het belangrijkste. Vermogen? Ik weet de onderdelen ongeveer wel. Kan misschien al wat vermogens optellen?

Maak een energiebudget op. Dat gaat in twee stappen:
1/ mijn apparaat neemt per tijdseenheid (uur, kwartier, minuut) x Wh energie op. De tijd tussen laadbeurten is y tijdseenheden. Ik heb dus een batterij nodig waaruit ik x*y Wh kan opnemen.
2/ fijner: hoeveel energie neemt mijn apparaat op per tijdseenheid? Schat van elke verbruiker hoeveel vermogen hij opneemt, en gedurende hoeveel % van de tijd. Bv. als de robot permanent aan het rijden is, dan is het activiteitspercentage van de aandrijfmotoren 100%. De besturende cpu is sowieso 100%, gelukkig neemt die maar weinig stroom op. In het begin ga je hier erg wild moeten gokken, naarmate het project begint te werken kun je nauwkeuriger inschatten. Vooral van steppers is het opgenomen vermogen lastig in te schatten, lijkt me; maar ik heb het dan ook nog nooit geprobeerd ;) Je gaat dus van iedere verbruiker het vermogen vermenigvuldigen met de duty-cycle (verhouding tussen aan-tijd en uit-tijd) en dat dan allemaal optellen, dat geeft het opgenomen vermogen van de robot.

Tip: ik zou dit in rekenbladsoftware doen, de diverse *Calc* onder Linux of ook Excel onder MacOs of Windows.

Als je eenmaal ruwweg weet welke capaciteit je nodig hebt, dan kun je beginnen een technologie uit te kiezen. Bv. als je wilt 360 Wh kunnen opnemen, dan kom je er bijna niet onderuit om lood-zuur te gebruiken; denk er dan aan dat je die liever niet meer dan 50% ontlaadt, dus je wilt een batterij van 720 Wh; bij 12V is dat een 60 Ah. Li-Ion kan heel wat dieper ontladen worden, dat is er een groot voordeel van, buiten het lagere gewicht.

hoe beter de vraag geschreven, zoveel te meer kans op goed antwoord

Bij kleine vermogens maakt het niet zoveel uit of je 12 of 24V neemt hoewel hogere spanning meer voordelen heeft. De spanningsval over de kabels telt veel minder. 1,2V spanningsval bij 12V is 10% en bij 24V maar 5%.
Zeker omdat je nog geen motoren hebt zou ik voor 24V gaan.

@ rew:

Wilde de Easy driver gaan gebruiken. Deze kan tot 30 V voedingsspanning

@ henri6

Stel ik kies voor 24V dan wilde ik het volgende doen.

  1. 24V afzekeren met glaszekering en dan splitsen
  2. splitsing 1 --> 12V maken "schone voeding" + 5V en 3V3 voor sensor/actor voeding omdat de arduino niet veel vermogen kan leveren
  3. splitsing 2 --> Op relais als "noodstop" voor motoren e.d.
  4. na het noodstop relais eventueel nog spanning 12 V of 6 V maken voor actuatoren / servo's e.d.

De 12 V "schone voeding " sluit ik aan om de Vin van Arduino

Door de "schone spanning en de schone 5 en 3V3 wilde ik de storingen minimaliseren.

De 5V en 3V3 Dc/Dc converter worden dan gevoed uit de 12V

@ GJ_

Bijna al mijn sensoren zijn 5V of 3V3.

De servo's werken op 6 volt

Beeldscherm en camera systeem werkt op 12V

controle lampjes e.d. varieren, 5V, 6V, 12V. (ivm wat er te krijgen is)

Stappen motor driver kan tot 30V

en ik heb DC motoren die varieren, 6, 12, 24.

Ik heb ook te maken met de distrubutie qua bedrading. Ik gebruikt sleepringen om voeding spanning, signalen, communicatie door schanier/draai- punten hen te halen. Ik heb ook niet altijd heel veel ruimte in sommige onderdelen van de robot.

Dus als ik in de gripper al 6V nodig heb voor 2 servos en ik ook een DC motor gebruik, kies ik hier voor een dc motor van 6V. Dit is dan een uitzondering op de regel

Probeer zoveel mogelijk op dezelfde spanning te houden, dat spaart voedingen uit en maakt alles eenvoudiger.
(servo's werken meestal ook prima op 5v en er zijn ook 5v lampjes)

Actuators zijn er ook in 24v, wellicht kun je zo de 6v en 12v weglaten. (switchers naar 3.3 en 5v kun je direct uit 24v voeden)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com

servo's werken meestal ook prima op 5v

Eigenlijk dacht ik zelfs dat 5V= de normale voedingsspanning was voor de gebruikelijke modelbouwservo's..? Waar T/S die 6V= vandaan haalt is me niet duidelijk, ik kan me niet herinneren dat ooit gezien te hebben.

Voor het overige grif akkoord met het beperken van het aantal voedingsspanningen, "keep it simple" altijd en overal!

hoe beter de vraag geschreven, zoveel te meer kans op goed antwoord
Lambiek

Special Member

Op 30 maart 2020 16:12:16 schreef Rainman:
Maar ik kan in de robot nog kiezen. Ga ik voor 12 of 24 V.

Ik zou voor 24VDC gaan.

Voor de servo's moet ik sowieso 6V maken, dus dat is geen probleem.

Die werken ook op 5VDC, is al gezegd maar ik herhaal het nog maar eens.

De stappenmotor drivers gaan tot 30V dus ook geen probleem.

Voed die ook met 24VDC, als je een goede driver hebt is dat geen enkel probleem.

Alleen voor de DC motoren moet ik wel een keuze maken welke ik bestel.

Ga hier ook voor 24VDC, probeer zoveel mogelijk de zelfde spanningen te gebruiken.

Hier heb je nog wat info, misschien kun je hier nog iets uithalen.

https://www.circuitsonline.net/artikelen/view/58

Op 31 maart 2020 12:05:41 schreef big_fat_mama:
Eigenlijk dacht ik zelfs dat 5V= de normale voedingsspanning was voor de gebruikelijke modelbouwservo's..?

Je hebt ze in verschillende spanningen, zeg maar van 3.6 tot 7.2V. En de lineaire servo's heb je ook in 12V.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Hallo allemaal,

bedankt voor de hulp. Ik ga voor de 24V.

Nog een klein vraagje over servo's. Ze werken zeker op 5V. in de specs stond 6V, daarom had ik dit zo gekozen. Op 5V werken maar op 6V zijn de servo's toch sterker?

Het project is een meer jaren plan. Ben al zeker een poosje bezig (gestart in 2018).

Ik hou jullie zeker op de hoogte.

Als de servo's op 5v niet doen wat je wilt, dan belast je ze bijna zeker te zwaar...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com

D'r zijn een hoop componenten die door de fabrikant worden aangeprezen als "tot 3.3V" of "tot 6V". Dat betekent formeel dat ie dan op 6.0001V kapot kan gaan en dat jij geen poot hebt om op te staan als je om garantie komt zeuren. Mik jij op 5V dan is een acceptabele afwijking +/- 10%. Dan blijf je nog ruim uit de gevarenzone. Mik je op 6V dan is iedere + afwijking foute boel.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

De 12 V "schone voeding " sluit ik aan om de Vin van Arduino

IK weer niet wat de maximum spanning voor Vin is maar ik vind 12V wel aan de hoge kant. Op de Arduino zit een lineaire regelaar die het verschil dmv warmte moet wegstoken. Een arduino heeft helemaal geen schone voeding nodig zoals je die wel voor audio nodig zou hebben. De arduino heeft wel een aparte voeding nodig waarop geen motoren zitten aangesloten. Door direct vanuit de 24V naar 5V te gaan met een DCDC converter is voor de arduino ruimschoots schoon genoeg.

[Bericht gewijzigd door benleentje op 31 maart 2020 19:44:28 (11%)]

vergeten

Golden Member

Op 30 maart 2020 16:26:19 schreef Arco:
Een gelijke 12 en 24v accu zijn even groot. Bij 24v kun je wel met dunnere bekabeling af...

Gewaagde uitspraak :)
Alleen omdat je stelt dat ze gelijk zijn, heb je gelijk, maar omdat de een 12v is en de ander 24v, zijn ze niet gelijk! :)
Een 12v 4Ah is kleiner dan 24v 4Ah omdat er in de laatste 2x zoveel cellen in zitten.
Zou de 24v accu 2Ah zijn dan is hij even groot als een 12v 4Ah.
Alleen al omdat 24x2=48 en 12x4=48 :)

Een gelijke mug en olifant zijn ook even groot :)

Op 31 maart 2020 16:22:49 schreef Rainman:
Hallo allemaal,

bedankt voor de hulp. Ik ga voor de 24V.

Een goed besluit!
"grootverbruikers" als motoren en servo's op de hoogste spanning is de laagste stroom.
Voor de kleinere stroomverbruikers is gemakkelijker de spanning stabiel omlaag te brengen, zodat die ook storingsvrij kunnen werken.

Doorgaans schrijf ik duidelijk wat ik bedoel, toch wordt het wel anders begrepen.