AM 05: Energieversorgung: Unterschied zwischen den Versionen
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[http://www.conrad.biz/ce/de/product/1188438/Verbindungsklemme-flexibel-014-4-mm-starr-02-4-mm-Polzahl-5-WAGO-221-415-1-St-Transparent-Orange?ref=searchDetail 2x 5-Polige Verbindungsklemmen von Wago] | |||
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Für die Zukunft bestünde die Möglichkeit ein intelligentes Lademanagement zu entwickeln und dann in den ArduMower einzubauen. Dies wäre z.B. nützlich wenn man neben der Ladestation zusätzlich noch mit einer kleinen Photovoltaik-Anlage arbeitet, dadurch könnte der ArduMower sehr kostengünstig beladen werden. | Für die Zukunft bestünde die Möglichkeit ein intelligentes Lademanagement zu entwickeln und dann in den ArduMower einzubauen. Dies wäre z.B. nützlich, wenn man neben der Ladestation zusätzlich noch mit einer kleinen Photovoltaik-Anlage arbeitet, dadurch könnte der ArduMower sehr kostengünstig beladen werden. | ||
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Aktuelle Version vom 17. Januar 2017, 15:01 Uhr
Dieser Wiki-Beitrag ist Teil eines Projektes, welches im Rahmen vom Fachpraktikum Elektrotechnik im 5. Semester Mechatronik absolviert wurde. Ziel des Beitrags ist es, eine nachhaltige Dokumentation zu schaffen, welche die Ergebnisse festhält und das weitere Arbeiten am Projekt ermöglicht.
Autoren: Daniel Freitag, Tim Thiele
Betreuer: Prof. Schneider
Aufgabe
Mechanischer Aufbau eines Ardumowers
Erwartungen an die Projektlösung
- Einarbeitung in die bestehenden Ardumowers-Unterlagen
- Konzept für den Notaus-Schalter
- Verwenden Sie als Akku ein 'Sony Konion 7S2P' Lithium Ion Akkupack.
- Beschaffen Sie die Bauteile
- Aufbau und der Platine für den Unterspannungsschutz
- Überwachung des Ladevorgangs via App (pfodApp für Android)
- Überwachung des Akkufüllstandes
- Fahrt zu Ladestation bei schwachem Akkustand
- Mitwirkung bei der Inbetriebnahme und an der Schnittstelle zur Ladestation
- Erstellen Sie ein faszinierendes Video, welches die Funktion visualisiert.
- Test und wiss. Dokumentation
Schwierigkeitsgrad
- Mechanik: *
- Elektrotechnik: **
- Informatik: *
Einleitung
Bei dem Projekt ArduMower welches von den Studenten im 5. Semester in Mechatronik behandelt wird, sollte das theoretisch erlangte Wissen im Rahmen des Elektrotechnik Fachpraktikums mit der Praxis verknüpft werden. Unsere Aufgabe in dem Projekt ArduMower bestand darin, für den ArduMower die Energieversorgung bereit zu stellen. Zuerst mussten wir uns über das Projekt ArduMower informieren und haben uns dazu auf der Homepage vom ArduMower-Team umgeschaut. Daraus konnten wir die für dieses Projekt benötigten Bauteile entnehmen und fanden darüber hinaus auch Schaltungspläne und derartigen. Wie die Bauteile verwendet wurden ist im nachfolgenden Kapitel ersichtlich.
Projektdurchführung
In diesem Kapitel wird näher erläutert, wie der Projektplan aufgebaut war, welche Bauteile verwendet wurden und wie die Durchführung im Detail stattgefunden hat.
Projektplan
Der Projektplan gestaltete sich in drei Phasen:
Phase 1: Einarbeitung in das Projekt und der Anfertigung einer Bestellliste(BOM).
Phase 2: Funktionstest mit anschließendem Integrationstest
Phase 3: Inbetriebnahme des Gesamtprojektes am 14.01.2017
Verwendete Bauteile
Ladetechnik:
Sicherheit:
Leitungen und Verbindungsklemmen:
Verdrahtungslitze 1,5mm² Hellblau
Verdrahtungslitze 1,5mm² Schwarz
Aderendhülsen für 1,5mm² Verdrahtungslitzen
2x 3-Polige Verbindungsklemmen von Wago
2x 5-Polige Verbindungsklemmen von Wago
Durchführung im Detail
Unterspannungschutz:
Nach Eintreffen der Bauteile, haben wir die Unterspannungsschutzplatine mit allen Bauteilen wie z.B. Widerstand, Transistor, Kondensator, Anschlussklemmen, usw. zu einer einsatzfähigen Platine gelötet. Diese Platine dient zum Schutz des Akkus damit dieser während des Betriebes nicht tiefenentladen wird, da durch eine Tiefenentladung der Akku erheblichen Schaden nimmt. Dieser wird allerdings in den meisten Fällen nicht sofort bemerkbar, da Akkus bestimmte Ladezyklen haben. Durch den Unterspannungsschutz bewirkt man, dass die Zyklenfestigkeit annähernd der Herstellerangaben entspricht.
Ladegerät:
Anschließend wurde das Ladegerät für die Verwendung vorbereitet, da der Anschluss vom Ladegerät an der Hauptplatine erfolgt. Das Ladegerät hat Technische-Daten:
Spannung: 24V
Ladestrom: 1,5A
Max. Leistung: 45W
Ladeschlussspannung: 29,4V
Akku:
Auf dem folgenden Bild ist der Lithium Akku von Sony zu erkennen, die Leistungsangaben sind wie folgt:
Spannung: 25,9V
Kapazität: 4500mAh
Leistung: ca. 120Wh
Ladeschlussspannung: 29,4V
Abmaße: 16,5/6,5/4 Angaben in cm.
NOT-Aus:
Der NOT-Aus wird in das Gehäuse des ArduMowers eingesetzt, dieser wird für die sofortige Abschaltung der Energieversorgung verwendet. Der Anschluss der Verdrahtungslitze erfolgte an dem Öffner-Kontakt des NOT-AUS, da der NOT-Aus nur bei Betätigung die Energieversorgung unterbricht.
DC/DC Wandler:
Der DC/DC Wandler welcher auf dem Bild zu erkennen ist, nutzt die Gruppe AM06: Kollisionserkennung für die Energieversorgung ihrer Hautplatine. Da vom Netzteil 24V geliefert werden, aber die Platine nur 12V benötigt wird ein DC/DC Wandler eingesetzt.
Schnittstellen zu anderen Projektteams
Mit folgenden Projektteams haben wir hauptsächlich kooperiert:
AM03 Elektrischer Aufbau einer Ladestation: Energie für die Perimeter-Schleife
AM06 Kollisionserkennung: 12V für die Kollisionserkennungsplatine
AM12 Hautplatine Hardware: Energieversorgung für die Hauptplatine
Ergebnis
Unser Ergebnis derzeit sieht wie folgt aus:
Zusammenfasung
Durch die Energieversorgung ist sichergestellt, dass der ArduMower immer mit Energie versorgt werden kann. Der NOT-Aus Schalter stellt sicher, dass im Fall einer Störung der Roboter sofort abgeschaltet wird. Die Unterspannungsschutzplatine schützt den Akku vor einer Tiefenentladung, diese würde dem Akku sonst schaden.
Ausblick
Für die Zukunft bestünde die Möglichkeit ein intelligentes Lademanagement zu entwickeln und dann in den ArduMower einzubauen. Dies wäre z.B. nützlich, wenn man neben der Ladestation zusätzlich noch mit einer kleinen Photovoltaik-Anlage arbeitet, dadurch könnte der ArduMower sehr kostengünstig beladen werden.
Weiterführende Links
Unterlagen
Mit der folgenden Internetseite haben wir gearbeitet:
Verbindung Netzteil und NOT-Aus
YouTube-Video
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