NiMh- oder LiPo-Akkus für unbeaufsichtigtes Laden/Verwendung

Ich bin in der Planungsphase eines Sommerprojekts: Ein WiFi-gesteuerter Roboter zur Fernüberwachung eines Küstenhauses. Der Roboter besteht aus einer 4-Rad-Plattform (4 Motoren, je 1 A Stillstandsstrom, 7 V), einem Raspberry Pi Model A + WiFi-Dongle und einem Raspberry Pi-Kameramodul.

Da dieser Roboter betrieben wird, während ich nicht im Haus bin, muss ich ihn aus der Ferne aufladen können. Es ist geplant, etwas Ähnliches wie die Auffahr-Ladestation des Roomba zu implementieren:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Mein Problem ist, dass ich mir nicht sicher bin, welche Batteriechemie ich wählen soll.

LiPo hat den Vorteil, dass sie leichter ist, aber da ihre Nennspannung 3,7 V beträgt, müsste ich zwei oder drei Packs in Reihe schalten, um meine Motoren betreiben zu können (die wie gesagt 7 V benötigen). Ich weiß aber, dass dies nicht empfehlenswert ist, weil dann das Laden der Akkus in Reihe kompliziert/unsicher ist.

NiMh scheint attraktiv zu sein: Breites Spektrum an Spannungs-/Stromwerten, nicht so anfällig für Feuerbälle, wenn auch schwerer. Ich denke, ich könnte eine einfache Ladestation bauen, die den NiMh-Akku des Roboters auflädt. Es ist kein Schnellladen erforderlich (der Roboter verbringt die meiste Zeit auf der Ladestation, wenn er sowieso nicht verwendet wird).

Zusammenfassung der Anforderungen: Wiederaufladbare Batterie für unbeaufsichtigtes Laden/Verwenden, irgendwo im Bereich von 8-12 V, mehrere Amperestunden Kapazität (4-6 Ah, vielleicht).

Ist meine Einschätzung richtig - dass NiMh der richtige Weg zu sein scheint? Oder sollte ich über LiPo nachdenken?

Antworten (3)

Ich habe mehrere Produkte um verschiedene Chemie herum gebaut. Ich habe festgestellt, dass LiPo am einfachsten zu verwenden ist, da es bereits spezialisierte Lade-ICs gibt, die die ganze Arbeit erledigen, aber wie Sie sagten, ist es nicht so einfach, sie in Reihe zu schalten. NiMH ist meines Erachtens die bessere Lösung, wenn man wenig Erfahrung mit Ladegeräten hat oder keine gute Lösung zum Laden von LiPos in Reihe findet.

Nur eine Anmerkung, laden Sie NiMH nicht unbegrenzt auf, verwenden Sie zumindest einen Timer, um ein zu starkes Überladen der Batterie zu vermeiden (selbst wenn Sie sie tropfen, werden sie überladen). Sie können auch, wie von Pwocky vorgeschlagen, einen LM317 verwenden, um mit konstantem Strom zu laden und die Temperaturänderung im Akku zu überwachen. Sobald das Delta T groß genug wird (die Temperatur ändert sich schneller), wird der Akku geladen. Sie können diese Methode auch mit Delta V und einem Sicherheitsladetimer mischen. Das ist, was ich mache und es funktioniert perfekt. Ich lade meine Batterien schnell auf und überlade sie nie.

Es gibt viele Informationen online mit Diagrammen, die zeigen, wie sich die Temperatur beim Laden eines NiMH-Akkus ändert.

+1 Das ist auch eine gute Idee. Ich hatte auch vor, einen IR-Näherungssensor in der Ladestation zu verwenden, damit er den Ladevorgang nur dann mit Strom versorgt, wenn sich der Roboter davor befindet.
Möglicherweise möchten Sie stattdessen einen Hall-Effekt / Reed-Schalter verwenden - etwas widerstandsfähiger im Vergleich zu IR (der durch Sonnenlicht überwältigt / verwirrt werden kann).
Tatsächlich gibt es modulierte IR-Sensoren, die für die IR-Kommunikation und zur Anwesenheitserkennung oder Linienkreuzung verwendet werden. Vishay hat viele davon (ihre TSOP-Sensoren), wobei TSOP1738 einer der gebräuchlichsten ist. Es gibt einige, die ziemlich immun gegen andere Quellen von nicht moduliertem IR-Licht sind. Das Modulieren ist auch sehr einfach, Sie können ein PWM verwenden und es dann mit einem Timer ein- und ausschalten. Der Hallsensor ist keine schlechte Idee, aber normalerweise müssen Sie sehr nah dran sein oder einen sehr starken Magneten haben, dasselbe gilt für das Schilfrohr.
@XMPPwocky: Ich habe mich vertan - ich plane tatsächlich, so etwas wie scrafy vorgeschlagen zu tun, bei dem der IR-Sensor die Basis nur aktivieren würde, wenn er ein bestimmtes codiertes IR-Signal empfängt.

Für ein Bastlerprojekt würde ich eine NiMH-Option wählen. Sie sind wesentlich einfacher aufzuladen (Sie können sie mit einem Standard-Linearregler (LM317) und einigen passiven Komponenten aufladen) und sicherer. Der Gewichtsunterschied wird wahrscheinlich nicht viel ausmachen - Ihr Roboter scheint nicht sehr schnell die Richtung ändern zu müssen, und es ist nicht so etwas wie ein Quadcopter, bei dem jedes Gramm zählt.

Richtig, das Gewicht ist nicht wirklich ein Problem. Vielen Dank für Ihre Rückmeldung.

Das sichere Aufladen der Batterie ist ein Hauptanliegen.

Normalerweise mache ich gerne DIY; Wenn es jedoch um Sicherheit geht, ist es wahrscheinlich besser, ein Produkt von einem Qualitätsunternehmen zu kaufen. Um Ihnen einige Ideen zu geben, dies ist ein "intelligentes" Ladegerät, das Sie auf verschiedene Strom- und Spannungseinstellungen (bis zu 9,6 Volt) einstellen können. es schaltet sich auch automatisch aus. Es lädt auch NiMH auf. Hier ist ein Link von einer meiner Lieblingswebsites: http://www.servocity.com/html/super_brain_charger.html

Auch die Bedienungsanleitung für das Ladegerät: MCR Super Brain Charger Manual

Für Ihre Batterie schlage ich vor, einen dieser NiMH zu kaufen: http://www.servocity.com/html/9_6v_batteries.html

Darf ich auch eine Methode zur Implementierung der Ladestation vorschlagen? Nachdem ich mein Reginald-Projekt gebaut hatte, sah ich, was dieser Herr tat, um seinen Akku elegant aus der Ferne aufzuladen:

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Grundsätzlich ist es ein positiver und negativer Federstift, der Kontakt mit einigen Metalllaschen herstellt.

BEARBEITEN: Link zu Reginald: http://www.instructables.com/id/Reginald-a-UDP-surveillance-bot-control-via-the-/

Hervorragende Infos, danke! Würde es Ihnen etwas ausmachen, einen Link zu Ihrem instructable zu posten?
Sicher! Ich habe eine Bearbeitung für einen anklickbaren Link dazu vorgenommen.
Super, danke nochmal. Sehr schönes Projekt, ziemlich genau das, was ich bauen möchte. Ich habe sogar irgendwo den USB-Raketenwerfer :). Eine Frage jedoch - implementieren Sie das Aufladen des Akkus (ich konnte es dem Instructable nicht entnehmen).
Danke, ich habe kein Ladegerät im Instructable erwähnt. Zu der Zeit baute ich gerade ein grobes Erhaltungsladegerät und benutzte es.
Die Sache mit dieser Batterie ist, dass es keine Schutzschaltung zur Überwachung der Entladerate gibt, daher fühle ich mich nicht ganz wohl dabei, sie unbeaufsichtigt zu lassen.
@NickWilliams. Warum haben Sie sich für LiPo entschieden?
Soweit ich mich erinnere, gibt es eine kleine Debatte darüber, was der beste Batterietyp ist. Ich wähle den LiPo hauptsächlich, weil die Spannungs- und Stromwerte meinen Anforderungen entsprachen.
@SimpleCoder. Ich stimme zu, es ist riskant, die Batterie unbeaufsichtigt zu lassen.
@SimpleCoder. Bitte sehen Sie, dass ich jetzt einige Ideen angehängt habe, um die Sicherheit zu kompensieren.
@NickWilliams: Stehen diese Federlaschen also immer von der Oberseite des Roboters ab? Ich würde hoffen, dass es eine Sicherung oder so etwas gibt, damit sie nicht versehentlich kurzschließen und Reginald in einen Feuerball verwandeln.
Ha, das ist ein toller Punkt und das würde wahrscheinlich passieren! Das ist jedoch nicht mein Reginald-Projekt, ich habe es als Ladevorschlag verwendet.
@KurtE.Clothier: Ja, das ist besorgniserregend ... Sicherung ist eine gute Idee, danke
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