NiMh или LiPo аккумуляторы для автоматической зарядки / использования

9

Я нахожусь в стадии планирования летнего проекта: управляемый WiFi робот для удаленного мониторинга дома на берегу. Робот будет состоять из 4-колесной платформы (4 мотора, ток в 1 А каждый, 7 В), ключа Raspberry Pi Model A + WiFi и модуля камеры Raspberry Pi.

Поскольку этот робот будет работать, пока меня нет дома, я должен иметь возможность удаленно перезаряжать его. План состоит в том, чтобы реализовать нечто похожее на зарядную базу для привода Roomba:

введите описание изображения здесь

Моя проблема в том, что я не уверен, какую батарею выбрать.

Преимущество LiPo заключается в том, что он легче, но, поскольку их номинальное напряжение составляет 3,7 В, мне пришлось бы соединить два или три блока последовательно, чтобы иметь возможность управлять моими двигателями (которым, как я уже говорил, требуется 7 В). Но я знаю, что это не рекомендуется, потому что тогда последовательная зарядка батарей является сложной / небезопасной.

NiMh кажется привлекательным: широкий диапазон значений напряжения / тока, не столь подвержен воздействию огненных шаров, хотя и тяжелее. Я думаю, что смогу создать простую зарядную базу, которая будет заряжать никель-металлогидридные батареи робота Быстрая зарядка не требуется (робот будет проводить большую часть своего времени на зарядной базе, когда он все равно не используется).

Сводка требований: аккумуляторная батарея для автоматической зарядки / использования, где-то в диапазоне 8–12 В, емкость в несколько ампер-часов (может быть 4–6 А-ч).

Правильна ли моя оценка этого - что NiMh кажется подходящим? Или я должен рассмотреть LiPo?

Крис Лапланте
источник

Ответы:

5

Я построил несколько продуктов вокруг разных химических веществ. Я нашел LiPo самым простым в использовании, так как уже есть специализированные зарядные ИС, которые выполняют всю работу, однако, как вы сказали, их последовательное использование не так просто. Я считаю, что NiMH - лучшее решение, если у вас нет большого опыта работы с зарядными устройствами или если вы не нашли хорошего решения для зарядки LiPo в серии.

Только одно примечание: не накапливайте никель-металлогидридные заряды бесконечно, по крайней мере, используйте таймер, чтобы избежать чрезмерной перезарядки аккумулятора (даже если вы накапливаете их, они перезаряжают) Вы также можете использовать, как предложил Пвоки, LM317 для зарядки с постоянным током и контролировать изменение температуры в батарейном блоке, как только дельта T становится достаточно большим (температура меняется быстрее), батарея заряжается. Вы также можете смешать этот метод с дельта V и таймером безопасного заряда. Это то, что я делаю, и это прекрасно работает. Я быстро заряжаю свои батареи и никогда не перезаряжаю их.

В Интернете много информации с графиками, показывающими, как меняется температура при зарядке никель-металлогидридной батареи.

scrafy
источник
+1 это тоже хорошая идея. Я также планировал использовать инфракрасный датчик приближения в зарядной базе, чтобы он включал зарядку только тогда, когда робот находится перед ним.
Крис Лапланте
Вы можете использовать вместо этого эффект Холла / геркон - немного более устойчивый по сравнению с ИК (который может быть перегружен / спутан солнечным светом).
XMPPwocky
На самом деле, есть модулированные ИК-датчики, используемые для ИК-связи и для определения присутствия или пересечения линии, многие из которых (их датчики TSOP) Vishay являются TSOP1738, являющимися одними из самых распространенных. Есть некоторые, которые довольно невосприимчивы к другому источнику немодулированного ИК-света. Модуляция также очень проста: вы можете использовать ШИМ, а затем включать и выключать его с помощью таймера. Датчик Холла - неплохая идея, но обычно вам нужно быть очень близко или иметь очень сильный магнит, такой же, как у тростника.
scrafy
@XMPPwocky: Я ошибся - на самом деле я планирую сделать что-то вроде предложенного Скрафи, где ИК-датчик будет активировать базу, только если он получит определенный кодированный ИК-сигнал.
Крис Лапланте
8

Для хобби-проекта я бы выбрал вариант с NiMH. Их значительно проще заряжать (вы можете заряжать их с помощью линейного линейного регулятора (LM317) и нескольких пассивных компонентов) и безопаснее. Разница в весе, скорее всего, не будет иметь большого значения - вашему роботу не нужно менять направление очень быстро, и это не что-то вроде квадрокоптера, где каждая унция имеет значение.

XMPPwocky
источник
Правильно, вес на самом деле не проблема. Спасибо за ваш отзыв.
Крис Лапланте
6

Надежная зарядка аккумулятора является основной задачей.

Я обычно люблю DIY; однако, когда безопасность является фактором, было бы лучше купить продукт у качественной компании. Итак, чтобы дать вам некоторые идеи, это «умное» зарядное устройство, которое вы можете установить для различных настроек тока и напряжения (до 9,6 В); он также выключится автоматически. Он также будет заряжать NiMH. Вот ссылка с одного из моих любимых сайтов: http://www.servocity.com/html/super_brain_charger.html

Также руководство по эксплуатации зарядного устройства: MCR Super Brain Charger Manual

Для вашей батареи я предлагаю приобрести один из этих NiMH: http://www.servocity.com/html/9_6v_batteries.html

Также могу ли я предложить способ реализации зарядной станции? После того, как я построил свой проект Reginald, я увидел, что сделал этот джентльмен, чтобы элегантно перезарядить свою батарею удаленно:

введите описание изображения здесь

В основном это положительный и отрицательный пружинный столб, который соприкасается с некоторыми металлическими выступами.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Ссылка на Реджинальда: http://www.instructables.com/id/Reginald-a-UDP-surveillance-bot-control-via-the-/

Ник Уильямс
источник
Отличная информация, спасибо! Не могли бы вы опубликовать ссылку на ваш инструктаж?
Крис Лапланте
Конечно! Я сделал правку для кликабельной ссылки на него.
Ник Уильямс
3
Дело в том, что в этом аккумуляторе нет защитной схемы для контроля скорости разряда, поэтому мне не совсем удобно оставлять ее без присмотра.
Крис Лапланте
1
@NickWilliams. Что заставило вас выбрать LiPo?
Скотт Сейдман
2
@NickWilliams: Значит, эти пружинные выступы всегда торчат с вершины робота? Я надеюсь, что есть предохранитель или что-то в этом роде, чтобы они случайно не закорачивали, превращая Реджинальда в огненный шар.
Курт Э. Клотье