AM 05: Energieversorgung

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, welche Bauteile verwendet wurden und wie die Durchführung im Detail statt gefunden hat.

Verwendete Bauteile

Ladetechnik:

Sony Lithium Akku-Pack, Link: [1]

Ladegerät für den Akku-Pack, Link: [2]

Unterspannungsschutzplatine, Link: [3]

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Sicherheit:

NOT-Aus Schalter, Link: [4]

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Leitungen:

Verdrahtungslitze 1,5mm² Hellblau, Link: [5]

Verdrahtungslitze 1,5mm² Schwarz, Link: [6]

Aderendhülsen für 1,5mm² Verdrahtungslitzen, Link: [7]

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.

Fertige Unterspannungschutzplatine

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Ladegerät:

Anschließend wurde das Ladegerät für die Verwendung vorbereitet, da der Anschluss vom Ladegerät an der Hauptplatine erfolgt.

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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.

NOT-Aus

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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 geleifert werden, aber die Platine nur 12V benötigt wird ein DC/DC Wandler eingesetzt.

DC/DC-Wandler

Schnittstellen zu anderen Projektteams

Mit folgenden Projektteams haben wir hauptsächlich kooperiert:

AM03 Elektrischer Aufbau einer Ladestation: Energie für die Perimeter-Schleife, Link zum Projektteam[[8]]

AM06 Kollisionserkennung: 12V für die Kollisionserkennungsplatine, Link zum Projektteam [[9]]

AM12 Hautplatine Hardware: Energieversorgung für die Hauptplatinehttp, Link zum Projektteam[[10]]

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.

Weiterführende Links

• Ardumower Wiki
• Artikel: Laden
• Unterspannungsschutz
• Ardumower Power Pack

YouTube-Video

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