Аккумуляторы NiMh или LiPo для зарядки/использования без присмотра

Я на стадии планирования летнего проекта: Робот, управляемый через WiFi, для удаленного наблюдения за домом на берегу. Робот будет состоять из 4-колесной платформы (4 двигателя, 1 А каждый, 7 В), донгла Raspberry Pi Model A + WiFi и модуля камеры Raspberry Pi.

Так как этот робот будет эксплуатироваться, пока меня нет дома, мне нужно иметь возможность дистанционно подзаряжать его. План состоит в том, чтобы реализовать что-то похожее на зарядную базу Roomba:

введите описание изображения здесь

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

Преимущество LiPo в том, что они легче, но, поскольку их номинальное напряжение составляет 3,7 В, мне пришлось бы соединить две или три батареи последовательно, чтобы иметь возможность запускать мои двигатели (которым, как я уже упоминал, требуется 7 В). Но я знаю, что это не рекомендуется, потому что последовательная зарядка аккумуляторов сложна/небезопасна.

NiMh кажется привлекательным: широкий диапазон номинальных значений напряжения/тока, меньший риск возгорания, хотя и более тяжелый. Я думаю, что могу построить простую зарядную базу, которая будет заряжать никель-металлогидридный аккумулятор робота. Быстрая зарядка не требуется (робот будет проводить большую часть времени на зарядной базе, когда он все равно не используется).

Резюме требований: аккумуляторная батарея для зарядки/использования без присмотра, где-то в диапазоне 8-12 В, емкость несколько ампер-часов (4-6 Ач, возможно).

Верна ли моя оценка этого - кажется, что NiMh подходит? Или стоит рассмотреть LiPo?

Ответы (3)

Я создал несколько продуктов на основе различных химических элементов. Я обнаружил, что LiPo проще всего использовать, поскольку уже есть специализированные микросхемы зарядных устройств, которые выполняют всю работу, однако, как вы сказали, их последовательное соединение не так просто. Я считаю, что NiMH — лучшее решение, если у вас нет большого опыта работы с зарядными устройствами или если вы не можете найти хорошее решение для последовательной зарядки LiPo.

Только одно замечание: не заряжайте NiMH бесконечно долго, используйте таймер, по крайней мере, чтобы избежать чрезмерного перезаряда батареи (даже когда вы их перезаряжаете, они перезаряжаются). Вы также можете использовать, как предложил Пвоки, LM317 для зарядки постоянным током и отслеживать изменение температуры в аккумуляторной батарее, как только дельта T становится достаточно большой (температура меняется быстрее), батарея заряжается. Вы также можете комбинировать этот метод с дельта-V и таймером безопасного заряда. Это то, что я делаю, и это работает отлично. Я быстро заряжаю аккумуляторы и никогда не перезаряжаю их.

В сети много информации с графиками, показывающими, как меняется температура при зарядке NiMH аккумулятора.

+1 это тоже хорошая идея. Я также планировал использовать ИК-датчик приближения в зарядной базе, чтобы он заряжал только тогда, когда робот находится перед ним.
Вместо этого вы можете использовать эффект Холла / геркон — немного более устойчивый по сравнению с ИК (который может быть перегружен / сбит с толку солнечным светом).
На самом деле, существуют модулированные ИК-датчики, используемые для ИК-связи и для обнаружения присутствия или пересечения линии, у Vishay их много (их датчики TSOP), TSOP1738 является одним из наиболее распространенных. Есть некоторые, которые довольно невосприимчивы к другим источникам немодулированного ИК-излучения. 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, то же самое для язычка.
@XMPPwocky: я оговорился - на самом деле я планирую сделать что-то вроде того, что предложил scrafy, где ИК-датчик активирует базу только в том случае, если она получит определенный закодированный ИК-сигнал.

Для любительского проекта я бы выбрал вариант NiMH. Их значительно легче заряжать (их можно заряжать с помощью стандартного линейного регулятора (LM317) и нескольких пассивных компонентов) и они безопаснее. Разница в весе, скорее всего, не будет иметь большого значения — вашему роботу, кажется, не нужно очень быстро менять направление, и это не что-то вроде квадрокоптера, где каждая унция на счету.

Правильно, вес не имеет значения. Спасибо за ваш отзыв.

Безопасная зарядка аккумулятора является первостепенной задачей.

Обычно мне нравится делать своими руками; однако, когда безопасность является фактором, вероятно, было бы лучше купить продукт от 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 вольт); 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 инструкция по эксплуатации зарядного устройства: MCR Super Brain Charger Manual

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

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

введите описание изображения здесь

По сути, это положительный и отрицательный пружинный штифт, который контактирует с некоторыми металлическими выступами.

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

Отличная информация, спасибо! Не могли бы вы скинуть ссылку на вашу инструкцию?
Конечно! Я сделал правку для кликабельной ссылки на него.
Отлично, еще раз спасибо. Очень хороший проект, именно то, что я хочу построить. У меня даже USB ракетница где-то есть :). Однако один вопрос - реализуете ли вы зарядку аккумулятора (я не мог сказать из Instructable).
Спасибо, я не упомянул зарядное устройство в Instructable. В то время я просто создавал грубую зарядку для капель и использовал ее.
Дело в том, что в этой батарее нет схемы защиты для контроля скорости разряда, поэтому мне не совсем удобно оставлять ее без присмотра.
@НикВильямс. Что заставило вас выбрать LiPo?
Насколько я помню, ведутся споры о том, какой тип батареи лучше. Я выбираю LiPo главным образом потому, что номинальные значения напряжения и тока соответствуют моим требованиям.
@SimpleCoder. Согласен, оставлять батарею без присмотра рискованно.
@SimpleCoder. Пожалуйста, обратите внимание, что я добавил некоторые идеи, чтобы компенсировать безопасность.
@NickWilliams: Итак, эти пружинные выступы всегда торчат из верхней части робота? Я надеюсь, что есть предохранитель или что-то в этом роде, чтобы они случайно не замкнули, превратив Реджинальда в огненный шар.
Ха, это отличный момент, и это, вероятно, произойдет! Однако это не мой проект Реджинальда, я использовал его как предложение по зарядке.
@KurtE.Clothier: Да, это касается... Предохранитель - хорошая идея, спасибо
Аккумуляторы NiMh или LiPo для зарядки/использования без присмотра
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v