Arten von Batterien, die in der Robotik verwendet werden - Einführung und Anwendung

Roboter oder Robota ist ein tschechisches Wort, das sich auf einen mechanischen Gegenstand bezieht, der nützlich ist, um seinem Sklaven zu dienen. Heute verwenden Menschen diese mechanischen Geräte, um bestimmte Aufgaben auszuführen. Sie können diese physischen Aufgaben ausführen, da sie mit softwarebasierter Intelligenz ausgestattet sind. Einige ihrer Funktionen sind Wahrnehmung und Entscheidungsfindung.

Roboterfahrzeuge sind ein Beispiel für Roboterkonstruktionen, die sich bei körperlichen Aufgaben bewegen. Sie benötigen in Bewegung Kraft und Motor. Es ist jedoch ein Gleichgewicht zwischen dem Gewicht des Geräts, des Motors und der Batterie erforderlich, da die drei Komponenten miteinander verbunden sind. Daher muss man Experimente und Mathematik anwenden, um sie auszugleichen. In Anbetracht dessen müssen Sie die geeignete Batterie für den Motor und die Last auswählen.

Welche Batterietypen eignen sich am besten für Roboter?

Im Folgenden sind verschiedene Arten von Batterietechnologien aufgeführt, die für Roboterprojekte verfügbar sind.

Alkaline Batterie

Dies sind Gebrauchs- und Wurfbatterien mit 1,5 V und 9 V. Es gibt verschiedene Sorten für 1,5 V, nämlich; AA-1000 mAh, AAA-1000 mAh, C-2000-2500 mAh und D 2000 mAh, während die 9-V-Batterie zwischen 50 und 500 mAh liegt. Die Alkalibatterien sind kostengünstig erhältlich, aber nicht langlebig und entladen sich schnell.

3,2 V 20 A Niedertemperatur-LiFePO4-Batteriezelle -40 ℃ 3 C Entladekapazität ≥ 70 % Ladetemperatur: -20 ~ 45 ℃ Entladetemperatur : -40 ~ + 55 ℃ Akupunkturtest bestehen -40 ℃ maximale Entladerate: 3 C

Weiterlesen

SLA / Blei-Säure-Batterien

Diese Batterien sind kostengünstiger und für den Energiebedarf mit hoher Kapazität geeignet. Sie erfordern keine Wartung und können mehrere Lade- und Entladezyklen durchlaufen. Darüber hinaus sind diese Batterien leicht zu laden und können einen enormen Strom abgeben, sind kostengünstig und weit verbreitet. Sie sind schwer für Handys und daher nicht für Hobby-Roboter geeignet.

Nickel-Metallhydrid-Batterien (Ni-MH)

Hierbei handelt es sich um wiederaufladbare Batterien mit einer Nennspannung von 1,2 V und einem weiten Bereich von 600 mAh bis 3300 mAh. Sie sind teuer, langlebig und haben eine hohe Kapazität.

lithium-polymer-batterien (Li-Po)

Sie sind in den meisten Roboteranwendungen üblich. Sie haben ein geringes Gewicht, eine relativ gute Kapazität und hohe Entladungsraten. Diese Batterien haben jedoch inkrementelle Spannungswerte von 3,7 V.

lithium-ionen-batterien (Li-Ion)

Diese Zellen sind wiederaufladbar und ähneln denen, die in Kameras verwendet werden. Sie kommen mit 3,7V Nennspannung. Die Batterien haben eine hohe Kapazität, sind leicht verfügbar und leicht.

Wie wählt man eine Batterie aus, die in der Robotik verwendet wird?

Batterien werden verwendet, um den Motor von Robotergeräten anzutreiben. Daher müssen Sie Batterien mit den entsprechenden Spezifikationen auswählen. Es gibt verschiedene Arten von Batterien, mit denen der Motor angetrieben werden kann. Dies sind Li-Ion, Li-Poly und NiMH. Die folgenden Spezifikationen werden bei der Auswahl einer Batterie für einen Roboter berücksichtigt.

Kapazitätsbewertung: Dies ist die Energiemenge, die ein Akku liefern kann. Eine in Robotern verwendete Batterie sollte einen durchschnittlichen Strom von 2 A und eine Mindestarbeitszeit von 15 Minuten haben. Daher beträgt die erforderliche Kapazität 500 mAh.

Gewicht: Der Akku sollte leicht wie 150 g sein.

Größe: Es sollte klein sein.

Maximaler Entladestrom: 5A reichen für dieses Gerät aus.

Nennspannung: Die Robotermotoren haben eine Nennspannung von 6 V, und die elektronischen Schaltkreise benötigen eine geregelte 5 V-Versorgung. Aus diesem Grund sind 7 V das absolute Minimum.

Andere: Der Akku sollte schnell aufgeladen werden können.

Robotertypen und ihre geeigneten Batterien

Hohe Energiedichte bei niedriger Temperatur Robuster Laptop-Polymer-Akku Batteriespezifikation: 11,1 V 7800 mAh -40℃ 0,2C Entladekapazität ≥80% Staubdicht, sturzsicher, korrosionsbeständig, elektromagnetische Interferenz

Weiterlesen

Es gibt verschiedene Arten von Robotern, und auch ihr Appetit auf Kraft ist nicht gleich. Sie beinhalten;

Mini-Sumo-Roboter: Der Roboter nimmt an Sumo-Wettbewerben teil, wiegt 500 g und verwendet bürstenlose oder 2-Gleichstrommotoren sowie andere bewegliche Teile, um den Gegner zu hebeln. Obwohl die Konkurrenz kurz ist, bleibt das Gerät länger als 15 Minuten in Betrieb.

Ein Beispiel für einen Akku, der diesen Spezifikationen entspricht, ist Li-Po Hyperion G5 50C 2S 850 mAh. Es hat das geringste Volumen, Gewicht und bietet die beste Leistung. Es hat jedoch eine niedrige Spannung.

Die minimale Spannung beträgt 6 V und die Nennspannung 7,4 V (3,7 V pro Zelle). Der maximale Entladestrom beträgt 21 A, die Kapazität 850 mAh. Darüber hinaus hat der Akku eine Abmessung von 75 x 27 x 4 mm, ein Gewicht von 48 g, ein Volumen von 28,4 ccm und einen Einzelhandelspreis von 10 US-Dollar.

Quadrocopter: Dies ist ein leichter Flugroboter. Die 45 x 45 cm große Drohne verwendet 4 BLDC-Motoren, einen Funk-Transceiver und kleine elektronische Schaltkreise. Daher benötigt der Roboter eine Stromquelle, die in kurzer Zeit eine höhere Energiemenge liefert.

Li-Poly Turnigy Graphen ist aufgrund seiner höheren maximalen Entladestromspanne die beste Option.

Kleines FTF

Dies ist ein automatisiert geführtes Fahrzeug, das mit einer Kamera, einem Einplatinencomputer und mehreren Sensoren auf der Platine ausgestattet ist. Das Fahrzeug hat 4 Räder, von denen 2 von Gleichstrommotoren angetrieben werden. Das Gerät wird verwendet, um die Form der Räume in mehreren Gebäuden mit einer niedrigeren Geschwindigkeit zu scannen oder zu inspizieren.

Die geeignete Batterie für dieses Gerät ist aufgrund des hohen Energiebedarfs der Li-Ion 3S2P-Akku.

Wie verwendet man eine in der Robotik verwendete Batterie richtig?

Am Roboter und an der Steuerung werden Batterien verwendet, um die in den Geräten gespeicherten Daten zu erhalten, wenn diese stromlos werden. Die im Roboterarm und in der Steuerung gespeicherten Daten sind unterschiedlich, aber gleich wichtig. Die Daten im Roboter behalten die Encoder-Impulswerte des Gadgets für jede Achse bei und steuern so seine Positionsdaten.

Sie müssen den Roboter also neu mastern, wenn die Batterien des Roboterarms ausfallen. Daher müssen Roboter jährlich ausgetauscht werden, um sicherzustellen, dass die Batterien aufgeladen und funktionsfähig sind.

Andererseits werden Batterien in einer Robotersteuerung verwendet, um den internen Speicher auch dann zu unterstützen, wenn das Gerät keinen Strom hat. Die Batterie unterstützt unter anderem Programm-E / A-Konfigurationen, Systemvariablen und installierte Software. Jeder Akku kann stundenlang ausfallen und Daten verlieren.

Daher sollten im Rahmen der vorbeugenden Wartung ein jährlicher Batteriewechsel und regelmäßige Sicherungen der Daten in der Steuerung durchgeführt werden. Wählen Sie die Batterien Ihres Robotersystems nach Modell und Hersteller. Entscheiden Sie sich für eine spezielle Lithiumbatterie mit markenspezifischen Anschlüssen.

Darüber hinaus verfügt jeder Roboter über ein Wartungshandbuch, das die Verwendung der für dieses Gerät geeigneten Batterien bestätigt. Weitere Informationen zur Durchführung eines Batteriewechsels finden Sie im Handbuch. Es ist wichtig zu wissen, wo sich diese Batterien befinden und wie Sie den Austausch durchführen können.