PCB: Standby und Abschaltung bei Unterspannung

[nero76]

Hallo!

Das nächste PCB soll ein "Soft-OFF, d.h. Standby sowie Abschaltung bei Akku-Unterspannung" bekommen - d.h. wenn der Roboter einfach so herumsteht oder es nicht zur Ladestation geschafft hat, soll er sich vollständig abschalten können. Da die Spannung bereits überwacht wird, fehlt also nur noch die Schaltung zur Abschaltung.

Wir haben den Prototyp der Schaltung bereits vollständig realisiert. Wir würden uns riesig freuen wenn Ihr die Schaltung ausprobieren könntet, damit es später keine bösen Überraschungen gibt .

Hier also die Batterie-Zusatzschaltung für das jetzige PCB:

Fertige Schaltung für Lochraster: http://wiki.ardumower.de/images/d/df/BATTERY_CIRCUIT3_PCB.jpg

Bestückungsliste:
1x IRF9540N  P-MOSFET    T1
1x BC337 NPN             T2
1x Zener Diode 15V ZD15  Z1
4x Diode 50V             D1, D2, D3, D4
1x 22 uF                 C1
1x 100k                  R2
1x 1k                    R4
1x 10k                   R3
1x 100                   R7
1x 30k                   R6
1x 10k                   R8

Anschluss-Belegung:

BAT+IN                  Akku+ Leitung welche zur Schaltung geht
BAT+OUT                 Akku+ Leitung welche zum PCB geht
GND                     Akku Masse-Leitung
Arduino Battery Switch  Hiermit kann der Arduino sich selber abschalten (gegen GND). Beim Booten wird die Leitung  einfach auf 5V gelegt.
Button                  Der ehemalige PCB Taster (P20), jetzt auch zum Einschalten des Roboters (Soft-ON)
Arduino Button IN       Geht zum ehemaligen PCB Taster Pin (siehe Bild), zur Bedienung des Roboters

Schaltungsplan: http://wiki.ardumower.de/images/0/07/BATTERY_CIRCUIT3.png
Wiki: http://wiki.ardumower.de/index.php?title=Charging#Standby-off_.2F_Under-voltage_protection

Gruss,
Alexander

 

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Hallo Alexander,

ich kämpfe zwar noch mit der Inbetriebnahme meines Ardumowers, würde aber parallel gerne die Schaltung erproben. Da ich nicht so fit bin sind mir ein paar Fragen gekommen. Ich habe den Stromlauf mit dem Bestückungsplan und der Anschlussbeschreibung verglichen.

Bat + In = VF4 = P1
Bat + OUT = VF2 = P2
GND = P3, kann man nicht falsch verstehen
Arduino Battery Switch = SW-SPST2 = P4! Im Stromlauf eine Seite an R6 und die andere an R5, im Bestückungsplan R6 und P4???
Button = P5 = der ehemalige PCB Taster (P20), jetzt auch zum Einschalten des Roboters (Soft-ON)
Arduino Button IN = P6, ein neuer Taster zum Bedienen des Roboters an P20

R1 und R5 fehlen in der Stückliste und dem Bestückungsplan?
Da ich leider mit 12 Volt gebaut habe, ist bestimmt an einer Stelle eine Anpassung nötig? Ist es die Zehner Diode Z1?

Gruss Andreas

 

[nero76]

Hallo Andreas,

Arduino Battery Switch = P4, geht zum Pin 4 des Arduino (pinBatterySwitch) und wird von dort gesteuert (5V für Batterie EIN, 0V für Batterie AUS). Im Schaltbild geht es zu SW-SPST2 welcher aber nur eine Simulation des Arduino Pins darstellen soll (also das Schaltbild bitte an dieser Stelle nicht genau nehmen). P4 geht zum Arduino, nicht zu einem Schalter o.ä.

P6: Nicht ganz: dies geht zum PCB Anschluss (P20) wo der ehemaligen Taster angeschlossen wurde, damit der Arduino den Taster weiterhin verwenden kann. Die Abschaltung benutzt den Taster nun auch. D.h. erster Tastendruck sorgt zum Einschalten der Batterie, weitere Tastendrücke verarbeitet der Arduino wie bisher zum Starten des Roboters.

R5 ist nur zum Verständnis der Schaltung incl. Arduino, d.h. R5 simuliert wieder den Arduino Pin (genauer: den internen Pull-Up Widerstand des Arduino), ist daher wieder nur für die Simulation.

R1 simuliert die "Last", d.h. das gesamte PCB des Roboters, also wo der Batteriestrom durchfließt. Ebenfalls nur für die Simulation!

Die Zehner Diode D1 ist mit 15v so ausgelegt, dass erst bei mehr als Spannungsabfall Ugs=-15 Volt "ein Limit" auf Spannungsabfall Ugs=-15 Volt erfolgt. Dies soll die Spannung am Gate des MOSFET auf Ugs=-15 Volt begrenzen (d.h. dass diese nicht kleiner als Batteriespannung-15V sinkt). Bei 12V braucht nichts begrenzt werden, und die Zehner ist dann wirklungslos (aber schadet auch nicht).

Viel Erfolg beim Nachbauen! Und schon mal vielen Dank im voraus für ein Feedback!

Gruss,
Alexander

 

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Hallo Alexander,

nunmehr läuft mein Ardumower artig durch den Garten und ich kann mich an die Abschaltung und Ladetechnik trauen. Die Schaltung habe ich aufgebaut und wollte sie testen.
Habe ich den Ablauf so richtig verstanden? R1 ist ja eigentlich unsere PCB, dort nehme ich eine kleine andere Last zur Simulation. Der Button SW- SPST1 (P5) schaltet beim ersten Betätigen den Akku "ein" und die Last wird mit Spannung mittels P1 und P2 versorgt. Jedes weitere Betätigen verarbeitet dann der Arduino wie bisher zum Starten des Roboters. Dieser Schalter wird nach dem Test durch den Button ersetzt. Der Button SW- SPST2 (P4) schaltet beim Schließen alles aus. Das übernimmt dann später der Arduino. Der "pinBatterySwitch" lautet im aktuellen Stromlauf "ReservePIN4"?

Gruß Andreas

 

[nero76]

Ja, ist alles richtig - den pinBatterySwitch=Pin4 (also den Pin worüber der Arduino später den Akku abschaltet) musst du auf 5V legen wenn Du ohne Arduino testen willst. Der Ardumower-Code legt Pin4 direkt beim Booten auf 5V. Solange er auf 5V liegt wird nicht abgeschaltet. Liegen keine 5V mehr an, schaltet sich der Akku nach etwa 3 Sekunden ab.

Am besten Du probierst die Schaltung erstmal ohne PCB aus