Zasilanie do Raspberry Pi i silników

pytanie zadane 28 sierpnia 2023 w Sprzęt komputerowy przez jakubjordanek Obywatel (1,320 p.)

Cześć, tworzę sobie prywatnie projekt drona opartego o komputer Raspberry Pi 3B+, już mam wszystkie części dobrane jednak zastanawiam się w jaki sposób dobrać zasilanie do tego projektu. Chciałbym, aby jedna bateria/akumulator obsłużyła 4 silniki bezszczotkowe, gdzie każdy potrzebuje około 11 napięcia, i sam komputer najlepiej jakby bateria/akumulator posiadała opcję ładowania. Załączam link do silników, które chciałbym użyć oraz komptuera Raspberry Pi z którego korzystam.
Silnik Raspberry Pi

2 odpowiedzi

odpowiedź 28 sierpnia 2023 przez SimiVoid Pasjonat (19,790 p.)
wybrane 28 sierpnia 2023 przez jakubjordanek

Najlepsza

Raspberry Pi pobiera znikomą ilość prądu porównując do maksymalnego poboru przez silnik, będziesz potrzebował przetwornicy step-down (najlepiej takiej o maksymalnym prądzie wyjściowym minimum 2A), którą wystabilizujesz napięcie na 5V i przez nią będziesz zasilać RPi.

Do twojego projektu najlepszy będzie akumulator Li-Pol 4S o prądzie rozładowania 100C. Co do pojemności, to potrzebuję założnie ile czasu ma się bez przerwy utrzymywać twój dron w powietrzu. Dodatkowo będziesz potrzebował ładowarki z balanserem, aby móc ładować akumulator.

komentarz 28 sierpnia 2023 przez reaktywny Nałogowiec (41,050 p.)

Malina ciągnie około 5-7 Wat, a silnik rzeczywiście straszenie dużo (dopiero teraz zajrzałem). To w ogóle możliwe jest "Moc: 250 W" ??? To tyle co w rowerach elektrycznych gdzie silnik jest kilkanaście czy 20+ razy większy (oczywiście tu jest niewielki moment obrotowy).

komentarz 28 sierpnia 2023 przez SimiVoid Pasjonat (19,790 p.)

Taki pobór jest możliwy, ale nie przy normalnej pracy tylko w stytuacji próby zatrzymania wału.
Miałem do czynienia z podobnymi silnikami tylko minimalnie mocniejszymi i na wyższe napięcie i rzeczywiście pod dużym obciążeniem prąd dochodził 20A.
A w temacie silników rowerowych to są one tak duże, ponieważ zawierają wewnątrz przekładnię planetarną, sam silnik jest znacznie mniejszy (około 2x większy od tego)

komentarz 28 sierpnia 2023 przez reaktywny Nałogowiec (41,050 p.)

Wiem, że to moc szczytowa, ale mimo wszystko taki mały silniczek i 250W...Nieźle!

komentarz 28 sierpnia 2023 przez Oscar Nałogowiec (29,320 p.)

Sterowniki do silników zwykle posiadają dodatkowe wyjście do zasilania odbiornika i innej elektroniki zwane BEC - zwykle to 5V tak 1-2A.

Przykładowy sterownik

Sterownik ten ma żólte gniazdko - do akumulatora, 3 niebieskie przewody - do silnika, takie małe 3 pinowe złacze - do aparatory zdalnego sterowania, wchodzi tamtędy sygnał sterujący mocą silnika, ale wychodzi zasilanie - typowo zasila odbiornik, ale będzie potrzebował 4 sterowniki - będziesz miał 4 zasilania.

Do uniesienia czegoś w powietrze potrzebna jest duża moc - dlatego tam są potężne, ale lekkie silniki. Rower ma pracować godzinami, taki dron lata 10-15 minut i koniec baterii.

komentarz 28 sierpnia 2023 przez reaktywny Nałogowiec (41,050 p.)

Do uniesienia czegoś w powietrze potrzebna jest duża moc - dlatego tam są potężne, ale lekkie silniki. Rower ma pracować godzinami, taki dron lata 10-15 minut i koniec baterii.

Wiem, wiem, ale mimo wszystko spora moc.

Ostatnio bawiłem się DJI Mini 3, super zabawka :) Świetna rzecz, bardzo dobry dron, jak na klasę < 250 g.

komentarz 28 sierpnia 2023 przez jakubjordanek Obywatel (1,320 p.)

@SimiVoid, czyli jeśli dobrze rozumiem to wystarczy bateria tego typu co podałeś która poradzi sobie z zasileniem 4 silników i jeszcze dodatkowo do niej podłączyć przetwornice która będzie łączyła baterie z raspberry i zbijała napięcie? Do tej pory w projektach jako bezprzewodowe zasilanie używałem powerbanka, który wystarczał do zasilenia samego raspberry więc nie jestem za bardzo obyty z tym tematem i się zastanawiam w jaki sposób np. tego typu baterię LINK połączyć z silnikami, a konkretnie ze sterownikami silników.

komentarz 28 sierpnia 2023 przez SimiVoid Pasjonat (19,790 p.)

Dodatkowo zalecam dodać moduł do pomiaru napięcia na samym akumulatorze (dajesz go pomięczy całą elektronikę a akumulator), aby mieć podgląd na to w czasie rzeczywisty, ponieważ lot takiego drona to będzie max kilkanaście minut.

Baterię podpinasz bezpośrednio pod + i - na kontrolerze silnika (jak masz osobny do każdego silnika to musisz sobie zrobić rozgałęziacz do zasilania)

komentarz 28 sierpnia 2023 przez jakubjordanek Obywatel (1,320 p.)

Dzięki za pomoc już zaczynam rozumieć temat, a jeszcze mam pytanie jak wygląda sprawa z ładowaniem takiego akumulatora są jakieś specjalne ładowarki do akumulatorów LiPo?

komentarz 28 sierpnia 2023 przez Oscar Nałogowiec (29,320 p.)

Najpopularniejsza chyba to IMAX B6. To malutkie złacze na pakiecie akumulatorów wtykasz z boku ładowarki do balansowania ogniw. Główne złącze, przez odpowiednią przejściówkę (są w zestawie) do dużych gniazdek w ładowarce, ustawiasz parametry i jedziesz. Można też podłączyć komputer i mieć podgląd na aktualny stan lub zarejestrować przebieg ładowania i mieć pogląd, czy akumulator nie zaczyna siadać.

odpowiedź 28 sierpnia 2023 przez reaktywny Nałogowiec (41,050 p.)
edycja 28 sierpnia 2023 przez reaktywny

Możesz się pochwalić widokiem (renderingiem) czy rysunkiem technicznym tego drona? Jak duży? Jaka masa?

Jakie ma być jego przeznaczenie? Video? zabawa w latanie?

Malina wydaje się spora i ciężka i żre sporo prądu jak na potrzeby latadła, myślę, że nawet ESP32 wystarczyłoby jako komputer sterujący do drona. Sporo jest też projektów DIY na Arduino. Co do baterii, te LiPo są lekkie i maja spora pojemność.

BTW. Nie wiem czy znasz, ale polecam stronę i forum:

diydrones
https://diydrones.com/

DIY Drones: Build your own drone!
https://www.reddit.com/r/diydrones/

--

W przypadku płytki Espressif:

ESP32 - DC Motor | ESP32 Tutorial
https://esp32io.com/tutorials/esp32-dc-motor

ESP32 with DC Motor - Control Speed and Direction | Random Nerd Tutorials
https://randomnerdtutorials.com/esp32-dc-motor-l298n-motor-driver-control-speed-direction/

Esp32 Dc Motor Interfacing With Esp32 | Esp32
https://www.electronicwings.com/esp32/dc-motor-interfacing-with-esp32

Interface L298N DC Motor Driver Module with ESP32 using Arduino IDE
https://microcontrollerslab.com/l298n-dc-motor-driver-module-esp32-tutorial/

komentarz 28 sierpnia 2023 przez jakubjordanek Obywatel (1,320 p.)

Mam stworzony mniej więcej jego projekt jednak jest to bardzo amatorski rysunek. Przeznaczenie drona co dziwne ma służyć do poruszania się po domu i nie za pomocą kontrolera tylko autonomicznie, dlatego potrzebuję użycia komputera raspberry. Co do wielkości to miałby on być stosunkowo mały około 30x30 cm. A co do udźwigu to obecnie myślę tak 0.2kg, 0.3kg, a w przyszłości nawet 1kg jednak na razie chcę w ogóle zrozumieć sam ten system latania i zasilania tego wszystkiego.

komentarz 29 sierpnia 2023 przez Oscar Nałogowiec (29,320 p.)

Taki dron musi mieć automatyczne sterowanie typu fly-by-wire, czyli jego komputer pokładowy steruje silnikami (to jedynie elementy regulowane, nie ma żadnych sterów) i robi to intensywnie. Praktycznie każdy dron ma układ MEMS (zestaw czujników jak w telefonie) i GPS by komputer mógł stabilizować lot takiego obiektu. W mieszkaniu będą dodatkowe problemy - GPS albo nie działa, albo jest za mało dokładny - potrzebujesz jakiś system lokalizowania pojazdu. Drugi to wytwarzany wiatr - silniki masz mocne, jak one się uruchomią to żadna kartka luźno leżąca nie będzie dalej leżeć. Taki wiatr wpłynie na samego drona - on się przecież "trzyma powietrza". Dron do mieszkania musi być bardzo mały i lekki.

komentarz 29 sierpnia 2023 przez reaktywny Nałogowiec (41,050 p.)

@Yordano, Autonomiczny dron to nie taka prosta sprawa. Raz że widzenie maszynowe trzeba wprowadzić, a dwa - to co pisze Oscar.

komentarz 29 sierpnia 2023 przez jakubjordanek Obywatel (1,320 p.)

Tak naprawdę już większość systemu mam napisane, bo tworzyłem oprogramowanie dla robota jeżdzącego. Teraz chcę się przerzucić na robota latającego bo czułem spore ograniczenia w tym jeżdzącym, jednak roboty latające to jest dla mnie zupełnie nowy temat, ale bardzo ciekawy.