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Topic: LCD Display wird dunkel wenn servo steuert (Read 3424 times) previous topic - next topic

Balisto

Jan 23, 2013, 07:56 pm Last Edit: Jan 23, 2013, 08:07 pm by Balisto Reason: 1
Ich habe mir diesen Stripboard-Arduino gebaut:

Daran angeschlossen ist eine USB Tastatur, ein LCD Display 20x4 und ein 9g Servo

Man soll über die Tastatur etwas eingeben dass auf dem Display angezeigt ist. Wenn es das richtige ist, wird der Servo kurz angesteuert. Das ganze wird mit einer 9v Block Batterie betrieben. Wird aber der Servo angesteuert, wird das Display kurz dunkel so das fast nix mehr zu sehen ist. Also eine neue 9v gekauft, aber das selbe. An 5v USB funktioniert es bestens, nur ein minimales flackern.
Der Stomverbrauch liegt ohne Servo bei 60mA und mit Servo bei bis zu 230mA. Was erstaunlich hoch ist. Aber der Servo muss sich nur etwa 6-7mm bewegen. Eine 9v Batterie hat eigentlich ~550mA und müsste das doch hergeben.

Wie kann ich verhindern das dass Display nahezu ausgeht wenn der Servo sich bewegt?

uwefed

Du verbrauchst zuviel Strom und die Spannung der 9V Batterie sinkt ab. Das funktioniert nicht, die Batterie ist zu schwach.

Grüße Uwe 

vieledinge

Ob deine 9V-Batterie wirklich in der Lage ist konstant 550mA zu liefern mag ich mal bezweifeln. Vor allem die Lastwechsel kann sie nicht ab. Du hast doch die Lösung quasi schon gefunden: Du brauchst ne ordentliche Stromquelle.

michael_x

Lt. wikipedia hat ein Alkali-Mangan 9V Block hat evtl. 500 mAh,  
d.h. damit er würde max. 24 Stunden halten, wenn du 20 mA ziehst. Eigentlich sind sie aber auf geringeren Strom ausgelegt und würden bei 60 mA wohl kaum 8 Stunden durchhalten.

Für eine 200 mA Last auf jeden Fall nicht geeignet. Miss mal die Spannung unter Last und sei froh, dass der Arduino nicht resettet.
Generell sind solche 9V Blöcke recht leistungsschwach...

Arduino im Batteriebetrieb und 9V -> 5V durch einen 7805 ist keine gute Lösung.
Eher 3*1.5V normale AA Zellen direkt an den 5V-Pin und 6*1.5 AA Zellen für deinen hungrigen Servo
Was braucht eine USB Tastatur ? Die ist sicher nicht auf Stromsparen optimiert.
Hat dein LCD Hintergrundbeleuchtung ?

jurs


Wie kann ich verhindern das dass Display nahezu ausgeht wenn der Servo sich bewegt?


Wenn Du einen 9V-Block mit hohem Strom belastest, bricht die Spannung ein.
Erstens bricht die Spannung an der Batterie selbst ein.
Weitere Verluste entstehen durch Übergangswiderstände und Leitungsverluste: Je dünner die Drähte, desto mehr Spannung geht verloren.

Dein 7805 Spannungsregler auf dem Board benötigt eine Mindestspannung von 7 Volt, um konstante 5 Volt für den Arduino zu liefern. Darunter bricht die Spannung regelrecht zusammen. Miß mal die Spannung am Batterieblock oder noch besser direkt am Spannungsregler, wie hoch diese beim Servobetrieb noch ist: Mindestens 7 Volt? Oder weniger?

Wenn Du 5 Volt konstante Spannung haben möchtest und die Batterie aufgrund der Stromblastung auf weniger als 7V einbricht, kann ein Spannungsregler mit 2 Volt Dropout voltage die Spannung nicht mehr konstant halten. Du benötigst dann entweder einen "low drop voltage regulator", also einen, der selbst viel weniger Spannungsabfall erzeugt als ein 7805. Oder ein Batteriepack mit mehr Power und weniger innerem Widerstand, bei dem die Spannung nicht gleich so stark einbricht, wenn 250 mA Strom gezogen werden.

sven1977

ja, ganz klarr... wie die anderen es schon gesagt haben. Ne 9V Blockbatterie brings einfach nicht. Besorge dir
ein Netzteil mit 5V und min. 1-2A. Dann müsste gehen.

Oder nen guten Akku. Da gibt es Preiswerte Bleiakkus mit 6V 5A und so bei Connrad. Ich hab mir da 6V 10A
gekauft und die hält eeewig ;)

gruß

Balisto

Danke für die vielen Antworten :)

Tastatur, Servo (bzw. Motor) und Display müssen sein, sonst ergibt meine Schaltung keinen Sinn.

Quote
Eher 3*1.5V normale AA Zellen direkt an den 5V-Pin und 6*1.5 AA Zellen für deinen hungrigen Servo

3 * 1,5 = 4,5v, reich das für den Arduino und die Tastatur?? Denke das wird zu knapp oder?

Quote
Oder nen guten Akku. Da gibt es Preiswerte Bleiakkus mit 6V 5A und so bei Connrad. Ich hab mir da 6V 10A
gekauft und die hält eeewig

Sind diese Akkus gegen Kälte empfindlich?

Netzteil kann ich nicht nehmen, da die Schaltung für außen gedacht ist. Allerdings war angedacht das man eine 9v Batterie mitbringt und einlegt um das Gerät zu betreiben.
Könnte ich es so verwirklichen:
Ich nehme für den Servo (oder Motor) und das Display 4 x Mono Batterien, die haben ja auch jede Menge Power und würden lange halten. Für den Arduino mit Tastatur bleibe ich bei meiner jetzigen Versorgung (9v Block den man mitbringt und einlegt zum betreiben der Schaltung). Wäre das so zu verwirklichen? Wenn ja wie verdrahte ich die verschiedenen Stromquellen?



michael_x

Quote
3 * 1,5 = 4,5v, reich das für den Arduino und die Tastatur??

Für den Arduino alleine schon. Tastatur käme auf einen Versuch an.
6 V ist eine dumme Zwischengrösse: Am 5V pin ist es zu viel, als Regler-Eingang zu wenig.
Bräuchtest du einen LowDrop Regler ( oder 0.7 V an einer Diode verbraten )

volvodani

Am besten nutzt du sowas hier :
http://www.lipoly.de/index.php?main_page=product_info&cPath=880_2630_2670_2671&products_id=238624
Dann kann man "alles" anschließen ob 2*1,5V -10*1,5V Es kommen immer effektive 5V hinten raus.
Gruß
Der Dani
So ist das Leben:
Manchmal bis du das Denkmal, manchmal die Taube!

michael_x

Sieht gut aus.
Besserer Wirkungsgrad als ein 7805, kaum größer, und hat die erforderlichen Induktivitäten und Kondensatoren schon drauf ?!
Super.

D.h. der liefert die Arduino/Tastatur/LCD-Power und hängt parallel zur Servo-Versorgung an 9V.

Balisto, jetzt bin ich übrigens neugierig, was dein Ding macht ...

vieledinge

D.h. der liefert die Arduino/Tastatur/LCD-Power und hängt parallel zur Servo-Versorgung an 9V.


Was aber an dem Grundproblem, das der 9V-Block für die ganze Mimik einfach zu schwachbrüstig ist, nichts ändert.

Gerade wenn es für draußen sein soll, wäre ein 9V-Block das Letzte was ich nehmen würde. Wenn es einigermaßen robust, leistungsfähig und langlebig sein soll: 4x 1,2V eneloops, dazu den genannten Stepup-/Stepdown-Regler und dann alles an die 5V-Strecke hängen.

Hint: Servos sind üblicherweise für den Betrieb an Fernsteueranlagen ausgelegt, und da laufen meistens 4,8V. Bis 6V sind die Servos meistens ausgelegt, drüber würde ich nicht unbedingt gehen.

Balisto

@michael_x, man muss über die Tastatur einen Codewort eingeben. Allerdings ist die Tastatur verschlüsselt. Wenn man es dann geschafft hat, wird der Servo angesteuert und öffnet die Büchse der Pandora :)

Ich habe mir nun überlegt für den Servo und die Displaybeleuchtung 4 x Monozellen zu nehmen. Die haben genug Power und halten lange durch. Damit habe ich schon sehr gute Erfahrungen gemacht. Auch bei Außeneinsätzen. Für den Arduino werde ich alles so lasen wie es ist. Denn wie gesagt, der 9V Block wird mitgebracht und angeschlossen wenn man die Schaltung in Betrieb nehmen möchte. Wenn man fertig ist, nimmt man die Batterie wieder mit. Von daher spielt der ineffiziente 7805 keine Rolle.

Kann mir bitte jemand sagen wie ich nun die 2 verschiedenen Stromquellen verwende?
6V Quelle +: Plus von Displaybeleuchtung + Plus von Servo
6V Quelle -: Minus von Displaybeleuchtung
Arduino Pin D3: Servodatenleitung
Aber wo kommt das Minus vom Servo hin?? Funktioniert das ganze überhaupt mit 2 verschiedenen Volt zahlen (9v / 6v) ?

Die hier hat 5900mAh


Wie funktioniert das, dass ich mir einer Diode die Spannung senken kann (z.B. 6v auf 5,3 oder so)? Einfach eine 1n40001 in plus reihe? Oder ein z-diode mit 5,7(1)v?

Da ich vor haben noch mehr derartige Schaltungen zu entwickeln, die dann ebenfalls für draußen sein sollen, bräuchte ich für die Zukunft eine brauchbare, günstige und nicht allzusehr Kälteempfindliche, Lösung. Diese StepUp/Down Regler verbrauchen doch bestimmt auch Strom, oder? Was käme noch für meine Anwendungen in Frage?

Die sollen einfach endlich 5V Batterien herstellen :)


michael_x

Quote
Aber wo kommt das Minus vom Servo hin??

Alle Minusse an einen gemeinsamen GND

Die Notlösung bei 6V für einen Arduino( not recommended ):

wenn hier nur 6.0V   +-- sollte hier < 5.5V sein, gegen GND gemessen
      |              |
      |              |
6V+  -+-- 1N4001 >|--+- Arduino 5V

6V-  -------------------Arduino GND


Eine ZenerDiode bräuchte einen Vorwiderstand, der den Strom durch die Diode begrenzt, und durch den auch der Strom des Arduino fliesst.



Mir ist übrigens nicht klar, wie du eine USB Tastatur an deinen paperduino anschliessen willst.

vieledinge

Die sollen einfach endlich 5V Batterien herstellen :)


Das würde genau was bringen?

Die Spannung an Batterien/Akkus variiiert mit dem Ladezustand. Du kommst also so oder so nicht ums Stabilisieren herum, wenn Du saubere 5V brauchst.

Balisto

Stimmt auch wieder :( Muss ich also weiter suchen nach einer optimalen Stromquelle für Außenbetrieb....

@ michael_x,
das ist ein Stripduino :) In dem Fall ein Paperduino der auf einer Lochstreifenrasterplatine aufgebaut ist. Die Tastatur ist einfach per Kabel damit verbunden, funktioniert bestens :) Allerdings musste ich den obigen Plan um 2 Pullupwiderstände erweitern.
Den Schaltungsaufbau von dir werde ich die Tage mal testen, danke!

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