LiFePo als Spannungsversorgung 12,8 V ?

Hallo zusammen,

ich komme mehr aus der Software-Ecke und bin bei den Hardware-Themen nicht sattelfest.
Deswegen meine Frage:

Wer hat Erfahrung mit LiFePo als Stromversorgung?

für eine mobile Anwendung möchte ich einen LiFePo-Akku (4Zellen) = 12.8 V benutzen. 12 Volt, damit die DC-Motoren genügend Leistung bringen.

Ich kann ja an einen Arduino auch direkt 12V als Versorgung anschliessen. Würde das auch noch mit max. 12.8V funktionieren? Falls wichtig, ich arbeite mit einem Arduino Mega mit Motorshields.

Allerdings habe ich jetzt im Forum gelesen, dass alles, was über 5V ist, als Wärme verbraten wird. Ist das richtig?
Wäre es dann sinnvoller einen DC-DC StepDown Modul vorzuschalten, um die Verlustleistung zu minimieren?
Muß ich bei einem LiFePo-Akku eine Schutzbeschaltung vorsehen? Tiefentlade-Schutz? Begrenzung des maximalen Stromes?
Zum Laden würde ich die Akkus aber herausnehmen, es besteht keine Notwendigkeit einer Laderegelung.

Falls das alles notwendig ist, gibt es so etwas in Kombination auf einer Platine? Also StepDown+Tiefentladeschutz+Strombegrenzung ?

Vielen Dank schon mal für Rückmeldungen!

Hi,

du wirst bei LiFePo wohl die gleichen Hürden nehmen müssen, wie sie auch bei LiIon üblich sind, also balancen, falls sie in Serie geladen werden, nicht überladen, nicht tiefentladen, vor Kurzschluss schützen. Elektronik wie es sie für LiIon gibt ist mir da nicht bekannt, heißt aber nicht, daß es sie nicht gibt, ist mir eben noch nicht über den Weg gelaufen.
Ja, ein Buck (StepDown) ist sinnvoll.

Gruß André

Wäre es dann sinnvoller einen DC-DC StepDown Modul vorzuschalten, um die Verlustleistung zu minimieren?

Wenn du kein Problem wegen "gleichzeitig 5V via USB geht nicht" hast, kannst du gleich einen StepDownRegler
8..15V -> 5V nehmen und das am 5V Pin anschließen.

Rein theoretisch kann der im Arduino eingebaute Regler bis zu 20V Eingangs-Spannung aushalten, aber nicht, wenn er noch Zusatz-Shields mit 5V und etlichen mA Strom versorgen muss.

Also ist also jedem unklar, ob 12.8V ok ist.
Und ein "Kann klappen, viel Glück, und erzähl was passiert ist" hilft dir nicht wirklich :slight_smile:

Hallo,
mit einen zusätzlichen Spannungsteiler könntest Du mit einem Analogeingang die Akuspannung messen und die Motoren abschalten um eine Tiefentladung zu vermeiden.

Step down Regler auf ca. 9V und dann auf die runde Buchse oder Vin, ist sicher nicht falsch, dann kann man zumindest beim UNO auch gleichzeitig die USB nutzen.

Kurzschluss-Schutz mit Feinsicherung.

Heinz

Hallo,
schon mal vielen Dank für die Antworten.

USB und externe Versorgung parallel würde ich ausschließen!
wenn USB angeschlossen ist, versorge ich nur die Motorshields direkt mit externer Spannung.

Am Arduino habe ich Shields dran; mindestens 1 Motorshield, dann noch Bluetooth und noch diverse Sensoren…also StepDown wäre wohl auf jeden Fall notwendig.

die Akkuspannung vom Arduino selbst messen hört sich auf jeden Fall gut an; da könnte man eventuell rechtzeitig Alarm schlagen, wenn es eng wird mit der Restladung/Spannung.

für das Akkumanagement habe ich jetzt z.B. so etwas gefunden:

also Akku → BMS Modul → StepDown → Arduino Vin…dann bin ich wohl auf der sicheren Seite

also Akku -> BMS Modul --> StepDown --> Arduino Vin...dann bin ich wohl auf der sicheren Seite

Ja. Allerdings muss Vin beim Arduino Mega mindestens 7V sein, damit der arduino-interne Regler daraus 5V machen kann.

den step-down-wandler auf 5v einstellen und direkt den arduino auf den 5v-pin anschliesen, so habe ich das gemacht.
dazu eine spannungsüberwachung um zu sehen bevor der akku zu wenig spannung abgibt(hier könnte man auch einen spannungswert zum 'led-blinken' zb programmieren)

michael_x:
Ja. Allerdings muss Vin beim Arduino Mega mindestens 7V sein, damit der arduino-interne Regler daraus 5V machen kann.

Aber mit einem Step Down könnte er doch die 5V über den 5V-Pin einspeisen?

NBGer:
für das Akkumanagement habe ich jetzt z.B. so etwas gefunden:
BMS LiFePO 4S 7A (12V) | i-tecc LiFeEnergy

also Akku -> BMS Modul --> StepDown --> Arduino Vin...dann bin ich wohl auf der sicheren Seite

Ist das ein Akkupack oder 4 Einzelzellen? Mit dem BMS hast du auch gleich den Tiefentlade-/Unterspannungsschutz integriert und wenn du den Mega mit einem Step Down hinter dem BMS versorgst, wird der Mega ja mit abgeschaltet.

Falls du den Akkustand mit dem µC messen willst, brauchst du einen Spannungsteiler auf max. 5V, die analogen/digitalen Pins sollten nicht mehr abkriegen. Du könntest vielleicht eine Zelle an nem analogen Pin messen, aber ob das Sinn macht (oder überhaupt gut ist) und gleichzeitig auch für die anderen Zellen spricht, kann ich dir nicht sagen.

Was auch schon angesprochen wurde ist eine Kurzschluss-Sicherung als Glasfeinsicherung, zwischen Akku und BMS, wie groß die sein darf und ob du die am gemeinsamen Minuspol des Akkus anschließen kannst, kann ich dir auch nicht sagen, da gibt es sicher genug Experten die das beantworten können.

Ich weiß nicht was daran so problematisch ist, einen DC/DC StepDownRegler mit 5 Volt einzusetzen, um die CPU und alle 5 Volt Geräte daraus zu versorgen und dann im USB Kabel die 5 Volt Leitung (roter Draht) zu kappen. Das einzige was man dabei berücksichtigen muss, ist eine saubere Isolation der beiden roten Drahtenden nach dem durchtrennen, dass sie garantiert keine Berührung mit dem Schirmgewebe bekommen. Sonst reicht die 5Volt-Versorgung der USB - Anschlüße am PC den Abschied ein. Ist ja wohl nicht soooo schwer. Wenn das einer nicht kann, dann hat er Freunde Verwandte, Bekannte, die das können.

Dann kann man alles sauber mit 5 Volt versorgen, ohne den Spannungsregler am UNO oder MEGA zu belasten, und kann ohne Probleme das USB Kabel anschließen. Alle meine USB Kabel, die ich zur Kommunikation an meinen PC´s mit meinen Arduinos benutze haben diese durchtrennte Plusleitung, und alle meine Arduinos werden mit 5 Volt über den 5V-PIN versorgt, bzw. über die 5Volt Klemme an den Sensorshildern, die ich sowieso überall draufgesteckt habe.

Wo liegt da das Problem, weshalb sich so viele scheuen das zu machen??

Franz

PS: Ich habe ein Bild angehängt, auf dem man sieht wie bei mir die Versorgung bei jedem Arduino über das Shild ausgeführt ist. Und diese Versorgung bringt soviel Strom auf der 5 Volt Versorgung wie man eben braucht, ohne den Arduino in irgend einer Weise zu belasten.

im USB Kabel die 5 Volt Leitung (roter Draht) zu kappen…

…ist nicht schwer, klar. Problem ist nur, dass ein normales USB-Kabel immer noch passt.

Ein großer Fortschritt für die Menschheit, wenn jedes Kabel, das mechanisch passt, auch verwendet werden kann.

Den Arduino zu zerstören, und die 5V Verbindung an der USB-Buchse trennen (z.B. die 500mA Sicherung entfernen), finde ich aber auch nicht gut.

Ja, wenn einer nur alle paar Monate was mit dem Arduino macht, kann das passieren.

Aber das mit der Sicherung gefällt mir noch besser als meine Lösung. Das muss ich mir mal anschauen. :slight_smile:

Franz

Hi

... Vll. die Sicherung per Jumper 'einschaltbar' machen?
Werde auf meinen zukünftigen Shield's einen Jumper für 'Anti-Reset' vorsehen - daß ich Da auch Mal 'zwischendrin' mit dem Laptop per USB-Kabel das Terminal öffnen kann.
Momentan ärgere ich mich tierisch, wenn ich den Kondensator (Mal wieder) vergessen habe - ok, jetzt wird halt eine neue Datei (Log-File) auf der SD-Karte angelegt ... SOLL ABER NICHT grmpfl ...
(oder der C nicht sonderlich geladen ist, wenn man Den ansteckt ... auch nicht gut)

MfG

postmaster-ino:
Hi

... Vll. die Sicherung per Jumper 'einschaltbar' machen?
Werde auf meinen zukünftigen Shield's einen Jumper für 'Anti-Reset' vorsehen - daß ich Da auch Mal 'zwischendrin' mit dem Laptop per USB-Kabel das Terminal öffnen kann.

Ja, das mit dem Jumper anstelle der Sicherung dachte ich mir auch schon. Mal schauen was geht.

Franz