내 라즈베리 파이가 급격하게 전력을 잃고 있습니다

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나는이 RC의 차를. 배터리는 ESC에 전원을 공급 한 다음 ESC는 수신기에 6V를 다시 제공합니다. 수신기 대신 6V를 사용하는 Raspberry Pi를 사용하여 5V로 낮추고 Raspberry Pi에 전원을 공급합니다.

문제

전력이 완전히 공급 될 때마다 * 전압이 부족하고 Raspberry Pi가 하드 리셋되는 것 같습니다.

* 최대 전력은 100 %로 직접적으로 0에서 100까지 범위가 아님을 의미합니다.

나는 전기 회로의 전문가는 아니지만 커패시터를 사용하여 누락 된 5V를 중간에 제공하는 것이 좋습니다. 최대 전력이 공급되는 경우 Raspberry Pi가 죽지 않도록하려면 어떻게해야합니까?

raspberry-pi electronics esc

— HAL9000
소스

문제는 "풀 파워"가 너무 많은 전류를 사용하고 있기 때문에 공급 전압이 무너져서 브라운 아웃을 야기한다는 것입니다. 당신은 또한 "5V로 스텝 다운"을 사용하는 것을 말하지 않습니다.

— Andrew

그러나 어느 경우 에나, 이것은 비공식적 인 것으로 여기는 매우 경계 적입니다 (!

— Andrew

가장 간단한 해결책은 실제로 PI 용 별도 배터리를 사용하는 것입니다

— dm76

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배터리에서 직접 실행하기 때문에 가능한 한 많은 분리 (즉, 입력 전원의 캡)를 추가하는 것이 안전하다고 말할 것입니다. 많은 커패시턴스는 돌입 전류가 증가합니다 (커패시터는 충전 중에 자연적으로 단락으로 작용하기 때문에).

그러나 어떤 상황에서는 초기 시동시 과도한 디커플링과 관련된 높은 전류 소모를 피해야합니다. 스위칭 컨버터를 사용하여 전압을 올리거나 내릴 때를 예로들 수 있습니다. 컨버터에 과전류 보호 기능이 내장되어 있고 (슬로우 스타트 기능이없는 경우) 충전되지 않은 캡으로 인한 단락으로 인해 변환기가 엇갈리게되어 (시동, 과전류 및 재시동) 대상에 완전히 도달하지 않습니다 전압. 그러나 배터리에서 직접 실행하므로 문제가되지 않습니다. 배터리가 정격 전류 용량 (단기간)보다 높은 수준으로 구동 될 수 있기 때문입니다.

또한 기억해야 할 또 다른 사항은 전원 레일 (콘덴서)에 큰 에너지 저장소가 있기 때문에 시스템의 전원이 꺼진 후 방전하는 데 시간이 걸릴 수 있다는 것입니다. 다시 말해, Pi는 아마도 추가 배터리 용량에 따라 30 초 동안 또는 주 배터리를 분리 한 후에 작동 할 것입니다.

마지막으로, 항상 작동 전압의 2 배 이상인 커패시터를 추가하십시오 (예 : 6V 배터리가있는 경우 16V 캡을 얻으려고 시도하는 경우). 방향을 매우 빠르게 반전하는 모터는 시스템에 충분히 큰 전압 스파이크를 유발하여 캡이 폭발 할 수 있습니다 (모터 드라이버에 충분한 클램핑 다이오드가 있음).

하나의 1000 uF 전해 캡이 충분한 디커플링 이상이라고 말할 수 있습니다. Pi가 계속 갈색으로 변하면 배터리가 필요한 전류를 공급할 수없는 것이 더 적절한 원인이라고 생각합니다. Pi가 재시동되는 이유는 배터리가 모터에 필요한 전류를 공급할 수 없기 때문에 공급 전압이 떨어지기 때문입니다. 커패시터를 추가하면 전류 (예 : 모터 가속)의 서지에 도움이되지만 장기적인 높은 전류 소모를 해결하지는 못할 것입니다.

— EDDY74
소스

고마워! 1000uF 50V 커패시터가 양호합니까? 나는 당신이 두 배를 얻는다는 것을 알고 있지만 두 배 이상을 얻는 것이 좋다고 가정한다면, 충전이 50V에 도달 할 때까지 쌓이지 않으면 50V에서 방전되거나 소스가 6V 일 때 6V에 머물러 있지 않을 것입니다.

— HAL9000

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물론, 정격 전압이 클수록 좋습니다. 전압 정격은 캡의 물리적 치수에 영향을 미치며, 전압 정격이 클수록 캡이 커집니다. 커패시터 전압 정격은 커패시터가 충전 될 전압이 아니라 (입력 전압에 따라) 커패시터가 안전하게 작동 할 수있는 전압을 나타냅니다. 즉, 공급 전압이 공칭 6V 인 경우 커패시터는 6V를 초과하여 충전되지 않습니다 (즉, 정격 전압이 아님).

— EDDY74

병렬로 커패시터를 사용하면 모터 부하와 함께 방전됩니다. 다이오드와 커패시터를 배치하면 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다. 그러나 이것은 커패시터에 전압 강하를 추가하므로 낮은 순방향 전압 강하가 중요합니다.

— Diego C Nascimento

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배터리에서 과도한 전류로 인해 공급 전압이 떨어질 때 발생하는 "갈색 출력"이 발생하는 것처럼 들립니다. 이것은 배터리에 내부 저항 (일명 출력 임피던스 ) 이 있기 때문 입니다.

내부 저항

$0.2\Omega$

커패시터는이 효과를 지연시킬 수 있지만 실제로 필요한 것은 전압 레귤레이터입니다. 대부분 IC (IC) 패키지로 제공됩니다. 일부 전압 조정기는 불충분 한 경우 전압을 증가 시키지만 RPi와 같은 구성 요소에 필요한 전압으로 공급 전압을 낮추는 경우가 있습니다 (이 경우 배터리 전압을 증가시켜 풀 모터에서 5V 미만으로 떨어지지 않아야 함) 하중).

또는 RPi에 별도의 배터리 팩을 사용할 수 있습니다. 이것은 전력 부족으로 로봇이 고정 될 때 온보드 PC와의 무선 통신이 손실되지 않도록하기 때문에 모바일 로봇에 대한 일반적인 솔루션입니다.

— 이안
소스

IC에서? 약어로 좋지 않아 죄송합니다. Google은 "IC"에 대해 많은 것을 쏟아 내고 있습니다

— HAL9000

집적 회로 또는 칩 등 Texas Instruments의 TPS 제품군은 시중에서 구할 수있는 널리 사용되는 스위칭 컨버터의 예입니다.

— EDDY74

입력 전압 을 6V에서 5V로 변환 하는 전압 스텝 다운 ( goo.gl/8YviO4 ) 이 이미 있습니다 . 따라서 Pi로 들어가는 V는 여전히 필요한 것보다 더 많이 빨아들입니다. 전체 전력 서지를보다 잘 처리하기 위해 ESC를 교체하는 것이 좋습니다. 아니면 높은 V 배터리가 도움이 될까요?

— HAL9000

질문에 답변하는 데 도움이되는 "내부 저항"을 약간 업데이트하여 질문을 업데이트했습니다. 고전압 배터리는 문제가 무거운 부하로 인해 발생하는 문제를 예방하는 데 도움이 될 수 있습니다. 내부 및 외부 임피던스가 동일하면 최대 전력을 얻을 수 있으므로 배터리 전압이 공칭 전압의 절반 미만으로 떨어질 이유가 없어야합니다. 일부 배터리는 그보다 훨씬 적은 부하를받습니다.

— Ian

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다른 두 가지 대답에 동의해야하지만 주된 문제는 조절기에 전압이 충분하지 않다는 것입니다 (Ian에 대한 의견에서 Pololu D15V35F5S3 조절기를 사용하고 있음을 알 수 있습니다). Pololu D15V35F5S3 제품 설명 을 참조하면 아래에 아래 그래프가 있습니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

5V 출력의 빨간색 선을 보면 : 0보다 큰 모든 전류의 경우 드롭 아웃 전압이 1V보다 큽니다. (5V 출력을 달성하는 데 필요한 최소 입력 전압은 5V + 드롭 아웃 전압입니다.) 5V로드 (Pi)에서 사용하는 전류가 많을수록 드롭 아웃이 커집니다. 전류 서지로 인한 6V 소스의 전압 강하로 인해 문제가 더욱 악화됩니다 (Ian의 답변 참조).

높은 입력 전압, 낮은 드롭 아웃 레귤레이터 (어려우며 불충분 할 수 있음), 다른 레귤레이터 (벅-부스트) 또는 Pi의 다른 전원이 필요합니다.

— ut
소스

아, 사실, Pololu 변환기에 대한 참조를 보지 못했습니다 (원래는 온보드 LDO를 참조한다고 생각했습니다). 보드 가 외부 주변 장치없이 5V에서 500mA를 소비하기 때문에 Pi가 시작되는 것은 이상하게 보이지만 (그래프에 따르면 500mA는 약 1.5V 강하가 필요하지만 변환기는 한계).

— EDDY74

다시 한 번 500mA는 피크 전류 요구 사항을 의미한다고 생각합니다.

— EDDY74

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@ EDDY74 여기서 주목할 것은 헤드 룸이 없다는 것입니다. 입력 전압이 떨어지거나 출력 전류가 변동하면 전압이 변경 될 수 있습니다. 입력 전압이 증가하지 않으면 실제로 전압 조정기로 작동하지 않습니다.

— Tut

고마워, 이것은 많은 도움이된다, 나는 현재 가장 쉬운 솔루션이어야 V를 증가시킬 수있다

— HAL9000