Hallo zusammen,
im Rahmen unseres aktuellen Projekts, dem Aufbau eines kompakten 6-DOF Roboterarms für den Einsatz auf unserem RoboCup-SML-Roboter, sind bei mir einige technische Fragen zur Stromversorgung über das EduArt DCDC Shield V0.3 aufgekommen, bei denen ich Ihre Einschätzung sehr schätzen würde.
Konkret beschäftigen mich folgende Punkte:
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Wird die 24V-Versorgungsschiene (sowie die 5V-Schiene) bei einem Notaus-Signal (EMERG1/EMERG2) hardwareseitig abgeschaltet? Oder bleibt die Spannung am exponierten 24V-Pad auch im Notfall anliegen?
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Wie hoch ist der maximal verfügbare Dauerstrom auf der 24V-Schiene des Shields, unter Berücksichtigung der bereits bestehenden Last durch den Antrieb und die übrige Elektronik des Roboters? Wir rechnen für den Arm mit einem Spitzenstrom von ca. 10–15A bei gleichzeitiger Bewegung aller sechs Achsen.
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Würden Sie grundsätzlich empfehlen, den Roboterarm direkt über das Shield zu versorgen (z. B. wie hier angenommen über die 24V-Pins oder gegebenenfalls über die 4-Pin-Leitung, die 12V & 5V bereitstellt), oder wäre eine separate Stromquelle (z. B. ein eigener LiPo-Akku) aus Ihrer Sicht die robustere Lösung?
Für den Arm planen wir eine eigene Steuerplatine auf Basis des STM32G431CBT6 mit sechs TMC2209-Schrittmotortreibern, CAN-Bus-Anbindung sowie USB- und UART-Schnittstellen zur Diagnose – alles als vollständig bestücktes SMD-Design über JLCPCB.
Mit freundlichen Grüßen
Merlin Ortner
Und noch eine kleine extra Frage: Welchen pinout haben die, ich habe sie als Molex-Lock 7P horizontal identifiziert, pin sockets, mit denen normalerweise diese LED shields angesteuert werden, die auch eine CAN Leitung integriert haben? Weil sich das sehr schön anbietet, um damit die Motoren indirekt an zu steuern…
Hallo Merlin,
hier etwas verspätet die Antworten auf Eure Fragen:
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Der Nothalt schaltet die Spannungsebenen nicht direkt, die zusätzlichen 5V, 12V und 24V Ebenen bleiben an. Der Nothalt schaltet ein Freigabesignal, welches per Pin durch alle Ebenen des KIM Stapels geführt wird, und dann von den anderen Shields ausgewertet wird. (Beispielsweise von den Motorcontrollern um die Motoren gegebenenfalls stromlos zu schalten.)
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Welches Shield mit der 24V Ebene meint Ihr genau? Falls Ihr das oberste Shield des Stapels meint, das mit dem kleinen grünen Zusatzboard, dann kann der 24V Ausgang 2A liefern. Das grüne Zusatzboard ist ein Murata UWS 24/2-Q12P-C DCDC-Converter. Auf dem Raspberry Pi basierten KIM Stapel versorgt dieser Wandler keine weiteren Komponenten, es können also die vollen 2A genutzt werden.
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Grundsätzlich würde ich Euch empfehlen, Euren Arm direkt mit der Akkuspannung zu versorgen und nicht über den regulierten 24V Ausgang. Der Akku kann viel höhere Spitzenströme liefern, als ein geregelter Ausgang, und Schrittmotoren können über einen weiten Spannungsbereich versorgt werden. Ohne weitere Infos, klingt der geschätzte Spitzenstrom von 10-15A bei 24V (360W) sehr hoch, in jedem Fall zu hoch für den 24V Wandler. Ihr könnt den Roboterarm, oder zunächst die Motoren, natürlich noch am Labornetzteil unter Last testen und die Leistungsaufnahme beobachten. Falls die Leistungsaufnahme wirklich so hoch ist, wie Eure Schätzung, wäre ein separater Akku durchaus sinnvoll.
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Hier ein Bild von der Belegung des Molex Pico-Lock Steckers. Das Pinnout ist symmetrisch um den mittleren Pin. VEXT_1 ist die Akkuspannung, die auf dem Raspberry Pi Adapter Shield über einen MOSFET geschaltet wird. Die beiden Buchsen auf dem Raspberry Adapter Shield haben zwei voneinander unabhängige CAN Schnittstellen, die Ihr für Euer Projekt frei verwenden könnt. Die Schnittstellen können sowohl als CAN 2.0 als auch als CAN FD konfiguriert werden.
Ich hoffe, das beantwortet Eure Fragen soweit. Schreibt gerne, falls noch etwas unklar ist.
Viele Grüße
Hannes Duske
