Zdroj 12V s Li-on 18650, ochrana a nabíjení

[Kamil2001]

Ahoj odborníci.

Obracím se na vás s prosbou o radu. Pro mého robota Kamila, který zatím jede na 5 voltech a 12 V pro motory vyrábí step-up měničem, se snažím vyrobit příslušný zdroj. Pořídil jsem ochranný a nabíjecí obvod "Ochrana li-ion baterie 3S 20A" (viz příloha). Dává to šťávu i nabíjí, ale zaráží mě, že když vytáhnu napájecí adapter ze zásuvky a je připojen k mému výtvoru, pořád mu svítí indikační LEDka. Můžete mi to prosím někdo vysvětlit? Domníval jsem se, že zpátky ni krok, a ono takhle, ještě by se mi můj zdroj vybíjel.

Díky za radu či připomínku, jestli to třeba ještě něco z HW nepotřebuje, jsem v domácí výrobě komponent začátečník.

[butan]

Kamile,
že ti svítí adaptér vytažený ze zásuvky je asi normální. Nepíšeš podrobně jak vlastně akumulátory dobíjíš. Jestli ten adaptér dává 4.2V*3 přesně?
Pokud dává víc tak ho můžeš oddělit diodou, ale je špatné řešit dobíjení jen tak že ochranný obvod vypne při nabité baterii.
Já bych doporučil tvůj adaptér vůbec nepoužívat, a nabíjet akumulátory modelářskou nabíječkou, která ti je i vybalancuje.
Například tohle https://www.rcprofi.cz/sky-rc-e430-nabijec vybral jsem námatkou na netu.
Lubor

[Kamil2001]

Ahoj Lubore,
díky za pro mne cenné informace. Zatím to nabíjení zkouším na nečisto, a po Tvém dotazu čím to nabíjím, jsem se zastyděl a objednal jsem nabíječku na Li-ony s 12,6V - zatím jsem používal zdroj jen s 12V.
Díval jsem se na odkaz, to by určitě bylo řešení, jen přijít na to, co poslat do těch balančních konektorů...
Zatím na Raspberry používám desku X728, kde jen píchnu nabíječku do konektoru. Mám tam ale už fůru modulů a 12V pro motory a vysílač 433MHz vyrábím z těch 5 V, a už jsem narazil na strop a chci napájení rozdělit.
Poučen o balancování, objednal jsem k té nabíječce, která zapíná a vypíná nabíjení, ještě jinou desku ochrany (HW-288), která to umí.
Tak snad na podruhé to vyjde, ještě jednou díky.

[DavidO]

Tipnul by si, že když na výstup tvého "napájecího adaptéru" připojíš napětí odjinud (z baterky), tak ta LED na adaptéru bude svítit, protože je prostě zapojená na výstupu toho adaptéru. Jestli adaptéru vadí nebo nevadí, že do jeho výstupu něco cpeš ("z baterky zpátky do adaptéru"), to záleží na jeho konstrukci, ale obecně to dobré není a běžné obvody, ze kterých se spínané měniče staví, to obvykle mají v datasheetu přímo zakázané, takže by tu ochranu proti "back-power" musel udělat návrhář adaptéru a to pochybuju, bylo by to pár centů navíc.

Ohledně robota je vhodné různé napájecí větve od sebe oddělit, tj. abys z jedné nekrmil jinou - typicky máš třeba baterku, externí napájení a USB, tak aby se ti tahle tři napájení nepotloukla. To bude možná zrovna i tvůj případ, protože Raspberry Pi 4 má pokud vím napájení tak, že jeden USB-C konektor je určený pro napájení, a z něj 5V je vedené přímo na GPIO, takže když bys připojil tohle USB-C a zároveň do GPIO nějaký jiný zdroj 5V (třeba tu tvoji powerbanku), tak to bude špatně. Jestli napájíš ze sítě powerbanku a z té pak RPi, tak to by naopak v principu dobře být mělo, dokud bude adaptér v zásuvce. Před vytažením ze zásuvky bych ho ale nejdřív odpojil z powerbanky (viz výše).
Jinak když si navrhuješ celkově zapojení a napájení sám, tak samozřejmě je možné to udělat tak, aby to šlo a bylo kulturně a navíc pokud je připojený externí zdroj, aby se ti baterky řízeně dobíjely.

A taky, když už jsme u těch napájecích větví, je vhodné oddělit "spotřební" větve, zejména motory a řídící jednotku.

[butan]

Kamile,
ta ochranná deska na fotce je možná pro zbytečně velké proudy, a její funkcionalita balancování jestli to mněníš kvůli ní se té modelářské nabíječce nevyrovná. Ta deska se celou dobu fláká, a balancovat začne až během poslední .1V před nabitím akumulátoru. To je jen pro parádu. Alternativní řešení, když se ti to modelářské nelíbí je vestavět balancér do baterky, jako to mají ve svých baterkách notebooky, sekačky a podobné přístroje. A nebo jednou za čas balancovat ručně pomocí multimetru a laboratorního zdroje.
Lubor

[Dex]

A nebo tu máme ještě variantu brod

Já mám třeba držák na 3 x 18650 ala "tužkovky" a nabíječku co nabíjí každý článek samostatně. Ano, musím je přehodit z/do robota, ale jinak to funguje dobře. Pochopitelně ty držáky musí být kvalitnější, ale to není velký problém sehnat.

[Kamil2001]

Tipnul by si, že když na výstup tvého "napájecího adaptéru" připojíš napětí odjinud (z baterky), tak ta LED na adaptéru bude svítit, protože je prostě zapojená na výstupu toho adaptéru. Jestli adaptéru vadí nebo nevadí, že do jeho výstupu něco cpeš ("z baterky zpátky do adaptéru"), to záleží na jeho konstrukci, ale obecně to dobré není a běžné obvody, ze kterých se spínané měniče staví, to obvykle mají v datasheetu přímo zakázané, takže by tu ochranu proti "back-power" musel udělat návrhář adaptéru a to pochybuju, bylo by to pár centů navíc.

Ohledně robota je vhodné různé napájecí větve od sebe oddělit, tj. abys z jedné nekrmil jinou - typicky máš třeba baterku, externí napájení a USB, tak aby se ti tahle tři napájení nepotloukla. To bude možná zrovna i tvůj případ, protože Raspberry Pi 4 má pokud vím napájení tak, že jeden USB-C konektor je určený pro napájení, a z něj 5V je vedené přímo na GPIO, takže když bys připojil tohle USB-C a zároveň do GPIO nějaký jiný zdroj 5V (třeba tu tvoji powerbanku), tak to bude špatně. Jestli napájíš ze sítě powerbanku a z té pak RPi, tak to by naopak v principu dobře být mělo, dokud bude adaptér v zásuvce. Před vytažením ze zásuvky bych ho ale nejdřív odpojil z powerbanky (viz výše).
Jinak když si navrhuješ celkově zapojení a napájení sám, tak samozřejmě je možné to udělat tak, aby to šlo a bylo kulturně a navíc pokud je připojený externí zdroj, aby se ti baterky řízeně dobíjely.

A taky, když už jsme u těch napájecích větví, je vhodné oddělit "spotřební" větve, zejména motory a řídící jednotku.

Díky za informace.
Tak už asi vím, proč mi odešel adaptér na 12V pořízený na Temu. Jak jsem laboroval se zapojením, asi hodinu pracoval a pak najednou už ne. Reklamoval jsem to, napsali mi, že ho nemusím vracet a poslali mi zpátky peníze
Co se týká napájení Raspberry, je to tak, jak píšeš. Já ho napájím z desky x728, což je UPS určená právě k RPi, při jejíž instalaci je vysloveně uvedeno, že RPi nesmí být současně napájeno přes konektor USB-C.
Na závěr mám jeden dotaz elektronika - začátečníka: Pokud budu mít 2 samostatné zdroje 5V a 12V, musejí mít společnou zem? Asi ano, když bych měl mezi moduly přenášet stavové informace nebo bych to musel galvanicky oddělit?
Díky za odpověď!

[Kamil2001]

Kamile,
ta ochranná deska na fotce je možná pro zbytečně velké proudy, a její funkcionalita balancování jestli to mněníš kvůli ní se té modelářské nabíječce nevyrovná. Ta deska se celou dobu fláká, a balancovat začne až během poslední .1V před nabitím akumulátoru. To je jen pro parádu. Alternativní řešení, když se ti to modelářské nelíbí je vestavět balancér do baterky, jako to mají ve svých baterkách notebooky a podobné přístroje. A nebo jednou za čas balancovat ručně pomocí multimetru a laboratorního zdroje.
Lubor

Ahoj Lubore, díky za další informace.
Zkusím tu novou desku, a uvidím, jak se to bude chovat.
Kdybych použil tu modelářskou nabíječku, co bych měl poslat do toho servisního konektoru? Připojit tam propojky mezi jednotlivými baterkami?
Vestavovat balancér do baterky je asi nad moje současné síly. Je mi 69 a možná už nemám tolik času...
Ještě mě napadlo, že pokud by stačilo balancovat baterky jen občas, mohl bych to provést na desce x728 + x728-2 (2 přídavné baterky), kterou napájím Raspberry.

[cube]

Je možný že s tím už jdu pozdě, ale co takhle zkusit baterku do vrtačky? 12V je docela běžné napětí. Mají už z výroby vyřešené balancování, nabíječky jsou jednoduché na použití. Adaptéry na zacvaknutí baterky k čemukoliv se dají buď docela levně koupit, nebo 3D tisknout (s trochou bastlení).

Doporučil bych Lidl, ale bohužel mají 12V jen v pro roboty trochu nepraktickém tvaru -- jako zásobník do pistole. Praktičtější "kostka" je u nich 20V.

[butan]

No já kdybych něco přenosného stavěl tak tu lidl baterku na 20V použiju. Jen je u ní potřeba hlídat, když datově posílá zprávu že se má zařízení vypnout. Jednu jsem zničil tak, že jsem vrtačku nechal přes noc svítit (drátem jsem ji přitáhl spoušť.) Motor se vypnul, ale svítila dál, a ta baterka už je načnutá.
Lubor