Alimentación de subsistemas en un robot con una sola batería

Estoy haciendo un robot para un proyecto y tengo una pregunta rápida sobre el sistema de alimentación de mi robot. Tengo que alimentar una MCU AVR (5V), 6 servos (también 5V), 4 motores de CC (12V) y una cámara (9V). Realmente quiero usar una sola batería para todo el robot. Estaba pensando en usar 4 reguladores de voltaje (es decir, LM780 * s) para proporcionar el voltaje correcto para cada subsistema de una batería LiPo (cada uno en paralelo con la batería). ¿Funcionará esto de la manera que lo necesito?

Si es así, ¿qué tipo de cosas debo tener en cuenta? Por ejemplo, ¿los servos generarán mucho ruido en la línea de alimentación de la MCU o estarán completamente separados a pesar de estar conectados a la misma batería?

Esencialmente, me gustaría saber cuál es el método ideal y/o ampliamente utilizado para alimentar varios componentes con una sola fuente de alimentación.

Respuestas (1)

El problema con el uso de reguladores lineales (LM78xx) es que cada regulador disipa en forma de calor la potencia representada por current to the load x Voltage dropped by regulator.

Por lo menos para los servomotores mencionados, esto sería sustancial: 6 x Servo Current x (12 - 5). Por un lado, necesitará un buen disipador de calor en el LM7805, por otro lado, la batería se descargará rápidamente ya que se desperdicia mucha energía en forma de calor.

Un esquema que podría funcionar es usar reguladores reductores de CC-CC alimentados desde la batería de 12 voltios para la cámara de 9 voltios y los servomotores de 5 voltios, y ( opcionalmente , si es necesario) un regulador lineal en lugar de un regulador reductor, del 9 Riel de cámara de voltios, para un suministro limpio de 5 voltios al microcontrolador.

Además, uno usaría reguladores de 5 voltios separados para el riel de suministro del microcontrolador y el riel de suministro del servo, para evitar que la EMI de los servomotores interfiera con el microcontrolador.

Los reguladores reductores o de conmutación no desperdician tanta energía ni generan tanto calor como los reguladores lineales, tienen una eficiencia en el rango del 80% al 92%. Por lo tanto, las baterías también durarían más.

Hay reguladores reductores integrados disponibles como reemplazo directo para la serie 78xx. Vea la serie Murata OKI-78SR como una opción, también hay otras:

Regulador reductor OKI-78SR

¡Muchas gracias! Solo para ampliar el comentario de EMI, me preguntaba si tenía una fuente de, digamos, 12V. Le conecto 5 componentes diferentes en paralelo, dos de los cuales generan una gran cantidad de EMI. ¿El hecho de que los 5 componentes estén en paralelo aísla completamente a cada uno de cualquier posible interferencia, o conectarlos en paralelo a la fuente de alimentación no tiene tal efecto? Gracias.
@capcom Si algún componente en un riel genera EMI, los demás sienten el resultado. El desacoplamiento mejora en gran medida esto un poco.
¿Qué es exactamente un "riel"? ¿Se considera que los componentes conectados a una fuente de alimentación en paralelo están en el mismo riel?
@capcom Sí. Google produce esto para "¿Qué es un riel de voltaje?": Un riel de fuente de alimentación o riel de voltaje se refiere a una sola línea de voltaje proporcionada por una unidad de fuente de alimentación (PSU).
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