¿Los sistemas de control y los motores suelen ser impulsados ​​desde la misma fuente en proyectos de robótica?

Mi sistema de control es un microcontrolador simple entre 3.3V y 5V, pero los motores paso a paso que necesito son de 12V. He pedido una batería de 14,8 V que tengo la intención de regular a 12 V para impulsar los motores, pero ¿debería también regular a 5 V para el sistema de control o usar una fuente de alimentación separada?

En resumen, ¿los sistemas de control y los accionamientos de motor suelen estar alimentados por la misma fuente o son independientes? Sé que las baterías de alta resistencia en serie pueden mostrar una caída de voltaje de salida significativa cuando se consume mucha corriente, pero mi pregunta es realmente sobre la práctica común en el diseño de energía.

Suponiendo que la caída de voltaje de la corriente alta es baja (no suficiente para afectar el bus regulado de 5 V), ¿sería razonable usar la misma fuente de alimentación para ambos sistemas?

Usando algo como esto, por ejemplo: http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__24579__Turnigy_5V_6V_5A_Heli_UBEC_for_Lipoly_6_16V_.html

Esta es la misma pregunta, respondida aquí en detalle: electronics.stackexchange.com/a/66309/16519
"los motores paso a paso que necesito son de 12V" entonces puede que hayas elegido mal. Primero, los motores paso a paso son generalmente una mala elección para los robots móviles, pero si debe usarlos, use los de bajo voltaje y condúzcalos con una unidad de corte de mayor voltaje. El variador de voltaje especificado sufre una caída rápida del par con la velocidad y, por lo tanto, solo es útil para fines de posicionamiento poco exigentes.

Respuestas (3)

Por lo general, tendrá una fuente de alimentación principal para el proyecto. Tener varios juegos de baterías (baterías A para los filamentos, baterías B para las placas) pasó de moda hace décadas.

Desea MUCHO desacoplamiento entre las líneas de suministro del microcontrolador y las líneas de suministro paso a paso. Lo mismo ocurre con el microcontrolador y las líneas de suministro de la placa del controlador paso a paso. Las bobinas de motor paso a paso son buenos inductores (¡DUH!) y arrojan GRANDES picos al controlador cuando se encienden. NO desea que esos grandes picos vuelvan al suministro de su microcontrolador. Los condensadores de derivación y los condensadores de filtro, clasificados conservadoramente, son sus AMIGOS.

El diseño del controlador de motor paso a paso es un arte negro. No es raro ver un motor paso a paso de 12 V accionado por un suministro de 50 V, ya que esto permite que el diseño creativo minimice el tiempo de establecimiento. El antiguo catálogo de motores paso a paso Airpax tenía información de diseño MUY buena sobre esto.

Hoy en día, los convertidores de potencia de conmutación baratos y de calidad decente son fáciles de conseguir. Para un sistema alimentado por batería, en estos días, buscaría uno de estos, en lugar de los antiguos reguladores lineales de la serie 7800, para el suministro del microcontrolador.

¿Podría explicar por qué iría en contra de la opción lineal? Dado que el consumo de corriente del microcontrolador es tan insignificante en comparación con los motores de accionamiento, parece que el lineal sería mi elección.
@tman, sobre todo hábito en este punto. Si el robot va a pasar una cantidad significativa de tiempo sentado, encendido pero inactivo, el consumo del microcontrolador puede comenzar a acumularse. Todo depende del controlador. Además, hay que tener en cuenta la disipación de calor. Para un regulador lineal, salida de corriente = entrada de corriente + una pequeña pendiente, por lo que 12V -> 5V lineal significa muy por debajo del 50% de eficiencia energética. Si está extrayendo 100 mA, entonces su microcontrolador está masticando 500 mW y el disipador de calor de su regulador está disipando 700 mW al aire circundante.
@tman: Eso debería haber sido entrada actual = salida actual + un pequeño desnivel. Estoy teniendo una de esas semanas.

Yo diría absolutamente. Es posible que deba asegurarse de que su circuito pueda manejar las fluctuaciones en la corriente (tapa de suavizado) y proteger el circuito de EMF posterior. Cómo reduce el voltaje es donde verá diferentes prácticas. Especialmente considerando que los microcontroladores pueden "a veces" funcionar con una variedad de voltajes de entrada y usan una corriente muy baja. Para ejecutar "solo" el microcontrolador, un regulador lineal debería funcionar bien. Creo que la baja eficiencia no será nada comparada con la de los motores.

Tanto las baterías como el controlador usan la misma fuente de alimentación, excepto que tendrán reguladores de voltaje separados. En su caso, puede usar 7805 IC que toma una entrada de 12 V y ofrece una salida de 5 V que se puede conectar a su controlador.

Deberá tener mucho cuidado al usar un 7805 estándar para 12 V a 5 V, ¡eso es potencialmente mucho calor para disipar!