Tomando energía de una pila de baterías a diferentes voltajes

Si estoy alimentando un dispositivo con una pila de baterías recargables conectadas en serie, ¿puedo extraer diferentes voltajes en diferentes puntos y enrutarlos a diferentes componentes? Necesito ejecutar un solenoide de 12 V, un Arduino (se recomiendan 6 V-12 V), algunos motores paso a paso (alrededor de 5 o 6 V) y posiblemente un servo (aunque eso probablemente pueda salir directamente del Arduino).

Si tengo, por ejemplo, cuatro celdas de 3V, ¿puedo tomar 6V de dos de ellas y 12V de las cuatro al mismo tiempo, o eso perjudicará la carga relativa de las celdas? El espacio y la complejidad son limitaciones aquí, por lo que agregar un regulador podría ser posible, pero complicaría más las cosas.

Alternativamente, ¿el uso de celdas de mayor capacidad sumaría hasta 6 V y un convertidor elevador para que funcionen los 12 V? Me preocuparía la corriente, pero mis temores podrían ser infundados.

Respuestas (2)

Su esquema de desconectar las baterías en diferentes puntos funcionará. Sin embargo, nada es gratis. Las baterías usadas tanto en el circuito de 6 V (llamémoslas Bat1) como en el circuito de 12 V (llamémoslas Bat2) verán un mayor consumo de energía que las dos usadas solo para el circuito de 12 V.

El problema surge cuando quieres recargarlos en serie. Bat2, que tendrá más energía que Bat1, aumentará el voltaje de Bat1 + Bat2 más rápido de lo normal. A menudo, esto hace que el cargador retroceda la corriente, lo que termina dejando a Bat1 sin carga. El ciclo puede empeorar con múltiples usos, dejando a Bat1 con poca carga o sobrecargando a Bat2.

Esta es la razón por la que la mayoría de los dispositivos electrónicos obtienen la energía que necesitan de las baterías, manteniendo las rutas de carga y descarga idénticas.

Puede elegir aumentar los 6V o regular los 12V. Por lo general, la decisión se toma en función de qué circuito necesita la mayor cantidad de energía. En su ejemplo, si los motores toman 2 veces más corriente que el resto del diseño, entonces tendría sentido optimizar la entrega del suministro a los motores. Si todo es más o menos igual, todo se reduce a analizar el costo/eficiencia de la regulación lineal (menos EMI y más simple) versus aumentarla (más ruido y más componentes).

¡Gracias! Probablemente optaré por el regulador para garantizar una salida fluida; mi única preocupación sería obtener mucha disipación de energía en un regulador lineal. ¿Crees que un regulador de conmutación sería factible?
@Trebawa En casos con grandes caídas de voltaje o mayores consumos de energía, los reguladores de conmutación son más que factibles, son necesarios.

Hay que tener en cuenta que las celdas compartidas por todas las cargas se descargarán más rápido que las que solo utilizan algunas cargas. Después de todo, están suministrando corriente a todas las cargas. Aparte de eso, mientras mantenga los comunes de su circuito en orden, debería estar bien. Su idea de convertidor elevador también debería funcionar, pero agotará una celda equivalente de 6 V más rápidamente que esa misma celda en serie con otra. Después de todo, toda la energía saldría de una batería en lugar de dos.