¿Un condensador grande dañará un circuito?

Tengo 32 servos que funcionan con una batería de 7,5 V nominal de 2500 mAh y estoy seguro de que tiene suficiente potencia para manejar los servos, pero no parece que pueda manejar todos los servos empujando a la vez.

Estaba pensando que podría agregar un capacitor al circuito para resolver este problema, así que teniendo en cuenta que soy muy nuevo en electrónica y acabo de descubrir que los amperios son un resultado directo del requisito del circuito en lugar de lo que el la batería se apaga, por favor, ¿podría responder mis preguntas a continuación?

  1. ¿Podría poner un condensador justo antes del servocontrolador para hacer frente a los requisitos de carga intermitente?
  2. ¿Un condensador grande dañaría el circuito?
  3. ¿Un capacitor funciona como una batería y solo genera la potencia requerida en lugar de simplemente descargar todo lo que tiene en el circuito?
  4. ¿Se debe montar un capacitor entre el positivo y la tierra o el positivo debe atravesarlo?
Un condensador contiene muy poca energía en comparación con una batería, en general. Suavizará los picos cortos en la corriente, pero no ayudará con los baches más largos o la demanda continua.
Eso es un montón de servos. ¿La hoja de datos dice cuánta corriente consumen?
@RJR sí, el robot tiene muchos grados de libertad, especialmente para un bípedo. Estoy seguro de que sí, pero los servos que he usado son baratos debido a la cantidad que necesito, por lo que parecen no tener nombre.

Respuestas (2)

  1. Sí
  2. no debería Debería suavizar las caídas de voltaje.
  3. Sí, actúa más como una fuente de voltaje constante. Un capacitor de tamaño infinito sería una fuente de voltaje ideal.
  4. Debe montarse entre positivo y tierra. Básicamente, debería verse como si fuera una batería montada en paralelo.

Puede pensar en un capacitor como el tanque en la mayoría de los inodoros. Almacena agua adicional para las veces que necesita agua adicional (corriente) para descargar. El capacitor en esta analogía sería como un tanque de inodoro presurizado. Siendo la presión el voltaje y el volumen de agua la corriente. Cuando su servo se enciende, ahora tiene más volumen temporal de agua a la presión de la línea para satisfacer sus necesidades si instala un condensador. En definitiva, más corriente al mismo voltaje.

Gracias por su rápida respuesta, aunque ha generado una pregunta nueva pero muy relacionada. ¿Un condensador coincide con el voltaje de la batería o tengo que obtener un condensador clasificado para el voltaje de la batería?
Si coloca la tapa en paralelo con la batería, entonces sí, coincidirá con el voltaje de la batería. Al elegir un condensador, tenga en cuenta que querrá que tenga una clasificación un 25 % más alta que el voltaje más alto que espera ver (regla general de ingeniería). Si el condensador se coloca en algún otro punto del circuito, digamos después de un regulador, coincidirá con el voltaje del regulador. Sin embargo, aún necesita tener la tapa nominal de al menos un 25% por encima de este voltaje.
Gracias por ayudarme con esto, me gusta la analogía del baño. Muy fácil de entender, gracias.
@horta Por interés, ¿la regla del 25% varía según el tipo de límite? Un conferenciante que tuve pareció insinuar que los electrolíticos eran mucho más sensibles al voltaje que otros tipos y que a algunos otros tipos les importaba mucho menos el voltaje.
Al menos un 25% de sobredimensionamiento es solo una guía general de ingeniería para cualquier componente. Los electrolíticos definitivamente tienen mala reputación debido a la plaga de condensadores: en.wikipedia.org/wiki/Capacitor_plague Dado que la plaga de condensadores electrolíticos era un problema de envejecimiento, sobredimensionarlos aún más habría mitigado los problemas de envejecimiento observados. Sin embargo, en resumen, si confía en las especificaciones de un fabricante, no debería importar qué tipo de gorra use.

En esta situación, puede pensar en un condensador como una batería de carga y descarga rápidas en paralelo a su batería normal.

1 - tal vez (ver más abajo)

2 - Un capacitor grande demandará una gran cantidad de corriente para cargarse y será capaz de generar una gran cantidad de corriente durante un corto período de tiempo. Esto podría dañar el circuito (es decir, la batería), pero depende del circuito. Lo más probable es que se necesite una capacitancia mucho mayor de la que va a utilizar para causar problemas, con una excepción. Al conectar una batería a un capacitor descargado, la corriente consumida puede ser extremadamente alta a medida que se carga la tapa.

3 - En el ámbito de CC, tanto una batería como un condensador descargarán lo necesario para satisfacer la ley de Ohms. Esto significa que a medida que aumenta la potencia de la carga (es decir, disminuye la resistencia de la carga), se suministrará más corriente hasta que caiga el voltaje.

4 - Lo montarías en paralelo con la batería.

Pero antes de saltar a los condensadores, debe observar más de cerca su configuración.

Una batería tiene un cierto voltaje y una cierta resistencia interna. Digamos que tiene una celda con 4V y 0.1 Ohm de resistencia interna. Si intenta sacar 5A, obtiene 5A * 0.1 Ohm = 0.5V perdidos con la resistencia interna de la batería. Entonces su carga solo ve 4.5V. También es posible que deba tener en cuenta la resistencia del cableado de su batería a la carga a medida que aumenta la caída de voltaje. En cierto punto, el voltaje que queda en la carga es insuficiente. Un ejemplo extremo de esto es el arranque de un automóvil, donde el motor de arranque solo puede ver 8V de la batería de 12V. Un condensador puede ayudar al exigir menos corriente instantánea de la batería y, por lo tanto, mantener más alto el voltaje del bus.

Es posible que un condensador o un banco de condensadores sea suficiente para superar los picos de demanda. Esto supone que su movimiento no es continuo en la mayoría de los servos y que la potencia de retención requerida es baja. Una solución mucho más ideal es dimensionar la batería de manera que la tasa de descarga esté cerca de lo que se necesita. Esto depende de la química de la batería y se expresa en un múltiplo de C (capacidad de la batería). Por ejemplo, si su batería pudiera descargarse a 3C, entonces podría extraer 3 x 2500 mAh o 7.5A.

Si usa un banco de capacitores grande para alimentar picos, a menos que tenga suficiente resistencia entre la batería y los bancos de capacitores, aún puede dañar la batería. La batería empujará la mayor cantidad de corriente posible al banco de condensadores para recargarlo. Las baterías son cosas simples y es responsabilidad del diseñador estructurar la carga de manera que la batería no se dañe.

Si elige usar un banco de condensadores, también debe tener en cuenta que puede haber situaciones en las que se agote la energía disponible y esté extrayendo más de la batería de lo que debería. Esto sucederá MUY rápido a menos que tenga una matriz de capacitores extremadamente grande.

Gracias por tomarte el tiempo de explicar, definitivamente me diste algo en lo que pensar en términos del tamaño de la batería, etc. La única razón por la que no marqué la tuya como respuesta es porque @horta llegó primero.
@LukeAlderton: debe aceptar la mejor respuesta, no la primera.
@insta Ambos responden a mis preguntas y ambos tienen diferentes formas de explicarlas, también son respuestas muy buenas e igualmente satisfactorias. En cuyo caso, el que llega primero es aceptado primero.
¿Un condensador grande dañará un circuito?
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