Eine zuverlässige Stromversorgung ist das Herzstück deines Roboterautos. Je nach gewählter Option gibt es einige Voraussetzungen, die du beachten solltest. Beispielsweise benötigst du bei Akkulösungen ein passendes Ladegerät – Powerbanks hingegen verfügen meist bereits über ein integriertes Ladesystem oder lassen sich mit einem vorhandenen USB-Ladegerät versorgen. Ein größerer Akku verlängert die Laufzeit, erhöht jedoch das Gewicht, was du bei der Planung deines Projekts bedenken solltest.
Letztendlich entscheidet dein Anwendungsfall, ob dir eine einfache Handhabung, hohe Leistung oder lange Laufzeit wichtiger ist. Im Folgenden zeige ich dir verschiedene Möglichkeiten und erkläre, warum ich persönlich eine bestimmte Lösung bevorzuge.
Eine Powerbank ist die einfachste und bequemste Option. Sie liefert eine stabile Spannung (meist 5 V) und eignet sich hervorragend, um das ESP32-Modul direkt zu betreiben. Allerdings hat diese Lösung ihre Grenzen:
Die Spannung von 5 V reicht nicht aus, um TT-Getriebemotoren direkt anzutreiben, wodurch sie nur sehr langsam drehen.
Powerbanks können sehr schwer und groß sein. Achte beim Kauf darauf, dass sie in das Chassis deines Roboterautos passt.
Fazit: Gut für einfache Projekte, aber weniger geeignet für leistungsstärkere Roboter.
2. RC-Modellauto-Akku mit Step-Down-Converter
RC-Modellauto-Akkus bieten in der Regel 7,4 V oder 11,1 V und liefern genügend Leistung für alle Komponenten deines Roboters. Mithilfe eines Step-Down-Converters reduzierst du die Spannung auf die benötigten 5 V oder 6 V.
Vorteile:
Viel Leistung für anspruchsvolle Projekte.
Ideal für längere Laufzeiten.
Nachteile:
Teurer als andere Optionen.
Komplexere Verkabelung im Vergleich zur Powerbank.
3. 18650 Lithium-Ionen-Akkus mit Step-Down-Converter
Dies ist meine bevorzugte Lösung, da sie ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis bietet und sehr flexibel einsetzbar ist. Mit drei 18650-Akkus erhältst du über 12 V, die du mittels Step-Down-Converter auf 5 V für den ESP32 und andere Komponenten reduzierst.
Warum drei 18650-Akkus?
TT-Getriebemotoren sind zwar für 6 V ausgelegt, können aber mit etwas mehr Spannung betrieben werden. Bei 12 V laufen sie kraftvoller und schneller, was für richtig viel Spaß sorgt.
In bisherigen Projekten hat sich gezeigt, dass die Motoren trotz der höheren Spannung stabil bleiben, weil sie nicht dauerhaft laufen und sich zwischenzeitlich abkühlen können.
Alternativ kannst du die Motoren auch mit 5 V über den Step-Down-Converter versorgen, falls du sie schonen oder eine geringere Geschwindigkeit bevorzugen möchtest.
Vorteile:
Kostengünstig und leicht verfügbar.
Leistungsstark genug für alle Komponenten.
Nachteile:
Komplexere Verkabelung im Vergleich zur Powerbank.
TT-Getriebemotoren werden außerhalb ihrer Nennspannung betrieben.
Komponenten, die du zusätzlich beachten solltest
Egal, welche Stromversorgung du wählst, folgende Komponenten spielen eine wichtige Rolle:
L298N H-Brücke: Ideal zum Ansteuern der Motoren bei Spannungen zwischen 5 V und 12 V.
PCA9685 Servo-Controller: Ermöglicht das Ansteuern mehrerer Servos bei einer stabilen 5 V-Versorgung über seinen eigenen Stromanschluss.
Zusammenfassung
Für meine Roboterautos nutze ich bevorzugt drei 18650-Akkus mit Step-Down-Converter, da diese Kombination eine optimale Balance aus Leistung und Kosten bietet. Sie liefert genügend Spannung für die Motoren, ohne sie zu stark zu belasten, und stellt gleichzeitig sicher, dass das ESP32-Modul und andere Komponenten stabil versorgt werden.
Im nächsten Artikel erkläre ich, wie die weitere Verkabelung erfolgt. So steht deinem Roboter-Projekt nichts mehr im Weg!
My name is Ingmar and I build Raspberry Pi robots in my sparetime. I wrote a book about Raspberry Pi robots 2016 which is available in German. I am interested in all kinds of electronic projects like differential GPS, machine learning or robotics.
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