Мой Raspberry Pi теряет силу в результате скачка

У меня есть радиоуправляемая машина. Батарея подает питание на ESC, а затем ESC подает 6 В обратно на приемник. Вместо приемника у меня есть Raspberry Pi, который использует 6 В, понижает его до 5 В и обеспечивает питание для Raspberry Pi.

Проблема

Каждый раз, когда мы работаем на полную мощность *, возникает недостаток напряжения, и Raspberry Pi, похоже, сбрасывается.

* Под полной мощностью мы подразумеваем прямую на 100%, а не в диапазоне от 0 до 100

Я не специалист по электрическим цепям, но некоторые из предложений заключаются в использовании конденсатора для обеспечения недостающих 5 В в промежуточный период. Как я могу предотвратить гибель Raspberry Pi в случае полной мощности?

Поскольку вы работаете напрямую от батареи, я бы сказал, что безопаснее просто добавить как можно больше развязки (другими словами, ограничения на входную мощность), поскольку единственный реальный недостаток (который, я думаю, имеет отношение к вашей настройке) к добавлению большая емкость увеличивается при пусковом токе (поскольку конденсатор естественным образом действует как короткое замыкание во время зарядки).

Однако в определенных обстоятельствах следует избегать высокого потребления тока, связанного с чрезмерной развязкой во время первоначального запуска. Примером является использование переключающего преобразователя для повышения / понижения напряжения. Если преобразователь имеет встроенную защиту от перегрузки по току (и не имеет функции медленного пуска), короткое замыкание, вызванное незаряженными крышками, приведет к колебанию преобразователя (запуск, превышение тока и запуск снова), и никогда полностью не достигнет своей цели напряжение. Тем не менее, поскольку вы работаете непосредственно от батареи, это не должно быть проблемой, поскольку батарея может работать намного выше ее номинальной текущей емкости (в течение коротких периодов).

Также следует помнить, что, поскольку на ваших силовых шинах (конденсаторах) имеется большой запас энергии, системе может потребоваться некоторое время для разрядки (после выключения). Другими словами, ваш Pi, вероятно, будет работать еще 30 секунд (в зависимости от того, какую емкость вы добавляете) или около того после того, как вы отключите основной аккумулятор.

Наконец, всегда старайтесь добавлять конденсаторы, которые рассчитаны как минимум вдвое больше вашего рабочего напряжения (например, если у вас 6-вольтовые батареи, постарайтесь получить 16-вольтовые пробки). Двигатели, которые очень быстро меняют направление, могут вызвать достаточно большие всплески напряжения обратно в вашу систему и привести к взрыву колпачков (надеюсь, у вашего моториста достаточно зажимных диодов).

Я бы сказал, что один электролитический колпачок на 1000 мкФ будет более чем достаточным разделением. Если ваш Pi продолжает отключаться, я думаю, что более подходящей причиной было бы то, что ваши батареи не смогли обеспечить требуемый ток. Помните, что причина, по которой Пи перезапускается (или отключается), связана с падением напряжения питания, поскольку батареи не могут подавать ток, необходимый для двигателей. Добавление конденсаторов поможет с скачками тока (например, ускорение двигателей), но, очевидно, не решит проблему долгосрочного потребления тока.

Похоже, вы испытываете «отключение питания», вызванное тем, что чрезмерное потребление тока от батареи вызывает падение напряжения питания. Это связано с тем, что аккумуляторы имеют внутреннее сопротивление (то есть выходное сопротивление ).

В этом примере, если нагрузка упадет до , внутреннее сопротивление батареи приведет к тому, что выходное напряжение будет разделено поровну с внешним сопротивлением - нагрузка будет видеть только 5 В. Возможно, что ваше напряжение 6 В падает под напряжением 3 В (или меньше) под нагрузкой, почти так же. $0.2\Omega$

Конденсатор задержит этот эффект, но на самом деле вам нужен регулятор напряжения - многие из них доступны в виде интегральной микросхемы. Некоторые регуляторы напряжения повышают напряжение, когда его недостаточно, но большинство просто понижают напряжение питания до напряжения, необходимого для компонента, такого как ваш RPi (в этом случае напряжение вашей батареи должно быть увеличено, чтобы оно никогда не опускалось ниже 5 В при полном двигателе). нагрузка).

В качестве альтернативы, вы можете использовать отдельный аккумулятор для RPi. Это обычное решение для мобильных роботов, поскольку оно гарантирует, что при остановке робота из-за отсутствия питания радиосвязь с бортовым ПК не будет потеряна.

Я должен согласиться с двумя другими ответами, однако основная проблема заключается в том, что у вас недостаточно напряжения на вашем регуляторе (из вашего комментария к Яну я вижу, что вы используете регулятор Pololu D15V35F5S3). Если вы обращаетесь к описанию продукта Pololu D15V35F5S3 , внизу вы увидите следующий график:

Глядя на красную линию для выхода 5 В: Обратите внимание, что для всех токов, превышающих ноль, напряжение выпадения больше 1 В. (Минимальное входное напряжение, необходимое для достижения выхода 5 В, составляет 5 В + напряжение отключения.) Чем больше ток используется вашими нагрузками 5 В (Пи), тем больше выпадение. Проблема усугубляется любым падением напряжения в источнике 6 В из-за скачков тока (см. Ответ Яна).

Вам нужно либо более высокое входное напряжение, либо более низкий регулятор выпадения (это может быть сложно и недостаточно), либо другой регулятор (усиление), либо другой источник питания для Pi.