ZadanieBI1
Energetický manažment mobilného robota
Zadanie projektu: Mobilný robot Robotnačka je počas činnosti v teleprezenčnom laboratóriu napájaný z bezúdržbového oloveného akumulátora. Reálna doba činnosti nezodpovedá výrobcom deklarovanej kapacite akumulátora. Je potrebné navrhnúť nový menežment nabíjania batérií s cieľom vylepšiť kapacitné možnosti robota.
Úlohy:
- naštudovať dokumentáciu, literatúru týkajúcu sa olovených bezúdržbových akumulátorov a ich nabíjania, zoznámiť sa s realizovanými riešeniami
- analyzovať záznamy z činnosti Robotnačky, grafické záznamy pre jednotlivé batérie a pokúsiť sa identifikovať možné zdroje problémov
zmerať spotrebu jednotlivých podsystémov Robotnačky v rôznych režimoch činnosti a vypracovať odporúčania pre hospodárnejší režim činnosti
- navrhnúť úpravy kapacity batérie, prípadne aj nabíjacieho algoritmu
- preskúmať možnosti mikroprocesorového riadenia nabíjacieho cyklu podľa Aplikačnej poznámky firmy Atmel
- realizovať a implementovať miroprocesorovú nabíjačku priamo do Robotnačky a namerať charakteristiky
- vypracovať dokumentáciu k nabíjačke
- vyhodnotiť realizované riešenie v porovnaní s existujúcim
Poznámky:
Tvrdenia, ktoré sú v práci napr. o tom, že niektoré meranie je zlé, by bolo vhodné aj nejako dokázať. Napríklad by ste v tejto fáze mohli prototyp nabíjačky, ktorý už funguje trocha doplniť napr. o zasielanie dát trebárs 1x za sekundu a z nich nakresliť lepšie diagramy. Vyskúšalo by sa to na novej batérii daného typu, pričom záťaž by bol vhodný rezistor.
Takto by ste mohli zaznamenať aj priebehy nabíjania pri rôzne hlboko vybitých batériach vašou nabíjačkou.
Je nevyhnutné naozaj čím skôr sa spojiť s Martinom Jančovičom a dohodnúť sa na komunikácii a pripojení k jeho doske. Dohodnite si aj komponenty, ktoré musia byť na zadnej doske a nie sú súčasťou nabíjačky (senzory a pod.)
Treba spraviť analýzu potrebnej presnosti - je nevyhnutná 10 alebo stačí 8 bitov. S akou presnosťou máme merať napätie? Na existujúcej doske pôvodní autori vôbec neriešili otázku kalibrácie. Ako budeme vedieť, či 5,5 V je naozaj toľko?
Keďže nabíjačka má posielať len informáciu o aktuálnom stave batérie, premyslite ako indikovať stav, že batéria sa nabíja. Zrejme tak ako doteraz, že bude posielať napätie 7V, ale možno by bolo vhodné posielať napr. hodnotu o 10V vyššiu, alebo zápornú, takže by sme mohli kresliť aj nabíjacie krivky. Prípadne sa zamyslite, či by sa nedal merať aj prúd (kladný ak ide z batérie, záporný ak sa nabíja).
Skúste nájsť v materiáloch od výrobcu, ako je to s hlbokým vybíjaním. Či je lepšie nejsť do úplného vybitia a predĺžiť životnosť batérie, alebo radšej viac využívať kapacitu batérie.
Terajšie riešenie má ten problém, že pri vybití batérie sa systém nevypne úplne a tak sa batéria celkom dorazí. Znova v spolupráci s p. Jančovičom navrhnite, ako pri istom kritickom napätí nekompromisne celý systém vypnúť.
Preskúmajte/navrhnite vhodnú dĺžku doby, počas ktorej motory držia krok po ukončení príkazu.
Čo očakávame: navrhnete plošný spoj, na ňom bude fungujúca nabíjačka, ktorá bude schopná merať napätie (možno aj prúd) a posielať ho nadradenému systému. Procesor by mohol v pamäti EEPROM sledovať počet cyklov a prípadne niekde indikovať, že batéria už si žiada výmenu. Pri hlbokom vybití má generovať signál požadujúci úplné vypnutie systému.
Do práce uviesť, či je nabíjačka schopná aj autonómnej činnosti a čo prípadne zmeniť ak chceme nabíjať iný typ batérie (napr. s dvojnásobnou kapacitou, alebo iným napätím).
