Elektrotechnische Schaltung von Roboter Greifer mit Arduino?
Hallo Zusammen!
Ich habe ein Problem und komme nicht so recht weiter. Ich muss dazu gestehen, dass mir Elektrotechnik nicht so gut liegt und ich mich aber gerade mittels zahlreicher Tutorials und Internetbeiträgen zu mehr Wissen hinarbeite.
Mein Problem:
Ich habe einen Cobot, welcher mit 24V Betriebsspannung arbeitet. Ich wollte für diesen Cobot nun einen Greifer entwickeln, dieser soll mittels eines Servos öffnen und schließen. Die Mechanik des Greifers ist 3D gedruckt und funktioniert soweit. Der Cobot hat einen 24V Versorgungsausgang. Diesen möchte ich gerne zur Steuerung meines Arduino nutzen. Zudem verfügt der Cobot über 7 Digital Inputs und 7 Digital Outputs, wovon ich gerne einen oder zwei Outputs nutzen möchte, um das Signal zum Schließen und Öffnen zu realisieren. Leider fehlt es mir einfach an grundlegendem Verständnis.
Ich habe mal grob eine kleine Zeichnung meines Schaltkreisverständnisses aufgezeichnet (siehe Anhang).
Mein Plan ist es, ein Step-Down-Modul zu verwenden, um die Spannung von 24V auf 5V für den Arduino zu reduzieren. Dann würde ich den Digitalen Output des Roboters mit einem Optokoppler oder einem Spannungsteiler (hier verstehe ich noch nicht, wie ich einen Spannungsteiler in ein digitales Output-Signal von 24V einbaue) verbinden und in den Eingang des Arduino geben. Die Ansteuerung des Servos würde ich dann vom Arduino aus steuern. Ein Problem dabei ist, dass, soweit ich das richtig verstanden habe, der Servo mit 6V arbeitet und mein Arduino nur 5V liefern kann. Zudem verstehe ich in der gesamten Schaltung nicht, wieso ich den Strom nicht begrenzen muss. Ich reduziere zwar die Spannung für den Arduino, aber wieso muss ich nicht auch den Strom reduzieren bzw. woher weiß ich überhaupt, wie viel Ampere der Cobot liefert? Ich glaube, hier verstehe ich trotz zahlreicher Videos nicht den Zusammenhang zwischen Spannung und Strom.
Ich wäre sehr dankbar, wenn mir jemand bei meinem Problem helfen könnte und mir erklären könnte, wie ich meine Schaltung richtig aufbaue, um meinen Greifer mit dem Arduino zu steuern und dabei die richtigen Spannungs- und Stromwerte zu berücksichtigen.
Vielen Dank im Voraus!
1 Antwort
Ein 24 auf 5 Volt DC-DC Wandler, auch genannt Step-down Converter, oder auch einfach nur Spannungsregler, ist ein richtiger Ansatz. Diesen bevorzugt getaktet, also ein Schaltregler, denn ein linearer Regler würde bei der großen Spannungsdifferenz viel zu ineffizient arbeiten.
Die 5 Volt vom Spannungsregler willst du aber nicht auf einer der Eingänge vom Arduino legen, sondern an dessen Stromversorgungsbuchse.
Wieviel Ampere die 24 Volt Quelle liefern kann, musst du aus der Beschreibung, oder eventuell einem Aufkleber daran, entnehmen.
Servos haben Anschlüsse für deren Versorgungsspannung, also für Motor und Elektronik, und zusätzlich noch für die Steuerung. Erfordern die Servos 6 Volt, legst du an deren Versorgungsspannung 6 Volt, und steuerst die mit 5 Volt vom Arduino. Das darf üblicherweise auch weniger sein, z.B. 3.3 Volt.
Unterschied zwischen Spannung und Strom ist, einfach gesagt: Spannung ist das, was Funken und Blitze macht, und Strom das, was Drähte heiß werden und schmelzen lässt. Strom brauchst du nicht zu begrenzen, weil nicht die Quelle bestimmt, wie groß der Strom zur Last ist, sondern die Last bestimmt, wieviel sie von der Quelle ziehen möchte. Die Quelle muß lediglich ausreichend zur Verfügung stellen können, also in der Lage sein, mehr zu liefern, als worum sie gefragt ist. Die Spannung hingegen muss richtig sein: Ist sie zu niedrig, tut sich nichts, ist sie zu hoch, funkt und blitzt es.
Danke schön für Sternchen! Aber da ist ein Verdreher in deiner Logik: Je größer der Widerstand, desto kleiner der Strom (bei gleicher Spannung). Aber die Last entscheidet, das stimmt: ohne Last kein Strom. Hohe Last (also kleiner Widerstand) resultiert in viel Strom. Kurzschluß ist kleinster Widerstand, damit maximale Last, und maximaler Strom.
Hallo Bushmills, vielen Dank für deine gute und ausführliche Antwort! Genau nach dieser Erklärung hatte ich gesucht. Ich denke ich sollte mit etwas ausprobieren und vielen weiteren Videos und Büchern wieder weiterkommen! Selten jemanden hier erlebt der so vereinfacht und gut erklären kann. Dafür ein großes Dankeschön!
U=r*i
I=U/r
Je größer also der Widerstand ist, desto mehr Strom wird benötigt. Das heißt Spannung und Strom sind schon von einander Abhängig aber zusätzlich spielt die Last eine entscheidende Rolle 👍🏼😃 ich glaube so langsam ergibt sich ein klares Bild.