Real-Time and Embedded Systems

Energie

Verbrauch

Beim Einsatz von Batterien stellt sich immer die selbe Frage: wie lange hält ein Satz Batterien? Das hängt natürlich von der Anwendung ab, genaue Zahlen kann es daher nicht geben. Aber die Batterien halten erstaunlich lange, wie das folgende Beispiel zeigt.

EnergieBeim Tag der offenen Tür gab es vom Lehrstuhl Echtzeitsysteme und Eingebettete Systeme eine Vorführung mit einem einen Roboter, der ständig gelaufen ist. Für die Batterien war es ein echter Belastungstest, denn...

  • der Roboter ist relativ schwer
  • die zwei Antriebsmotoren laufen fast ständig mit voller Leistung
  • der Lichtsensor arbeitet im aktiven Modus
  • der IR-Transceiver sender mit voller Leitung im Dauerbetrieb
  • die Steuersoftware ist komplex und lastet die CPU gut aus
  • Die Batterien waren sehr günstig

 

Unter diesen Bedingungen ist der Roboter mindestens 2 Stunden gelaufen, bevor die Batterien schwach geworden sind. Im normalen Entwicklungszyklus aus Programmieren und Testen hält ein Satz Batterien mehrere Tage Daterbetrieb aus.

Umgang mit Batterien

Für den Umgang mit Batterien gibt es ein paar Regeln, die man auf jeden Fall beachten sollte.

  • Batterien nicht mischen!
    Es dürfen niemals frische und alte Batterien zusammen in einem Gerät betrieben werden. In so einem Fall würden die vollen Batterien versuchen, die leeren mit falscher Polarität aufzuladen, und das sollte man tunlichst vermeiden.
  • Batterien nicht auslaufen lassen!
    Wenn ein Gerät längere Zeit nicht genutzt wird, sollten die Batterien herausgenommen werden, damit sie nicht auslaufen (außerdem verbraucht insbesondere der RCX ständig etwas Strom, so daß die Batterien nach einigen Wochen leer sind, auch ohne daß der RCX eingeschaltet war). Das Entnehmen der Batterien löscht allerdings auch die Benutzerprogramme aus dem RCX.
  • Leere Batterien schnell ersetzen!
    Nichts ist ärgerlicher, als wenn der RCX mitten in einer Vorführung merkt, daß seine Batterien leer sind. Deshalb sollte man vor einer Präsentation sich vergewissern, daß die Batterien noch ausreichend voll sind.

 

Auswirkungen leerer Batterien

Wenn die Spannung der Batterien nachläßt, hat das einige Auswirkungen auf den Roboter. Beispielsweise ändert sich der Wertebereich, den der Lichtsensor zurückliefert, und die Motoren laufen langsamer und mit weniger Kraft. Letzteres sollte man auf jeden Fall bedenken, wenn man einen Motor nur langsam drehen lassen möchte. Es ist immer die bessere Wahl, dafür eine Untersetzung zu benutzen, als den Motor per Software langsamer zu schalten. So stellt man sicher, daß auch bei fast leeren Batterien noch genug Kraft vorhanden ist, um den Roboter zu bewegen.

Es ist möglich, die aktuelle Spannung der Batterien abzufragen. Eine ausgefeilte Steuerung kann diese Informationen nutzen, um die Motoren so einzustellen, daß sie unabhängig von der Batteriespannung immer gleich schnell laufen.