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Change parameters and verify
Open the panel, then press Run to load Python. You can stop execution and reset parameters. Results are computed on this device. No Python installation is required.
Local execution steps below are optional for reproducing the source results; they are not required for the browser experiment.
The experiment controls are in English.
Compare voltage drops in your browser
The panel above contains two independent arithmetic exercises, with synthetic curves and A/B comparison. No equipment or local Python installation is required. The original measurement procedure below remains optional; these curves do not diagnose a particular robot.
Supply path: an ideal source feeds battery resistance, then shared wiring/contact resistance, then an imposed total current. Shared resistance includes the outgoing and return paths. Battery-terminal voltage is Vs − I Rbattery; converter-input voltage is Vs − I (Rbattery + Rshared). The imposed current starts at 2 A, rises by the selected extra current at 0 ms, and returns at 100 ms. Repeated time coordinates show the left and right limits of the ideal steps. This is an algebraic resistance model, with no inductance, battery chemistry, charge state, current limiting or motor dynamics. Converter output, computer voltage and reset thresholds are not modeled. The current is prescribed, not calculated from a regulated constant-power load.
The defaults split the article's assumed 0.12 Ω into 0.04 Ω battery and 0.08 Ω shared resistance. An extra 5 A therefore adds 0.6 V of converter-input drop. Baseline resistance losses remain present: the 7 A plateau gives 11.72 V at the battery terminals and 11.16 V at the converter input from a 12 V ideal source. Move the resistance between the two segments while keeping the total fixed: the same downstream dip can have different battery-terminal evidence. This demonstrates measurement-point dependence, not a unique real fault diagnosis.
Separate capacitor exercise: a hypothetical capacitor alone supplies a constant missing current for the selected duration. Charge-related droop is I × t / C; terminal droop during discharge is I × ESR + I × t / C. Capacitance is entered in mF (50 mF = 0.05 F = 50,000 µF), time in ms. Time zero on this plot means just after discharge begins, so nonzero ESR gives an immediate drop. The plot stops just before the current ends: recharge and the end-of-discharge ESR recovery are not simulated. Initial capacitor voltage is unspecified; the graph shows voltage change, not a remaining supply voltage. It does not assert that any selected droop is physically usable with a particular starting voltage or load.
The default 1 A, 10 ms, 50 mF and zero ESR reproduce the article's ideal 0.2 V example. Halving capacitance doubles only the charge term; adding ESR adds its own step. The capacitor is not connected to the supply-path model. Changing capacitor settings cannot improve the upper curve. No converter-loop response, ESL, inrush, ripple rating, temperature, tolerance, stability or component recommendation is included. Slider bounds are teaching choices, not equipment ratings.
The data table includes both sides of supply steps and every capacitor sample. A/B uses common axes within each panel; the panels describe different experiments and time intervals. All outputs are synthetic calculations, not measurements or successful-start evidence. Use actual component documentation and the original measurement procedure for real fault isolation.
References: Analog Devices: real-source resistance model and TI: capacitance, ESR and transient behavior, reviewed 2026-09-20. This Lab applies Ohm's law and the constant-current capacitor relation under the assumptions above; it does not reproduce either source's hardware experiment or converter design. For energy sampling, see the separate power-measurement Lab.
Si el ordenador se reinicia al arrancar un motor, inspeccione la ruta de alimentación y los registros del software. Un voltaje nominal adecuado de la batería no garantiza un voltaje transitorio adecuado en el convertidor ni en el ordenador. Este procedimiento se aplica a robots móviles de CC de bajo voltaje, no a sistemas de tracción de red o de alto voltaje.
Dibuje la ruta de alimentación
Diseñe la batería, la protección, los conectores, el cableado, el convertidor CC-CC y el ordenador. Marque las secciones que transportan la corriente del motor y del ordenador, incluidos los conductores de retorno. Comprender las baterías, los actuadores y los convertidores CC-CC por separado no sustituye la comprobación de la impedancia compartida.
El voltaje nominal difiere del voltaje con carga
Suponga una resistencia total de la batería, el cableado y los contactos de 0,12 Ω y una corriente adicional de 5 A durante el arranque. La caída de resistencia adicional es de \Delta V=\Delta I R=0.6 V. Este es un ejemplo hipotético, no una resistencia medida para un robot específico. La inductancia del cableado y la respuesta del convertidor añaden efectos dependientes del tiempo.
Medir solo en la batería puede pasar por alto las pérdidas de cableado posteriores. Verifique la tensión de entrada mínima y las condiciones de alimentación del modelo real; la documentación de Raspberry Pi (https://www.raspberrypi.com/documentation/computers/raspberry-pi.html#power-supply), por ejemplo, especifica los requisitos del modelo.
Localice la caída en una línea de tiempo
Corrija el evento de carga, la carga de la batería, el cableado y las versiones del equipo. Observe los terminales de la batería, la entrada y la salida del convertidor, y los terminales del ordenador en conjunto, siempre que sea posible. La pantalla de un multímetro con promedio puede pasar por alto caídas de tensión cortas.
Con un osciloscopio, verifique las especificaciones de las sondas y la conexión a tierra para que la conexión no provoque un cortocircuito. No mida un circuito cuya conexión a tierra no pueda determinar; elija un método de medición diferencial adecuado. Mantenga las mediciones en el lado de CC de baja tensión y no desactive los circuitos de protección.
Utilice las observaciones para elegir la siguiente comprobación
| Observación | Posibles causas | Siguiente comprobación |
|---|---|---|
| Caída de tensión de la batería | Resistencia interna, límites de carga o corriente | Comparar las condiciones de carga con las especificaciones |
| Batería estable, caída de tensión en la entrada del convertidor | Cableado o contactos | Caída de tensión en cada segmento |
| Entrada estable, caída de tensión en la salida del convertidor | Protección contra sobrecorriente, respuesta transitoria o límites de entrada | Hoja de datos y escalón de carga |
| Salida estable del convertidor, caída de tensión en la entrada del ordenador | Cable o conector final | Tensión en los terminales de carga |
La tabla reduce las hipótesis; una sola forma de onda no determina una causa única. Si la tensión de alimentación se mantiene válida, investigue la comunicación, las señales de reinicio, la temperatura y el software.
Un condensador no es automáticamente la solución
Utilizando la relación de descarga ideal C=I\Delta t/\Delta V, suministrar 1 A adicional durante 10 ms con una caída de tensión de 0,2 V requiere C=0.05 F, o 50 000 µF. Esto supone que el condensador suministra toda la corriente faltante y no se recomienda instalar ese valor. La ESR, la corriente de irrupción y la estabilidad del convertidor también son importantes.
Antes de añadir componentes, compruebe la resistencia del cableado compartido, los contactos y los límites de funcionamiento del convertidor. Utilice recursos como la documentación de gestión de energía de TI (https://www.ti.com/power-management/overview.html) para encontrar la hoja de datos y las especificaciones transitorias de los componentes relevantes.
Repita el procedimiento en condiciones idénticas
Registre la modificación, la tensión mínima de arranque, los reinicios, el número de intentos y el estado de la batería. Un solo intento exitoso no garantiza el éxito en todos los estados de carga ni con cargas simultáneas.
Utilice una fila por intento para que un arranque exitoso no oculte un reinicio intermitente. Registre las tensiones mínimas durante el mismo intervalo de arranque. Si los canales se midieron en ensayos separados, etiquételos como mediciones separadas en lugar de una forma de onda simultánea.
| Ensayo / cambio | Estado de la batería / cargas simultáneas | Voltaje mínimo de la batería (V) | Voltaje mínimo de entrada/salida del convertidor (V) | Voltaje mínimo del ordenador (V) | Reinicio / observación |
|---|---|---|---|---|---|
| Antes del cambio / ensayo 1 | Condiciones de registro | Valor medido | Valores medidos | Valor medido | Sí / No; sincronización |
| Después del cambio / ensayo 1 | Coincidir con las condiciones anteriores | Valor medido | Valores medidos | Valor medido | Sí / No; sincronización |
Conserve los puntos de medición, la configuración del instrumento y los archivos de forma de onda junto a la tabla. Compare los límites de voltaje con la documentación del equipo; estas entradas en blanco son una plantilla de registro, no resultados experimentales.
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