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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.
Se il computer si riavvia all'avvio di un motore, ispezionare il percorso di alimentazione e i log del software. Una tensione nominale della batteria adeguata non garantisce una tensione transitoria adeguata al convertitore o al computer. Questa procedura riguarda i robot mobili a corrente continua a bassa tensione, non i sistemi di trazione ad alta tensione o di rete.
Disegnare il percorso di alimentazione
Mappare la batteria, le protezioni, i connettori, il cablaggio, il convertitore CC-CC e il computer. Indicare quali sezioni trasportano sia la corrente del motore che quella del computer, inclusi i conduttori di ritorno. La comprensione separata di batterie, attuatori e convertitori CC-CC non sostituisce il controllo dell'impedenza condivisa.
La tensione nominale è diversa dalla tensione a carico
Si assuma una resistenza totale della batteria, del cablaggio e dei contatti di 0,12 Ω e una corrente aggiuntiva di 5 A durante l'avvio. La caduta di tensione resistiva aggiuntiva è di \Delta V=\Delta I R=0.6 V. Questo è un esempio ipotetico, non una resistenza misurata per un robot specifico. L'induttanza del cablaggio e la risposta del convertitore aggiungono effetti dipendenti dal tempo.
Misurare solo alla batteria può non rilevare le perdite di cablaggio a valle. Verificare la tensione di ingresso minima e le condizioni di alimentazione del modello effettivo; la documentazione di Raspberry Pi (https://www.raspberrypi.com/documentation/computers/raspberry-pi.html#power-supply), ad esempio, specifica i requisiti specifici del modello.
Individuare la caduta di tensione su una linea temporale
![Confrontare le tensioni della batteria e del carico all'avvio del motore per distinguere i problemi del percorso di ingresso da quelli del convertitore (/uploads/labs/robot-power-en.svg)
Correggere l'evento di carico, la carica della batteria, il cablaggio e le versioni delle apparecchiature. Osservare contemporaneamente i terminali della batteria, l'ingresso del convertitore, l'uscita del convertitore e i terminali del computer, ove possibile. Un multimetro con funzione di media può non rilevare cadute di tensione di breve durata.
Con un oscilloscopio, verificare i valori nominali della sonda e la messa a terra in modo che la connessione non possa causare un cortocircuito nel circuito. Non testare un circuito di cui non è possibile stabilire la messa a terra; scegliere un metodo di misurazione differenziale appropriato. Effettuare le misurazioni sul lato CC a bassa tensione e non disattivare i circuiti di protezione.
Utilizzare le osservazioni per scegliere il controllo successivo
| Osservazione | Possibili cause | Controllo successivo |
|---|---|---|
| Caduta di tensione della batteria | Resistenza interna, limiti di carica o di corrente | Confrontare le condizioni di carico corrispondenti con le specifiche |
| Batteria stabile, calo di tensione in ingresso del convertitore | Cablaggio o contatti | Caduta di tensione su ciascun segmento |
| Ingresso stabile, calo di tensione in uscita del convertitore | Protezione da sovracorrente, risposta ai transitori o limiti di ingresso | Scheda tecnica e carico |
| Uscita del convertitore stabile, calo di tensione in ingresso del computer | Cavo o connettore finale | Tensione ai terminali di carico |
La tabella restringe le ipotesi; una singola forma d'onda non è sufficiente a stabilire una causa univoca. Se la tensione di alimentazione rimane valida, verificare la comunicazione, i segnali di reset, la temperatura e il software.
Un condensatore non è automaticamente la soluzione
Utilizzando la relazione di scarica ideale C=I\Delta t/\Delta V, per fornire 1 A in più per 10 ms entro una caduta di tensione di 0,2 V è necessario un condensatore di C=0.05 F, ovvero 50.000 µF. Questo presuppone che il condensatore fornisca tutta la corrente mancante e non è una raccomandazione per l'installazione di tale valore. Anche la resistenza serie equivalente (ESR), la corrente di spunto e la stabilità del convertitore sono importanti.
Prima di aggiungere componenti, verificare la resistenza dei cablaggi condivisi, i contatti e i limiti operativi del convertitore. Utilizzare risorse come la documentazione sulla gestione dell'alimentazione di TI per trovare la scheda tecnica del componente e le specifiche transitorie pertinenti.
Ripetere in condizioni identiche
Registrare la modifica, la tensione minima di avvio, i reset, il numero di prove e lo stato della batteria. Una singola esecuzione con successo non garantisce risultati ottimali in tutti gli stati di carica e con carichi simultanei.
Utilizzare una riga per ogni prova in modo che un avvio riuscito non nasconda un reset intermittente. Registrare le tensioni minime durante lo stesso intervallo di avvio; Se i canali sono stati misurati in prove separate, etichettarli come misurazioni separate anziché come una forma d'onda simultanea.
| Prova / modifica | Stato della batteria / carichi simultanei | Tensione minima della batteria (V) | Tensione minima di ingresso/uscita del convertitore (V) | Tensione minima del computer (V) | Reset / osservazione |
|---|---|---|---|---|---|
| Prima della modifica / prova 1 | Condizioni di registrazione | Valore misurato | Valori misurati | Valore misurato | Sì / no; tempistica |
| Dopo la modifica / prova 1 | Corrispondenza con le condizioni precedenti | Valore misurato | Valori misurati | Valore misurato | Sì / no; tempistica |
Conservare i punti di misurazione, le impostazioni dello strumento e i file delle forme d'onda insieme alla tabella. Confrontare i limiti di tensione con la documentazione effettiva dell'apparecchiatura; questi campi vuoti sono un modello di registrazione, non risultati sperimentali.
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