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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 o computador reiniciar quando um motor for acionado, inspecione o circuito de alimentação e os registros de software. Uma tensão nominal adequada da bateria não garante uma tensão transitória adequada no conversor ou no computador. Este procedimento se aplica a robôs móveis de corrente contínua de baixa tensão, não a sistemas de tração de alta tensão ou de rede elétrica.
Desenhe o circuito de alimentação
Mapeie a bateria, a proteção, os conectores, a fiação, o conversor CC-CC e o computador. Marque as seções que conduzem corrente tanto para o motor quanto para o computador, incluindo os condutores de retorno. Compreender as baterias, os atuadores e os conversores CC-CC separadamente não substitui a verificação da impedância compartilhada.
A tensão nominal difere da tensão sob carga
Considere uma resistência total da bateria, da fiação e dos contatos de 0,12 Ω e uma corrente adicional de 5 A durante a inicialização. A queda resistiva adicional é de \Delta V=\Delta I R=0.6 V. Este é um exemplo hipotético, não uma resistência medida para um robô específico. A indutância da fiação e a resposta do conversor adicionam efeitos dependentes do tempo.
Medir apenas na bateria pode não detectar perdas na fiação subsequente. Verifique a tensão mínima de entrada e as condições de alimentação do modelo específico; a documentação do Raspberry Pi, por exemplo, especifica os requisitos de cada modelo.
Localize a queda em uma linha do tempo
Corrija o evento de carga, a carga da bateria, a fiação e as versões dos equipamentos. Observe os terminais da bateria, a entrada do conversor, a saída do conversor e os terminais do computador em conjunto, sempre que possível. Um multímetro com função de média pode não detectar pequenas quedas de tensão.
Com um osciloscópio, verifique as especificações das pontas de prova e o aterramento para garantir que a conexão não cause um curto-circuito. Não meça a tensão em um circuito cujo aterramento você não possa verificar; escolha um método de medição diferencial apropriado. Mantenha as medições no lado CC de baixa tensão e não desative os circuitos de proteção.
Use as observações para escolher a próxima verificação
| Observação | Causas candidatas | Próxima verificação |
|---|---|---|
| Queda de tensão da bateria | Resistência interna, limites de carga ou corrente | Compare as condições de carga correspondentes com as especificações |
| Bateria estável, queda de tensão na entrada do conversor | Fiação ou contatos | Queda de tensão em cada segmento |
| Entrada estável, queda de tensão na saída do conversor | Proteção de corrente, resposta transitória ou limites de entrada | Folha de dados e degrau de carga |
| Saída do conversor estável, queda de tensão na entrada do computador | Cabo ou conector final | Tensão nos terminais de carga |
A tabela restringe as hipóteses; uma única forma de onda não estabelece uma causa única. Se a tensão de alimentação permanecer válida, investigue a comunicação, os sinais de reset, a temperatura e o software.
Um capacitor não é automaticamente a solução
Usando a relação de descarga ideal C=I\Delta t/\Delta V, fornecer 1 A extra por 10 ms com uma queda de tensão de 0,2 V requer C=0.05 F, ou 50.000 µF. Isso pressupõe que o capacitor forneça toda a corrente faltante e não é uma recomendação para instalar esse valor. ESR, corrente de pico e estabilidade do conversor também são importantes.
Antes de adicionar componentes, verifique a resistência da fiação compartilhada, os contatos e os limites de operação do conversor. Use recursos como a documentação de gerenciamento de energia da TI para encontrar a folha de dados do componente relevante e as especificações de transientes.
Repita em condições semelhantes
Registre a modificação, a tensão mínima de inicialização, as reinicializações, a contagem de tentativas e o estado da bateria. Uma execução bem-sucedida não é garantia de sucesso em todos os estados de carga e cargas simultâneas.
Use uma linha por tentativa para que uma inicialização bem-sucedida não oculte uma reinicialização intermitente. Registre as tensões mínimas durante o mesmo intervalo de inicialização; Se os canais foram medidos em ensaios separados, rotule-os como medições separadas em vez de uma forma de onda simultânea.
| Ensaio / alteração | Estado da bateria / cargas simultâneas | Mín. da bateria (V) | Mín. de entrada/saída do conversor (V) | Mín. do computador (V) | Reinicialização / observação |
|---|---|---|---|---|---|
| Antes da alteração / ensaio 1 | Registrar condições | Valor medido | Valores medidos | Valor medido | Sim / não; temporização |
| Após a alteração / ensaio 1 | Verificar as condições acima | Valor medido | Valores medidos | Valor medido | Sim / não; temporização |
Mantenha os pontos de medição, as configurações do instrumento e os arquivos de forma de onda junto à tabela. Compare os limites de tensão com a documentação do equipamento; esses campos em branco são um modelo de registro, não resultados experimentais.
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