2 x 5 Zellen + Schottky-Dioden = Überspannung: Wie lässt sich das vermeiden?

Hi,

rund um den glimplich abgegangenen Absturz meiner L-213A sind ein paar Fragen zu Ursachen desselben aufgetaucht.

Dazu hat Udo Fiebig unter anderem berichtet, dass bei der von mir auch angewendeten Methode der Doppelstromversorgung mittels 2 x 5 Zellen plus Schottky-Dioden bei ihm ein Servo den Geist wegen zu hoher Spannung aufgegeben hat (und das auch die mögliche Ursache für meinen Absturz ist).

Nun meine Frage: Gibt es ein einfaches Mittel, die Überspannung auf eine - sagen wir mal - zulässige Spannung von maximal 6 Volt (jeder andere Vorschlag wird gerne angenommen) zu begrenzen.

Ich verstehe nullkommanientenix von Elektronik. Daher brauche ich eine einfach zu realisierende Lösung (löten kann ich), die möglichst ohne Platinenherstellung oder so etwas auskommt.

Ach ja: Ich weiß, dass es diese Super-Doppelstromversorungs-Dinger gibt, die sehr teuer sind (und ihren Preis wohl auch wert sind). Aber ich suche etwas einfacheres und preisgünstigeres, mit dem ich die bereits bestehenden Konstellationen sozusagen "tunen" und praxissicherer machen kann.

HI Andy!!

Ich weiß nicht ob den hier von www.breackmann.de schon kennst.

http://www.braeckmann.de/zubehoer/elektronik/LLM.htm

Der V-Limiter. Ich denke sowas suchst du.

Weiß nicht wie man das selber machen kann, aber 34€ ist denke ich ne Ecke günstiger als diese "Super-Doppelstromversorungs-Dinger", wenn auch nicht wirklich günstig.

Hi Dennis,

danke für den Link!

Ja, so in etwa genau das suche ich!

Aber das könnte auch wieder ganz schön teuer werden, denn es stellt sich die Frage, ob ich je Akku einen V-Limiter brauche?

Bei Braekmann ist die Rede davon, dass man den V-Limiter bei einem fünfzelligen Akku einsetzt.

Hi Andy,

kennst du das Teilchen von SM-Modellbau schon ?

Habe das jetzt sein einem Jahr in einem Großsegler im Einsatz und bin sehr zufrieden damit.

Ob die Spannung begrenzt wird weiß ich nicht.
Du kannst den Stephan Merz aber sicher einfach mal anrufen.

Christian

Hallo Zusammen,

die Schaltung mit den Schottky-Dioden ist doch eine sehr gute, vor allem preiswerte Lösung.

@ Andy : Wenn dir die Spannung zu hoch ist, kannst du durch Reihenschaltung einer "normalen" Silizium-Universaldiode die Spg. um ca 0,7 V senken.

Grüße
Holger Maske
http://www.mbg-bocholt.de/
http://home.arcor.de/hmaske/hobby.htm

Hallo Christian,

das Teil von Stephan Merz macht einen sehr guten Eindruck - allerdings ist es in einer Preiskategorie, in die ich nicht aufsteigen wollte (gleichwohl vielleicht doch irgendwann muss).

Holger,

danke für den Tipp: Aber wie steht es mit der Spannung, wenn die Akkus (was bei mir allerdings nie vorkommt) "leergelutscht" sind? Diese 0,7-V-Minderung ist permanent - oder? Das heißt, sollten die Akkus mal bei 4,7 Volt landen, kämen nur noch 4 Volt an. Sehe ich das richtig?

Bisher hatte ich auch keine Probleme mit der Schottky-Dioden-Methode, aber Udo scheint da des Pudels Kern getroffen zu haben.

Dazu hat Udo Fiebig unter anderem berichtet, dass bei der von mir auch angewendeten Methode der Doppelstromversorgung mittels 2 x 5 Zellen plus Schottky-Dioden bei ihm ein Servo den Geist wegen zu hoher Spannung aufgegeben hat (und das auch die mögliche Ursache für meinen Absturz ist).

Hi Andy,
ich bezweifle ja nicht, dass dem Udo Fiebig ein Servo abgeraucht ist.
Ich setze aber seit Jahren bei mehreren Modellen (!!!) die von dir beschriebene Methode der Doppelstromversorgung ein. Meine Akkus sind immer geladen und hängen bis zum Flugtag an der Stromversorgung. Ich gehe also davon aus, dass beim Einschalten ordentlich Spannung auf die Servos geht.
Ich hatte noch nie einen Ausfall der von dir beschriebenen Art.
Fliege Graupner-Servos, vom Typ 4421 bis C 508.

....warum nur müssen die armen Servos ständig ausserhalb ihrer Toleranzen betrieben werden?!?

Die sind nunmal für 6 Volt (und nicht für fünf Zellen) konzipiert. Es gibt in der Tat Spannungsregler, die soetwas können, kosten aber wiederum ordentliches Geld (müssen ja auch den Spitzenstrom einer grossen Maschine verdauen).

Es soll alles können, sauschnell sein, und nichts kosten dürfen! Wer daran noch glaubt, dass es sowas gibt, und es wirkungsvoll darstellen kann, soll sich bitte als Finanzminister bewerben!

Im Ernst: nehmt die richtigen Servos für den richtigen Zweck, 4 Zellen mit ordentlich Kapazität und eine anständige Verkabelung mit ausreichenden Querschnitten und man kann sich alle Kunststückchen ersparen! Die Servos leben länger, und alle sind glücklich und zufrieden!

4-Zellige Grüße

Matias

Hi alle,

meine Meinung zu 2x5 Zellen, ein Textauszug einer Veröffentlichung:

Zu 5-zelligen Akkus: Der Sinn ist nicht in einer schnelleren Stellzeit zu finden, da damit auch Stromverbrauch, mechanische Belastungen und Neutralstellungsüberschwingen (Dauerbrummen, Rudervibrationen bei stehendem Motor) zunehmen, besonders bei nicht für höhere Spannungen vorgesehenen Servos. Ein moderner 5-zelliger Akku liefert frischgeladen locker 6.5 Volt während der ersten Flüge des Tages bei guter Anschlussverdrahtung.
Es wird somit die vorgesehene Empfänger-Betriebsspannung unzulässig überschritten, was von einigen Herstellern/Vertreibern wie Graupner etc. auch einmal in der Fachpresse definitiv erklärt worden war. Damit verbunden sind natürlich auch Haftungsausschlüsse im Schadensfall, da dann (grobe?) Fahrlässigkeit durch unzulässige Verwendung vorliegt. Wer mit 5 Zellen fliegen will, muss sich die Betriebsspannungsdaten von Empfängern genau anschauen (!, nicht mündlich vertrauen !), es gibt einige.
Wozu also 5 Zellen ? Bei Kurzschluss einer Zelle bleibt dann noch immer die normale 4-zellige Akkuspannung vorhanden. Wenn, ja wenn die im Kurzschluss kurzzeitig verbratende Zelle nicht einen Mantelkurzschluss durch Isoliermaterialschmelze anderer Zellen verursacht. E i n 5-zelliger Akku kann somit im Ernstfall keinesfalls als Sicherheitsgarant angesehen werden, es sind auch hier wieder z w e i durch Schottkydioden rückstromgesicherte Akkus entsprechender Kapazität notwendig, um Spannungsverlust durch einen kaputten Akku zuverlässig zu vermeiden. Dann ist allerdings das einzige akzeptierbare Argument für 5-zellige Akkus, besonders unter der Nachteileberücksichtigung, hinfällig.

Der gesamte Sicherheitsartikel:

- Steigerung der Flugsicherheit mittels Verbesserungen im Flugmodell,
ein Stufenplan bis zum verwirklichten und erprobten voll redundant ausfallsicherem
PPM-2-Empfängersystem:
http://web.utanet.at/wnening/flugtechnik/sicher.html

Hallo Andy,

zu deiner Spannungsfrage:
Wenn du mit 5 Zellen bei 4,7 V angekommen bist, sind das weniger als 1V pro Zelle. Dann müssen aber alle "roten Lampen" angehen und absolutes Startverbot erteilt werden. Bei der Spg. ist die Zelle deutlich im Tiefentladungsbereich !!

Grüße
Holger Maske
http://www.mbg-bocholt.de/
http://home.arcor.de/hmaske/hobby.htm

Holger,

Reihenschaltung einer "normalen" Silizium-Universaldiode

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Name, Dienstgrad, Einheit? Im Ernst, wie heißen die fachmännisch bezeichnet, wie viele davon brauche ich, wo kommen die in den Stromkreislauf?

Matias,

Es soll alles können, sauschnell sein, und nichts kosten dürfen! Wer daran noch glaubt, dass es sowas gibt, und es wirkungsvoll darstellen kann, soll sich bitte als Finanzminister bewerben!

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Mir kannst du dieses Zitat als Replik ja wohl nicht zugedacht haben, oder?

Dass gut funktionierende Dinge etwas kosten, ist klar. Umsonst ist nicht mal der Tod, denn der kostet das Leben.

Aber die Frage darf doch erlaubt sein, ob es eine (preis) günstigere Alternative zu den im Modellbau angebotenen Lösungen gibt?

Ich verstehe nicht, warum man immer dann, wenn man nach kostengünstigen und praxisgerechten Lösungen sucht, von irgendjemandem eine übergebraten bekommt, der meint, er müsse die Einstellung verbreiten: "Wenn du es dir nicht leisten kannst, dann lass es doch gleich ganz bleiben ..."

Hallo bie,

was MatiasR geschrieben hat kann ich nur in freundlicher Verbundenheit mit einem Wort ergänzen:

AMEN!

Gruß H. Eberbach

...bin auch kein Elektroniker. Aber die "normalen" Silizium-Universaldioden haben gegenüber den Schottky-Dioden den bereits erwähnten Nachteil: Da fällt deutlich mehr Spannung ab. Und die verbrät doch - wenn ich mich an den Physik-Unterricht richtig erinnere - in Wärme, oder? Folge: Man muss die Dioden etwas größer dimensionieren, am besten solche nehmen mit einem integrierten Kühlkörper (wenn es das gibt, wovon ich aber ausgehe). Da dürfte dann genug Spannung abfallen und nichts mehr passieren. Hat das mal jemand gemessen?

Oder liege ich falsch??

Hallo,

bin auch bekennender 4-Zellen-Flieger, hätte auch bei wertvollen Modellen keine Probleme damit. Selbst wenn eine Zelle nen Kurzschluß produziert, reicht die Restspannung für ne Weile aus. Vor jedem Start mit Akkuprüfer testen, dann ist man m.E. gut vor Überraschungen geschützt.

Wenns aber 5 Zellen sein sollen, dann, wie schon angedeutet, eben mit normalen Siliziumdioden verknüppeln, nicht mit Schottky! Diese Dioden verheizen etwa die Energie einer halben Akkuzelle (ca. 0,6V), so daß 6V am Empfänger wohl nicht mehr erreicht werden. Mein Vorschlag: 1N4001 - 1N4007, sind billig und können 1A Dauerstrom, in Spitzen bis 30A.

Die Datenblattwerte sind sehr defensiv, bei 1A sind ja nur 0,6W zu verheizen. Laut Datenblatt ist dabei eine Temperatur von ca. 70 Grad zu erwarten, das stecken sie locker weg. Wenn man es ordentlich machen will, kann man sie auf ein kleines Alublech kleben.

Das 1A-Limit ist thermisch bedingt, es reicht also, im zeitlichen Mittel unter 1A zu bleiben. Woher weiß ich das? Ganz einfach: Wenn ich z.B. mit nem 2,4Ah-Akku über 2 Stunden fliegen kann, dann passt das

Genauer muß man das wirklich nicht rechnen, es geht wie gesagt nur um die Thermik. Die Dioden vertragen auch minutenlang 3A oder mehr bei dann über 100 Grad an Temperatur, und wenns ihnen schließlich doch zu warm wird, sterben sie mit einem Kurzschluß, also für uns zur sicheren Seite.

Ihr dürft mich hauen wenn das nicht funktioniert. Ich arbeite im Industriebereich seit Jahren mit diesen Dioden und bilde mir ein, sie gut zu kennen. Nur einmal hatte ich ne Unterbrechung: Nach Blitzeinschlag im Nachbarhaus lagen die 2 Hälften einer Diode 2m voneinander entfernt im Raum

Gruß, Gunter

Hallo Gunter,

das ist doch mal eine Aussage!

Ich fasse mal zusammen, damit du sehen kannst, ob ich das alles richtig verstanden habe:

• Silizium-Dioden haben die gleichen Stromfluss/Stromstopp-Eigenschaften wie Schottky-Dioden. Sie lassen den Strom nur in eine Richtung durch.

• Der Spannungsabfall ist bei Silizium-Dioden größer als bei Schottky-Dioden.

• Silizium-Dioden vertragen 1 A Dauerbelastung und werden dann ca. 70 Grad warm. Bei Dauerbelastung um 3 A werden sie bis zu 100 Grad heiß. Sie vertragen kurzzeitig auch viel höhere Ströme.

• Sterben Silizium-Dioden den Hitzetod, bedeutet das nicht das Ende des Stromflusses, sondern der Strom kann dann wegen eines Kurzschlusses ungehindert - sprich: ohne Spannungsabfall - fließen.

Fragt sich:

Was spricht dann gegen den Einsatz von Silizium-Dioden anstelle von Schottky-Dioden?

Original erstellt von bie:

Was spricht dann gegen den Einsatz von Silizium-Dioden anstelle von Schottky-Dioden?

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Naja, wie oben schon zu Recht gefragt: Was spricht gegen den Einsatz eines soliden und gut gepflegten 4-Zellenpacks?

Zusammenfassung ansonsten korrekt, natürlich nur für die 1N4001 ... 1N4007.. Die gibts halt an jeder Ecke. Dioden, auch dickere, gibts wie Sand am Meer, größere Typen mit Kühlblech (Gehäuse TO-263 wird immer gerne genommen) sind auch zu haben.

Wenn Platz und Gewicht sekundär sind, wäre die solideste Lösung ein 6-Zeller mit einer ordentlichen 5V-Stabilisierung. Oder eben 2 davon mit Schottkydioden Sowas sollte man glatt bauen, wenn es das nicht schon gibt.

Übrigens steht im Robbe-Handbuch, daß Futaba-Empfänger und Servos auch bei 3,3V noch funktionieren, nur etwas schlapper. Aber das nur am Rande zum Thema zum Thema Zellenausfallpanik

Gruß, Gunter

Hallo Andy,

Mir kannst du dieses Zitat als Replik ja wohl nicht zugedacht haben, oder?

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Aber die Frage darf doch erlaubt sein, ob es eine (preis) günstigere Alternative zu den im Modellbau angebotenen Lösungen gibt?

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Natürlich wollte ich Dir keine "rüberbraten", falls Du es so verstanden hast, bitte meine höflichsten 'tschuldigungen annehmen.

Ich bin einfach nur der Meinung, dass bei dem Betrieb von technischem Gerät sich der Hersteller mit seinen Spezifikationen was gedacht hat. Genauso wie ich mir bei einem Modell etwas denke, und quasi ein "Lastenheft" mache (was soll es können, welcher Einsatzzweck, welche Leistung, was darf es kosten etc.). Danach muss man eben schauen, welche Komponenten die eigenen Anforderungen am besten erfüllen und gleichzeitig im Rahmen ihrer eigenen Spezifikation bleiben.

Die 5-Zellen-Thematik ist deshalb kritisch, weil sie eindeutig bei den meisten (nicht allen!) Komponenten zu einer Überlastung führt.

Mir ist es lieber, wenn ich weiss, dass ich noch 20% Reserven habe, anstelle dass ich in dem Bewußtsein fliegen muß, dass jeden Augenblick ein Teil abrauchen kann.

Im Übrigen gibt es heute jede Menge preiswerter Servos mit ausreichender Leistung / Speed - und für die wenigen, die in Modellkategorien aufsteigen, wo diese nicht mehr genügen, stellen die Mehrkosten für eine Weiche mit Spannungsregelung vermutlich auch kein Hindernis dar!

Nix für Ungut,

Matias

Matias,

in der Tat war ich ein wenig angepiekt . Aber: Schwamm drüber!

Das mit den Spezifikationen ist natürlich richtig!

Mein Problem: Ich versuche in den technischen Dingen mit dem "Mainstream" mitzuschwimmen, weil ich kein Spezialist bin. Und der Mainstream vertritt die - möglicherweise irrige - Meinung:

5 Zellen + Schottky-Dioden = zuverlässig-redundante Stromversorgung

So langsam blicke ich jetzt gar nicht mehr durch! Was soll ich nehmen:

• 4 Zellen (ordentlich gepflegt - sind sie bei mir aber eigentlich sowieso)

• 2 x 5 Zellen + Schottky

• 2 x 5 Zellen + Silizium (eventuell 5A-Dioden, wie mir auch vorgeschlagen wurde, Typ BY 550-50)

• 2 x 6 Zellen (wie der letzte Vorschlag lautete)

Ich fliege in meinem besten und teuersten Modell (Ventus2c mit 4,85 Meter Spannweite) von Simprop das Safety Controll. Mit dem Teil bin ich sehr zufrieden - aber ich kann es mir nicht leisten, alle meine Modelle damit auszurüsten. Punkt.

Frei nach Lenin: Was tun?

Hallo Andy,
also ich kann da nur für uns (mein Sohn und ich fliegen beide) sprechen - alle unsere Modelle sind mit vier Zellen ausgestattet. In den größeren mit Doppelstromversorgung (vor allem bei Modellen mit vielen Servos, z.B. Pitts mit 4xQR + 2xHR + SR + Drossel, oder Schlepper mit Landeklappen etc. oder bei großen Seglern mit vielen Servos und potentiell langer Flugdauer, wie z.B. MPX Condor mit 9 Servos), in allen anderen mit einfacher Stromversorgung. Insgesamt haben wir derzeit ca. 20 Flugbereite Modelle, und einige Reparaturen

Als Weichen haben wir einige von Simprop im einsatz (sowohl Safety Control als auch integriert im Scan-2000 Empfänger), sowie je eine von U.I. (war in einem gebrauchten Modell drin) und eine von Modellbau Deutsch. Alle drei Arten funktionieren zur vollsten Zufriedenheit.

Als Akkuzellen setzen wir ausschließlich Sanyo NiCd ein, überwiegend (bei den großen) die gute alte N-SCR1700 oder auch einige RC2000 bzw. RC2400.

Wir haben in den vergangenen sieben Jahren, trotz intensiven Fliegens (Sommer und Winter!), keinen einzigen Modellverlust auf Grund von Akkuproblemen gehabt. Die Akkus werden ab und zu am Computerlader (ELV ALM 7010) getestet, und überwiegend mit einem robbe-Reflexlader vor dem Fliegen (oder zur Not bzw. im Urlaub am Flugplatz mit dem Schulze Chamäleon) aufgeladen. Alle 2-3 Monate mache ich einen Kapazitätscheck, evtl. auch mal eine Runde formieren.

Der einzige Akkuzwischenfall war der Ausfall meines Senderakkus 10 Sekunden nach der Landung an einem Hang in Frankreich (nach einem fast einstündigen Flug - Zelle mit kurzschluss!). Das war der orig. MPX (Sanyo-) Akku im vierten Dienstjahr. Seitdem sind da auch N-SCR 1700 drin, und die fliegen jedes zweite Jahr 'raus.

Wichtig sind solide Schalter, gute Steckverbindungen, gute Akkus - dann reichen viere, und die Doppelstromversorgung nur bei wirklich hohem Strombedarf!

Gruss

Matias

P.S. Übrigens ist uns in der ganzen Zeit auch kein einziges Servo gestorben!

Tach,

Original erstellt von MatiasR:

Ich bin einfach nur der Meinung, dass bei dem Betrieb von technischem Gerät sich der Hersteller mit seinen Spezifikationen was gedacht hat.
Die 5-Zellen-Thematik ist deshalb kritisch, weil sie eindeutig bei den meisten (nicht allen!) Komponenten zu einer Überlastung führt.

Matias

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Das kann ich so einfach nicht stehen lassen, weil es schlicht und ergreifend falsch ist. Ein Betriebsspannungsbereich von 4,8-6V, wie ihn Graupner bspw. angibt, heißt noch lange nicht, daß alles über 6V außerhalb der Spezifikationen liegt. Wäre das tatsächlich so, dann empfiehlt Graupner tatsächlich Empfängerakkus´, die außerhalb der Speks liegen. Wer es nicht glaubt, der soll sich mal eine volle Trockenbatterie nehmen und die Spannung messen.
Wie kann man denn zu der Aussage kommen, daß es bei den meißten Komponenten bei 5-Zellen-Betrieb zu Überlastungen kommt? Und das obwohl es Hersteller gibt, die sogar 5-Zellen-Betrieb empfehlen. Mir ist nicht eine einzige solche Überlastung bekannt.
Sorry, aber hier werden pauschale Aussagen getätigt, die nicht belegt sind.

Nix für ungut

Gruß Kai