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  • Strommanagement in Modellen einfach hergestellt

    Strommanagement in Modellen einfach hergestellt

    Hubert Abeln

    Erstveröffentlichung 19.02.2006


    Bei meinem letzten Projekt stellte sich mir die Frage nach einer einfachen und schnell herzustellenden Stromverteilung. Die unbekannte Größe war der Strom, der beim gleichzeitigen Betrieb von 13 starken Servos möglicherweise die Leiterbahnen des Empfängers zerstört und in Folge dessen auch das Modell.]

    Aufgabenstellung:

    Die Stromlast der Servos soll nicht über den Empfänger geführt werden.

    Hier vorab Bilder meines Lösungsvorschlags:


    Platine, Oberseite

    1 = Steckerleiste Masse vom Servostecker
    2 = Steckerleiste Plus vom Servostecker
    3 = Steckerleiste Impuls vom Servostecker
    4 = Steckerleiste Impuls zum Empfänger
    5 = weitere Möglichkeit mit Brücken auf der Impulsleiste weitere Servos einem beliebigen Empfängerausgang zuzuordnen.
    6 = bei Einbau weiterer Steckerleisten für den Impuls kann eine Vielzahl von Servos einem Empfängerausgang zugeordnet werden.

    Die beiden Kabel ganz links außen sind für die Empfängerstromversorgung.
    Links, die ersten beiden Steckverbindungen, sind die Steckplätze der Stromversorgung vom Akku/Akkuweiche oder vom Schalterkabel.
    Ab dem dritten Steckplatz von links werden die Servos in der festgelegten Reihenfolge gesteckt.


    Platine, Unterseite

    Hier sieht man die obere durchgehende Leiterbahn für Masse.
    Darunter verläuft die durchgehende Leiterbahn für Plus und im rechten Winkel dazu versetzt die Kontakte der Impulsleitungen. Bei Einbau weitere Steckerleisten ist der Betrieb mehrerer Servos an einem Empfängerausgang über die Impulsabgriffe einfach zu realisieren.


    Materialbeschaffung:

    Schon nach kurzer Suche in einem Elektronik-Fachgeschäft habe ich nachfolgendes Platinenmaterial und die benötigten Stifte im 1,8mm-Raster zum Einlöten erworben (siehe weiter unten Materialliste).


    Platine, Oberseite


    Platine, Unterseite


    Stiftleisten im 1,8mm-Raster, oben doppelte, unten einfache Reihe

    Von der Akkuweiche, 2 x 6-Zellen-Akku, vom Akku oder vom Schalterkabel, wird der gesamte Strom auf diese Platine geführt. Von hier werden Empfänger und die Servos versorgt. Da die heutigen Standard-Buchsen an den Servokabeln im 1,8mm-Raster hergestellt werden, bietet es sich an, die Impulsleitungen (gelb) ebenso von dieser Platine an den Empfänger weiter zu leiten.
    Dank der Platinengestaltung und der aufgelöteten Steckerleisten kann man mit entsprechenden Überbrückungskabeln (grün) auf den Einsatz von V-Kabeln verzichten .

    Der nutzbare Bereich der Platine ist auf dem nachstehenden Bild hervorgehoben.



    Im nutzbaren Bereich sind unten horizontal drei parallel laufende Leiterbahnen für die Masse- und Plusleitungen vorgesehen. Die beiden unteren Leiterbahnen kann man mit zwei kopfseitigen Brücken zusammenlöten und für den Masseanschluss nutzen.



    Im rechten Winkel zu diesen langen Leiterbahnen befinden sich, um 90° versetzt, kurze Leiterbahnen mit jeweils drei Bohrungen. Diese werden für die Impulsleitungen verwendet.

    Die Größe der Platine richtet sich nach den Anforderungen. Bis zu 27 Servos sind von diesem dargestellten Bereich zu betreiben. Zwei Steckplätze sollten für die Stromversorgung des Empfängers reserviert werden. Nachdem die Anzahl der benötigten Steckplätze (plus Reserve) für die Servos festgelegt ist, werden die entsprechend abgelängten Steckerleisten in die Platine eingesteckt. Zusätzlich werden Servobuchsen aufgesteckt, damit die Abstände der Steckerleisten und der Buchsen nach dem Löten auch noch passen. Erst dann werden die Steckerleisten mit der Platine verlötet. Gleichzeitig werden die beiden Servokabel für die Empfängerstromversorgung eingelötet.

    Die Empfängerstromversorgung wird aus zwei handelsüblichen Servoanschlusskabeln hergestellt. Eine Verbindung wird von der Platine zum Steckplatz des Akkuanschlusses des Empfängers geführt, die zweite Zuleitung auf einen Servosteckplatz.
    Beim zweiten Kabel für die Empfängerstromversorgung wird die Buchse des Servokabels aufgetrennt und der Kontakt der Impulsleitung entfernt. Ist es erforderlich, alle Empfängerausgänge zu nutzen, benötigt man auch eine Impulsleitung (gelb) vom Empfänger zur Platine.

    Achtung: Dies kann beim Zusammenstecken zu Polaritätsproblemen führen! Also, genau hinschauen!

    Alternativ kann man den Stecker so belassen und das freie Ende der Impulsleitung zum Steckplatz auf der Platine verlängern.

    Nun kann die Platine zugeschnitten werden. Umlaufend etwas Platz für einen kleinen Rahmen als Höhenausgleich vorsehen (siehe vorstehende Bilder).

    Die Leiterbahnen für den Plus- und Minuspol werden zusätzlich mit einer 1mm²-Litze verlötet. So reduziert sich der Widerstand der Leiterbahnen und die Strombelastung der Platine ist nicht so hoch.

    Bevor der erste Test stattfindet, prüft man mit einem Ohm-Meter, ob eventuell Leiterbahnen beim Löten kurzgeschlossen wurden.
    Vom Minuspol darf kein Kontakt zum Pluspol oder zu den Impulsleitungen, vom Pluspol zum Minuspol oder den Impulsleitungen angezeigt werden und es darf kein Kontakt zwischen den einzelnen Impulsleitungen bestehen.
    Vorhandene Lötbrücken oder andere Lötungenauigkeiten sind mit geeigneten Werkzeugen, z.B. mit einem Cuttermesser, oder durch Entlöten und neu verlöten, zu beseitigen.

    Jetzt wird die Platine mit Spiritus o.ä. gereinigt.

    Nun sollte man die Impulsleitungen herstellen. Hierfür werden die abgelängten gelben Litzen jeweils mit einer Buchse vercrimpt und mit einem kurzen Schrumpfschlauch versehen.

    Achtung: Ohne Schrumpfschlauch besteht Kurzschlussgefahr mit den benachbarten Impulsleitungen!

    Ist die Platine auf Kurzschlusssicherheit geprüft, wird die Verbindung vom Akku oder der Akkuweiche zur Platine gesteckt. Hierfür ist es empfehlenswert, die beiden ersten Steckplätze zu nutzen.
    Nur an einem Servosteckplatz im Empfänger ist jetzt eine Zuleitungen für Plus und Minus!! Die zweite Zuleitung ist im empfängerseitigen Akkuanschluss.

    Die nachfolgenden Steckplätze sind den Servos reserviert.
    Jetzt können die Servos auf die zugeordneten Steckplätze der Platine gesteckt werden.

    Nun werden die Impulsleitungen angeschlossen.
    Die Impulsleitungen werden auf der Platine auf den Impulspin (neben dem Servostecker) gesteckt und mit dem entsprechenden Impulspin am Empfänger verbunden.
    Vorher sind die Impulsleitungen zu nummerieren. So ist eine Verwechslung fast ausgeschlossen.



    Hier sieht man links die beiden Stromversorgungskabel vom Akku, nachfolgend zwei freie Steckplätze und danach 12 genutzte Servosteckplätze.

    Die beiden äußeren rechten Kabel kommen vom Akku oder von der Akkuweiche.
    Unterhalb der vom Servobrett gelösten Platine sind die einzelnen Impulsleitungen (gelbe Litzen) zu sehen. Oben sind im Hintergrund die auf die Platine gesteckten Impulsleitungen sowie die beiden Brücken (grüne Litze) als Ersatz für V-Kabel zum Empfänger zu erkennen.

    Hier nun die andere Seite der Platine.



    Im Vordergrund sieht man die Nutzungsmöglichkeit von mindestens zwei weiteren Impulsleitungs-Abgriffen je Servosteckplatz. Der Impuls-Pin des Servokabels liegt in der dritten Reihe von vorne, davor ist je Servo die Möglichkeit der Zuordnung von weiteren Servos auf den Empfängerkanal gegeben - grüne Litze und davor noch ein weiterer freier Pin für die Impulsleitung.

    Zuletzt kann dann die kleine Platine auf der Lötseite mit einem Rahmen aus dünnen Leisten versehen werden. An den Ecken werden kleine Bohrungen zur Schraubbefestigung angebracht. Somit kann die Platine, ohne Druck auf die Leiterbahnen auszuüben, im Rumpf auf das Servobrett geschraubt werden.

    Die beiden Stromversorgungsleitungen von der Platine zum Empfänger können mit einem Kabelbinder (oder Schrumpfschlauch) gesichert werden.


    Werkzeug und Material:

    • Lötkolben 15-30 W
    • Lötzinn
    • Puksäge für den Zuschnitt der Platine
    • kleiner Seitenschneider
    • Abisolierzange
    • 1mm²-Litze, isoliert in gelb und grün
    • Platine Nr. 922, Fa. Rademacher, oder ähnliche
    • Steckerleisten im 1,8mm-Raster, doppelte oder einfache Reihenausführung
    • 2 passende Servostecker für die Empfänger-Stromversorgung
    • Crimpzange und „Crimp-Buchsen“
    • Schrumpfschlauch
    • ein kleiner Kabelbinder zur Befestigung der beiden Empfänger-Stromversorgungs-Zuleitungen auf der Platine
    • ein Ohmmeter
    • zwei ruhige Hände
    • ein scharfes Auge


    Sollten Fragen zum Nachbau offen geblieben sein, können diese an meine Email-Adresse zur Beantwortung gesendet werden.

    Die vorliegende Baubeschreibung ist ohne großes Fachwissen aber in der vorliegenden Reihenfolge mit Erfolg nachzubauen.

    Alle Angaben erfolgen ohne Gewähr. Ich übernehme keinerlei Verantwortung für Schäden, die durch das Bauen und Benutzen eines Nachbaus dieser Platine entstehen. Bei mir funktioniert dieses Bauteil, so wie beschrieben, in mehreren Flugmodellen einwandfrei.

    Viel Spaß beim Nachbauen.
    Kommentare 6 Kommentare
    1. Avatar von Rüdiger
      Rüdiger -
      Vorsicht, das kann zu Glaubenskämpfen mit Weichenjüngern führen, ist ja kein Impulsverstärker darin und ein Anschluß für den 17. Sicherheitsakku ist auch nicht dran ;-)

      cu,

      Rüdiger, lieber Streifenplatinen dafür nehmend, aber ansonsten full ack
    1. Avatar von fliegerassel
      fliegerassel -
      Ich habe so etwas vor Jahren mal bei einem polnischen Fliegerfreund im Segler gesehen: Sehr sauber gemacht, einfach und funktionssicher! Und ich habe mich gefragt, warum wir am liebsten schon im Trainer eine Weiche einbauen wollen... Ich denke, in Verbindung mit einem zuverlässigen Akku ist das eine hervorragende Stromversorgung, wenn es etwas kräftiger wird.
      ABER: Man sollte hier wirklich wissen, was man tut. Wer nicht in der Lage ist, Strom und Spannung auseinander zu halten und den Lötkolben als Tauchsieder benutzt, lässt besser die Finger davon.

      Bemerkung:
      Ich würde die Impulsleitung wohl lieber direkt vom Servo zum Empfänger führen, spart ja doch eine Steckverbindung (und damit Fehlerquelle) ein.

      Gruß Mirko
    1. Avatar von Sebastian St.
      Sebastian St. -
      Hallo Hubert ,

      du schreibst möglicherweise könnte der Empfänger überlastet werden . Hast du dir mal die Leiterbahnen im Empfänger angeschaut und mit denen deiner Stromverteilung verglichen bzw den Empfängerhersteller/-Vertreiber nach der Strombelastbarkeit gefragt ? Weil nur wenn deine Stromverteilung eine wesentlich höhere Strombelastbarkeit aufweist ( und diese auch wirklich benötigt wird ) macht sie Sinn , ansonsten stellt sie nur eine mögliche Fehlerquelle dar .
    1. Avatar von CrashChris
      CrashChris -
      Hallo,
      ich bin etwas irritiert über die Angabe: die benötigten Stifte im 1,8mm-Raster bzw. Steckerleisten im 1,8mm-Raster, doppelte oder einfache Reihenausführung

      Meine Servostecker haben alle ein Raster von 2,54 mm.
      Bin ich da auf dem Holzweg?

      Gruß
      Christoph
    1. Avatar von Master1866
      Master1866 -
      Ich habe auch schon ähnliche Strom-Verteiler-Boards gebaut. Es empfiehlt sich für die Spannungsversorgung zusätzlich einfach einen Kondensator mit anzulöten. Das verringert die Stromspitzen ein wenig. Die Impulsleitungen kann statt einzeln gesteckt auch mit einem quer gesteckten Servo-Stecker realisieren. Dann kann man pro Kabel immer 3 Signale übertragen und die Möglichkeit auf Kurzschluss ist minimiert.
      Gruß Marcel
    1. Avatar von MarcoH83
      MarcoH83 -
      Nachdem wir in unserem neusten Modell Servos verbauen die lt. Hersteller 6,2A ziehen können.

      Und wir aus Gewichtsgründen ohne Weiche sondern nur mit HV Keto fliegen.

      Haben wir uns folgende Stromauskopplung gebastelt.

      Anhang 1913016

      Wir haben einfach jeweils den + bzw. - Pol bei den kurzen Servokabel-Verlängerungen über ein kleines Kupferflach verbunden und gehen da jetzt mit dem HV Keto direkt drauf.

      Das ganz in ein 3D gedrucktes Gehäuse und fertig ist eine Stromauskopplung.
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