Hallo zusammen,
der Markus macht ein interessantes Thema auf.
Er hat es gut, er hat jemanden zur Hand, der aufpasst, dass er den Leichtbau elektrotechnisch nicht zu weit treibt. Gut so!
Hier lässt sich viel Gewicht sparen, aber auch viel Unheil anrichten!
Ich habe vor 30 Jahren mal in Elektronik mein Ingenieursdiplom bekommen, irgendwie würde ich deshalb gern helfen, Unheil zu verhüten.
Also mal den Klugscheißmodus an
:
Ein normaler Kupferdraht (gummi-isoliert) von Querschnitt 1 qmm (Quadratmillimeter= mm2) hält bequem dauerhaft 16A Stromstärke aus: 16A/mm2 (siehe auch VDE).
Liegt der Strom nur impulshaft an (hier: Startstrom eines Servomotors) und es wird nicht dauernd "rumgeknüppelt", dann kann der Draht viel, viel mehr aushalten. Irgendwann wird der Draht aber zur Sicherung und brennt einfach durch (die Herleitung der Theorie mit/ohne Kühlung und/ohne Schutzgas) interessiert uns hier nicht, denn davon müssen wir weit weg sein.
Viel Mathematik brauchen wir nicht (nur Grundrechenarten, ist versprochen!):
Der Querschnitt eines Leiters (also der Durchmesser der Spritleitung
) ist D*D/4 *PI; also Durchmesser mal Durchmesser, geteilt durch 4 mal PI-Zahl (= 3,14). Radius zum Quadrat mal PI ist natürlich das Gleiche, aber der Messschieber gibt halt Durchmesser an.
Wenn unser Draht einen Durchmesser von 0,3mm hat (0,31 Anzeige am Messschieber mit Lackschicht), dann ist der Querschnitt 0,0707 mm2, bei 16A/mm2 dürfen
1,131A Dauerstrom fließen (ja, die vielen Nachkommastellen sind für Euch, ich runde nix, Ihr sollt Euch auf dem Taschenrechner wieder finden= Erfolgskontrolle).
Natürlich hält der Draht kurzeitig viel mehr aus. Die Stromdichte, also Ampère pro Querschnitt (mm2), ist natürlich nur eine Seite.
Problem: Euer tolles High- Power, High- Torque- Servo will natürlich nicht nur Strom, sondern auch Spannung! Ein Hochleistungsservo braucht viel Leistung. Leistung ist aber Strom (Ampère=A) mal Spannung (Volt=V). Wenn ich den Querschnitt der Zuleitung zu dünn wähle (es gibt eine rote Zu- und eine schwarze Rückleitung, also die doppelte Servo- Entfernung!), dann sorgt der Leitungswiderstand dafür, dass bei gegebenem Strom viel weniger Spannung am Servo ankommt!
Mega- GAU für die 3D- Flieger!
Was passiert denn nun genau mit diesen eigenartigen Strömen?
Wenn wir bei z.B. 0,3mm Durchmesser bleiben, dann können wir den Zuleitungswiderstand berechnen: R= Rho * Länge durch Querschnitt. Rho ist der spezifische elektrische Widerstand unseres Leiters, bei Kupfer sind es nur 0,01721 Ohm per mm2 pro Meter. Wenn wir 0,6m für die Länge zum Servo ansetzen, sind dies nur:
0,3506Volt, mal einen Anlaufstrom von nur 5 mal so groß angesetzt, sind wir schon bei 1,753 Volt. Upps! 4,5 - 1,75= 2,75Volt am Servo!
Also spontane Servoreaktion ist bestimmt anders!
Gut, ein 470 mikroF- Kondensator (das my- Zeichen wird von RCN nicht unterstützt, bitte nicht mehr von mF sprechen, die sind weniger als 1 Million mal größer), minus an minus, plus an plus (ich habe schon anderes gelesen, Horror!
) hilft, Spannungs- und Stromspitzen zu vermeiden, denn die Zuleitungen werden zumindest dynamisch auskompensiert.
Was sollte man also nun tun?
Den Widerstand verringern: CuL 0,4 oder 0,5, bei High- Power- Servos auch 0.8 mm, all das wiegt meist weniger als die fetten Servo- Kabel. Die Kondensatoren sollte sich man sich unbedingt überlegen!
Die Signalleitung natürlich so dünn wie möglich.
Ja, die Ausgleichkondensatoren, sind super, die mag ich sehr, aber bitte immer: Low- ESR! D.h.:, für Schaltnetzteile geeignet, das ist entscheident!
Sorry, ich werde zwei bis drei Tage Offline sein.
Gruß Bernhard