detailierte Messung am S3155
detailierte Messung am S3155
Hallo zusammen,
... und ich habe das auch für den S3155 gemacht, nur etwas genauer: Meine Testumgebung liefert 6,00V Versorgungsspannung, der Strom wurde wird mit einem 100mOhm-Shunt abgegriffen und einem Tektronix TDS220, einem digitalen Speicheroszi mit 2GSample aufgezeichnet. Der Servo war zunächst im Leerlauf, also kein Gabelkopf angeschlossen. Der Servo war neu, er wurde vor der Messung zum ersten mal aus der Verpackung genommen. Dabei ergibt sich folgendes:
Der Blockierstrom eines S3150 bei 6,00V beträgt zunächst 728mA (peak), wobei die Servoelektronik den Motor mit einer PWM mit 300,0Hz ansteuert, maximales Tastverhältnis ist 90,0%. Effektivstrom ist dann 655mA (0,9*728mA). Durch die im Servomotor steigende Temperatur und den höher werdenden Widerstand der Kupferwicklung sinkt der Blockierstrom innerhalb von Sekunden auf 680mA (peak) ab.
Nach dem Einwand von F3F-Racer habe ich mir nun den Strom beim Abbremsen angesehen. Während der Servo gebremst wird, habe ich 1172mA (peak), 300Hz PWM und 90% Tastverhältnis gemessen. In den 10% PWM-Pausen speist das Servo 220mA in die Versorgung zurück.
Bezüglich Stromaufnahme beim Anlauf: 15ms lang beschleunigt das Servo, in der Zeit fließt der oben angegebene Blockierstrom, also 728mA bei 90% Tastverhältnis. Dann klingt der Strom e-förmig ab, nach 70ms pendelt er sich auf 100mA (peak) ein, dann sinkt auch das Tastverhältnis.
Wenn der Servo dann abbremst, kommt der obige Abbremsstrom 8ms lang 1170mA peak 90% Tastverhältnis und -220mA peak 10% Tastverhältnis zu Tragen. Dieser klingt jedoch danach relativ schnell e-förmig, innerhalb von 47ms ab.
Wenn man jetzt das ganze mit Last am Servo wiederholt, dann ändert das nichts an der Stromaufnahme in den einzelnen Phasen, es verschieben sich nur die Zeiten. Wenn die Last schiebt und der Servo muss gebremst werden, kann sich die 8ms lange Bremszeit mit Maximalstrom auf bis zu 15ms ausdehnen.
Fazit:
1. Maximalstromaufnahme: Die Stromaufnahme kann bei 6 Stück S3155 Servos maximal bis zu 7A peak betragen (ups, ich dachte 5A reichen, aber 4x2000er eneloop brechen da zum Glück < 1V ein, das langt), für eine Dauer von 8ms ohne Last und 15ms mit maximaler Last, aber das ganze nur bei 90% Tastverhältnis, für eine Dauer von 20ms können auch ohne Last 5A noch vorliegen.
2. Rückspeisung: Die Stromrückspeisung kann bei 6 Servos aber auch bis zu 1,3A peak betragen (ob ein BEC damit klar kommt?), für eine Dauer von 8ms ohne Last und 15ms mit maximaler Last, aber das ganze nur bei 10% Tastverhältnis.
3. synchronisierte Servoimpulse: Die Ströme treten jeweils über eine so lange Dauer nach Anlauf des Servos auf, dass es völlig egal ist, ob die Servos synchron angesteuert werden oder nicht, sie ziehen sowieso praktisch immer gleichzeitig Strom! Laßt euch hier nur keine Märchen erzählen, besonders nicht von "renomierten" Leuten, welche nie messen aber oft nachplappern!
4. Systemauslegung: Da das RC-Equipment überwiegend für eine Nennspannung von 4,8V ausgelegt wird, da den meisten Herstellern auch klar ist, dass da ein Akku mit schwankender Spannung zur Versorgung verwendet wird und da viele vernünftige Systeme auch bei <3V Versorgung noch zuverlässig funktionieren, braucht man keine sehr stabile Versorgungsspannung.
5. Stützkondensatoren: Diese werden auch immer wieder als Wunderwaffe gepriesen, aber denkt mal nach: Um über einen Zeitraum von nur 20ms einen Strom von 7A zu liefern und dabei die Versorgungsspannung auf nur 1V genau konstant zu halten sind über den Daumen 7A / 1V * 20ms nötig, das wären 140mF oder 140000µF. Haben die von euch verbauten Kondensatoren solch eine Kapazität bei gleichzeitig niedrigem ESR? Wenn nicht, dann können sie euch nicht vor Spannungseinbrüchen retten.
Zum Schluss noch eine Anmerkung, da ich einen 100mOhm Messshunt verwendet habe, können die wirklichen Stromwerte um maximal 10% von den hier angegebenen Werten abweichen, denn die Spannung am Servo würde ja dadurch nochmal sinken, die Messung wurde bei Raumtemperatur durchgeführt.
ade,
Pike