Frage an die Elektronikspezialisten

[fireball412]

Hallo Onki,

Ich bin langsam an verzweifeln. Was wird denn noch benötigt? In dem Link sind Screenshots gezeigt, die sehr hohe Spannungsspitzen zeigen. Es steht dort geschrieben, dass es viele Lösungsmöglichkeiten gibt unter anderem Kondensatoren. Emcotec bietet etwas mit Dioden an. Das spricht doch aber nicht gegen den Kondensator. Emcotec hat einen guten Ruf. Die Erfinden doch kein Problem. Ich habe es auch selber nachgemessen.

Natürlich hat nicht jedes Servo oder jeder Empfänger eine Suppressor-Diode verbaut. Zeigt Dir mir bitte mal auf einem Foto von einer beliebig gewählten Servoelektronik.

Die Spannungsreduzierung oder der Bau von Weichen mit Dioden funktioniert extrem gut. Die einzige Schwachstelle ist die Überspannung - mit Kondensator für <1€ zu lösen. Was soll denn diese Diskussion darüber, ob es sein muss?
Vermutlich nicht unbedingt, aber was hat es denn für Nachteile? Vielleicht der kleine Blitz beim Anstecken. Aber bei 5V in der Regel absolut kein Problem.

Bisher hat niemand ein sachliches Argument geliefert. Die Erfahrung, dass es praktisch oft gut geht, nehme ich zur Kenntnis.

Stefan

 

[fireball412]

Die elektrische Leistung, die ein Servo aufnimmt, wird sich im normalen Betrieb nicht groß ändern, wenn man die Spannung erhöht. Nur wenn ein Servo blockiert, wird es bei höherer Spannung schneller durchbrennen, da mehr elektrische Leistung durchgesetzt werden kann.

Letzteres stimmt.
Auf welcher theoretischen oder experimentellen Grundlage basiert die erste Aussage?

Stefan

 

[Griffon]

Thomas
Es geht doch hier nicht um die Ladung oder Entladung mit etwelchen Stecker oder Kupplungen.

Dass diese Diskussion müssig sein soll, kann ich nie und nimmer stehen lassen. Hier helfen Elektronikspezialisten mit fundierten Kenntnissen und ebensolchen Unterlagen den Modellbauern mit weniger Elektronikkenntnisse weiter. Das so Zeugs gekauft werden kann steht doch überhaupt nicht zur Diskussion. Hier hat es eben auch Modellbauer nicht nur Modellkäufer.
Schöne Grüsse
René

 

[Wattsi]

Die Eingangsfrage taucht ja nicht zum ersten Mal auf
http://www.rc-network.de/forum/showthread.php/147639-Servo-Futaba-S-9206-Betriebsspannungen
@ fireball
Super Beschreibung! Bei:
Doppelte Spannung=Doppelte Verlustleistung bei PWM
Stimmt 100%ig
Wolfgang

 

[Bushpilot]

Hallo René

Thomas
Es geht doch hier nicht um die Ladung oder Entladung mit etwelchen Stecker oder Kupplungen.

Stecker… Ladung... Entladung... Kupplungen? Darüber habe ich nichts geschrieben.

Dass diese Diskussion müssig sein soll, kann ich nie und nimmer stehen lassen. Hier helfen Elektronikspezialisten mit fundierten Kenntnissen und ebensolchen Unterlagen den Modellbauern mit weniger Elektronikkenntnisse weiter. Das so Zeugs gekauft werden kann steht doch überhaupt nicht zur Diskussion. Hier hat es eben auch Modellbauer nicht nur Modellkäufer.
Schöne Grüsse
René

Warum so bissig? Ich habe nur geschildert wie ich das gemacht habe und meine Meinung dazu geäußert.
Außerdem; Müßig, weil die Aussage für den Modellbauer: Geht mit Dioden (und mit ‘n Kondensator wenn’s denn sein muss…), neben der sehr gut funktionierenden Schaltung vom Hermann, schon steht.
Wahrscheinlich gibt’s noch mehr Wege/Möglichkeiten sich eine On Board- Versorgung zu bauen, aber das was hier schon geschrieben ist, reicht locker für denjenigen mit wenig oder keinen Elektronikkenntnissen.

Denn mit weniger als mit dem einfachem verlöten von zwei ~ drei Bauteilen zum Ziel zu kommen, wird es wohl kaum machbar sein.


Naja… jedenfalls noch viel Spaß bei dem Versuch was entscheidend Einfacheres/Besseres zu (er-) finden.

 

[Peter Maissinger]

ich habe mal einen Versuch gemacht.

5 verschiedene Servos an einen Rx (eingebaut im Modell), im Sender die 5 Servos auf Servotest gestellt, einen Mui Strommesssensor in der Stromversorgung und das ganze 10 min laufen lassen. An meiner Lipo Stromversorgung kann ich verschiedene Ausgangsspannungen einstellen.
Bei 5,8 V waren es 690 mAh; bei 6V 670 mAh entnommene Kapazität.

 

[fireball412]

Interessantes Beispiel.

Wo wurde der Strom gemessen? Auf der Akkuseite oder hinter dem Regler?

Falls auf der Akkuseite? In welcher zeitlichen Reihenfolge?
Wie groß sind die Akkus? 700mAh ist ja schon recht viel. Also wie hoch war die Akkuspannung jeweils?

Quasi lastfreie Dauerbewegung ist auf jeden Fall das schwierigste Beispiel, um es einfach vorzurechnen.

Kannst Du extremere Unterschiede einstellen?

Stefan

 

[fireball412]

Im Angesicht der drohenden Niederlage, muss ich mal wieder zum äußersten greifen. Anbei die Doku zur Messung.

Fazit: Im Betriebszustand "Halten" zeigt sich, dass die Leistungsaufnahme während der Aktivphase ungefähr quadratisch mit der Spannung steigt. Die mittlere Leistung hängt ungefähr linear von der Eingangsspannung ab.

https://dl.dropboxusercontent.com/u/42732628/Versuchsprotokoll_Servo_Halten.pdf

Leider kann man ein pdf mit 400kB nicht einfach hochladen. Daher nur ein temporärer Link.

Stefan

 

[Gast_8624]

Hallo Stefan,

hmm...

Warum ändert sich deine sog. "Activphase" ? und was ist das für eine "Phase"?

Was hat das mit dem Betriebszustand "Halten" zu tun?

Um den Betriebszustand "Halten" zu simulieren, braucht es keinen Servotester mit 15ms Periodendauer?
Dafür braucht es nur die mechanische Belastung am Servoarm.

Gruß Rolf

 

[Wattsi]

Auch ich hatte den Versuch durchgeführt, noch bevor auf den Link zum Versuchsprotokoll hingewiesen wurde, mich hatte nach fireballs Beitrag interessiert, wie Theorie und Praxis sich verhalten
Vertikale Achse zeigt den Strom an, horizontale Achse die Zeit, Spannung. max 6V, min. 3V.
Erstes Bild: 6V, zweites 3V
Bild 1: Strom 6 Zeilen nach unten, Zeit: § Spalten nach rechts
Bild 2: halbe Spannung: Daher Strom nur 3 Zeilen nach unten, dafür Zeit doppelt so lang, 6 Spalten nach rechts.
Der Flächeninhalt des Impulses ist(bei guten Willen)in beiden Fällen gleich: 18 Kästchen. Also für mich stimmen Theorie und Praxis überein. Was ev. Auswirkung haben dürfte: Die Kraft auf den Servoarm. Ich habe ein Gewicht mit 450g angehängt.

 

[fireball412]

Hallo Rolf,

zu dieser Rückfrage fällt mir jetzt kaum noch was ein. Ich hätte nicht gedacht, dass ich so weit ausholen muss.
Servos arbeiten im Pulsbetrieb. Die Empfänger oder Servotester liefern typischer Weise alle 20ms ein Update des Stellsignals. Das Servo reagiert dann darauf.

Den Servotester braucht man, damit man das Servo überhaupt auf eine Position stellen kann. Alternativ könnte man auch einen Empfänger verwenden. Ohne eine Signalquelle macht das Servo gar nichts. Man kann es dann mit der Hand drehen.

Stefan

 

[Gast_8624]

Hallo Stefan,

hmm, ich sehe an deiner Antwort das ich mich nicht präzise genug ausgedrückt habe.

Also, das ein Servo Strom/Spannung und einen Eingangsimpuls braucht sollten wir hier nicht diskutieren, weil es banal ist.

Es geht aus deinem Bericht nicht hervor wie genau (Ablauf) das Servo belastet wird.

Der Strom in den screenshots vom Oszi ist immer bei dir eine Sprungfunktion, warum?

Sowohl beim Belasten, als auch beim Entlasten, warum? Dazwischen ist der Strom scheinbar constant, ist das bei dir "Halten"?

Wenn der Servoarm von deiner Wasserflasche aus einer position von null heraus belastet würde, müsste der Strom langsam, ohne Sprung ansteigen, genauso beim Entlasten.
Deswegen meine Frage wozu der Servotester.
Könnte es sein, das der Ablauf so war, das mit der Periodendauer von 15 ms des Servotesters das Servo gegen die Belastung durch die Wasserflasche, von Belastung Null heraus gearbeitet hat?

Das wäre dann kein "Halten" gewesen, darum auch meine Frage:

Warum ändert sich deine sog. "Activphase" ? und was ist das für eine "Phase"?

Warum wird die "Activphase mit steigender Spannung immer kürzer?, bei (von mir) angenommener constanter Einstellung das Servotesters.
Sind die 15ms "nur" die Wiederholfrequenz der Periode, oder die Länge der jeweiligen Periode?

Gruß Rolf

 

[fireball412]

Hallo Rolf,

ich glaube ich verstehe jetzt den Hintergrund Deiner Frage.

Dies erstmal vorweg:
- Die Last ist in meinem Versuch die ganze Zeit angehängt. Der Servohebel steht immer waagerecht. Es bewegt sich die ganze Zeit gar nichts.
- Ein Servo arbeitet getaktet. Der Motor kennt nur drei Zustande. Voll Linkslauf, voll rechtslauf und aus.

Das Servoansteuersignal (vom Empfänger oder Servotester) besteht aus einem 1 bis 2ms langen Puls (1ms= links, 1,5ms=Mitte, 2ms=rechts, kontinuierlicher Übergang) der sich je nach Art des Servos alle 20ms (50Hz, Analogmodus für Analogservos) oder 10ms (100Hz, Digitalmodus für Digitalservos) wiederholt. Mein Servotester nimmt einfach 16ms (62Hz).

Das Servo reagiert auf die steigende Flanke des Ansteuersignals. Es "misst" die zeitliche Länge und vergleicht diese mit der Potistellung. Anhand der Abweichung (P-Anteil) und dem Wissen aus der Vergangenheit (I- und D-Anteil) bestimmt es eine Ansteuerlänge (Länge der Aktivphase) mit der der Motor entweder linksrum oder rechtsrum läuft (bzw. drückt).

Um eine Last zu halten ist ein bestimmtes Drehmoment erforderlich. Bei höherer Spannung liefert der Motor mehr Kraft. Damit sich das Servo nicht wegdreht, muss die Ansteuerzeit verkürzt werden. Ich habe das in #28 genau vorgerechnet.

Ist das nachvollziehbar?

Einen kontinuierlichen Stromanstieg gibt es in der hochauflösenden Strom-Zeit-Darstellung nie. Etwas kontinuierliches wie das Ansteigen einer Last würde sich in der kontinuierlichen Veränderung der Breite der Aktivphase darstellen.

Das ist übrigens auch der Grund warum Analogservos im Digitalmodus abbrennen. Es verdoppeln sich die Aktivphasen. Für den Motor ist das egal, aber die Elektronik muss doppelt so oft schalten. Wärmeverluste entstehen praktisch nur beim Schalten.

Stefan

 

[Peter Maissinger]

Jetzt wird es wieder mal sehr technisch und schwer verständlich.

Ich bleibe da mal meiner Devise treu: was 10 Jahre in unterschiedlichen Konfigurationen einwandfrei funktioniert hat, kann nicht so schlecht sein.

 

[Wattsi]

Oszi

Oszi

Hallo Rolf

Der Strom in den screenshots vom Oszi ist immer bei dir eine Sprungfunktion, warum?

Stefan hat das schon weiter oben erklärt: PWM also Pulsweitenmodulation. Der Motor wird immer nur für einige ms „bestromt“ , Bei mir halt die 3 bis 6ms
Im Oszi ist das der Impuls nach unten. Hätte ich auch andersrum anschließen können, dann wäre der Impuls nach oben

Sowohl beim Belasten, als auch beim Entlasten, warum? Dazwischen ist der Strom scheinbar constant,

Da ist er wegen der von mir gewählten Polarität Null. Ich habe das eigentlich nur für mich ausprobiert, daher habe ich nicht auf Lesrfreundliche Polarität geachtet, sorry.

Warum wird die "Activphase mit steigender Spannung immer kürzer?,

Ist auch schon weiter oben erklärt: PWM: Höherer Strom aber für kürzere Zeit gibt gleiche (mittlere)Kraft.
Sind denn hier nur Frühaufsteher vertreten?

Wolfgang

 

[fireball412]

Peter, es geht hier darum, dass die Leistungaufnahme mit der Spannung steigt.
Das heisst ja nicht, dass beim Umstieg von 5V und 6V der Ausfall gesichert ist.
Das ist auch nicht besonders technisch. Das ist trivial.

Stefan

 

[Peter Maissinger]

Hallo Stefan

Ursprünglich geht es darum ob man Normalservos mit 2LiFe mit Dioden betreiben kann.
Meine jahrelange Erfahrung: uneingeschränkt Ja

Und mein elektrisches Fazit: die Gültigkeit von I = U / R hängt anscheinend von der mechanischen Belastung der angesteuerten Klappen ab. (was manche Lehrbücher ad Absurdum führt)

 

[fireball412]

(Zu letzterem äußere ich mich nicht mehr.)

Entschuldige, aber die uneingeschränkte Empfehlung ohne Kondensator ist irre.

Selbst wenn es nur um die Spannung geht, ist uneingeschränkt bedenklich. Es gibt ja sogar Servos (KST, MKS) wo 5,5V als Limit mit Ausrufezeichen in der Beschreibung steht.

Grundsätzlich kann eine Einzelperson gar nicht genug Erfahrung haben, um bei dieser Vielfalt eine allgemeine Aussage zu treffen. Dazu kommt dann noch die Exemplarstreuung.
Das gemeinsame Ziel muss maximal sinnvoll mögliche Sicherheit (bei moderaten Kosten) sein.

Stefan

 

[Peter Maissinger]

Grundsätzlich kann eine Einzelperson gar nicht genug Erfahrung haben, um bei dieser Vielfalt eine allgemeine Aussage zu treffen.

Da geb ich dir Recht, und nehme das uneingeschrenkt zurück.

Man kann aber davon ausgehen, dass die Zeit der 4 x NiCad Versorgung lang vorbei (zumindest im 2,4 Bereich) und wenigstens 5 x NiCad Stand der Dinge ist. Hat dann diese Kombi schon erfolgreich gearbeitet, sollte das Upgrade auf 2s LiFe mit Diode problemlos möglich sein, da die V-Differenz nur noch im unteren Zehntelbereich stattfindet. Um das geht es hier und da sollte man schon die Kirche im Dorf lassen.
Meine Erfahrung ist es geht auch ohne Elko, will dir dir da aber deine Erfahrung nicht absprechen, werde aber, so irre wie ich bin, meine alten und bewährten Installationen weiter verwenden

 

[fireball412]

Und noch weniger will ich Dir Deine Erfahrung absprechen. Die ist nämlich viel umfangreicher als meine. Ich habe selber auch nie ein Modell deshalb verloren. Das ist ja auch oft so, dass die, die ein Problem genauer untersuchen damit wenig zu tun haben, da entsprechende Maßnahmen ergriffen werden.

Aufgrund des klaren technischen Zusammenhangs möchte ich nur einfach dafür werben, dass der Kondensator in die generelle Empfehlung aufgenommen wird. Meinetwegen mit dem Nachsatz "aber es geht meistens auch ohne". Damit wäre ich zufrieden.

Das gleiche ist mit der Spannung. LiFe direkt ist schon etwas krass. LiFe mit Diode ist vermutlich in nahezu jedem Fall in Ordnung. Ausnahme sind spezielle Fälle, die nachweislich mit mehr als 5,5V Probleme haben oder Anwendungen wo das Servo generell schon kurz vorm Ausfall steht.

Ist diese Einlassung mehrheitsfähig?

Stefan