lastdownxxl
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Hallo,
die folgende Akkuweiche stellt ein Minimalkonzept für eine Backup-Supply von LV-Servos dar. Die Akkuweiche wird von einem PIC 12F1572 mit internem unabhängigen Hardware Komparator und einer internen Referenzspannung VREF als Sollwertgeber gesteuert. Mit dem Komparator wird die SBEC-Spannung von einem Drehzahlsteller oder UBEC überwacht, und beim Unterschreiten einer über einen Spannungsteiler eingestellten Spannungsschwelle wird der Backup-Akku zugeschaltet. Im Gegensatz zu einer Diodenweiche wird der Backup-Akkubei einer Akkuspannung größer als die SBEC-Spannung nicht auf das BEC-Niveau nach der Schottkydiode entladen, es gibt also kein Current Sharing Mode. Da keine Schottky-Diode am Ausgang der Backupsupply verwendet wird, funktioniert die Backup-Supply auch noch bei einer Spannung von etwas über 4 Volt des 4Z-NiMh Akkus. Mit einer Schottkydiode könnte es für den Empfänger schon eng werden, der Empfänger vom Testaufbau ist ein FrSky D8R welcher mindestens 4 Volt als Supply benötigt.
Der Backup-Akku wird über die Body Diode vom P-Kanal FET bestromt, falls der 4Z-NiMh Akku eine Leerlaufspannung kleiner der SBEC-Spannung nach der Schottkydiode aufweist. Bei einem 5.5 V SBEC wird der Backup-Akku auf ca. 5.1 Volt gehalten. Eventuelle Servorückströme können in den Backup-Akku über die Body Diode vom FET abfließen. Eine Low-ESR Pufferelko an einem RX-Kanal ist somit nicht notwendig.
Natürlich würde bei einem internen Kurzschluss vom Backup-Akku der Empfänger über die Body Diode kurzgeschlossen. Allerdings bewegt sich die Fehlerrate von einem Low-ESR Pufferelko am Empfänger auch in der Größenordnung von einem gepflegten NiMh-Akku.
Das SBEC wird über eine Schottkydiode geführt, diese verhindert im Falle eines Kurzschlusses am SBEC-Ausgang den Ausfall der Empfängerversorgung. Die primäre RX-Supply ist somit auch unabhängig von weiterer Harware oder Software.
Die Software (gcbasic compiler) auf dem PIC läuft autonom, das Komparator Modul und die VREF wird nur initialisiert und läuft dann selbständig auf dem PIC. Diese Vorgehensweise schließt somit Fehler in der Software weitgehend aus. Zudem wird eine sehr schnelle softwareunabhängige Reaktion auf den Ausfall der BEC-Spannung gewährleistet. Die Ansprechzeit vom Komparator ist < 2 µs laut Datenblatt vom PIC12F1572. Ein Test mit 6 laufenden Servos über ein 5.5 V Regler-SBEC und einem 4Z NiMh Akku hat dies bestätigt. Ein Abziehen vom Antriebsakku hat zu keinem Interrupt bei den Servos oder dem Empfänger geführt, die Umschaltung erfolgt unterbrechungsfrei.
Nur die Schottkydiode wird in der SW in einer Endlosschleife auf Durchgang überprüft.
Dazu wird der Ausgang der Schottkydiode mit dem BEC-Level logic low (<= 0.8 V) oder logic high (>= 2 V) verglichen. Im Normalfall sind die digitalen Ports RX_In und SBEC_IN logic high. Ist die Schottkydiode unterbrochen, dann geht der RX Eingang auf logic low, es wird auf den Backup-Akku umgeschaltet. Dieser Fall ist jedoch eher unwahrscheinlich, Dioden fallen mit 70 % Kurzschluss und 30 % Unterbrechung aus. Dies ist ein Richtwert vom Prof. Alessandro Birolini, Lehrstuhl für Zuverlässigkeit technischer Systeme an der ETH Zürich.
Das Schaltungsprinzip kann natürlich auch für HV-Servos genutzt werden. Dazu muss allerdings ein 5 Volt Spannungsregler für die PIC-Supply verwendet werden. Zudem dürfen dann die Eingänge RX_IN und SBEC_IN nicht die 5V Supply + 0.3 Volt überschreiten. Die entsprechenden Spannungsteiler müssen angepasst werden. Für den 47K Widerstand am SBEC Eingang kann auch ein Spindelpoti zum Einstellen der Schaltschwelle verwendet werden.
Generell sollte die Akkuweiche nur bei entsprechenden Kenntnissen in der HW/SW und der Löttechnik nachgebaut oder abgeändert werden. Mein Post
soll vielmehr zum Entwickeln von eigenen Ideen anregen.
Schaltung:
Software:
Gruss
Micha
die folgende Akkuweiche stellt ein Minimalkonzept für eine Backup-Supply von LV-Servos dar. Die Akkuweiche wird von einem PIC 12F1572 mit internem unabhängigen Hardware Komparator und einer internen Referenzspannung VREF als Sollwertgeber gesteuert. Mit dem Komparator wird die SBEC-Spannung von einem Drehzahlsteller oder UBEC überwacht, und beim Unterschreiten einer über einen Spannungsteiler eingestellten Spannungsschwelle wird der Backup-Akku zugeschaltet. Im Gegensatz zu einer Diodenweiche wird der Backup-Akkubei einer Akkuspannung größer als die SBEC-Spannung nicht auf das BEC-Niveau nach der Schottkydiode entladen, es gibt also kein Current Sharing Mode. Da keine Schottky-Diode am Ausgang der Backupsupply verwendet wird, funktioniert die Backup-Supply auch noch bei einer Spannung von etwas über 4 Volt des 4Z-NiMh Akkus. Mit einer Schottkydiode könnte es für den Empfänger schon eng werden, der Empfänger vom Testaufbau ist ein FrSky D8R welcher mindestens 4 Volt als Supply benötigt.
Der Backup-Akku wird über die Body Diode vom P-Kanal FET bestromt, falls der 4Z-NiMh Akku eine Leerlaufspannung kleiner der SBEC-Spannung nach der Schottkydiode aufweist. Bei einem 5.5 V SBEC wird der Backup-Akku auf ca. 5.1 Volt gehalten. Eventuelle Servorückströme können in den Backup-Akku über die Body Diode vom FET abfließen. Eine Low-ESR Pufferelko an einem RX-Kanal ist somit nicht notwendig.
Natürlich würde bei einem internen Kurzschluss vom Backup-Akku der Empfänger über die Body Diode kurzgeschlossen. Allerdings bewegt sich die Fehlerrate von einem Low-ESR Pufferelko am Empfänger auch in der Größenordnung von einem gepflegten NiMh-Akku.
Das SBEC wird über eine Schottkydiode geführt, diese verhindert im Falle eines Kurzschlusses am SBEC-Ausgang den Ausfall der Empfängerversorgung. Die primäre RX-Supply ist somit auch unabhängig von weiterer Harware oder Software.
Die Software (gcbasic compiler) auf dem PIC läuft autonom, das Komparator Modul und die VREF wird nur initialisiert und läuft dann selbständig auf dem PIC. Diese Vorgehensweise schließt somit Fehler in der Software weitgehend aus. Zudem wird eine sehr schnelle softwareunabhängige Reaktion auf den Ausfall der BEC-Spannung gewährleistet. Die Ansprechzeit vom Komparator ist < 2 µs laut Datenblatt vom PIC12F1572. Ein Test mit 6 laufenden Servos über ein 5.5 V Regler-SBEC und einem 4Z NiMh Akku hat dies bestätigt. Ein Abziehen vom Antriebsakku hat zu keinem Interrupt bei den Servos oder dem Empfänger geführt, die Umschaltung erfolgt unterbrechungsfrei.
Nur die Schottkydiode wird in der SW in einer Endlosschleife auf Durchgang überprüft.
Dazu wird der Ausgang der Schottkydiode mit dem BEC-Level logic low (<= 0.8 V) oder logic high (>= 2 V) verglichen. Im Normalfall sind die digitalen Ports RX_In und SBEC_IN logic high. Ist die Schottkydiode unterbrochen, dann geht der RX Eingang auf logic low, es wird auf den Backup-Akku umgeschaltet. Dieser Fall ist jedoch eher unwahrscheinlich, Dioden fallen mit 70 % Kurzschluss und 30 % Unterbrechung aus. Dies ist ein Richtwert vom Prof. Alessandro Birolini, Lehrstuhl für Zuverlässigkeit technischer Systeme an der ETH Zürich.
Das Schaltungsprinzip kann natürlich auch für HV-Servos genutzt werden. Dazu muss allerdings ein 5 Volt Spannungsregler für die PIC-Supply verwendet werden. Zudem dürfen dann die Eingänge RX_IN und SBEC_IN nicht die 5V Supply + 0.3 Volt überschreiten. Die entsprechenden Spannungsteiler müssen angepasst werden. Für den 47K Widerstand am SBEC Eingang kann auch ein Spindelpoti zum Einstellen der Schaltschwelle verwendet werden.
Generell sollte die Akkuweiche nur bei entsprechenden Kenntnissen in der HW/SW und der Löttechnik nachgebaut oder abgeändert werden. Mein Post
soll vielmehr zum Entwickeln von eigenen Ideen anregen.
Schaltung:
Software:
Code:
' SBEC BACKUP
' 04.01.2022, Compiler gcbasic v98.07
' http://gcbasic.sourceforge.net/Typesetter/index.php/Home
'
' -----------
' V+ -| 1 8 |- GND
' RA5 RX_IN -| 2 7 |- RA0 SBEC_IN (Comparator positiv input)
' RA4 -| 3 6 |- RA1
' RA3 -| 4 5 |- RA2 Comparator OUT (BACKUP)
' -----------
'
'
#chip 12F1572,4
#config OSC = INTOSC, PWRTE = ON
#define SBEC_IN PORTA.0
dir SBEC_IN in
#define RX_IN PORTA.5
dir RX_IN in
#define BACKUP PORTA.2
dir BACKUP out ' if SBEC_IN < 4.85 V then Comparator set BACKUP on
'Comparator Init
'Comparator enabled, Comp. output inverted, high speed, Comp. hysteresis disabled, output is asynchronous
CM1CON0 = b'11110100'
'FVR (4.096V) = Comparator negativ input, Comparator positive Input = RA0
CM1CON1 = b'00000110'
'FIXED VOLTAGE REFERENCE Init
'FVR enabled, 4*1.024 Volt Comparator Input
FVRCON = b'10001100'
' Main
Do
'if schottky diode of SBEC input fails to open circuit
if ((RX_IN = off) and (SBEC_IN = on)) then
CM1CON0.7 = 0 'disable Comparator
CM1CON0.5 = 0 'disable Comparator output
set BACKUP on
end if
LoopGruss
Micha
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