Und noch einmal Begriffsverwirrung: Bit-Zahl Auflösung

Hägar

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...Aber nun wieder zur eigentlichen Fragestellung.
Kleiner Zwischenstandsbericht: Eine erste Messung zeigt eine Gesamtauflösung des Systems Sender/Empfänger/Servo von 90° in gerade mal 351 Schritten.

Das aber nur so zum Einstieg. Wenn ich die Tage Zeit finde, gehe ich der Sache genauer auf den Grund und werde auch ausführlicher berichten.

Gruß,
Stefan
 

Hägar

User
Nein, mit MPX3030 + EZC 2.4GHz. Ich bin einigermaßen sicher, dass das kein Problem des EZC-Systems ist. Das Problem liegt entweder in der MPX3030, oder (wahrscheinlicher) im Servo. Aber lass mich erst einmal meine Tests zu Ende bringen, bevor wir voreilige Schlüsse ziehen.

Stefan
 

Hägar

User
Hat etwas gedauert, bis ich ein funktionierendes Testsetup zusammenhatte. Aber - falls es noch interessiert - jetzt kann ich mit Zahlenwerten dienen.

Angefangen habe ich mit der Bestimmung der Servoauflösung. Hab mehrere Servotypen aus meinem Fundus durchgetestet und war doch sehr erstaunt, wie groß der Unterschied zwischen Noname-China-Analog und Markenservo Graupner DES488BBMG ist:

Für ein analoges Chinaservo konnte ich ermitteln:

mittlere Auflösung: 231 Schritte zwischen 1.000us und 2.000us; (Das ist nicht einmal ein Viertel von angestrebten 1024 Schritten !!!)
Hysterese: 7us; !!!
mittlere Schrittweite: 0,39°
maximale Schrittweite: 0,60°
Standardabweichung von der Linearität: 0,16°


Von allen meinen Servos der "11mm-Klasse" ist das Graupner Servo DES488BBMG das Beste in Sachen Auflösung, Linearität und vor allem Hysterese. Hierfür konnte ich ermitteln:

mittlere Auflösung: 409 Schritte zwischen 1.000us und 2.000us (viel besser als obiges China-Servo, aber doch ein gutes Stück von bit-technisch möglichen 1024 Schritten);
Hysterese: 3us;
mittlere Schrittweite: 0,24°;
maximale Schrittweite: 0,50°;
Standardabweichung von der Linearität: 0,14°;



Wir sehen also: Bei Servos dieser Art stellt sich überhaupt nicht die Frage nach 1024 oder 2048 Schritten Auflösung.
 

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Hägar

User
Man könnte nun meinen, dass es bei solchen Servos auf die Qualität der Funke nicht ankäme. Oben hatte ich aber den Verdacht geäußert, dass irgenwo zumindest bei meiner MC3030 Auflösung verloren geht, und im Ergebnis sogar schlechter ist, als es das Servo kann.

Im nächsten Testdurchlauf habe ich also das Graupner DES488BBMG an den Empfänger meiner MC3030 gehängt und einen Testkanal mit 10% Mischanteil eingemischt. Hierdurch wird die Steuerseite soweit gespreizt, dass ich mit einzelnen %-Punkten der Mittenstellung tatsächlich einzelne Servoschritte erzeugen kann.

Dies führt zu einem ernüchternden Ergebnis:

mittlere Auflösung: 243 Schritte zwischen 1.000us und 2.000us; (Das bessere Graupner-Servo wird also im Funkbetrieb auf das deutlich schlechtere China-Niveau (s.o.) gedrückt);
mittlere Schrittweite: 0,41°;
maximale Schrittweite: 0,70°;
Standardabweichung von der Linearität: 0,13°


Mein Verdacht hat sich also bestätigt: Der Flaschenhals ist nicht das Servo, sondern die Funke! In der Grafik kann man deutlich die Treppenfunktion und Nichtlinearität sehen. Und in der Praxis kann man es hören, sehen, fühlen: Gerade mal ein Viertel von erträumten 1024 Schritten, und dann auch noch mit deutlich erkennbarer Nichtlinearität. Soviel zum Thema ruckelnder Servolauf.

Okay, die MC3030 ist ein wenig in die Jahre gekommen. Aber sie zeigt doch, das Rechengenauigkeit, egal ob mit Fixkomma oder Float, ein ernst zu nehmendes Thema ist. Wäre mal interessant, wie so eine Messung mit modernerem Gerät aussähe...

Gruß,
Stefan

Servoauflösung_110310b.jpg
 

The Hun

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Hab mehrere Servotypen aus meinem Fundus durchgetestet und war doch sehr erstaunt, wie groß der Unterschied zwischen Noname-China-Analog und Markenservo Graupner DES488BBMG ist:

Für ein analoges Chinaservo konnte ich ermitteln:

mittlere Auflösung: 231 Schritte zwischen 1.000us und 2.000us; (Das ist nicht einmal ein Viertel von angestrebten 1024 Schritten !!!)
Hysterese: 7us; !!!
mittlere Schrittweite: 0,39°
maximale Schrittweite: 0,60°
Standardabweichung von der Linearität: 0,16°


Von allen meinen Servos der "11mm-Klasse" ist das Graupner Servo DES488BBMG das Beste in Sachen Auflösung, Linearität und vor allem Hysterese. Hierfür konnte ich ermitteln:

mittlere Auflösung: 409 Schritte zwischen 1.000us und 2.000us (viel besser als obiges China-Servo, aber doch ein gutes Stück von bit-technisch möglichen 1024 Schritten);
Hysterese: 3us;
mittlere Schrittweite: 0,24°;
maximale Schrittweite: 0,5-°;
Standardabweichung von der Linearität: 0,14°;



Wir sehen also: Bei Servos dieser Art stellt sich überhaupt nicht die Frage nach 1024 oder 2048 Schritten Auflösung.

Ist ja ein bisschen unfair, ein analoges gegen ein digtailes Servo antreten zu lassen.;)

Nebenbei, "Graupner-name-servo". Also nicht no-name.:D
http://www.rc-network.de/forum/showthread.php/245411-DES-448

Danke aber für den Test. Sehr aufschlussreich. Wobei es ja die MPX 3030 auch nicht mehr im Laden gibt. Interessant wäre, wie sich z.B die Royal M-Link ausmacht.
 

bee2

User
ja, danke ebenfalls Stefan. (Ich liebe Messungen). Könntest du noch mal den Testaufbau etwas genauer beschreiben? - bin ja fast versucht, das mal nachzubauen. Wie hast du denn den tatsächlichen Winkel in dein Excelsheet bekommen? Abgemessen und per Hand eingetragen? Bei 300-500 Messpunkten? Oder hast du den Drehwinkel wieder digitalisiert?
 

Hägar

User
Guten Morgen zusammen
Ist ja ein bisschen unfair, ein analoges gegen ein digtailes Servo antreten zu lassen.;) ...
Nö, das ist nicht unfair, sondern nur der Versuch, zahlreiche Spekulationen über Unterschiede in den Servoqualitäten auf einen durch Fakten erhärteten Boden zu stellen.

... Wobei es ja die MPX 3030 auch nicht mehr im Laden gibt. Interessant wäre, wie sich z.B die Royal M-Link ausmacht.
Ja, die Frage hatte ich selbst schon weiter oben angeregt. Mangels Hardware kann ich das nicht prüfen. Aber im Kern geht es um genau diese Fragestellung.

10 bit (1024 Schritte Auflösung), 11bit (2048 Schritte Auflösung) machen bei solchen Servos keinen Unterschied. Was wohl einen Unterschied ausmacht, ist die Sender-interne Rechengenauigkeit. Die kann, wie obiger Test zeigt, schlechter als die Servogenauigkeit sein. Und deshalb wäre es tatsächlich sehr spannend, eine Vergleichsmessung mit einer modernen Anlage zu sehen...

... Könntest du noch mal den Testaufbau etwas genauer beschreiben?...
Klar doch:

Mechanischer Aufbau nach Rudolf Fiala: 57,3 cm CFK-Stab auf den Servohebel mit CA geklebt und Meterstab als Messskala benutzt => 1mm = 0,1° Ausschlag. Alle Daten händisch aufgeschrieben, keine Digitalisierung.

Aufbau mit Sender: Testkanal auf Mischer mit 10%er Einmischung. Ist genügend gespreizt, dass das Servo durch senderseitige Verstellung des Nullpunktes (%-Schritte) in kleinen Schritten bewegt werden kann. Hiermit habe ich den Nullpunkt in einzelnen %-Schritte bewegt und jedesmal notiert, wenn eine kleine Bewegung am Servo ankam.

Aufbau ohne Sender: Versuch mit Conrad-Servotester ist mangels Auflösung gescheitert. Geholfen hat auch nicht, statt des gewöhnlichen 50K-Potis ein 5K-Poti mit Vorwiderstand einzulöten. Das führt zwar theoretisch zu einer erheblichen Spreizung. In der Praxis handelt man sich aber andere, für die Messung unbrauchbare Ungenauigkeiten ein.

Geholfen hat schließlich mein Hyperion E-Meter II. Hiermit kann man Meßzyklen frei programmieren, wenn auch nur in ganzen us-Schritten. Damit Test wie folgt:

Hysterese: Mehrere Datensätze angelegt, bei denen im 2sec-Takt zwischen zwei Werten hin und her geschaltet wird.
1.500us <=> 1.501us
1.500us <=> 1.502us
1.500us <=> 1.503us
usw.

Hab mit 1us Intervallbreite angefangen. Man konnte bei jedem Servo hören, dass sich da was tat. Aber es gab keine Bewegung am Hebelarm. Dann habe ich die Intervallbreite in 1us-Schritten solange erhöht, bis der Servohebelarm sichtbar eine hin und her Bewegung ausführte. Dies war dann mein Maß für die Hysterese.

Auflösung:
Als erstes habe ich das Verhältnis Pulsbreite/Servoausschlag ermittelt. Beim DES488 sind dies ca. 100° auf 1.000us Pulsbreitenänderung. Beim Cina-Vergleichsservo sind es ca. 90° auf 1.000us. Dies zur Skalierung aller folgenden Messwerte.

Meßzyklus für die Auflösung programmiert mit 1us-Schritten von 1.500us bis 1.540us in 1us-Schritten. Zwischen jedem Schritt 5sec Pause, um Zeit zum Ablesen und notieren zu haben.

Das war's dann auch schon. Der Rest war Handarbeit mit Übertrag der händisch aufgenommenen Messwerte in Excel. Statistik-Auswertung und graphische Darstellung.

Mir ist schon klar, dass das kein Versuchsaufbau mit Laborqualität ist. Aber das Ergebnis ist wohl nicht nur qualitativ, sondern auch quanitativ hinreichend gut für die wesentlichen Kernaussagen.

Ich hoffe, es gefällt.

Gruß,
Stefan
 

MeiT

User
Hallo,

bitte die Tests nochmal wiederholen und zwar mit leichter Belastung der Servos z.B. Zugfeder am Hebelarm.

Grüße
 
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