Einfach einmal bitte ein Scope nach der Weiche auf die Betriebsspannung legen und sich beim Servolauf das Thema ansehen.
Nachdem eine T33 (wahrscheinlich) aufgrund dieses Problems verloren gegangen ist, hier eine visuelle Darstellung des Problems.
Empfänger: Futaba R7018SB an 2 x Graupner 2S2P/3600
8 Servos, gemischt Graupner HBS860 BB MG und HVC7870 BB MG
Das Oszilloskop ist im DC-Modus, Y-Achse 2V/cm, X-Achse 0,5 ms/cm
nochmal im AC-Modus um die positiven Impulse ebenfalls sichtbar zu machen
Man sieht deutlich die Spannungseinbrüche, bis herunter auf 4,0 V. Das heimtückische an dem Problem ist: Mit dieser Spannung arbeitet der Mikrocontroller noch gerade so und hat auch 6 Flüge lang funktioniert. Die Vermutung ist jetzt, dass sich während einer Abwärtsfigur sich zufälligerweise mehrere dieser Spannungseinbrüche überlagert haben und sich dadurch der Mikrocontroller resettet hat. Wir konnten diese Situation auf dem Labortisch jetzt zwar nicht reproduzieren, diese Erklärung ist aber am wahrscheinlichsten für den Kontrollverlust. Nachher ist man immer schlauer, beim Reichweitentest gab es tatsächlich ein Zucken, wäre man diesem Hinweis gefolgt …
Der ganze Effekt ist auch recht chaotisch, das Scope kann auch nicht vernünftig darauf triggern und die Einbrüche sind mal größer und mal schwächer. Es muss noch nicht mal Last auf den Servos sein, einfaches herumrühren reicht schon.
Mit einem 2200µF sieht das ganz anders aus:
Die verbleibenden Spannungsschwankungen stellen wohl kein Problem dar. Die kurzen 0,4V-Schwankungen nach oben und unten sind wahrscheinlich die Signatur des Spannungsreglers, der im µs-Bereich operiert. Diese Spitzen lassen sich auch nicht so einfach wegblocken, da sie einen viel steileren Anstieg haben. Verschiedene Werte auch kleinerer KerKos zeigten keinen Effekt.
Das Problem ist einfach, dass die LiPos zwar einen hohen Strom liefern können, dies aber ein chemischer Prozess ist und dieser deshalb eine kurze Zeitverzögerung hat. Der Kondensator speichert die Ladung in einem elektrischen Feld und ist bei der Entladung nur durch den Innenwiderstand begrenzt.
Das ist aber nicht auf Graupner-Servos beschränkt, auch z.B. Futaba ELS177SV zeigen diesen Effekt:
Ich habe es nicht ganz geschafft, einen maximalen Ausschlag aufs Bild zu bekommen, die Werte sind aber ähnlich. Bei diesen Servos reichen auch die 2200µF nicht, hier müssen es 4700µF sein.
Es ist generell anzuraten, die Betriebsspannung am Empfänger bei einem fertigen Modell zu prüfen. Das Problem ist eigentlich ganz simpel, die Hersteller bauen aber die Kapazitäten wohl deshalb nicht in ihre Komponenten ein weil diese eben ein großes Volumen benötigen, das eben mit der Miniaturisierung nicht in Einklang zu bringen ist. Ich bin jetzt kein Profi-Elektronikexperte, habe aber schon ein paar Teile zusammengelötet (bin aber nicht der Besitzer des besagten Flugmodells). Bei jeder Spannungsversorgung mit Gleichrichtern kommen immer Stützkondensatoren dran, grob mit 1000µF pro Ampere Laststrom. Kompliziert wird es nur dann, wenn man die Spitzen vom Spannungsregler auch noch wegbekommen muss wenn die dahinterhängende Schaltung extrem empfindlich auf die Versorgungsspannung ist.
Es stellt sich noch eine Frage: Es wäre theoretisch möglich, die Spannungsversorgung des Controllers im Empfänger mit einer Diode gegen einen äußeren Spannungsabfall zu isolieren und mit einem Kondensator zu stützen, damit könnte man die 0,5 ms überbrücken. Ob das tatsächlich gemacht wurde oder nicht, lässt sich aber ohne Schaltplan nicht herausfinden. Ob dies funktioniert hängt aber stark vom verwendeten Controller und dessen Stromverbrauch ab, denn wie gesagt, viel mehr als ein paar hundert nF dürften in einem solchen Gehäuse nicht Platz haben und ein paar mA brauchen die Controller schon, abhängig von der Taktfrequenz.
Eigentlich ist der Effekt der induktiven Lasten auf die Stromversorgung allgemein bekannt. Zu 35MHz-Zeiten war dies aber noch kein Problem, weil die Motoren noch viel, viel kleiner waren und durch die analogen Potis auch nicht so schnell reagiert haben. Die starken Digitalservos haben viel stärkere Motoren, reagieren viel schneller und benötigen deshalb wesentlich größere Anlaufströme. Auf vielen Relais steht das drauf: es können sehr viel größere Ohmsche Lasten geschaltet werden, die induktiven Lasten sind viel kleiner, da die starken Ströme sonst die Relaiskontakte verbrutzeln.