Warnung Futaba R7018SB Empfänger

chris47

User
Kondensator

Kondensator

Hallo
Da ich keine Ahnung von der Materie habe hätte ich mal eine Frage an die Experten :
Ich fliege mehrere Flugzeuge mit jeweils 6-8 analgen 10KG Standard Servos.
Als Stromversorgung benutze ich ausschließlich Jeti Max BEC 2 mit 2S Lipos
Brauche ich einen Kondensator oder ist das nur bei digitalen Servos nötig?
Wenn ja welchen?
Vielen Dank für eure Anworten.
Gruß
Christian
 
Hallo Christian,

also die Frage des Kondensators hat zunächst einmal nichts mit der Frage analog oder digital Servos zu tun.
Der Elko low ESR mit 4700uF/16Volt sollte immer zum Einsatz kommen wenn eine Diodenweiche oder BEC benutzt wird.

Bei einer Weiche oder BEC liegt der Akku nicht direkt auf dem Empfänger mit den Servos auf und kann somit eventuell auftretende Spannungsbursts nicht aufnehmen.

Diese Aufgabe übernimmt dann der oben genannte Elko.

Der Elko könnte natürlich auch vom Weichen- oder BEC- Hersteller auf der Zuleitungsseite zum Empfänger, also Weichenausgang eingebaut sein.
Leider kenne ich den Aufbau vom Jeti Max BEC 2 nicht. So wie ich das sehe erfüllt das Jeti Max BEC 2 die Kriterien an eine Weiche.
Im Zweifel würde ich einen Elko vorsehen.

Ich möchte aber auch aber vorschlagen Deine Frage in einem separate Thread zu diskutieren. Oder setzt Du das Jeti MAX BEC 2 zusammen mit dem R7018 ein? (siehe Frage von Stefan)
Das wäre dann allerdings nicht sinnvoll da dann zwei Weichen in Reihe geschaltet wären. Davon würde ich abraten.

VG

Dirk
 
also die Frage des Kondensators hat zunächst einmal nichts mit der Frage analog oder digital Servos zu tun.

Naja, Digitalservos sind schon um einiges kritischer, sie haben stärkere Stromimpulse, teils sehr kurzfristig und sehr hoch. Zumal, wenn die modernen Empfänger diese Servos teils völlig gleichzeitig ansteuern. Das war ja früher alles gaaaanz anders und unkritischer.
 
Ja liebe Kollegen schon klar das "Digitalservos" das Thema noch verschärfen können.
Ich habe das Problem aber auch schon mit guten alten "Analogservos" gesehen.

Die Ursache liegt aber in der Tatsache das bedingt durch eine Weiche der Akku eventuell auftretende Spannungsbursts nicht mehr aufnehmen kann.
Das Thema ist schon alt. Es tritt in der Neuzeit halt verstärkt zu Tage da wir mittlerweile vielfach Empfänger mit Microcontrollern und Weichen einsetzen.
Der Microcontroller ist halt sehr empfindlich auf Probleme rund um seine Versorgungsspannung.


Einfach einmal bitte ein Scope nach der Weiche auf die Betriebsspannung legen und sich beim Servolauf das Thema ansehen.

Oder...

Im Nachbarforum habe ich dazu zum gleichen Thema entsprechende Bilder einmal eingestellt.

VG

Dirk
 
Dirk hat Recht. Diodenweichen brauchen immer einen Kondensator. Bei Analogservos genauso wie bei Digitalservos. Die, die es experimentell nachvollzogen haben wissen es und der Rest sollte einfach mal schweigen oder Gegenbeweise vorlegen. Die Für-Beweise wurden an verschiedenen Stellen geliefert.


Stefan
 

kheymann

User
Bekannte Sache von 2016! Hast du aktuelle Erfahrungen? ;)

Der Effekt ist zeitlos ;-). Ich baue gerade ein Modell auf und hatte das Problem vor zwei Tagen beobachtet. Dachte erst mein uralter "Testakku" würde in die Knie gehen. Als das Problem mit neuen Akkus weiter bestand, informierte ich mich etwas intensiver und fand den o. e. Beitrag... 470uF parallel geschaltet und Ruhe is.
 
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

IMG_6230.jpg
Das Oszilloskop ist im DC-Modus, Y-Achse 2V/cm, X-Achse 0,5 ms/cm

IMG_6235.jpg
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:
IMG_6236.jpg

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:
IMG_6239.jpg

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.
 

grmpf

User
Hallo Stephan,

ganz unbekannt ist das von Dir gemessene Phänomen nicht, auch wenn ich bei Futaba noch so viel davon gelesen habe. Aber Spektrum hat, zumindest früher, deswegen extra fertig konfektionierte Stützkondensatoren mit Servokabel verkauft. Die konnte man dann an einen beliebigen Servoanschluss des Empfängers dran hängen und hatten doch manchmal Wunder gewirkt. Gerade in der Anfangszeit war ja die Notwendigkeit einer stabilen Empfängerstromversorgung noch nicht so bewusst bei den Piloten. ;)
Ein "Black Out" ist dabei übrigens oft weniger schlimm als ein "Brown Out". Neuere Empfänger rebooten inzwischen oft innerhalb 1s oder weniger, das merkt man u.U. kaum. Der "Brown Out" aber führt unweigerlich zum Kontrollverlust, da hier die Spannung zwar so niedrig wird, dass der µProzessor im Empfänger nicht mehr arbeiten kann, gleichzeitig aber nicht so niedrig wird, dass ein Reboot ausgelöst wird.
 
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