Diodenweiche, Direktstromversorgung, Eigenbau, LiFePO

Roxx

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Tolles Projekt !

Was die Absicherung angeht, sehe ich das Ganze etwas entspannter. Grund: Bei meiner 2,2m Yak ist das Servo vom Seitenruder im Flug ausgestiegen.
Die Stromversorgung bestand aus 2 x LiFe parallel -> Empfänger -> Servo.
Die Telemetrie hat mich vor dem starken Spannungseinbruch gewarnt und ich bin sofort gelandet.


An der Verkabelung ist gar nicht passiert, das Servo brutzelt vor sich hin, aber der Rest arbeitet weiter.

Meine Erkenntnis aus der Sache ist: Die Stromversorgung muss so niederohmig wie möglich sein, dann klappt es auch mit rauchenden Servo's :D


20160815_181823 (Original).jpg

20160815_181834 (Original).jpg

Gruß
Thomas
 

Dieter.

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Zweite Version

Zweite Version

Vielen Dank für Euer Feed-Back!
Das Layout war bewußt mein 1. Entwurf, sozusagen Konzept, hätte ich deutlicher schreiben sollen ..
Jetzt also mit "ordentlichen" Leiterbahnbreiten und etwas optimierter Anordnung.
Ich habe auf jeder Seite der Stromzuführung je eine TO-220 Diode und Axial Bauform vorgesehen, dann kann man ggf. Dioden kombinieren (Schottky, Siliziom, SIC ..) oder halt brücken.
@Stefan: Als PTC möchte ich den Polyswitch von Littlefuse 2920L185 verwenden. Ihold= 1,85A
@Werner: Stefan hat's ja schon geschrieben, "links" ist Anschluss für Haupt Akku oder BEC/ESC gedacht, Signalleitung ist gebrückt auf Signal 1 des Empfängers, 2.BEC Kabel kann auf Akku. Eingang parallel gesteckt werden. Der dritte Pin ist jetzt weg. "Rechts" Anschluss für Puffer Akku.
Achso: "rot" ist Bestückungsseite / oben - "blau" Lötseiten/ unten - denke das sollte klar hervorgehen.
Wenn ich alle Bauteile zusammenhabe - ein letzter Check der Positionierung - dann kann die Leiterplatte gefertigt werden.
Gruß
Dieter
 

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Dieter.

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uups, der Elko hat immer noch zu kleine Bohrung ...

@Claus: habe ich es richtig verstanden, dass du für je zwei HR und SR servos je zwei PTC und Anschlusstecker vorschlägst? Damit hätte man natürlich Redundanz geschaffen.
 

Wattsi

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Platinenlayout:
Statt die Dicke der Leiterbahnen zu definieren, könnte man die Abstände zwisch ihnen bestimmen. Dann wäre alles Kupfer ausser der Isolationsabstände. Wäre auch umweltschonender, weil weniger CU = weniger Ätzmittelverbrauch.
Rückstrom:
weshalb nimmt man keine Zenerdioden um die Rückspannung zu begrenzen?
 

.Claus

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Das wäre noch meine Idee gewesen mit dem Auftrennen in 2 Plus Stromkreise.
Kanäle 1-4 sind getrennt von 5-9
Dann verbinde ich ein Höhenruder auf Kanal 1 das andere auf Kanal 5
Bei 2 Akkus wird dann eines schon funktionieren :D
Ob es Sinn macht :confused:

Servo-Platine 9Kanal.JPG


Die Signalleitungen kann man noch verstärken und mit Optokopplern versehen..., jetzt wird es schon wieder die Eierlegende Wollmilchsau, es sollte doch eine einfache Lösung werden :D
 

Hallo Claus,

das geht so leider gar nicht. Der Kondensator ist auf der falschen Seite der Dioden und über den Empfänger werden beide Akkus kurzgeschlossen.
Ich denke, dass das Aufteilen der Kanäle nur mit zwei Empfängern geht.

Durch die Verwendung einer Weiche wird eine redundante (und stabile) Stromversorgung geschaffen. Durch die Einzelservoabsicherung überträgt sich der Ausfall eines Servos nicht auf den Rest. Was bleibt ist der Empfänger bzw. die Signalquelle und diese kann man nicht aufteilen. Es sei denn man nimmt zwei Empfänger.

Stefan
 
Rückstrom:
weshalb nimmt man keine Zenerdioden um die Rückspannung zu begrenzen?

ja, Zener- oder TVS-Dioden. Aber welche Werte nimmt man da? Für mich hat dagegen gesprochen, dass ich mit der LiFe+Si-Diode schon ziemlich nahe am Spannungslimit der Nicht-HV-Servos bin. Es gab schon viel Diskussion dazu, ob es rein um die Wärme geht oder ob alleine die höhere Spannung schadet. Mit Zener-Dioden oder TSV-Dioden wird man in den Spannungsspitzen höher liegen als mit einem Kondensator. Dazu kommt, dass ein Kondensator in einer Stromversorgung generell nützlich ist.

Stefan
 

Dieter.

User
Platinenlayout:
Statt die Dicke der Leiterbahnen zu definieren, könnte man die Abstände zwisch ihnen bestimmen. Dann wäre alles Kupfer ausser der Isolationsabstände. Wäre auch umweltschonender, weil weniger CU = weniger Ätzmittelverbrauch.

gefällt mir gut, ich muß allerdings gestehen, dass ich nicht weiß wie ich das mit EAGLE mache ... hat jemand einen Tipp?

Dieter
 

Dieter.

User
Das wäre noch meine Idee gewesen mit dem Auftrennen in 2 Plus Stromkreise.
Kanäle 1-4 sind getrennt von 5-9
Dann verbinde ich ein Höhenruder auf Kanal 1 das andere auf Kanal 5
Bei 2 Akkus wird dann eines schon funktionieren

Hallo Claus, ganz anderes Redundanzkonzept, zumal die Schaltung nicht funktioniert.
Mir war es wichtig, bei Ausfall des BEC mit dem Pufferakku noch landen zu können, dazu brauche ich alle Servos + Empfänger
Dieter
 
Aktive Diodenweiche

Aktive Diodenweiche

Hallo,

ich hab mir eine Schaltung für eine aktive Diodenweiche überlegt. Hintergrund war unter anderem ein Thread zum Thema Scorpion Backup Guard.
Für den Ausfall vom Regler BEC würde ich einen 2S LiFePo nehmen. Der LiFePo wird z.B. von einem PIC 12F1572 bei einem definierten
Abfall der BEC Versorgung mittels P-FET aktiv geschaltet. Das macht aber nur Sinn bei einer Schottkydiode am (5.5V) BEC Ausgang.
Aufgrund der Schottkydioden können die Servos nicht mehr zurückspeisen. Dies kann zu hohen Spannungsspitzen führen. Um einen Elko als Puffer zu vermeiden, hab ich eine Transzorb Diode zur Unterdrückung von Spannungsspitzen vorgesehen. Hintergrund ist die im Vergleich zu anderen passiven Bauteilen vergleichsweise schlechte Fehlerrate von Elektrolytkondensatoren.

Gruss Micha

BEC_BKUP.jpg
 
Hallo Micha,

ich würde gerne einzeln durch das Thema gehen.

Auch ich denke, dass man bei der Absicherung eines BECs eine Schottky-Diode verwenden sollte. Das BEC kann mit Leerlauf, Kurzschluss oder Durchschalten der Flugakkuspannung ausfallen. Gegen letzteres hilft nichts. Leerlauf ist der übliche Ausfall – dafür der Zusatzakku. Wie oft Kurzschluss vorkommt weiß ich nicht, aber dagegen hilft die Diode zuverlässig.

Wegen der Diode braucht man einen Kondensator oder eine Supressor-Diode. Ich finde die Supressor-Dioden auch gut. Ich habe aber keine Bedenken was den Ausfall eines Kondensators angeht. Man vergleiche mal die Einsatzdauer im Vergleich zu normaler Elektronik.

Ich finde die Schaltung gut und sehe keinen Fehler. Sehe auch nichts was ich anders machen würde. Habe ich es richtig überschlagen, dass die Zeitkonstante Deines Sense-Spannungsteilers 100ms ist? Also würde der µC den Akku nach ~0,3s zuschalten? Ich habe keine Ahnung wie die Brownout-Detektion des Empfängers bzw. der Servos (wenn vorhanden) darauf reagiert. Mit einer analogen Regelung könnte man das vermutlich ansatzlos realisieren.

Stefan
 
Hallo Stefan,

der Leerlauf ist m. E. auch der wahrscheinlichste Fehlermode. Bezüglich den Elkos hab ich Aufgrund meiner beruflichen Erfahrung eine
gewisse Abneigung. Ich hab früher einige Zuverlässigkeitsanalysen (FMEA, FTA) von Schaltungen/Systemen im Bereich Avionik erstellt.
Die Zeitkonstante vom Spannungsteiler mit dem Filter C ist 6.7 ms. Ohne die 10K wären es 20 ms. Die Reaktionszeit der Schaltung lässt sich
über die Software einstellen. Im Prinzip könnte man die Schaltung vereinfachen. Die Spannung direkt über einen Spannungsteiler 1K - 10K diskret
einlesen. Dann kann der Spannungsregler entfallen, eine 1N4148 zum Absenken der Versorgungsspannung (LiFePo) der MCU.

Gruss Micha
 
ups, ja: 1µF sind 1*10^-6 und nicht 10*10^-6 und die Widerstande wirken als Parallelschaltung. Erstes Semester - lange her, aber keine Entschuldigung.

Bin gespannt, würde ich gerne sehen, wie sich das praktisch macht.

Stefan
 

Wattsi

User
Hallo Dieter,

Du musst in Eagle dann Polygone definieren und dem entsprechenden Layer und Signal zuordnen.

Grüße, Kurt

Darf ich da noch etwas hinzufügen??
Menüzeile:
Mit DRAW/Polygon:
Abstände definiereen
Du musst in Eagle dann Polygone definieren und dem entsprechenden Layer und Signal zuordnen.
Einfach auf dam bottomlayer DEIN Polygon zeichnen, doppelklick li. schließt Polygon

Mit TOOLS/Ratsnest das Polygon füllen
FERTIG

Wolfgang
 
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