Doppelstromversorgung für Hitec HS-1005SGT benötigt (Anschluß +/-) - Ideen gesucht

[Männerpitts]

Hallo zusammen

Ich bin auf der Suche nach einer Doppelstromversorgung für 5 Hitec HS-1005SGT Servos, d.h. im Prinzip eine Akkuweiche nur für den Stromanschluss der Servos (nicht das Servokabel zum Empfänger, über das nur der Steuerimpuls gesendet wird).
Das DPSI Ampere wäre ideal, leider hat die Weiche nur eine Nenneingangsspannung von 3,6V .... 13,0V.

Im Prinzip suche ich genau so etwas, jedoch mit 14,8V Eingangsspannung, die direkt als Ausgangsspannung weiter gegeben wird.

Von einem super netten Mitarbeiter der Fa. Hacker wurde eine Trennung von zwei 4S Akkus durch jeweils eine Diode vorgeschlagen und um evtl. Rückströme der Servos aufzufangen einen großen Kondensator (hinter den Dioden, auf der "Servoseite" zu setzen.

Das Problem ist, ich bin kein Elektroniker. Ich verstehe das nicht und werde es wahrscheinlich auch nicht hinkriegen, deshalb suche ich eine "fertige" Lösung.

Hat jemand eine Idee oder kann mir die "Dioden/Kondensator" Verdrahtung verständlich erklären? Vielleicht ist es ja so easy, dass ich das gebacken kriege und auf eine fertig konfektionierte Variante verzichten kann.

Noch zur Info:
Leerlaufstrom: 130mA, Lauf ohne Last: 1300mA, Blockierstrom (Stall current): 6500mA

Danke für Eure Hilfe
Klaus

 

[LEGEND-2000]

Antwort

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Hallo zusammen

Ich bin auf der Suche nach einer Doppelstromversorgung für 5 Hitec HS-1005SGT Servos, d.h. im Prinzip eine Akkuweiche nur für den Stromanschluss der Servos (nicht das Servokabel zum Empfänger, über das nur der Steuerimpuls gesendet wird).
Das DPSI Ampere wäre ideal, leider hat die Weiche nur eine Nenneingangsspannung von 3,6V .... 13,0V.

Im Prinzip suche ich genau so etwas, jedoch mit 14,8V Eingangsspannung, die direkt als Ausgangsspannung weiter gegeben wird.

Von einem super netten Mitarbeiter der Fa. Hacker wurde eine Trennung von zwei 4S Akkus durch jeweils eine Diode vorgeschlagen und um evtl. Rückströme der Servos aufzufangen einen großen Kondensator (hinter den Dioden, auf der "Servoseite" zu setzen.

Das Problem ist, ich bin kein Elektroniker. Ich verstehe das nicht und werde es wahrscheinlich auch nicht hinkriegen, deshalb suche ich eine "fertige" Lösung.

Hat jemand eine Idee oder kann mir die "Dioden/Kondensator" Verdrahtung verständlich erklären? Vielleicht ist es ja so easy, dass ich das gebacken kriege und auf eine fertig konfektionierte Variante verzichten kann.

Noch zur Info:
Leerlaufstrom: 130mA, Lauf ohne Last: 1300mA, Blockierstrom (Stall current): 6500mA

Danke für Eure Hilfe
Klaus

Hallo!
Da ich seit Januar 2016 an Krebs erkrankt bin konnte ich durch die vielen Krankenhausaufenthalte mich hier im Forum nicht mehr aktiv beteiligen.
Habe aber reichlich Zeit gehabt mir diese Problematik der doppelten Stromversorgung etwas mehr zu widmen.

Ich habe die aktuelle Endfassung einer universellen Akkuweiche auf meiner Vereinshompage: LMFC.de Bereich: Forum,
Rubrik: Akkuweiche Typ 40 x 25 oder Akkuweiche Typ 85 x 50 ausführlich geschildert.

Eine getrennte Spannungsversorgung also Empfänger und Servos komplett getrennt ist immer die Idealform.
Da die Empfänger extrem wenig Strom aufnehmen reicht ein Stützakku 2 S 300 komplett aus mit einem SBEC 6V 2 A!

Da auf der Servoseite wesentlich höhere Ströme fließen muss das SBEC darauf ausgerichtet sein.
Hier gilt je höher die Leistung (10/15 A) um so besser.

Da die Servoseite doppelt abgesichert werden sollte ist eine doppelte SBEC-Versorgung unabdingbar.

Grundüberlegung ist die nach Ausfall des SBEC des Brushlesreglers das Modell sicher gelandet werden kann.
Daher kann der Stützakku für die 2. Seite wesentlich kleiner ausgelegt sein, also min.3 S 800!

Beide Seiten der Spannungsversorgung der Servoseite müssen gegeneinander entkoppelt werden, dies geschieht am besten durch
doppelte SHOTTY-Dioden (To220 Gehäuse) mit min. 10 A je Diode.

https://www.reichelt.de/MR-MURS-P60...UPID=2990&artnr=MBR+2045CT&SEARCH=diode++10+A

Hinter die Dioden sollte man noch einen ELKO Typ LOW ESR 40 V 1000 uA löten um Spannungsspitzen etwas zu filtern.
Gegensinnige Dioden wären eine sinnvolle Alternative.

Das Hauptaugenmerk sollte immer den eingesetzten SBECs gelten, diese müssen auf die Anzahl der Servos und dem Typ und damit der
maximalen Stromaufnahme ausgelegt sein.

Das gilt für beide SBECs!

Hier 5/10 A das Minimum auf der Hauptseite, die Ersatzseite kann etwas schwächer sein 3/5 A da ja nur die Landung damit vorgenommen wird.

Die SBECs sollten von der Ausgangsspannung einstellbar sein um auch HV Servos damit betreiben zu können.

Die auf der LMFC-Seite aufgezeigte Platine und das Zubehör ist für diese Anforderungen ausgelegt!

Generell sollten HV Servos immer über einen SBEC betrieben werden, da diese immer kurzschlussfest sind und im Falle eines Blokierstromes
nicht der LIPO im Modell abfackelt.
Ich hoffe das dies etwas Licht ins Dunkel gebracht hat.

Nur das Verlöten von 2 Dioden und 2 Elkos reicht nicht wirklich aus um eine hohe Betriebssicherheit zu gewährleisten.
Die Auswahl der Steckverbindungen und der Kabelquerschnitte ist hier sehr wichtig.

Meine Platine 40 x 25 mm wird industriell gefertigt und ist für 8 Kanäle ausgelegt ist aber kaskadierbar.
MPX-Buchsen mit jeweils 3 parallel geschalteten Kontakten halten de Übergangswiderstände gering.

Auf der LIPO-Seite sollten XT-90 Stecker mit Antiblitzschutz verwendet werden.

Gruß
Manfred

 

[Maistaucher]

Ich habe deinen Vorschlag mal in unserem Wiki bei der Akkuweiche verlinkt.
Ansonsten alles Gute für deine Genesung.

 

[Männerpitts]

Hallo Manfred

Herzlichen Dank für Deine Ausführung. Wir telefonieren...

Außerdem schließe ich mich den guten Wünschen an!

Gruß Klaus

 

[LEGEND-2000]

Antwort

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Hallo zusammen

Ich bin auf der Suche nach einer Doppelstromversorgung für 5 Hitec HS-1005SGT Servos, d.h. im Prinzip eine Akkuweiche nur für den Stromanschluss der Servos (nicht das Servokabel zum Empfänger, über das nur der Steuerimpuls gesendet wird).
Das DPSI Ampere wäre ideal, leider hat die Weiche nur eine Nenneingangsspannung von 3,6V .... 13,0V.

Im Prinzip suche ich genau so etwas, jedoch mit 14,8V Eingangsspannung, die direkt als Ausgangsspannung weiter gegeben wird.

Von einem super netten Mitarbeiter der Fa. Hacker wurde eine Trennung von zwei 4S Akkus durch jeweils eine Diode vorgeschlagen und um evtl. Rückströme der Servos aufzufangen einen großen Kondensator (hinter den Dioden, auf der "Servoseite" zu setzen.

Das Problem ist, ich bin kein Elektroniker. Ich verstehe das nicht und werde es wahrscheinlich auch nicht hinkriegen, deshalb suche ich eine "fertige" Lösung.

Hat jemand eine Idee oder kann mir die "Dioden/Kondensator" Verdrahtung verständlich erklären? Vielleicht ist es ja so easy, dass ich das gebacken kriege und auf eine fertig konfektionierte Variante verzichten kann.

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Danke für Eure Hilfe
Klaus

Hier mein Lösungsvorschlag:



Da jedes Servo bis zu 6,5 A max. ziehen kann sollten die Entkopplungsdioden dafür ausgelegt sein.
Ich habe hier je LIPO-Akku 4 x 10 A Schottkydioden vorgesehen im TO 220 Gehäuse.

Zu beachten ist hier das die Gehäusefahne und der mittlere Pin der Ausgang sind.

Die Ausgänge der 4 TO 220 Gehäuse werden auf eine Buchse geführt (XT-60 etc.)

Da Servos dieser Größenordnung immer eine gegensinnige Induktionsspannung zur angelegten UB aufzeigen wurde je Servo jeweils eine Suppressordiode mit 16,8 V vorgesehen die alle Spannungsspitzen die darüber gehen gegen Masse ableiten.

Da ein 4S LIPO ca. 14,8 V liefert ist man mit 16,8 V auf der sicheren Seite.

Die beiden Kondensatoren kompensieren temporäre negative Spannungspeaks auf der UB bei Belastungsspitzen.

Die Verkabelung von der Akkuweiche zu den Servos sollte aus mindestens 0,75 mm hochflexiblem Kabel bestehen eher etwas mehr.
Die Verkabelung sollte sternförmig ausgelegt werden!
Die Kabelquerschnitte innerhalb der Akkuweiche sollten > 1,5 mm sein und hochflexibel.
Hier gilt je kürzer die Wege um so besser!

Wer es besonders gut meint kann noch vor die Suppressordiode eine Doppeldiode in die Plus-Leitung legen damit im Fall der Fälle nicht andere Servos
diesem Servo die Spannung rauben.
Da reicht 1 x TO 220 Gehäuse aus (2 x 10 A).

Es gehen zwar 0,3 V Spannung an UB verloren was aber bei ca. 14,8 V als marginal zu bezeichnen ist.

Alle Angaben ohne jede Gewahr!
Gruß
Manfred


PS:
Sollte man aus versehen doch mal statt 4 S 6S oder 8S LIPO anlegen verglühen die Suppressodioden sofort und schützen hier temporär die Servos.

Die LOW ESR Elkos sollten für mindestens 16 V ausgelegt sein!

 

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Layout

Layout

Hallo!
Hier mal ein "Schnell-Layout" für Teil 1 der Akkuweiche:



Zu beachten ist das die Beschriftung im Layout der 4 Doppeldioden TO 220 nicht richtig ist.

Sie lauten richtig LINKS + Rechts = IN, Mitte = OUT

Die beiden Kondensatoren tauchen ja im Plan nicht auf sind aber nützlich.
Auf die Polung achten!
Wer will kann ja noch eine LED mir Widerstand an den Ausgang legen zur Funktionskontrolle.
R = 1,5 K Ohm bei einer 5 mm LED!

Auf einer Lochrasterplatine und etwas Silberdraht sollte das jetzt kein Problem mehr sein.
Alle blauen Flächen sollten mindestens 5 mm in der Breite betragen eher etwas mehr.

Gruß
Manfred

 

[LEGEND-2000]

Akkuweiche Layout

Akkuweiche Layout

Hier mal ein Layout das alle Komponenten auf einer Platine 8,5 x 6 cm beinhaltet.
Jeder Servospannungsausgang ist von den anderen über 2 x 10 A Dioden entkoppelt.

2 x 6800 uF Elkos je Ausgang sollten temporäre Spannungseinbrüche etwas kompensieren.

Die Servos werden über MPX Stecker auf die Platine gesteckt.



Über die 3 x 3polige Stiftleisten können 3 LED-VU-Meter angeschlossen werden die die Ein- und Ausgangsspannung anzeigen.




Hier mal die Angaben zur Bestückung und den Anschlüssen:



Die 4 x TO 220 Doppeldioden werden liegend eingebaut und die Kühlfahne mit M3 Schrauben befestigt was den Stromfluss erleichtert.

Die Platine kostet als Einzelstück bei Leiton ca. 77 € mit einer 70 umm dicken Kupferschicht also doppelt so dick wie normal, Lötstoplack und verzinnt!

Um mechanische Krafteinwirkungen auf die Platine und die Steckverbindungen zu vermeiden werden die beiden 4 S LIPOs über XT-60 Buchsen auf fliegende XT-60 Stecker aufgesteckt die
an ca. 5 cm hochflexibles 1,5 mm Kabel auf der Platine eingelötet werden.

7 x 3 mm LED zeigen alle Spannungsein-/und Ausgänge an.

Gruß

PS:
Die Pin-Belegung der TO 220 Dioden ist natürlich anders:
Außen= IN , Mitte ist Out , Gehäuse = Out!

 

[Matze7779]

Die Pin-Belegung der TO 220 Dioden ist natürlich anders:
Außen= IN , Mitte ist Out , Gehäuse = Out!

Mal ein paar Anmerkungen.
1. Bei dem Layout gibts dann nen netten Kurzschluss bzw. die Dioden werden überbrückt wenn die aufgeschraubt werden (Gehäuse mit Pin 1&3 verbunden).
2. Die ganzen (5) Dioden nach der Akkutrennung kannst dir sparen. Dadurch entkoppelst Du nix.
3. Deine Ströme der Kondensatoren & TVS Diode gehen über 0,5mm Draht.
4. Die Kondensatoren sind zu groß (je größer der Kondensator je größer der Innenwiderstand). Deswegen werden bei Motorstellern auch immer mehrere genommen.
5. Die Angabe 2x10A bei den MBR Dioden funktioniert nur bei Einsatz mit Kühlkörpern.
Mal extrem gerechnet: 5x 6,5A = 32,5A
Aufgeteilt auf zwei TO-220 sind das ca. 16A.
Bei 16A haben die Dioden ca. ne Forward Voltage von 0,6V.
0,6V * 16A = 9,6 Watt!!! --> Das Ding verglüht innerhalb von Sekunden. Als Faustregel kannste 1W für einen TO-220 annehmen.

Mein Vorschlag. Lass die 2 TO-220 Dioden am Anfang drin zur Akkutrennung. Danach 2x 1000µF 25V low ESR (besser noch 35V). Da die Servos nie alle zur gleichen Zeit so einen hohen Strom brauchen sollte das reichen.
Wenn Du die Ausgänge gegen Überstrom schützen willst nimm Litltefuse PTC Sicherungen.
Und wenn Du es dann noch auf die Spitze treiben willst tauscht Du die Dioden gegen ideale Dioden aus FETs aufgebaut aus. Z.B. sowas: http://www.linear.com/product/LTC4353

 

[LEGEND-2000]

Antwort

Antwort

Hallo!
Danke für das Feedback!

Punkt 1:
Pin 2 und Gehäuse sind der Ausgang der TO 220 Gehäuse, da ist also kein Kurzschluss zu befürchten!

http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A100/MBR3045PT#FAI.pdf

Da mittlerweile bis zu 8 von diesen Servos zum Einsatz kommen sollen wurden jetzt 4 x 30 A Dioden MBR 3045 PT verbaut.

Punkt 2:
Die Entkopplungsdioden sollen ein "Absaugen" der Spannung über andere aktive Servos verhindern.
In Verbindung mit den Elkos ist ein temporärer Puffer aktiv!

Punkt 3:
Die Elkos sollen temporäre Spannungseinbrüche etwas abfedern und Induktionsspannungen von den Servos abfedern da über die Dioden im System dies ja nicht mehr über den LIPO
gewährleistet wird.
Es sind ja 2 Elkos mit min. 16 V und 6800 uF vorgesehen, klar sind 35 V besser.....
Die Suppressordioden begrenzen Spannungsspitzen auf ca. 16,8 V!

Punkt 4:
Die verwendeten Servos sind zwar mit 6,5 A Maximalstrom ausgelegt, ob die aber wirklich jemals und vor allem gleichzeitig an allen Servos zum tragen kommen bleibt erst mal offen.
Geht man von einem Mittelwert von 3 A aus sollte die Schaltung das locker aushalten.

Punkt 5:
Die 30 A Dioden erhalten Kühlkörper und sollten somit thermisch im gesunden Bereich agieren.

Die Platine wird nicht in ein Gehäuse eingebaut sóndern offen im Modell plaziert so das Kühl-Luft die Platine umspült.
Ein Praxistest wird natürlich vor dem Einbau ins Modell durchgeführt.

Alle Eingangs-/ und Ausgangsspanungen können über 3 polige Stecker per LED-Volt-Meter kontroliert werden.
Also bei welcher Last liegt welche U-Out an etc.

Da die einzelnen Servos ja nie/selten alle gleichzeitig unter Volllast stehen sondern eher nur punktuell sollte das die Platine thermisch gut überstehen.

Gruß
Manfred

 

[LEGEND-2000]

Layout

Layout

Hier mal das neue Layout mit den stärkeren Dioden und maximal 8 Servos.
Ob man nun alle Ausgänge bestückt ist eher egal, da wenn nur 4 Servos eingesetzt werden halt nur 4 Ausgänge bestückt werden.



Es sind Elkos mit 5 mm und 7,5 mm Raster einsetzbar, so das die Größe der Elkos variabel bleibt.
Die Anzahl der Elkos kann durch anlöten auf der Unterseite der Platine verdoppelt werden.

Alle Servos werden über MPX-Stecker auf die Platine gesteckt (3 Pins für + und -).
Da MPX Stecker von Haus aus sehr stramm sitze ist ein lösen im Flug eher nicht zu erwarten.
Eine Befestigung mit Klettband etc. aber nie verkehrt.

Die Platine wird mit 70 um statt 35 um Kupferdicke hergestellt um den eventuellen Strömen gerecht zu werden.
Brücken werden aus 1 mm Silberdraht hergestellt!

Platine: 120 x 90 mm!

Soweit der aktuelle Stand!

 

[Matze7779]

Dann zu
Punkt 1: Dann sind die Dioden Gehäuse falsch im Layout. Und Du biegst die nach unten. Eingezeihnet sind die aber dann falsch.

Punkt 2: Funktioniert nicht. Die Dioden verhindern kein "Absaugen". Was auch immer das ist. In einer Reihenschaltung sind die Ströme überall gleich. Also auch der Spannungsfall. Du hast zwei Dioden in Reihe. Daher betrifft der Spannungsfall der "ersten" Diode auch alle unteren.

Punkt 3: Ja genau. Kurze Ripples ausgleichen. Deswegen sind die 2200µF Kondensatoren ja auch falsch.

Ob jetzt 10A Dioden oder 30A Dioden. Dein TO-220 Gehäuse verträgt nur 1 Watt. Und du suchst immer Dioden mit einer großen Forward Voltage aus. Such dir "Ultra low vorward voltage diodes". Damit bekommste auch die Verlustleitung reduziert.
Deine Dioden habe ne U(fv) von ca. 0,6V bei entsprechender Belastung.
Bei 1 Watt sind das 1,6A.
Also ob nun deine 10A Dioden oder deine 30A Dioden. Die maximale Dauerleistung liegt bei 1,6A pro TO-200 Gehäuse. Bzw. guck in die Diagramme der Datenblätter. Da stehen die ja nicht umsonst drin.

 

[Matze7779]

Noch ein Tipp. Lass diese Kondensator Orgien!
Das ist unnütz. Vorallem gegen kleine Ripples sind die großen Kapazitäten viel zu langsam.

 

[Matze7779]

Zu dem Mittelwert von 3A.

Deine Schalung hält keine 8 x 3A = 24A aus.
Belaste die doch mal mit z.B. 2S und entsprechender Anzahl Halogen Lampen. Ist ja schnell gemacht.

 

[Matze7779]

Hier mal der relevante Ausschnitt vom MBR3045PT Datenblatt.



Das ist mist ;-).

Und hier als Beispiel eine STPS20L15DPbF 20A Diode.



Oder eine SBR10U40CT

 

[LEGEND-2000]

Antwort

Antwort

Danke für die Infos!

Habe mir die ausgesucht:

http://www.produktinfo.conrad.com/d...-DIODE_SCHO_VS_STPS20L15DPBF_TO_220AC_VIS.pdf

Die ist bei Conrad lieferbar.

Ein Testaufbau wird dann zeigen wie praktikabel das Ganze dann ist!

 

[LEGEND-2000]

Schaltungskorektur

Schaltungskorektur

Da mir ein "kleiner" Denkfehler unterlaufen ist muss ich die Schaltung komplett anders aufbauen.

Grund:
2 Dioden in einem Gehäuse haben nicht das Problem wie 8 externe paralell geschaltete Dioden.
Da jede Diode aus herstellerspezifischen Gründen eine andere Knickspannung (Durchlasspannung) besitzt wird in der Regel die Diode mit dem niedrigsten Knickwert zuerst leiten.
Das bedeutet das bei maximal 30 A Leistung eine Diode mit max. 15 A völlig überfordert wäre.

Dazu kommt noch das bei ansteigender thermischer Belastung der Knickwert immer weiter sinkt und alle anderen Dioden nicht leitfähig werden.
Diese eine leitende Diode stirbt den Hitzetod, dann die nächste etc.......

Bei der neuen Schaltungsvariante besteht die ganze Schaltung aus einer Verteilerplatine und max. 8 Servoplatinen, von denen auf jeder Platine 2 Dioden die Entkopplung zu den LIPOS vornehmen.

Das Schaltbild:


Da hier jetzt wiederum 2 Dioden parallelgeschaltet sind ist das hier kein Problem da immer mindestens eine Diode leitend ist und da nur 1 Servo je Entkopplungsschaltung betrieben wird
bleibt die Diode < 70% der maximalen Belastung.

Notwendig wird hier aber ein 3 poliges Kabel von der Verteilerplatine zu den einzelnen Servoplatinen.

Die Verteilerplatine: 3 x 4 cm



Die Servoplatine: 4 x 6 cm



Da wir hier ein sehr großes Modell von mehreren Metern Spannweite haben ist es sinnvoll die Servoplatinen in der Nähe der Servos zu platzieren.

Unabdingbar sollte es sein für den Empfänger ein eigenes SBEC zu betreiben, also eine komplette Trennung von Servospannung zu Empfängerspannung.
Nur die Masse als Bezugspunkt bleibt vorhanden.

Durch diese Schaltungsvariante ist man in der Lage Servos die sehr hohe Ströme erfordern über eine Akkuweiche sicher zu betreiben.
Jede Entkopplungsstufe ist thermisch im grünen Bereich.

Der erste Versuchsaufbau kann jetzt getätigt werden da die Bauteile jetzt da sind.

Da diese Schaltung für 4 S LIPO ausgelegt ist spricht ja nichts dagegen diese auch in der Grundkonzeption für 3S oder 2S ein zu setzten wenn
viele Digital-Servos mit hoher Stromaufnahme eingesetzt werden.

Diodentyp: STPS20L 150PBF