ESC mit kleinem Stützakku puffern!

[Walther Bednarz]

Nachdem es mir neulich wieder das BEC vom ESC in der Luft zerlegt hat und das Modell ohne Empfang war, aber zum Glück doch noch von selbst sanft gelandet ist, so, dass mit Ausnahme des Propellers nichts kaputt gegangen ist, bin ich nun auf der Suche nach einer Lösung.
Wie kann ich das System puffern, so dass ich eventuell 2 bis 3 Minuten Zeit habe, um das Modell noch sicher zu landen.
Bei besagtem Modell handelt es sich um ein Speedmodell, dass aber im Rumpf eigentlich keinen Platz bietet, um noch einen zusätzlichen Empfängerakku einzubauen.
Nun habe ich aber im Internet kleine 4,8 Volt NiMh-Akkus mit 4,8 Volt entdeckt mit 40 und 80 mAh. Akkus mit dieser Mini-Bauform könnte ich eventuell noch unterbringen, da sie wirklich extrem klein sind.
Wenn ich das BEC im Regler auf 5 V einstelle, sollten zwischen Pufferakku und Regler normalerweise keine zu hohen Ströme fließen. Sollte der Regler wirklich ausfallen, müssten die kleinen Akkus eigentlich locker ausreichen, um noch sicher landen zu können.
Wie gesagt, mein Platz im Modell ist extrem begrenzt und die Servos sind LV-Servos.
Nachdem ich in einem RES Modell 4 KST X06 verbaut habe und neulich bei einem Flug der 2 h dauerte lediglich 180 mAh nachgeladen haben, sollte wohl die Leistung des 40 mAh Akkus locker ausreichend sein für den oben beschriebenen Havariefall.
Hat schon jemand Erfahrungen mit dieser Lösung?

 

[onki]

Hallo Walther,
Es ist fraglich, ob der NiMH-Akku für Ströme, wie sie bei RC-Anlagen und Servos vorkommen, geeignet sind.
Das sind üblicherweise Pufferakkus in µC Umgebungen wo so gut wie kein Strom fließt.
Zudemm müssen beide Stromquellen über eine Schottky-Diode entkoppelt werden. Stirbt dein BEC mit einem Kurzschluss, bringt auch der Pufferakku nichts mehr, weil er auch am Kurzschluss hängt. Ansonsten heißt es Versuch mach Klug.

Gruß
Onki

 

[Walther Bednarz]

Habe die Akus gestern mal am Empfänger mit den 3 Seros getestet und sogar der kleineste mit 40 mAh schlägt sich ziemlich gut. Wenn man wild knüppelt bricht die Spannung am halbvollen Akku mal auf 3,5 V ein und mit Nr. 3, also dem VBHW-Akku mit 80 mAh ist das überhaupt kein Problem. Er bricht maximal auf 4,4 V ein und das habe ich 6 Minuten lang getestet, in denen ich die 3 Servos immer in Aktion gewesen sind. Die Frage ist, ob der Kurzschluss noch vorhanden ist, wenn das BEC durchgebrannt ist. Ich denke, der Innenwiderstand der kleinen Empfängerakkus ist so hoch, dass sie sich bei einem kurzzeitigen Kurzschluss nicht schlagartig komplett entladen. Außerdem hätte ich den Vorteil, dass kurzzeitige Spannungseinbrüche aufgefangen werden z.B. bei hohen Anlaufströmen des Antriebs. Auf jeden falls sollte sogar der kleinste Akku locker reichen, um das Modell nochmal sicher zu landen. Ich habe da auch schon mal mit Superkondesatoren experimentiert, aber, wenn man die seriell verschalten muss verliert man Kapazität und die Cluster sind dann relativ groß. Der 40 mAh wiegt lediglich 7 g, der passt überall mit rein. Die beiden 80 mAh wiegen 14 und 11 g.

 

[onki]

Ohne Entkopplung (z.B. mit einer Doppeldiode) bleibt der "Stützakku" ein Placebo, weil der Fall, dass das BEC bei Ausfall dauerhaft einen Kurzschluss erzeugt, nicht abgesichert ist.
Die Akkus sollten nur mit C1/10 geladen werden und NiMH verlieren doch recht schnell ihre Ladung. Daher wird durch die Entkopplung auch das laden verhindert.
Schau mal ins Magazin, da beschreibe ich, wie ich mir eine vernünftige Backup-Lösung heutzutage vorstelle.
Für das Modell wäre ein UltraGuard vielleicht eine probate Lösung, wenn es reinpasst. Ich mag es nicht so, weil es immer separat abgeschgaltet werden muss.
Es bleibt zu überlegen, ob ein solider Regler mit solidem BEC nicht sicherer sind, als eine halbgare Pufferung, die nur einen Teil der Fehlerfälle abdeckt. Rein statistisch gesehen ist ein weiterer Ausfall eher unwahrscheinlich, sofern vernünftige Hardware verwendet wird.

Gruß
Onki

 

[WonkotheSane]

Manche Regler mögen den Pufferakku nicht, weil dann die Elektronik durcheinander kommt. Das geht nur mit Sperrdiode, bzw ggf nach Rücksprache mit dem Hersteller.

Umgehen kann man das ganze mit intelligenten Systemen, wie zB:

ULTRA Guard 430 Super Combo (LiPo/LED) Optipower OPRUS2S-L - freakware

ULTRA Guard 430 Super Combo (LiPo/LED) Optipower OPRUS2S-L günstig von freakware - GermanDieses Produkt ist eine Sicherheitseinrichtung, die eine sichere Landung ermöglicht.Der Ultra Guard 430 ist eine Standby Stromquelle, die das BEC oder den Flugakku im Falle eines Ausfalls oder Zusammenbruch...

www.freakware.de

 

[S_a_S]

Walther,

wäre natürlich noch gut zu wissen, was beim BEC wie ausgefallen ist. Das hat drei Fehlermöglichkeiten:
1) Abschaltung (z.B. wegen Überstrom, Übertemperatur) - und funktioniert noch nach Fehlerbeseitigung
2) Unterbrechung (Schalttransistor immer aus, Drossel durchgebrannt) - kein Stromfluss mehr
3) Kurzschluss am Ausgangskondensator oder an der Diode (und daraus resultierender zusätzlicher 2. Fehlerfall).

1) und 2) kannst Du mit einem Puffer-Akku ohne Entkopplung über Dioden abfangen, wenn die Rückspeisung in den Regler nicht die Ursache ist.
Für 3) sind die zwei Dioden immer erforderlich.

Wenn ich mir jetzt die Spannungslage mit dem kleinen Akku ansehe und da noch 0,5...1V für die Diode abziehe, wird das für einen 3,3V-Prozessor im Empfänger schon recht knapp, dass er keinen Reset macht, die Servos werden auch träger.

Diesen Spannungsabfall könnte man mit einer fünften Zelle umgehen, muss dann aber sicherstellen, dass die BEC-Spannung trotzdem höher als die vom Akku ist. Weil sonst erst der Pufferakku entladen ist, bevor das BEC ausfällt.

Aber wie Onki schon sagt, vielleicht gibt es auch zuverlässigere BECs, bessere Kühlluftführung, ...

Grüße Stefan

 

[MisterCheese94]

Das Einfachste wäre es doch über den Balancer-Stecker 2S abzugreifen und einen Regler ohne BEC zu verwenden. Die Servos und der Empfänger vertragen 2S und die Stromaufnahme wird definitv unter 3A liegen. Ein entsprechender Stecker und bisschen Leitung kosten weniger Platz/Gewicht als eine "Backup-Versorgung" und ist auch eine Störquelle weniger.

Sebastian

 

[Walther Bednarz]

Hi Sebastian, den Strom für den Empfänger greife ich bei meinen PlusX über den Balancerstecker ab. Leider brechen aber die Akkus durch den hohen Anlaufstrom soweit ein, dass der Empfänger unterversorgt war. Jetzt habe ich einen Stützkondensator zusätzlich eingesteckt am Empfänger und seitdem hatte ich keine Probleme mehr. Bei meinen Mini-Speedern will ich aber den Weg über den zusätzlichen Stützakku gehen, weil da ganz andere G-Kräfte auftreten als beim F5J, zumindest bei meiner Flugweise.
Das mit den Ministützakkus werde ich jetzt mal testen und hier berichten. Ist auf alle Fälle ein kleines Rettungsfallschirmchen zusätzlich!

 

[Teamspirit]

Hallo Walther,
deine vorgeschlagenen Mini-NiMHs werden außer eines höheren Gewichts und eines erhöhten Wartungsaufwandes Nichts nutzen, keinesfalls werden die die Sicherheit erhöhen, vielleicht können sie in ihren ersten Lebensmonaten Stromspitzen abpuffern.
Mittlerweile leisten selbst Micro-BECs 3A/5A, das reicht erfahrungsgemäß für 5 stromhungrige Digiservos im Hotliner.
Wenn Du das wirklich doppelt auslegen möchtest würde ich einfach ein 2. BEC am Antriebsakku einsetzen und beide BECs dann mit einer Diode entkoppeln, Mehrgewicht 10g.
VG Axel

 

[Walther Bednarz]

Hallo Axel, das hört sich auch interessant an! Also z.B. einfach am Balancerkabel des Antriebsakkus abgreifen. Welchen Diodentyp müsste ich denn da wie verschalten?

 

[Teamspirit]

Hallo Walther,
eigentlich ist die Idee die Spannung am Balancerkabel abzugreifen nicht schlecht, aber wenn Du bei 2s abgreifst und deine Spannung unter Last zu weit absinkst bricht natürlich auch die BEC-Spannung ein.
Sicherer wäre der Abgriff also bei Dir bei 3s oder eben direkt vom Hauptanschlusskabel.
Diode:

Schottky-Diode SR340 SB340 3A 40V redundante BEC Spannungsversorgung,

5 Stück SB340 / SR 340 Schottky-Diode für redundante BEC Spannungsversorgung Die Aufgabe einer redundanten BEC Spannungsversorgung ist es, z

www.xxl-modellbau.de

VG Axel

 

[Walther Bednarz]

Super Tipp und vielen Dank für die Aufklärung! So gesehen würden im HV Betrieb sogar 2 Dioden ohne weitere BEC Schaltung funktionieren!

 

[lastdownxxl]

Hallo Walther,

mit 2 Schottky-Dioden SB340 hast du einen Spannungsabfall von ca. 1 Volt @ 3 A, für den Betrieb von HV-Servos an 3S mit den SB340 immer noch zu viel.

Kauf dir einen hochwertigen Regler mit mindestens 25 % Reserve bezüglich dem Motorstrom und auch ausreichend Reserve für das SBEC.
Das SBEC sollte den Kurzschlussstrom eines blockierten Servos locker wegstecken können.

Ich fliege schon etwas mehr als 30 Jahre mit E-Antrieben, ein BEC vom Regler ist mir noch nie grundlos abgeraucht.
Mir sind insgesamt erst 3 Regler gestorben, die Ursache war einmal ein externer Kurzschluss vom BEC auf RX-Seite und
überlastete Regler auf der Antriebsseite mit kompletten Kurzschluss der Platine.

Im übrigen können SBEC's auch mit einem Kurzschluß am Eingang ausfallen, der Antriebsakku ist dann kurzgeschlossen. Der Betrieb von 2 BEC's parallel am Antriebsakku erhöht also die Wahrscheinlichkeit für diesen Totallausfall um den Faktor 2. Mit einer redundanten Versorgung hat das nicht allzu viel gemeinsam. Ziel einer Redundanz ist das Vorhandensein einer unabhängigen Ersatzfunktion.

Siehe auch Zuverlässigkeit SBEC:

Gruss
Micha

 

[Knut]

Hallo Micha,

meinst Du nicht, das der Kurzschluss am Eingang des SBEC sehr schnell weggebrannt sein wird? Ein Leistungsfähiger Antriebsakku vorausgesetzt.

Tschüß
Knut

 

[onki]

Hallo Knut,

klar - aber dein Flieger brennt dann womöglich auch.

Gruß
Onki

 

[Knut]

Hallo Onki,

nun gut, darüber könnte man spekulieren. Das würde die Ausfallwahrscheinlichkeit bei zwei BEC's verdoppeln. Absturz durch Brand.
Ich würde aber eher davon ausgehen, das es mit etwas Gestank getan ist. Bei dem zu erwartenden Kurzschlussstrom hat das entsprechnede Bauelement, oder auch die Leiterbahn, nicht viel entgegenzusetzen, als das es großartig zu schmorkeln anfängt.

Tschüß
Knut

 

[Walther Bednarz]

Ich werde jetzt mal die Pufferakkulösung testen.
Das Setup, dass mir da abgebrannt ist, war schon ziemlich heiß. Werde erst mal wieder abfrisieren...