LIFEPO 4 als Empfängerakku

[mrbom123]

Dieser Thread ist schon älter, aber mich für brandaktuell. Bin kein E-Techniker sondern MB-ler, von daher brauche ich für meine Pläne etwas fachkundige Hilfe bei meinem Projekt.

- Empfänger Futaba R617FS (von Futaba nur bis 6,0 Volt zugelassen!)
- 5 HV-Servos (3 Standardgröße, 2 Mini)
- 2S LiFePo RX-Akku 1100 mAh

Meine Wunschkriterien:

- HV-Servos direkt aus dem LiFePo mit dessen voller Spannung versorgen
- Empfänger über so eine hier diskutierte Dioden-Schaltung(?) mit max. 6 Volt versorgen
- falls möglich ein Kondensator für den Empfänger zur Sicherheit bei Spannungseinbrüchen
- Schutz des Empfängers vor Servo-Rückströmen
- RX-Akku direkt über grünen MPX-Stecker ohne Schalter anschliessen (wenn hier nur ein mittelgroßer Kondensator am Empfänger aufgeladen würde, brauch ich doch sicher kein Antiblitz bei diesen 30A Steckern, oder?)

Die Lösung soll möglichst günstig sein aber ihren Zweck sicher erfüllen. Löten kann ich, und auch was mechanisch stabiles aufbauen. Was ich bräuchte ist ein Schaltplan und die genaue Bezeichnung der Komponenten.

Erste Vorstellung wäre so, dass ich nur die Signalkabel der Servos an den Empfänger gebe (und mind. ein Minus/Masse damit sich der Kreis schliesst, richtig?) und + / - direkt an den Akku. Der Empfänger dann mit der Dioden/Kondensator-Schaltung dann quasi parallel an den Akku. Geht das so!?

Wie ist das in diesem Fall eigentlich mit dem Opto-Regler (Jeti MasterSPIN). Geht der einfach normal an den Empfänger?

Wie gesagt, eine Schaltplan-Skizze mit genauen Bauteilen und ggf. ein paar Erläuterungen wäre echt super, bin Maschinenbauer...

 

[mrbom123]

Habe mal selbst eine Skizze gemacht, so wie ich mir das im Moment zusammengereimt habe. Damit lässt sich hoffentlich besser diskutieren.

Wobei mir der Inhalt der "Magic Box" eben noch nicht klar ist (Diode, Gegen-Diode, Kondensator...).

Fragen:
- Taugt das skizzierte Konzept was?
- Was sieht der Inhalt der "Magic Box" konkret aus?
- Wie könnte man das Konzept weiter (und preiswert) verbessern, um z.B. eine Absicherung der Servos untereinander zu erreichen, gegen Durchbrennen, Spannungsspitzen, etc.?

Freue mich schon auf Feedback und weitere Diskussion!

 

[mrbom123]

Ach ja, als Zusatz-Option wäre es außerdem noch toll wenn man auch mal einen LiPo statt dem LiFePo verwenden könnte.

D.h. die "Magic Box" müsste dann bis zu 8,4 Volt (Nennspannung 7,4 V) so regeln, dass der Empfänger immer noch max. 6,0 Volt sieht.

Wäre aber wie gesagt nur das i-Tüpfelchen. Mit einer zuverlässigen und preiswerten LiFePo-Lösung wäre mir fürs erste schon geholfen.

 

[Knut]

Hallo,

im einfachsten Fall ist der Inhalt der Magic Box eine 1A Siliziumdiode, mehr nicht. Den Puffer Kondensator braucht es definitiv nicht, da der LIFEPO diese Aufgabe übernimmt. Komfortabler ist ein kleines UBEC das den Empfänger versorgt. Musst nur sehen das Minus durchgeschleift wird.
Dann gehen auch wahlweise 2s Lipos. Falls über den Empfänger auch ein paar Servos Spannungsmäßig versorgt werden sollen, muss die Diode oder das UBEC entsprechend höher ausgelegt werden. Dann müssten wir aber auch wieder über den Pufferkondensator reden, als falls dort auch Servos dran sollen. Ist aber wohl nicht vorgesehen.
Der Optoregler wird wie gewohnt funktionieren.

Tschüß
Knut

 

[fireball412]

Hallo,

bei diesem großen Eingangsspannungsbereich und der anscheinend hohen Bedeutung der 6V Grenze am Empfänger würde ich hier einen Festspannungsregler (7806) einsetzen. Natürlich mit Kondensatoren wie im Datenblatt vorgegeben.

Stefan

 

[mrbom123]

Was bewirkt die Diode genau? Spannungsreduzierung für den Empfänger? Hast Du einen Link welche ich genau nehmen sollte?

Servos möchte ich nicht aus dem Empfänger versorgen, sind alles HV-Servos. Was ist mit dem Jeti Opto-Regler (MasterSPIN 77)? Holt der sich Energie aus dem Empfänger oder versorgt er sich selbst aus dem 8S-Hauptakku?

Was für ein UBEC wäre geeignet und zuverlässig für den Empfänger? Ich denke das wäre ja dann höchstens ein paar hundert mA an Strombedarf. Meinst Du das BEC soll Minus durchschleifen oder kann ich einfach wie in meiner Skizze die Minus-Leitung vom Lipo an den Empfänger führen? Hat man mit dem UBEC nicht wieder eine Komponente mehr die ausfallen kann, gerade am Empfänger? So eine Diode stelle ich mir als das "kleinere Übel" vor.

Hatte auch schon überlegt einen neuen Empfänger zu kaufen der HV-fähig ist, aber von Futaba hab ich nix gefunden was da mit meiner 7C (FF-7) kompatibel ist und die 6 Kanäle zur Verfügung stellt. Einen FrSky TFR6 (FASST-kompatibel) hab ich noch rumliegen, der soll bis 10V gehen, hab ihn aber noch nie probiert und der Flieger kostet am Ende schon fast 1000 Euro, da wäre mir Original-Futaba mangels besserem Wissen doch lieber...

 

[mrbom123]

Danke für die Hinweise.

Habe mal nach dem Regler gegoogelt. Hier steht, dass die Eingangsspannung der Regler (also mein LiFePo/LiPo) immer 2-3 Volt über der Ausgangsspannung des Reglers liegen sollte.

http://www.hobby-bastelecke.de/halbleiter/fest.htm

Selbst wenn ich nur den 5 Volt-Regler 7805 nehme, was für den Empfänger auch OK wäre, dann könnte das doch trotzdem knapp werden (nur ein Delta von ca. 1,5 Volt bei leer werdendem LiFePo), oder funktionieren die Regler dann trotzdem noch, auch wenn das unter dem Link anders beschrieben wird?

 

[mrbom123]

Und was ist eigentlich mit den Rückspannungen aus den Digitalservos? Es ist auch ein HBS 860 BB von Graupner dabei das in diesem Punkt besonders schlecht abschneiden soll (laut Mikado-Webseite bis zu 30 Volt!). Nimmt bei meinem Setup der LiPo/LiFePo diese Spitzen sicher genug weg?

 

[fireball412]

Guck noch mal nach den 5V Low Drop Varianten. Ich habe gerade nicht im Kopf, welche Spannungsdifferenz minimal erforderlich ist.

Stefan

 

[fireball412]

Und was ist eigentlich mit den Rückspannungen aus den Digitalservos? Es ist auch ein HBS 860 BB von Graupner dabei das in diesem Punkt besonders schlecht abschneiden soll (laut Mikado-Webseite bis zu 30 Volt!). Nimmt bei meinem Setup der LiPo/LiFePo diese Spitzen sicher genug weg?

Rückspannung der Servos ist in diesem Fall uninteressant, da die Servos ja direkt am Akku betrieben werden. Das Thema ist bei anderen Konfigurationen problematisch (wenn die Servospannung mit Dioden reduziert wird).

 

[Knut]

Hallo,

wenn Du den 7805, bzw. einen 5 V Low Drop Regler nimmst, was ohne Zweifel geht, dann gehört der Kondensator natürlich zum Teil des Spannungsreglers. Logisch.
Bei einer Eingangsspannung von minimal 6V, unterste Grenze die ich bei LIFEPO nicht ausreizen würde, stehen am Ausgang immer noch 5V.
Die SI Diode bewirkt einen Spannungsabfall von ca. 0,7V auch schon bei kleinen Strömen. Der Empfängerruhestrom genügt. Ohne einen Stromfluss fällt nichts ab. Im gewissen Maße schwankt dieser Spannungsabfall je nach Last. Aber eigentlich egal, in deinem Fall sowieso.
Diode wäre hier z.B. eine http://www.conrad.de/ce/de/product/...IF-1-A-Sperrspannung-UR-50-V?ref=searchDetail
Was auch ohne weiteres möglich ist, zwei Stück davon in Reihe. Wie schon gesagt, die Lastschwankungen in deinem Fall sind zu vernachlässigen.
UBEC müsste ich jetzt schauen. Auf jeden Fall muss dort das Minus durchgeschleift sein. Falls nicht, die zusätzliche Minusleitung zum Empfänger geht natürlich nicht. Die meisten dürften aber wohl positv geregelt sein.
Da reicht dann auch eines mit ab 1A. (1A ist sicher schwer zu finden)

Zum Optoregler. Der bekommt die Versorgungsspannung vom Flugakku.

Die Servorückspannungen sind in deinem Fall, egal für was Du Dich entscheidest wirklich uninteressant. Die puffert der Akkus aber so was von weg, wie es kaum ein Kondensator in Modellpraktischer Größe könnte.

Tschüß
Knut

 

[mrbom123]

Die Lösung mit dem Regler gefällt mir eigentlih besser, lässt sie doch eine größere Variation der Eingangsspannung zu (von leerem LiFePo bis vollem LiPo).

Ein UBEC macht doch im Prinzip auch nicht mehr als so ein Festspannungsregler, oder sind da noch andere wichtige Zusatzschaltungen integriert?

Ich habe mal nach einem passenden low-dropout Regler gegoogelt, aber als Elektronik-Laie bin ich mir da nicht so sicher was ich wirklich genau brauche. Der LM2941 kann eigentlich mehr als ich bräuchte. Könnt Ihr mir da weiterhelfen...

Zu den Kondensatoren: Einfach die aus dem Datenblatt an den Regler und dann noch so eine passende Diode drüber wie unter diesem Link ganz unten beschrieben?

http://www.hobby-bastelecke.de/halbleiter/fest.htm

Ansonsten nehme ich mal an meine Schaltplan-Skizze unter #82 ist korrekt, oder?

Wie ist es denn mit dem Jeti-Regler? Zieht er Strom aus dem Empfänger oder versorgt er sich selbst?

 

[mrbom123]

Mal noch ne ganz blöde Frage: Was passiert denn wenn die Spannung am LiFePo mal kurzzeitig stärker einbrechen sollte, z.B. auf 5 Volt, weil alle Servos gleichzeitig Strom ziehen. Kommt der Regler bzw. die Schaltung mit den Kondensatoren damit klar? Und brauch ich dann wirklich keinen von den dicken Puffer-Kondensatoren am Empfänger?

Und ist es in meiner Skizze #82 auf einfache Weise möglich die Servos irgendwie noch untereinander besser zu schützen, falls mal eines defekt ist, blockiert, oder sonst was, oder wird das dann gleich richtig aufwendig schaltungstechnisch?

 

[mrbom123]

Wäre der hier passend?

http://www.mouser.de/ProductDetail/...GAEpiMZZMsGz1a6aV8DcN%2bukAg9LE/y/ByVaCKpc8w=

 

[Knut]

Hallo, (hast Du auch einem Namen?)

Deine Schaltung ist soweit ok. Die Entscheidung, ob nun Diode oder UBEC (Spannungsregler) musst Du treffen.
Diode, bzw. 2 Stück, einfachste und ausreichendste Sache. Unter, bzw. auf 6V Spannung würde ich die LIFEPOS nie sinken lassen. Die halten die Spannung sehr lange auf 3,3 V pro Zelle, brechen dann am Kapazitätsende aber schnell zusammen. Entweder man hat eine Kapazitätsanzeige über Telemetrie oder man muss sich Zeitmäßig ran testen was geht.
Prinzipiell tut auch eine SI Diode. Die Spannung wird sich dann um 6V einpegeln. Eher drunter. Kann man dann auch mal messen, sodaß man nicht längere Zeit über 6V ist. Der Empfänger wird auch bei 6,1V nicht die Hufe hochreißen.
Das wäre meine 1. Wahl.

Oder nimm z.B. das hier:
http://www.ebay.de/itm/Turnigy-UBEC...294821848?pt=RC_Modellbau&hash=item1c3dbc19d8
Natürlich überdimensioniert, aber letztendlich wirst Du das auch nicht kleiner hinbekommen.
Ansonsten geht auch z.B. der LOW Dropregler LF7805VC oder SMC Variante BA05CC0FP. Beides Festspannungsregler 5V/1A.
Schaltungen findest Du im Netz. Die Freilaufdiode ist sicher nicht verkehrt, Servorückspannungen hat dein Empänger aber nicht zu befürchten.
Aber schaden kann sie nicht, auch ein LOW ERS Kondensator 2700 UF am Ausgang nicht, wenn es denn beruhigt.
Zu den Servos. Falls deine Servos den Akku auf 5V runterziehen, hast Du die falschen Akkus. Wenn es der Flieger her gibt, nimm A123/2500 mAh.
Man kann nun mit allem Möglichen rechnen, aber einmal muss auch gut sein. Mir ist im ganzen Modellbauleben erst ein Servo abgeraucht. Meine Stromversorgung, 2x A123/2500 Doppelstromversorgung über Diodenweiche, hat's gelassen hingenommen.
Natürlich könnte man auch jedes einzelne Servo absichern. Gibt's hier einen Thread drüber. Sogenannte Polyswitch sollen demzufolge wohl nicht so ideal sein.
Zu der Frage des Pufferkondensators am Empfänger. Da über diesen keine Servos laufen, bringt ein 2700uF Elko was, um kurzzeitigen Spannungseinbrüchen, wenn denn befürchtet, entgegenzuwirken. Egal ob nun bei Diode oder UBEC, bzw. Spannungsregler.

Tschüß
Knut

 

[mrbom123]

Hallo Knut,

vielen Dank für Deine ausführliche und sehr hilfreiche Antwort! Ich heiße übrigens Carsten...

Eigentlich bin ich in diesem Modell u.a. deshalb gleich auf die derzeit noch teureren HV-Servos gegangen, weil ich kein BEC im Flieger wollte. OK, jetzt wäre es zwar nur für den Empfänger ohne stromhungrige Servos, aber es sollte trotzdem alles möglichst simpel und ausfallsicher sein.

Von daher werde ich jetzt zumindest fürs Erste wohl doch gleich zwei solche Dioden in Reihe verbauen und nur LiFePo (kein LiPo) verwenden.

Dann hätte ich:

Voller Akku 7,3 Volt: 5,9 Volt am Empfänger
(Sehr) leerer Akku 6 Volt: 4,6 Volt

Das mit zwei Dioden in Reihe (1,4 Volt Reduzierung) statt nur einer sollte doch passen, oder!? Der Futaba-Empfänger geht wohl bis zu 3 Volt runter, von daher sehe ich eigentlich kein Problem!?

Nochmal kurz die vielleicht dumme Frage nach dem Jeti-Regler mit Optokoppler. Holt der seinen Eigenbedarf aus dem Empfänger oder aus dem 8S-Hauptakku? Optokoppler heißt doch eigentlich, dass da kein Strom fließt (also aus dem Hauptakku), oder liege ich da falsch?

 

[mrbom123]

Sorry, ich sehe gerade, dass die Opto-Frage oben schon beantwortet wurde. Und die mit den zwei Dioden eigentlich auch... von daher wäre ich jetzt erstmal sicher, außer es hat noch jemand wichtige Kommentare.

Vielen Dank an Knut und fireball412!

Das mit dem UBEC (oder Eigenbau mit Festspannungsregler) zwecks LiPo-Einsatz hebe ich mir dann mal für später auf.

 

[fireball412]

Mach es so, wie zuletzt geschrieben. Das wird auf jeden Fall funktionieren.

Viel Erfolg

Stefan

 

[Knut]

Hallo Carsten,

Ich verwende auch LIFEPOs als Empfängerakku. Ladesschlussspannung ist bei 3,6V/Zelle. Die 7,2 V bei 2S habe ich noch nie auf meinem Telemetriedisplay gesehen. Die pegeln sich sehr schnell auf 3,3 V/Zelle ein. Von daher tut's sicher auch eine SI Diode.
In meiner Cmelak habe ich auch 2 Dioden in Reihe. Die Spannung liegt hier bei ca. 5,2V. Wobei ich den Akku aber auch nie voll ausschöpfe.

Tschüß
Knut

 

[mrbom123]

Hallo Knut, und Mitleser

Futaba und robbe haben mit Aufkommen der LiPo/LiFePo Empfängerakkus wohl ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der besagte Empfänger R617FS (und wahrscheinlich auch andere die ich aber nicht besitze) nur bis 6,0 Volt betrieben werden soll. Ob das wirklich technisch bedingt ist oder nur den Verkauf neuer Produkte ankurbeln sollte, kann ich natürlich nicht sagen, aber ich möchte aufgrund des teuren Modells (inzwischen >1000 Euro) lieber innerhalb der Futaba-Spezifikation bleiben.

Man findet auch Mitglieder in US-Foren die den Empfänger angeblich bereits über viele Flüge problemlos direkt mit 2S LiPos betrieben haben, aber sicher ist mir sicherer.

Von daher werde ich wohl auf 2 Dioden gehen. Früher hatten ja 4 NiCd/NiMH RX-Packs auch oft nur 4,8 bis 5,0 Volt, das war der Standard, und von daher müsste der Empfänger damit prima laufen; zumal ja bei meinem Setup auch keine anderen Verbraucher mehr am Empfänger hängen.

In gut einer Woche sollte Erstflug sein, wenn alles klappt. Zwischendurch den Kabelbaum noch fertig stellen, und dann kann ich auch mal konkret die Spannungen messen vor dem Erstflug. Werde berichten...