Moderne Sender - Betriebszeit - Akkuauswahl

Abbakus

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Hallo liebe Fernsteuer-Kollegen,

aufgrund eines "leeren" Graupner MC-26 Senders bei einem guten Freund stellt sich mir als Elektroniker die Frage, ob wir uns irgendwie im kritischen Bereich bewegen.

Hintergrund:
Wir nutzen drei Graupner Fernsteueranlagen mit MC-26 Sendern, um unsere in die Jahre gekommenen Microprop PCM Systeme dauerhaft abzulösen.

Von Anfang an sind wir irgendwie am Zweifeln, ob die angewandte Technologie mit lediglich 3,6V Senderakkuspannung "gesund" sein kann. Hatten doch unsere Altsysteme immerhin 9,6V bis randvoll geladen 12V zur Verfügung.

Aktuell hat einer unseren MC-26 Sender auf dem Flugfeld eine Unterspannungswarnung ausgegeben und damit den Flugbetrieb des Kollegen "beendet". In den als leer deklarierten Senderakku, einem Original-Graupner LiIon Nr. 33016.1 "1s4p/4000", konnten mit der richtigen Ladegeräte-Einstellung lediglich rund 2000 mAh eingeladen werden. Auch die Entnahme dieses Akkus über das Entladeprogramm endet bei weniger als 2000 mAh - also weniger als der halben vom Hersteller versprochenen Kapazität.

Aufgeschreckt durch diese Situation entnahm ich meinem erst wenige Monate alten MC-26 Sender den Akku, um diesen ebenfalls hinsichtlich Ladezeit und Kapazität einer Prüfung zu unterziehen. Verwendet wurde bei mir ein Ladegerät SkyRC D200, welches die kompletten Lade/Entladezyklen am PC aufzeichnen kann. Zu meinem Erschrecken konnte auch mein nur wenige Ladungen alter 1s2p (Graupner LiPo 1s2p/4000) mit lediglich rund 2300 mAh eingeladener Kapazität wieder weniger als 2200 mAh bis zur Entladespannung von 3,0V abgeben...

In einem nächsten Test wurde die Betriebszeit des Senders mit (m)einem randvoll geladenen 4000er LiPo überprüft:
Es ergab sich eine Betriebszeit von etwas mehr als fünf Stunden was eigentlich für einen Flugtag ausreichend sein dürfte.

Aber: Laut technischer Daten benötigt ein MC-26 Sender etwa 400mA / Std. an Kapazität. Hochgerechnet mit meinen gut 5 Std. "Entladezeit" bedeutet das, dass der getestete Sender ebenfalls nur etwas mehr als die Hälfte aus den 4000er Akkus entnehmen konnte bis die Unterspannungswarnung erfolgte.

Nun meine Fragen:

a) Haben unsere auf unterschiedlichen Technologien basierende Akkus ein Problem und erreichen nicht die versprochenen / ausgewiesenen Kapazitäten?

b) Erfolgt die im Sender eingestellte Unterspannungswarnung (Standard 3,5V) viel zu früh?

c) Sind sowohl die Ladeschaltungen im Sender als auch unsere ansonsten zuverlässig funktionierenden Ladegeräte mit der Ladung von Einzellern überfordert?

Ich bin unschlüssig was ich meinen Fliegerkameraden empfehlen soll, weil mir selbst diese Situation nicht aussagefähig genug erscheint.

Ich bitte um eine rege Diskussion, um die für uns optimale Lösung zu finden und bedanke mich im Voraus!
 
Bei der mz 18 wurde seinerzeit standhaft berichtet, dass diese Anlage eine schlechte Betriebszeit von wenigen Stunden haben solle.....und genau das wurde immer ungeprüft nachgeplappert.
In einem amerik. Forum oder Youtube wurde empfohlen, die Anlage einzuschalten, bis die "Warnung" käme und dann auszuschalten und die anliegende Spannung zu messen....ernsthaft, so einen Schmarrn veröffentlichten die tatsächlich.
Ich hab ein Zwischenkabel mit 2 Abgängen gelötet, einmal um die Spannung abzugreifen und zum anderen, den Strom zu messen. Die Senderabschaltung war dann mit kryptischen Einstellschritten ( keine Ausgabe der Spannung ) in dem Sendermenü anzupassen. Meine Tests zeigten eine sichere Laufzeit von ca. 11 Stunden, ursprünglich kam die Abschaltung nach 3 Stunden.
Vielleicht ist das auch für Euch der Weg. Wenn nur 2000 mAh eingeladen werden können, dann ist das dasselbe wie damals bei meiner mz. Unlogisch.
 
Erfolgt die im Sender eingestellte Unterspannungswarnung (Standard 3,5V) viel zu früh?
Nein. Die Entladeschlussspannung beträgt zwar 3,2 V aber die minimale Spannung für die IC's beträgt 3,3V, für eine entsprechende Reglung braucht man 3,4 V. Um etwas Reserve, z.B. beim Abstieg aus großen Höhen zu haben, sind 3,5V schon passend.
Was absolut nicht passt, ist der 4000er Akku für diese Anlage, dort wurde an der falschen Stelle gespart.
Man brauch, wie in der MC-28, einen 6000er Akku, wenn möglich noch höher.
 
Ich mache bei meinen Sendern immer folgenden Test.
Akku voll laden, dann Sender einschalten und mit einem Empfänger mit angeschlossenem Servo verbinden.
Alles laufen lassen und mit einer Uhr die Zeit stoppen bis die Warnung vom Sender kommt.
Dann weiter laufen lassen, aber alle 15 Minuten testen ob das Servo noch reagiert.
Das so lange laufen lassen bis das Servo ausfällt.
Damit weiß ich wann der Akku wirklich so leer ist dass die Verbindung nicht mehr funktioniert und ich weiß wieviel Zeit ich habe von der Warnung bis zum Ausstieg. Wichtig beim Flug wie schnell ich landen muss.
 
Hier kommt einiges zusammen -

- Zum einen altern auch die LiXX Akkus. Bei den sehr häufig in der Industrie genutzten (und daher recht gut mit technischen Dokumentationen versorgten) Lion Zellen der Baugröße 18650 geben manche Hersteller bereits nach 150 Zyklen einen Kapazitätsverlust bis runter zu ~90% der ursprünglichen Nennkapazität an. Und da ein Zyklus entweder eine Ladung oder eine Entladung sind, sind das 75 Nutzungen (Laden/Entl.)

- Durch die Alterung sinkt auch die maximale Ladespannung. Sprich die maximale Spannung, die beim oder kurz nach dem Laden erreicht wird, sind nicht mehr 4,2V sondern ggf. z.B. nur 3,8V.

- Der real nutzbare Spannungsbereich der Akkus liegt im Optimalfall bei 0,7V. Bei gealterten Akkus sogar weniger; bei dem (aus dem realen Leben genommenen) Beispiel mit 3,8V Ladeschlussspannung sogar nur 0,3V. Die aus dem Senderakku entnommene Kapazität ist also nur ein Bruchteil des technisch möglichen. Wie bereits richtig geschrieben, ist bei 3,5V die Sicherheitsgrenze. Es kann (und wird eine gewisse Laufzeit) funktionieren, weiter zu fliegen, aber das empfinde ich als unsicher. Etwas haben sich die Konstrukteure schon gedacht.

- Die Sender (mit Telemetrie und Sprachausgabe) haben nicht DEN einen konstanten Stromverbrauch.
Z.B. die GRP Hott MC-32 verbraucht rein beim senden ~570mA, mit Display ~670mA & mit Sprachausgabe steigt der Strom ggf. bis >1,2A (je nach Text - iiii's verbrauchen weniger als oo's) .

- Wen Du wirklich wissen willst, was der Senderakku dem Sender an Kapazität liefern stellen kann, lade den Akku voll und entlade ihn dann bei ~500mA Entladestrom bis zur Grenze von 3,5V. Das wäre eine realitätsnahe Kontrolle.

Als Konsequenz ist es am einfachsten, die Kapazität zu vergrößern. Das geht meist nur mit Eigeninitiative. Wir haben unsere MC-32 zuerst auf die schon genannten 18650 Zellen und später sogar auf die 21700 Zellen umgerüstet. Bei 3 Zellen parallel sind das theoretisch 3x5000mAh=15 Ah. Nutzbar ist da aber nur ein Bruchteil. Das Ganze braucht "nur" eine andere Batteriebox und den neuen Akku. Ist aber natürlich vom jeweiligen Sender abhängig, was geht und wie aufwändig es ist und ob sich schon jemand sich der Sache angenommen hat und einen Lösungsvorschlag parat hat.

Ausser den schmalen nutzbaren Spannungsband spricht nichts gegen die 1s Nutzung. Bei den 2s Anlagen muss man die Spannung wieder auf den gewünschten Wert runterbringen. Ja, dort kann man die Akkus weiter ausnutzen, da die nutzbare Spannung größer ist.

Die Hersteller müssen ja auch immer aufs Gewicht der Sender schauen. Sonst heisst es nur - ist der bleischwer.. Futaba z.B. hat eine Zeit lang mit recht kleinen Akkus gewerkelt, um das Gewicht niedriger zu kriegen. Aber zum Programmieren brauchte man ggf. 2 -3 Akkusätze bis man fertig war.

bye Alex
 
FrSky X18SE hat einen 2S 4000mAh Lipo verbaut, hält damit 12-15 Std, je nach Display Helligkeit.
Gewicht 847g (gemessen).
An den "Mehrkosten" für einen grösseren Akku kanns wohl nicht liegen ...m.M.
 
c) Sind sowohl die Ladeschaltungen im Sender als auch unsere ansonsten zuverlässig funktionierenden Ladegeräte mit der Ladung von Einzellern überfordert?
Mein Ultramat16S erfasst die LadeENDspanung nicht korrekt, wenn ich OHNE Balancerkabel lade. (Spannungsabfall am Ladekabel).
Man sollte zwar vermuten, dass durch den niedrigen Strom am Ladungsende der Spannungsabfall keine Rolle mehr spielt, aber das Ergebnis spricht dagegen. Wenn ich bei meinem selbst gelöteten 1S2P Akku mit zweitem Anschluss mit Balancerkabel lade, geht deutlich mehr rein.
Du kannst das ja mal mit eine einzelnen Zelle testen.

Gruß
Anton
 
Das kann ja nich der Grund sein, ist wohl nur deinerseits eine falsche Parole.
Meine Radiomaster hat auch den Stecker und kann darüber vollkommen problemlos einen 2S Akku laden.

LG
Thomas
 
Man hat sich einerseits deswegen dazu entschlossen, anderer seits hatte man bereits mit der iX Serie mit 1S Akkus Erfahrung gesammelt.

Zu deiner Radiomaster, wird die mit 5V (USB Standard) oder mit eigenem Netzteil geladen? Bei der neuen iX14 ist, ganz wie von der EU gewünscht, kein Steckernetzteil dabei.
 
@ Martin, die RM lädt mit beliebigem Handy Netzteil, oder der USB Buchse im Auto.

Und hinterher wird im Sender Display 8,xx Volt angezeigt :)

Thomas
 
@swoop USB kann bis zu 20V, wenn du dahinter noch einen Boost Konverter schaltest kannst du theoretisch unendlich in der Spannung hoch (auf jeden Fall weit jenseits des praktikablen). Für alles was mit 100W auskommt ist USB C eine gute Wahl, kannst ja heute die meisten Notebooks darüber laden, passendes Netzteil vorausgesetzt.

1S ist aus dem gleichen Grund kein Nachteil per se. Die heutige Elektronik braucht meist 3.3V, manche auch noch 5V. Je näher man da mit dem Akku dran ist desto weniger muss man im Nachhinein noch konvertieren. Und 1S hat den großen Vorteil dass man keinen Balancer braucht, was die Sache weniger fehleranfällig macht. Ob du jetzt drei 18650er in Reihe oder parallel schaltest ändert nichts an der zur Verfügung stehenden Energie - passende Lade/entladelimits vorausgesetzt.

LiIon Zellen sind meist Laut Hersteller bis 2.5V Entladeschlussspannung ausgewiesen, wobei so ab 3.0V nicht mehr viel Saft übrig bleibt und man mMn besser da das Limit setzen sollte.
3.5V Schwelle halte ich bei LiIon (nicht LiPo) als zu hoch/viel.

Frohe Weihnachten euch :)
 
Und da ein Zyklus entweder eine Ladung oder eine Entladung sind, sind das 75 Nutzungen (Laden/Entl.)

- Durch die Alterung sinkt auch die maximale Ladespannung. Sprich die maximale Spannung, die beim oder kurz nach dem Laden erreicht wird, sind nicht mehr 4,2V sondern ggf. z.B. nur 3,8V.
Kleine Korrektur:
Ein Zyklus (für "Kreis") ist einmal 100% Laden, einmal 100% Entladen, also bei 150 Zyklen wirklich 150 "Nutzungen".
Wenn der Akku nur 30% entladen wurde und dann wieder 30% rein kommen, sind das auch nur 30% eines Zyklus.

Meine LiXX Akkus lassen sich alle bis 4.2V laden, aber mit steigendem Alter/Nutzung brechen sie bei Nutzung schneller in der Spannung ein. Ist es das was du hier meintest?
Ausser den schmalen nutzbaren Spannungsband spricht nichts gegen die 1s Nutzung. Bei den 2s Anlagen muss man die Spannung wieder auf den gewünschten Wert runterbringen. Ja, dort kann man die Akkus weiter ausnutzen, da die nutzbare Spannung größer ist.

bye Alex
Stimme ich dir zu, außer dass man mMn genauso viel aus dem Akku raus bekommt.
Ob ich jetzt 3 Zellen in parallel auf 3.0V entlade oder 3 in Serie auf jeweils 3.0V (also 9V im pack), beide Male sollte ich bei 3.0V Zellspannung schluss machen, und habe beide Male dieselbe Menge Energie entnommen.

Zellen in Serie zu schalten ist mMn nur bei hohen Leistungen sinnvoll (niedrigere Ströme, weniger Widerstandsverluste), was wir bei (hierzulande legalen) Sendern nicht haben.
Und ja, ich betreibe meine Taranis Q X7 mit einem 3S pack, aber nur deshalb weil der Sender mit 1S nicht kann und ich nur 3 18650er Zellen ins Akkufach bekomme. Da ist das die optimale Nutzung des Bauraums :)
 
Der 1S Akku ist bei Graupner schon lange Standard und funktioniert. In gutem Akkuzustand ist die Laufzeit ausreichend aber halt nicht mehr, wird der Akku schwach gehts schnell nicht mehr lange genug. Ich hab eine MC20 u d eine MC26, eine wurde mit 4000er, eine mit 6000er (noch nicht der HV) Akku geliefert. Vor allem das ewige Aufladen, egal welches Ladegerät, mehr als 800mA gingen nicht hinein und das auch nur kurz. Unterm Strich immer gut 5h Ladezeit wenn der Alarm losgegangen ist. Ich hab mir aus 4x1000er Turingy Einzelzellen Ersatzakkus gelötet, die haben eine längere Laufzeit selbst als der 6000er und lassen sich schneller laden. Der aktuelle HV Lipo aus dem Graupner Sortiment soll sehr gut sein, einige im Verein sind auf jeden fall zufrieden.
 
Der 1S Akku ist bei Graupner schon lange Standard und funktioniert. In gutem Akkuzustand ist die Laufzeit ausreichend aber halt nicht mehr, wird der Akku schwach gehts schnell nicht mehr lange genug. Ich hab eine MC20 u d eine MC26, eine wurde mit 4000er, eine mit 6000er (noch nicht der HV) Akku geliefert. Vor allem das ewige Aufladen, egal welches Ladegerät, mehr als 800mA gingen nicht hinein und das auch nur kurz. Unterm Strich immer gut 5h Ladezeit wenn der Alarm losgegangen ist. Ich hab mir aus 4x1000er Turingy Einzelzellen Ersatzakkus gelötet, die haben eine längere Laufzeit selbst als der 6000er und lassen sich schneller laden. Der aktuelle HV Lipo aus dem Graupner Sortiment soll sehr gut sein, einige im Verein sind auf jeden fall zufrieden.
Hallo Georg,

Das deckt sich sehr gut mit meiner kurzen Erfahrung mit meiner noch recht neuen MC26.

Meine Freunde laden ihre etwas älteren Sender auf dem Weg zum Flugplatz - also eher sehr kurz.

Ich dagegen habe mir angewöhnt, den Sender über Nacht an den USB-Lader zu hängen. Das aber nicht vor jedem Flugtag, sondern eher alle 3-4 Flugtage. Ich habe den Akku auch am Automatiklader entladen und wieder voll geladen, weil einer meiner Freunde nach einem Unterspannungsalarm auf dem Flugplatz seinem Akku nur sehr wenig an Kapazität nachladen konnte. Auch beim nächsten externen Entladen und Aufladen mittels Automatik-Ladegerät hat der Akku nur einen Bruchteil der angegebenen Kapazität geliefert bzw. aufgenommen.

Der Hinweis von Grasshuepfer, dass manche Automatik-Ladegeräte Probleme mit 1s Akkus haben können, falls ohne Balancer geladen wird, deckt sich ebenfalls mit meiner Vermutung. Ich denke, dass über die manchmal dünneren Ladekabel die Spannungslage nicht immer richtig erfasst wird.
Sobald mir etwas mehr Zeit dafür zur Verfügung steht, werde ich mittels Adaptern einen meiner 1s Akkus mit einem Balanceranschluss laden und entladen, um zu sehen ob sich da ein Unterschied zum Laden ohne Balancer herausstellt.

Vielen Dank für die rege Diskussion, um mir einige Ideen näher zu bringen dass mit unseren 1s Sendern alles mit rechten Dingen zugeht und wie man den Betrieb damit etwas sicherer gestalten kann.

MfG, Peter
 
Die MHz Altsysteme hatten aber auch noch 500mW Ausgangsleistung, die 2G4 Sender nur mehr 100mW. ;)
Endstufenleistung, aber wegen schlechter Abstrahlung auch nur 100mW EIRP in die Luft.

Der Rest wurde großzügig in Wärme umgesetzt (z.B. in der Stabilisierungsschaltung für den Impulsteil oder im mit Kühlkörper versehenen HF-Endstufentransistor).

Grüße Stefan
 
Hallo, ich heiße Hans und bin neu im Forum. Ich fliege zusammen mit meinem Bruder in einem kleinen Verein. Wir haben zwei Fernsteuerungen Hott und Futaba. Hott Sender mit 1S und Futaba 2S Lipo.

Da wir beide Systeme im Einsatz haben fallen die Vor- und Nachteile automatisch auf.

Was das Laden der Akkus im Sender über die Lade-, bzw. USB-Buchse anbelangt funktioniert bei beiden Sendern gut.

Beim Schnelladen außerhalb des Senders liegt der Vorteil eindeutig beim 2S Lipo da man mit gleichem Ladestrom die doppelte Ladeleistung erreicht. Beide Akkus 1S und 2S haben einen maximalen Ladestrom von 2 A. Auch die Betriebszeit ist beim 2S System länger. Das liegt wahrscheinlich an dem niedrigen Stromverbrauch.

Das zu frühe Abschalten des Ladegeräts beim 1S Lipo umgehen wir, wenn’s pressiert, indem wir die Ladespannung auf 4,25 V anheben und die fehlende Strommenge manuell unter Aufsicht nachladen. Dabei kontrollieren wir natürlich auch die Akku-Temperatur.

Auch beim Gewicht und Preis hat der 1S Hott-Akku gegenüber dem 2S Akku mit gleicher Leistung keine Vorteile.

Ich nehme an, dass das alles eine Kostenfrage bei der Herstellung der Sender ist. Bei der starken Konkurrenz zählt wahrscheinlich jeder Cent.

Gruß Hans
 
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