Regler BEC und Angstakku - die perfekte Lösung

[onki]

Hallo,

ich möchte hier mal meine Vorstellungen von einer perfekten Stromversorgungslösung im RC-Modell einbringen.
Ich persönlich halte von starren Doppelstromversorgungen nix mehr, weil sie mehr Aufwand bescheren und deren Sicherheitsgewinn doch mehr als überschaubar ist. Zudem werden mehr und mehr Modelle mit E-Motoren angetrieben und somit ein BEC immer attraktiver.
Einige Modelle betreibe ich aus Platzgründen ohne "Angstakku" und das klappt super weil auch die heutigen BEC sehr zuverlässig sind und hier noch zu viel aus der Vergangenheit auf die Gegenwart übertragen wird.
Wie sieht nun meine perfekte Stromversorgung aus. Ich bin ein begeisterter Anhänger des Jeti RC-Switch und möchte den in diese Überlegungen mit einbinden. Da diese Technik bei anderen Herstellern leider nicht möglich ist, ist das ganze etwas auf Jeti beschränkt, kann aber auch durch einen einfachen Schalter realisiert werden.
Als Haupt-Stromversorgung sehe ich das Regler HV-BEC (8V), weil die heutzutage zuverlässig und sehr kraftvoll sind.
Dieses wird durch den RC-Switch ein- und ausgeschaltet über ein TTL-Steuersignal (wie beim Mezon-Regler).
Dazu wünsche ich mir eine intelligente Weiche mit lediglich einem kleinen LiFePo-Angstakku. Der Unterschied zur nomalen Weiche ist der, dass der Angstakku bei BEC-Betrieb automatisch geladen wird damit dies nicht mehr separat zu tun ist. Solche Lösungen gibt es ja in ähnlicher Form schon allerdings jhaben die ein Problem, die können nicht zwischen abgeschaltet und ausgefallen unterscheiden. Hier käme der RC-Switch zum Einsatz den der entscheidet dies ja. Also gäbe es folgende Betriebszustände:

- RC-Switch ein und BEC liefert Spannung bedeutet alles OK und der LiFePo wird mit kleinem Strom geladen bzw. gepuffert.
- RC-Switch ein und BEC bringt keine Spannung bedeutet dass der LiFePo die Notversorgung übernimmt und ein Spannungsalarm im Sender erkennt die auf ca. 6.x V abgefallene Spannung.
- RC-Switch aus bewirkt das abschalten des Regler BEC und der Angstakku übernimmt die Standbyfunktion des RC-Switch (rund 50µA). Wer auf Nummer sicher gehen möchte kann den Angstakku natürklich nach dem Flugtag aus ausstecken aber 50µA reicht ne Weile.
Bei der CentralBox ist das schon fast so realisiert, nur wird der Angstakku nicht geladen.

Die Neuerung besteht in der Unterscheidung zwischen Normalbetrieb (laden), Notbetrieb und dem Standbybetrieb. Ich denke das lässt sich mit dem Backup-Guard so nicht realisieren oder mit dem OptiPower.
Das geht in die Richtung intelligente Weiche mit Master und Puffer-Eingang.

Was meint ihr dazu?
Falls das bei der generellen Elektronik besser aufgehoben ist bitte verschieben. Ich war mir nicht sicher.

Gruß
Onki

 

[PowerEDF]

Moin,

eine weitere sehr gute BEC Versorgung besteht m.M aus z.b. folgenden Komponenten :

BEC - Optipower BEC-GUARD - Optipower ULTRA-GUARD 430

http://www.world-of-heli.de/antrieb...bec-guard-plug-_-play-protection-oprbg00.html
http://www.world-of-heli.de/antrieb-elektro/bec/ultra-guard-430-back-up-solution.html

Grüße
Meinhard

 

[onki]

Hallo,

also mein Angstakku hat sich vergangenen Samstag mehr als bezahlt gemacht.
http://www.rc-network.de/forum/show...ektroversion?p=4273671&viewfull=1#post4273671

Gruß
Onki

 

[UweHD]

Wir nutzen einfach einen NiMH Akku parallel zum BEC, über einen Schalter getrennt. Die BEC-Spannung muss dann nur noch knapp unter die Ladeschlußspannung des NiMH gelegt werden und fertig.

Bei Reglern, die keinen Spannungsrückfluss über den BEC-Anschluss mögen (z.B. +T Regler), muss man dann entweder immer fleißig den Schalter bedienen oder zur Sicherheit eine Diode in die BEC Leitung des Reglers einöten.

 

[Knut]

Hallo Onki,

ja, der Antriebsakku meiner Alpina ist nach einem Zusammenstoß mit einem Kult, blieb wenigstens in der Familie, auch schon "abgesprungen". Der 4 Zeller Angstakku hat mir das Modell gerettet. Für den "Gegner" kam jede Hilfe zu spät.

Eine Frage: Wie wird Dein Angstakku geladen? Nur über die höhere Spannung des BEC? Das würde ich bei der Differenz für gefährlich halten.
Prinzipiell ist doch eine automatische Ladung überhaupt nicht erforderlich. Der LIFEPO hat kaum Selbstentladung. Falls der doch benutzt werden sollte merkst Du das über den Spannungsalarm.
Auch sehr kurzeitig sollte der nicht bei dem HV System einspringen. Falls doch, stimmt diese Spannungsversorgung nicht.

Tschüß
Knut

 

[onki]

Hallo Knut,

bei mir ist die Verwendung des "Angstakku" noch etwas kniffeliger.
Ich nutze das Jeti-System und habe dafür eine CentralBox 200 in meinem Modell. Die beinhaltet eine Weiche und somit wird der Akku (leider) nicht geladen.
Zudem verwende ich einen RC-Switch, das bedeutet ich schalte mein Modell über den Sender aus an mit dem RC-Switch. Der zieht in etwa 80µA im Standby was bei 1100mAh eigentlich gut ein Jahr reichen sollte.
Leider musste ich schon zweimal erleben, dass der Angstakku leer war und das Modell sich deshalb nicht einschalten lies. Ich hatte vergeseen, nach dem Flugtag den Angstakku abzuziehen und nach gut 2 Monaten war der Akku unverständlicherweise leer.
Daher würde ich mir eine Lösung mit Weichenfunktion sowie Ladefunktion wünschen. Das bedingt natürlich dass der Akkutyp des Angstakkus festgelegt werden muss für die Ladefunktion.
Ich habe 8V BEC-Versorgung und eine Alarmwarnung bei unter 7V Spannung. Das ist dann, wenn der Angstakku einspringt. Diese Meldung hatte ich vergangene Woche das erste mal gehört.
Mein BEC ist so (über)-dimensioniert, das der Angstakku wirklich nur im Notfall (BEC-Ausfall) zum Einsatz kommt. Das ist der Sinn einer Akkuweiche.
Es soll ja Kollegen geben, die eine Weiche zur Kaschierung einer unzulänglichen Akkudimensionierung heranziehen.
Meine Aufzeichnungen haben aber selbst bei den engsten und schnellsten Snapflap-Viereckloopings bei 200km/h noch nie eine Stromaufnahme von über 2A gezeigt. Ein weiterer Beweis dafür das die Stromaufnahme von Servos ein weithin überschätztes Thema ist.

Gruß
Onki

 

[Knut]

Hallo Onki,

ich habe schon verstanden, was Du meinst. Ich meinte nur, das eine Ladung des Angstakkus über z.B. die höhere BEC Spannung ohne Ladeüberwachung und Abschaltung nicht sinnvoll ist.
Bei der Differenz fließen schon ordentlich Ströme. Einerseits wird der Akku permanent überladen, zum anderen belastet es das BEC unnötig.
Ok., Du wünscht Dir das, die intelligente Ladefunktion, ich dachte, Du würdest es so machen.
Dann bleibt Dir nur das Abziehen nach dem Flugtag. Könnte man, falls der Flieger das hergibt, in Form eines eingeharzten Brückenstecker in der Fläche realisieren.
Man kann dann weder das an, noch das abstecken vergessen.
Diese ganze automatische Laderei des Backupakkus halte ich für nicht nötig. Diese Systeme mit kleinen Lipos sind zwar nicht schlecht, nur würde ich die äußerst ungern im Modell lagern wollen. Und rausnehmen nach dem Flugtag, kann es ja auch nicht sein.

Tschüß
Knut

 

[onki]

Hallo Knut,

letztlich wäre eine ähnliche Funktionalität wie bei einer USV meiner Ansicht nach wünschenswert.
Die puffert auch die Betriebsspannung eine zeitlang und alarmiert über den Stromausfall.
Nur das die Alarmierung einfacher durch Feststellen der geringeren Betriebsspannung abläuft.
Und daher verwende ich LiFePos weil mir die weitaus lieber sind im Modell als LiPos und nicht zuletzt wegen ihrer Spannungslage.

Gruß
Onki

 

[UweHD]

Hallo Onki,

ich habe schon verstanden, was Du meinst. Ich meinte nur, das eine Ladung des Angstakkus über z.B. die höhere BEC Spannung ohne Ladeüberwachung und Abschaltung nicht sinnvoll ist.
Bei der Differenz fließen schon ordentlich Ströme. Einerseits wird der Akku permanent überladen, zum anderen belastet es das BEC unnötig.

Moin Knut,

wenn du die BEC-Spannung knapp unterhalb der Ladeschlussspannung eines NiMH-Angstakkus setzt (sofern der Regler das bietet), dann fließen da weder hohe Ströme noch wird irgendwas überladen. Das funktioniert sehr gut, bislang keine Probleme. Natürlich sollte man den Akku nicht entladen anschließen, sondern gut vorgeladen.
Natürlich muss man nicht unbedingt den Angstakku puffern. Es hat aber seinen Charme, wenn man den Akku absolut wartungsfrei über Jahre hinweg im Modell verbauen kann.

 

[onki]

Hallo,

skizzieren wir doch mal kurz die möglichen Fehlerfälle auf um der Sache so herum nahe zu kommen:

1. Fall das BEC brennt durch und gibt die Akkuspannung voll durch (schlimmster Fall). Das würde den Heldentod der kompletten RC-Anlage (incl. Servos) bedeuten sowie den fast sicheren Modellverlust. Hier könnte eine geeignete Schutzschaltung mit Suppressordiode etc. Abhilfe schaffen und Überspannungen abfangen.
2. Fall das BEC brennt durch und wird niederohmig gegen Masse, Dann bringt ein parallel geschalteter Akku auch nicht viel weil der nach kurzer Zeit mit abbrennt. daher ist unbedingt eine Weichenentkopplung nötig um diesen Fall zu vermeiden.
3. Der Akku fällt aus (so wie bei mir) und das BEC liefert einfach keine Spannung mehr. Auch hier ist eine Weichenlösung nahezu unabdingbar weil BEC mitunter allergisch auf Rückwärtsspannung reagieren (ich hab da mit dem Mezon schlechte EWrfahrung gesammelt).

Gruß
Onki

 

[UweHD]

...
1. Fall das BEC brennt durch und gibt die Akkuspannung voll durch (schlimmster Fall). Das würde den Heldentod der kompletten RC-Anlage (incl. Servos) bedeuten sowie den fast sicheren Modellverlust. Hier könnte eine geeignete Schutzschaltung mit Suppressordiode etc. Abhilfe schaffen und Überspannungen abfangen.
2. Fall das BEC brennt durch und wird niederohmig gegen Masse, Dann bringt ein parallel geschalteter Akku auch nicht viel weil der nach kurzer Zeit mit abbrennt. daher ist unbedingt eine Weichenentkopplung nötig um diesen Fall zu vermeiden.
3. Der Akku fällt aus (so wie bei mir) und das BEC liefert einfach keine Spannung mehr. Auch hier ist eine Weichenlösung nahezu unabdingbar weil BEC mitunter allergisch auf Rückwärtsspannung reagieren (ich hab da mit dem Mezon schlechte EWrfahrung gesammelt)...

Ich habe eine Diode in der BEC Leitung, damit sollten nach meinen Verständnis Fall 2 und 3 abgesichert sein? Fall 1 bedeutet damit natürlich weiterhin den Totalverlust des Modells.

Das mit den Reglern kenne ich, die Graupner HoTT Telemetrieregler können Rückströme so überhaupt nicht leiden. Daher die Diode

 

[Knut]

Moin Knut,

wenn du die BEC-Spannung knapp unterhalb der Ladeschlussspannung eines NiMH-Angstakkus setzt (sofern der Regler das bietet), dann fließen da weder hohe Ströme noch wird irgendwas überladen. Das funktioniert sehr gut, bislang keine Probleme. Natürlich sollte man den Akku nicht entladen anschließen, sondern gut vorgeladen.
Natürlich muss man nicht unbedingt den Angstakku puffern. Es hat aber seinen Charme, wenn man den Akku absolut wartungsfrei über Jahre hinweg im Modell verbauen kann.

Hallo Uwe,

Ich lege meine BEC Spannung eher über die Ladeschlussspannung des Angstakkus, BEC-Spannung und Akku über Dioden entkoppelt.
Ich will natürlich über die BEC Versorgung fliegen und nicht über meinen Angstakku, was mehr oder weniger eintritt, lege ich die Akkuspannung unter die des BEC. Habe ich aber auch Jahrelang gemacht, als es nur BEC mit 5V Ausgangsspannungen gab. Der vollgeladene 4 Zeller Nimhi lag da ein Stück drüber.
Allerdings war das einer mit ausreichender Kapazität und störte nicht, so war eben das BEC der Notnagel. Bei recht kleinen Kapazitäten sehe ich das eher kritisch, das kann am Ende bei Ausfall des BEC dünn werden. Dazu kommt, gerade bei geringer Spannungsdifferenz, wo setzte ich eine sinnvolle Alarmschwelle wo ich merke das mein BEC im Arsch ist und ich über Akku fliege. Bei geringen Kapazitäten in so einem Fall fliege ich dann bis zum bitteren Ende. Deswegen tendiere ich eher zu deutlich unterschiedlichen Spannungslagen. Da ich eh kein Angstakkuautomatischladenverfechter bin, stören mich auch die Entkopplungdioden nicht. Diese ganze Angstakkupufferei, wie von machen gewünscht, funktioniert ohne sinnvolle Überwachung und Abschaltung nicht wirklich. Entweder es fließt überhaupt kein nennenswerter Ladestrom da die Spannungsdifferenz zu gering ist, bzw. gar keiner, da die Ladespannung noch niedriger wie die Ladeschlussspannung ist, oder ein viel zu hoher ist die BEC Spannung zu hoch oder der Akku leer. Letzteres belastet das BEC unnötig und schon den Akku nicht.
Im Falle von Onki, recht einfach. Beide Spannungsquellen über die Weiche (Dioden) entkoppelt. Hohe BEC Spannung, niedrige Angstakkuspannung.
Über Telemetrie sofort zu erkennen, falls was faul ist. Das vergessen abzustecken, halte ich für ein Kompfortproblem. Kontrollieren sollte man jeden Akku regelmäßig.

Tschüß
Knut

 

[Helihans]

Hallo,
kurze Fragen bzgl. den Dioden:
1. welcher Typ
2. in welche Leitung (+ oder minus)

danke vorab
Gruß Hans

 

[onki]

Hallo zusammen,

also eine Weiche mittels Dioden zu realisieren ist schon etwas altmodisch und verlustbehaftet.
Das geht wesentlich effizienter mit Komparator und nachgeschalteten MOSFETs.
In diesem Zuge würde ich eben eine zusätzlich Schaltung dort integrieren, die immer dann, wenn das BEC aktiv ist, den Angstakku auf einen gewissen Pegel lädt (so um die 90% der Gesamtkapazität, damit der Akku lange lebt), Die dort fließenden Ströme werden selbstredend geregelt, das ist ja auch kein Aufwand mehr.
Allzu kompliziert ist das nicht, es muss eben nur sichergestellt werden, dass diese Ladung nur bei aktiven BEC erfolgt. Diese Info gibt nunmal der Komparator. Wenn man ein Spannungsfenster setzt (Fensterdiskriminator) dann könnte im Überspannungsfall der BEC-Zweig auch abgeklemmt werden und der Notakku übernehmen.
Das alles selbstredend natürlich auch noch mit Strom- /Spannungssensoren überwacht. Nennen wir das Ganze mal eine asymetrische Akkuweiche. Ein LM5050 käme dem schon sehr nahe. Als Puffereinheit könnte am Schaltausgang eine zusätzliche Spannungsregelung eingesetzt werden und mit dem Shutdown-Eingang kann man bei Überspannung das BEC abschalten.

Normale Akku-Weichen werden weit verbreitet mit einem Paar identischer Akkus bestückt um Redundanz zu haben oder zur Kapazitätserweiterung. Das finde ich persönlich eigfentlich hinderlich und wenig sinnvoll. Auch hier würde ein großer, potenter Akku und ein (gepufferter) Notakku weitaus mehr Sinn machen. Dann wäre es auch egal ob ein BEC oder ein Akku die Hauptversorgung übernimmt, solange die Spannungsdifferenz hoch genug ist (LiIon und LiFePo - von LiPos als reine RX-Akku halte ich rein gar nix).

Von den Lösungen wo einfach ein Pufferakku an das BEC als Puffer gehängt wird, halte ich wenig. Es geht ja um die perfekte Lösung, nicht um irgendeine.
Zudem beschäftige ich mich nur noch mit HV-Stromversorgungen, weil dies die Gegenwart und Zukunft ist.

@Hans: Als Diode kannst du nahezu jede Schottkydiode verwenden, die den maximalen BEC-Strom aushält. Einziger Nachteil der Lösung ist der Spannungsabfall über die Diode.
So etwas in der Art ist schon eine Lösung https://www.voelkner.de/products/78707/Schottky-Diode-Byv-32-E-200.html
Ist eine Doppelkdiode mit der man auch eine Weiche realisieren kann.
Das Teil kommt natürlich immer in die Plusleitung, Anode an BEC-Ausgang.
Oder sowas als Einzelausführung:
https://www.voelkner.de/products/207006/Schottky-Diode-Sb-560-Dio-Do-201.html

Gruß
Onki

 

[Knut]

Hallo Rainer,

ich verstehe schon dein Anliegen. Ich frage mich bloß: Zu was das Ganze? In Zeiten wo der Angstakku tatsächlich noch ein Pufferakku für die damals eher schwächlichen BEC waren, ok. da wäre das eventuell sinnvoll gewesen. Wobei, mit der spärlichen BEC leistung auch noch den Akku zu laden auch nicht so toll.
Heute gibt es leistungsfähige BEC die Problemlos die Stromversorgung allein übernehmen. Hier geht es darum, wenn gewünscht, das Ausfallrisiko des BEC zu minimieren. (In 20 Jahren ist mir eines abgeraucht) Gut, ehe ich Blei durch die Gegend fliege, kann ich den Akku mitnehmen.
Die Kombi HV Versorgung und LIFEPO ist dabei genial. Normalerweise brauchst Du den Akku überhaupt nicht, und wenn merkst Du das sofort und solltest an Landung denken. Selbst wenn der LIFEPO dann nur noch 50% haben sollte, na und? Ab und kontrollieren schadet generell nicht.
Ich persönlich sehe in der automatischen Ladung nur unnützen Aufwand. Meine Meinung.
Nur weil Dioden schon älter sind, heißt das ja nicht, das es damit nicht mehr geht. Sie erfüllen einfach und sicher ihren Zweck auf einfachste Weise.
Klar kann ich alles aufbohren, nur warum? Was stört mich Heutezutage das bisschen Spannungsabfall ? Oft sogar gewünscht.

Tschüß
Knut

 

[onki]

Hallo Knut,

ich rede nicht von schwächlichen BECs sondern von aktuellen Modulen die min. 5A Dauerstrom oder mehr können und dauerhaft die Stromversorgung übernehmen.

Wäre mir nicht letzte Woche ein Antriebsakku abgeflogen, würde ich vielleicht weniger euphorisch von einem Notakku reden. Aber der ist nunmal eine Lebensversicherung für das Modell (und die braucht man ja auch hoffentlich nie). Zudem hab ich mit dem RC-Switch nunmal eine kleine, zusätzliche Dauerlast dran und daher auch der gepufferte Notakku.

Wenn es so eine Lösung gäbe, bräuchte ich mich gar nicht mehr um diesen Akku kümmern. Er wär dann einfach drin und gut.
Dazu dient ja letztlich der Fortschritt. Uns Arbeit abzunehmen.

Gruß
Onki

 

[UweHD]

...Ich lege meine BEC Spannung eher über die Ladeschlussspannung des Angstakkus, BEC-Spannung und Akku über Dioden entkoppelt.
Ich will natürlich über die BEC Versorgung fliegen und nicht über meinen Angstakku, was mehr oder weniger eintritt, lege ich die Akkuspannung unter die des BEC. Habe ich aber auch Jahrelang gemacht, als es nur BEC mit 5V Ausgangsspannungen gab. Der vollgeladene 4 Zeller Nimhi lag da ein Stück drüber. Allerdings war das einer mit ausreichender Kapazität und störte nicht, so war eben das BEC der Notnagel. Bei recht kleinen Kapazitäten sehe ich das eher kritisch, das kann am Ende bei Ausfall des BEC dünn werden...

Den Punkt verstehe ich nicht ganz.
Ich habe die BEC Spannung knapp unter die Ladeschlussspannung aber oberhalb der Ruhespannung des NiMH gelegt, d.h. bei funktionsfähigem BEC wird der Flieger natürlich nur über das BEC versorgt. Wenn das BEC ausfällt, dann bricht die Spannung des NiMH - unter Belastung und ohne BEC Pufferung - natürlich sofort so weit zusammen, dass der Spannungsalarm getriggert wird und die Telemetrie mir einen Ausfall des BEC meldet.

 

[Knut]

Hallo Uwe,

mein Fehler. Die BEC Spanung sollte knapp über der Ruhespannung des Akkus legen. Da hast Du Recht. Also beim 4 Zeller Ni.. knapp über 5,3 V.
Wenn die Spannung des Angstakku verträglich zusammenbricht mag das mit der Rückmeldung gehen. Meine brechen nur marginal zusammen.

Tschüß
Knut

 

[UweHD]

... Meine brechen nur marginal zusammen....

Ich habe so einen kleinen Akku, der leidet im Ernstfall ordentlich und der Wecker klingelt
Zum zügigen Landen sollte es dann aber immer reichen. Ist halt wirklich nur eine Rettungsleine, sowas wie ein Retungsboot auf einem Luxusdampfer.

 

[Erdie]

Dem ist noch anzumerken, dass NIMH Akkus ein geringen Dauerladestrom vertragen können solange sie nicht zu warm werden. Das ist bei der von Uwe beschreibenen Lösung auch gegeben. Mit Lipos würde das nicht funktionieren. NIMHs wandeln die überschüssige Energie in Wärme um. Bei ca. 1/10 C klappt das gut. Ich habe genau diese Lösung und das funktioniert jetzt schon ca 2 Jahre.
BEC steht auf 5,8V und nach der Diode bleiben dabei noch 5,6V übrig. Ein weiterer Vorteil ist die Pufferung des BEC unter Last durch den Akku. Es steht dann noch mehr Leistung zur Verfügung.