Empfängerstromversorgung bei Scalemodellen

[Alex B]

Hallo Zusammen,

ich fliege eine Vario BK117 mit 1,6m Rotordurchmesser, SkyFox-Mechanik und elektrischem Antireb.
Der Empfänger wird über ein Emcotec DPSI SingleBat und einen 2S Lipo 2000mAh versorgt.
Um die Versorgungssicherheit zu erhöhen würde ich die Empängerstromversorgung gerne ändern.
Ich bin mir nur nicht ganz sicher, was für einen Heli in der Größe ratsam ist (Akkuweiche mit 2 Lipo's, Regler-BEC mit separatem Stützakku ...)

Deshalb würde mich interessieren, wie ihr eure Empfängerstromversorgung aufgebaut habt und würde mich freuen, wenn ihr sie hier posten würdet.

Vielen Dank und viele Grüße
Alex

[Husi]

Moin Alex,

in der Größe habe ich keinen Heli, darum kann ich nicht wirklich mitreden. Trotzdem würde ich dir gerne meine Gedanken dazu sagen.

Je wertvoller einem selbst der Heli ist, umso eher würde ich mich um das Thema kümmern.
- Eine zweite (vom ersten Empfängerakku) unabhängige Stromversorgung über eine (wie auch immer geartete Weiche) finde ich sinnvoll. Das dürft aus meiner Sicht sowohl ein zweiter Empfänger-Lipo, wie auch ein starkes BEC vom Regler sein.
- Gut und mit heutigen Mitteln einfach zu realisieren, sind Spannungs-, Strom- und Kappazitätsensoren an dem Empfängerakku. Sollte dort ein Wert die Alarmschwelle überschreiten, hört man das sofort und kommt eben unverzüglich zur Landung rein.

Die Sensorenlösung habe ich bei mir sowohl am Flugakku, wie auch am 2S Empfängerakku (jeweils mit Einzelzellenüberwachung).
Gut zugegeben, die Sensoren haben bei mir noch einen anderen Zweck.

Viele Grüße
Mirko

[acanthurus]

Hallo, Alex.

Das Thema Redundanz-Engineering ist für mich (beruflich) ein sehr wichtiger Aspekt. Sehr oft begegnet man dabei technischen Overkill-Lösungen, welche mindestens so viele NEUE Ausfallszenarien in die Fehlerkette bringen wie sie andere beseitigen. Das Thema ist auch bei den "manntragenden" (Heli und Fläche) ein ewiger Streitpunkt (Twin order single engine - was nützt twin wenn die EInmotorenleistung grenzwertig-bescheiden ist und der FLieger stark schiebend an der Überziehgrenze rumeiert und sich durchs 2. Triebwerk die Ausfallwahrscheinlichkeit verdoppelt).

Oft sind es gewisse "traditionelle" Aspekte, auf die man sich stürzt, und andere, wenigstens genauso mögliche Szenarien werden völlig ausblendet.
Das übliche Beispiel - Hast du eine vollredundanten Stromversorgung für deinen SENDER?

Für mich gelten die drei üblichen Kriterien

- VersagensMODUS (auf welche Art und Weise versagt ein Glied in der Kette? Ein NiMH versagt z.B. oft niederohmig, ein Li-Ion eher hochohmig)
- Versagenswahrscheinlichkeit (wie viele davon sind verbaut, wie wichtig ist jedes einzelne davon)
- Detektierbarkeit (vor und während des Fluges)

Am Beispiel der Senderbatterie aufgegriffen:

- Früher hatte ich da 6 NiMH-Akkus (MPX) drin, und einen manuellen Umschalter für einen kleinen Notakku. Wenn eine Zelle ausfällt, dann habe ich ggf. ne Restspannung um die 6V, bei der der Sender gerade so noch lief, Zeit genug, um umzuschalten und zu landen. Ich habe das auch tatsächlich mal gebraucht.
- später habe ich den Schalter durch ne automatische Akkuweiche ersetzt. Das ist EIGENTLICH kontraproduktiv gewesen, da ich a) die Detektion einem ausfallanfälligen Gerät überlasse und b) den Ausfall nicht unbedingt feststelle und einfach weiterfliege
- Inzwischen arbeite ich mit einer 2s2p-Li-Ion-Lösung. Da die Li-Ions fast immer hochohmig ausfallen (auch das habe ich erlebt) habe ich lediglich ein deutlich schnelleres leerwerden des Akkus zu befürchten, welches mir die Unterspannungsanzeige des Senders rechtzeitig meldet.

Aber um das OT mal zur Seite zu legen und die Empfängerseite zu betrachten: Meine Wunschlösung wäre folgende:

- Hauptversorgung aus dem Regler-BEC, denn die primäre Energiequelle soll klar definiert der Antriebsakku sein
- Stützlösung wenn irgendwie möglich mit einem 2s2p LiIon, welcher aber im Normalbetrieb allerhöchstens Spitzen abfangen soll und nicht regulär entladen wird

Sollte dies aufgrund der Spannungslage der LI-Ions nicht möglich sein, wäre als einfacher Weg eine 2s2p-Lösung an deinem vorhandenen SingleBat anzuschließen oder mit einer "echten" Weiche zu arbeiten. Die Ausfahlquoten dürften ähnlich liegen und die Detektierbarkeit ist da vielleicht etwas besser.

gruß
andi

[Alex B]

Hallo ihr beiden,

vielen Dank schonmal für eure hoch professionellen Antworten.
Es freut mich, dass ihr euch die Zeit genommen habt.

Vielleicht können wir ja auch beim nächsten Stammtisch mal darüber reden. Bringe wahrscheinlich meine BK mit.

@ Andi: Was verstehst du unter einer "echten" Weiche?
Sowas hier: http://www.powerbox-systems.de/d/powerb ... /start.php

Viele Grüße
Alex

[acanthurus]

Hallo, Alex.

Ja, das meine ich mit "echter" Weiche, im Gegensatz zu deiner emcotec, welche ja nicht Weiche sondern nur Schalter und Regler ist, und im Gegensatz zur 2p-Lösung, bei der zwar eine Redundanz da ist, aber die intakte Zelle ggf. über einen längeren Zeitraum von der defekten in die Knie gezwungen wird, also auch keine zellenunabhängigkeit besteht - also auch keine "Weiche".
Das von dir verlinkte Teil erfüllt zwar die Funktion, jedoch habe ich da immer so meine Zweifel, ob infolge der komplexeren Technik tatsächlich eine reale Sicherheitsverbesserung (im Sinne von MTBF=Mean Time Between Failure) erreicht wird.

"Ganz früher" hat man einfach 2 Akkus (4 Zellen NiCd) über zwei Schottky-Dioden zusammengeschaltet. Irgendwann hat jemand gemerkt dass das bei modernen, schnellen Digitalservos mächtig in die Hose gehen kann, weil die Generatorwirkung des bremsenden Servos recht hohe Spannungen im im Bus erzeugen kann, welche wegen der Dioden nicht durch den Akku "ausgebremst" werden.

Bei meinem letzten "Dickschiff" (Vario BenzinTrainer) hatte ich zuletzt (anno 2004 war Erstflug) nur einen einzelnen, SEHR DICKEN 4-zeller NiMH drin, welcher Messabgriffe für die Einzelzellen hatte ("Balanceranschluss" wenn man so will). Diesen habe ich dann doppelt verkabelt (2 Kabel, 2 Schalter, 2 verschiedene Einspeisepunkte), um gegen losgerüttelte Kabel und Crimpkontakte redundant zu sein.
Die Zellen wurden dann beim Laden einzeln überwacht. Ich behaupte mal ganz frech, diese Lösung hatte keine höhere Ausfallwahrscheinlichkeit als eine "moderne" Weiche mit Li-Akkus, welche i.d.R. deutlich weniger zyklen- und Abuse-fest sind als ein großer NiMH.

gruß
andi

[bzfrank]

Hallo,

Schaut euch mal die SmartDiode an, ich find das Konzept für ein Regler BEC / Stützakku LiIon/LiFePo4 System recht interessant:

http://rcelec.cyblord.de/doku.php?id=rc:aux1:aux1

Ansonsten bevorzuge ich das KISS-Prinzip: Bei Jive und YGE einfach einen 4S Eneloop parallel am Empfänger. Hat aber auch ein paar Nachteile: Man muss den Akku auch einstecken / anschalten (vergesse ich manchmal, tut ja auch "so"), man muss ihn hin und wieder pflegen und die Systemspannung ist dann auf 5.5V limitiert.

Gruß

Frank

[acanthurus]

Hi..

prinzipiell interessant, jedoch störe ich mich sehr an der "normalen" Diode vom Hauptakku zum RX.
Diese verhindert (wie bei der normalen Diodenweiche auch) im Normalbetrieb (Notstrom aus) eine Rückspeisung in den Akku, was bei manchen Servotypen zu erheblichen Überspannungen in der Versorgungsleitung führen kann (Generatorwirkung der Servos, da gab es vor Jahren einen gründlichen RCN-Thread dazu, u.A. http://www.rc-network.de/forum/archive/ ... 36197.html ; meine eigene Messungen haben bis zu 8V ergeben)
Der verwendete Endstufen-FET hat eine Freilaufdiode, welche ggf. eine Rückspeisung dieser Überspannung in die Notversorgung ermöglicht, aber ist das so schlau? Die unbelastete Notversorgung bekommt die Überspannung zu fressen, die der Hauptzweig im Normalbetrieb generieren könnte?
Man müsste ggf. den Hauptzweig ebenfalls mit einer "aktiven" Einschaltung versehen, aber dann leite ich wieder sämtlichen Strom im Normalbetrieb durch einen im Normalfall nicht notwendigen Halbleiter.
Macht es das ingsgesamt wirklich ausfallsicherer? Nicht meine Vorstellung von K.I.S.S.

So würde ich das Ding allenfalls bei kleineren Modellen und kleineren Servos einsetzen, und gerade da spare ich mir üblicherweise irgendwelche Weichen.

gruß
andi

[Crizz]

Zum Ausfiltern von Rückströmen kann man spezielle UL-ESR Elkos verwenden, z.b. http://www.hadi-rc.de/RxC4700 , gerade beim Einsatz von HV-Servos ist das Problem mit einigen Digitalservos ja länger bekannt. Damit ist eine Rückspeisung in die Quelle nicht erforderlich.

[acanthurus]

Yep, das kommt hin. Allerdings sollte man da großzügig dimensionieren, diese Dinger altern.
Da fällt mir siedend heiß ein, ich schulde Husi da noch n Excel-Sheet zu dem Thema, nen einfachen Dimensionierungs/Auslegungsrechner für Pufferelkos mit und ohne DIoden (wir hatten das Thema vor einiger Zeit per PN)

Wer ab und an bei RS einkauft kann sich da sehr schön die richtigen Anforderungen herausfiltern.. zum Beispiel 4700µF mit ESR<30mOhm
http://de.rs-online.com/web/c/passive-b ... 958173&m=1

gruß
andi

[John Heli]

Ich hatte das gleiche Thema in meiner Seahawk. Mir ist eine nahezu wartungsfreie Lösung wichtig, daher kam ein Backupakku nicht in Frage, der stets nachgeladen werden muss. Ausgangssituation: 2s 2000mAh Lipo mit dahinterliegendem BEC, das auf 6V mit maximal 15A reduziert.

Ich habe mir das Buffer-System von Linus verbaut, welches bei Microhelis im Vertrieb ist. Mit den drei 25mF CAPS und der verbauten R-Platine, die einen Rückfluss zum BEC verhindert, habe ich einen Puffer von ca. 40 Sekunden. Gewarnt werde ich von der Telemetrie, sobald die Spannung 0,2V unter die Standardspannung des BEC fällt. Die Warnung geht ca. 1 Sekunde nach Ausfall des BEC oder des LiPos los. Das System ist fest verlötet hinter sämtlichen Steckern der BEC-Stromversorgung.

[Sniping-Jack]

[Senf]
Ich bin kein Elektronik-Fachmann, aber ich habe nun "ein bisschen" Erfahrungen mit RC-Modellflug und ich habe mich NIE um Redundanzen, Rückströme oder gar Akkuweichen geschert. Und NOCH NIE ist mir ein Modell wegen Akkuschäden runtergefallen. In über 30 Jahren nicht ein einziges Mal und ich kenne auch niemand,
bei dem das NACHWEISLICH der Fall war. Ja, GEREDET wird ständig drüber. Aber bisher hat Nachbohren stets ergeben: Es könnte auch was anderes gewesen sein
und man darf davon ausgehen, dass dem so war. Wieso? Weil mir durchaus auch mal Modelle wegen Ausfällen runterfielen. Aber der Akku war nie der Grund, ausser
ich hatte ihn halt nicht aufgeladen. Aber da waren mal abgerissene Kabel, rausgerutschte (oder besser: nicht sauber reingesteckte) Kabel, oder das Billig-BEC eines
Reglers, etc, etc. Falls es doch der Akku war, dann nur deswegen, weil ich entweder seinen Zustand nicht geprüft hatte (vor Saisonbeginn) und trotzdem eingebaut (das berüchtigte "wird schon gehn..."), oder eben weil nicht geladen.

Kurzum: Das mit den Rückströmen mag so sein. Aber kann es eine moderne, normal aufgebaute RC-Anlage tatsächlich in die Knie zwingen? Man kann ja viel messen,
aber wer viel misst, misst meist auch Mist. Im Ernst: wenn die Rückströme als solches tatsächlich ein Problem signifikanter Relevanz wäre, wieso wird dies dann nicht längst als "Pflichtbauteil" wenigstens in größeren Anlagen feilgeboten? Oder als werbewirksames Feature im Empfänger, wo die Servos ja nunmal drinstecken?
Ich bin da immer noch skeptisch. Ich sehe hier definitiv die Hersteller in der Pflicht, dafür hzu sorgen, dass ihre RC-Anlagen "as it is", also ohne Bastellösungen seitens der Kundschaft, funktionieren. Punkt. Und bisher hat das in meiner Praxis auch funktioniert. Trotzdem: Ich will nichts wegdiskutieren. Doch falls da wirklich ein Problem lauert, erwarte ich, dass das von den herstellern geläst wird. Entweder dass die Servos nicht mehr rückspeisen, oder der Rest der Anlage eben damit klarkommt.

Ebenso skeptisch bin ich bei Reglern, deren BEC eine Stützlösung benötigt, um einen "ordnungsgemäßen Betrieb" zu sichern. Das ist doch eine Farce! Der Hersteller lagert die Verantwortung für die Betriebssicherheit seines Produktes einfach auf den User aus. Und wenn der Akku im Betreib kontinuierlich entladen wird, weil die Servos mehr ziehen als "gedacht" (das einfach aufaddieren der Lastströme der Servos macht ja doch keiner!), dann ist der kleine Stützakku im Notfall eben auch so gut wie leer und nicht wirklich eine Hilfe.

Mein Konzept sieht fast immer so aus:

- Wenn es keinen Antriebsakku gibt, ist der Empfängerakku ein ausreichend dimensionierter Eneloop oder ein überdimensionierter NiCd. In großen Seglern brauchts das gewicht sowieso.

- Reine Rx-Akkus mussen und werden regelmäßig gepflegt, bzw. vor jeder Saison jedesmal durchs Auffrischungsprogramm gejagt. Erst wenn danach wieder zuverlässig die volle Kapazität zur Verfügung steht, kommt der Akko in Einsatz oder wird eben ausrangiert.

- Kleinere Modelle mit LiPo-Antrieb werden fast immer direkt aus dem ReglerBEC gespeist, nachdem SICHERGESTELLT ist, dass die Digitalservos dieses nicht in die Knie zwingen. Und das OHNE ein "das hat doch immer schon so geklappt", sondern durch simples aufaddieren der Lastströme der Servos. Servos, die das nicht angeben, kaufe ich erst gar nicht - gelle, @SAVÖX! Jeder, der SAVÖX im Modell einsetzt, kann genausogut auch Würfeln, bzw. ist allein auf User-Berichte angewiesen. Und dass die immer zu 100% stimmen, wissen wir ja alle ganz genau....jau!

- Größere Modelle (spätestens ab Midi-Servo-Klasse) bekommen bei mir ein, oder gar zwei BECs. Weniger wegen Redundanz, sondern vornehmlich, um die erforderlichen Ströme bereitzustellen. Da bei mittleren und größeren meist 6-12 Zellen im Einsatz sind, braucht es HV-BECs. Bei BECs ist alles über 2s schon "HV". Das Turnigy-5/7,5 z.B. hat Gerd Diese, unser aller Elektro-Pabst, bereits vor Jahren getestet und für ausgezeichnet befunden. Und ausser den sehr guten Werten ist mir in all den Jahren nie was zu Ohren gekommen, dass eines versagt hätte. Ich selber verwende es selbst und ich habe nicht den geringsten Bammel, dass das gerät eher ausfällt, als es zum nächsten Kurzschluss zwischen meinen Ohren kommt. Das BEC kann bis 6s und 5A zuverlässig auf Dauer, über 30s bis zu 7.5A. bei größeren Kisten nimmt man zwei und koppelt es an je einen Akkupack und betreibt sie parallel, so dass man 10/15A zuverlässig bereitstellen kann.

- Bei Modellen ab Midi-Servogröße baue ich mir selbst eine kleine, aber höchst wirkungsvolle "Strombrücke". Schon 4 Digi-Midis können 4A Laststrom ziehen. Aber der eine Stromstecker im Rx ist nur bis 1,5A Dauer spezifiziert. Bei 3A wird er nachweislich heiß genug, um das Plaste zu verformen. Dass das im Rx nicht passiert, liegt an der meistens zu kurzen Dauer. Aber der schlechte Übergangswiderstand, der bleibt bestehen. Und so werden die sorgfältig nach Leistung ausgesuchten Servos halt kastriert und zu bestenfalls 2.klassigen Vertretern ihrer Art deklassiert. Im normalen Modell mag das unbemerkt belieben, aber ein Stabi "merkt" das vielleicht schon eher. Es muss noch nicht schlecht sein, das Ergebnis der Regelung, aber es könnte halt besser sein.


Mal Tachles: Der größte Feind des Modells ist doch immer schon dessen Pilot und seine menschlichen Fehler, die er jederzeit zu leisten bereit ist. Die meisten Ausfälle in der Modellelektrik passieren doch, weil die Anlage einfach nicht sauber eingebaut wurde, weil Bauteile nicht ordentlich dimensioniert wurden, weil Kabel durchgescheuert oder abvibriert wurden, weil Akkus vergessen wurden zu laden (denn deren schlechten Zustand merkt man ganz besonders dann nicht, wenn man Redundanzen einbaute, die aber nur Notbetrieb sichern! Man merkt nichts beim Rudercheck und startet. Kurz darauf ist die Notenergie verbraucht und BATSCH. Also was soll das ganze?), oder generell nicht immer wieder mal auf mögliche Schwächen getestet wurden, etc. etc. etc.

Fazit: Wer seine Anlage mit dem Nötigsten aufbaut, davon aber alle Teile von guter Qualität und ausreichend dimensioniert sind, der wird mit einer an Sicherheit grenzenden Wahrscheinlichkeit auch keinen Ausfall zu befüchten haben. Und anstatt sich Gedanken über möglicherweise nutzlose Extrabauteile zu machen, wäre wohl das Erstellen einer echten Preflight-Checkliste das Sinnvollste. Also nicht nur aus dem Kopf, weil man ja alle Punkte zu kennen meint, sondern wirklich auf einen ausgedruckten Zettel. Mach ich zwar nicht, sollte ich aber und bei so einem großen Modell erst recht. DAS, sowie die korrekte Auslegung und der saubere Einbau der nötigsten Komponenten bringt IMHO die größte Sicherheit.

Nachtrag: So ein großes Modell würde ich "durchtelemetrieren" und vor allem auch abgreifen, was so an Strömen fließt. Nicht nur zum Motor, sondern auch in der Empfangsanlage. Das kann dann be(un)ruhigen und ggf. Nachbessern einleiten oder eben Gewissheit über eine gesunde Anlage verschaffen.

Just m2c...
[/Senf]

[Sky_]

Hallo Alex B,

hol dir die PowerBox Gemini II und verschwende nicht deine kostbare Lebenzeit mit langen Forenzeiten.

Ich hatte die Gemini I in meiner ca. 10 KG (vollgetankt) Hughes 500D 5Blattler.
Gab damit nie Probleme. War aber nicht anders zu erwarten, da PowerBoxSystem erstklassige Qualität liefert.
Ach ja! Hab die Gemini I sogar ein einem 3D Heli veraubt, wo schon mal ordentlich Ströme geflossen sind. Ohne Probleme!
Die Gemini II wird da sicher nicht schlechter sein.

Also - kaufen, einbauen und fliegen gehen.

[Alex B]

Hallo Sky,
die Gemini macht einen echt guten Eindruck und ist auch preislich akzeptabel. Von den Leistungsdaten bin ich da bei meinem Modell auch auf der sicheren Seite. Hast du Lipos von Powerbox angeschlossen oder Fremdfabrikate?
@Jack:
nach deiner Methodefliege ich auch alle meine bisherigen Modelle und hatte noch nie Probleme. Was ich bisher nicht wusste ist, dass man auch zwei UBEC's parallel schalten kann.
Bei meiner BK wollte ich jedoch ein bisschen mehr Sicherheit als "nur" einen Lipo mit Dpsi Denn wenn mir das Modell viel Wert ist möchte ich auch bei der Stromversorgung entsprechende Sicherheit in Bezug zur Modellgröße. Auch und gerade in Bezug auf dein erwähntes "menschliche Versagen" (Akku vergessen zu laden). Mit zwei Akkus und Weiche ist da zumindest mein Gewissen erheblich beruhigt.

[Sniping-Jack]

Und Alex, schon gekauft?
Falls ja, viel Spaß und vor allem: VIEL GLÜCK, du wirst es brauchen!

[acanthurus]

Es gibt Leute, die das hier

verschwende nicht deine kostbare Lebenzeit

als -sagen wir mal- unhöflich interpretieren könnten. Schließlich gibt es Leute, die sich wirklich ernsthaft gedanken zu dem Thema gemacht haben - Gedanken, die weit über "Kauf das, bei mir tuts" hinausgehen.

Gruß
andi