Technische Grundsätze für die Stromversorgung der Empfangsanlage

Hier gilt die von jedem Ingenieur anerkannte technische Vorgabe, die über Allem steht:

 - Was nicht eingebaut ist kann nicht ausfallen -

Ohne Strom geht nichts....... Die Betriebs-Sicherheit von Empfangsanlagen erlaubt keine Kompromisse, jede unnötige Steckverbindung, jedes unnötige Kabel, jedes unnötige Elektronik-Bauteil,  jede unnötige Software reduziert die maximal mögliche Betriebs-Sicherheit.

Die Aufgabe ist, die Energie aus dem Akku mit den geringst-möglichen Verlusten und geringst möglichen Ausfall-Ursachen zum Empfänger und zu den Servos zu bringen.

Software in der Stromversorgung ist immer ein zusätzliches Risiko, deshalb ist die

software freie Stromversorgung anzustreben.

Generell empfehlen wir deshalb, egal welche Art von Stromversorgung:

Die Servos werden an die Empfänger angeschlossen !!!

Voraussetzung dazu ist natürlich ein Hochstromanschluss an den Empfängern, wie bei den großen ACT-S3D-Empfängern. Vor allem bei der Stromversorgung gilt rttm, reduce to the max. Alles was nicht wirklich gebraucht wird ist a) nur unnötig zu bezahlender “Schnick-Schnack” und unterliegt lediglich schönen Werbeargumenten, und b), verringert die mögliche Sicherheit.

Werden Akkuweichen verwendet, bei denen die Servos an der Akkuweiche angeschlossen werden, mag das vordergründig zwar funktionieren. Hier wird häufig nach dem Motto entschieden: Es haben alle, dann wird es schon funktionieren.... man verlässt sich also auf Andere.......

 Die Erfahrung zeigt aber, dass gerade durch die Mehrfachverarbeitung von Servosignalen, womöglich noch mit unterschiedlichen Ausgabezeiten,  es immer wieder zu Anpassungs- und Kompatibilitätsproblemen kommt, denn nicht jede Kombination von Servos und Zubehörteilen arbeitet ohne gegenseitige Störungen. Das Gefährliche dabei, ist, kaum jemand denkt dann bei Problemen an die Stromversorgung, wenn das alle so haben dann funktioniert das ja wohl auch, also muss ich da nicht schauen......  Das ist meist etwas zu kurz gegriffen, alle diese Probleme sind vermeidbar durch einfaches” Weglassen” .....

Das ACT-DSL-System minimiert solche Probleme, weil durch den direkten Hochstromanschluss die geringst mögliche Anzahl an Bauteilen, Kabeln und Steckern im Einsatz ist und bietet zusätzlich die Möglichkeit, viele Servos auf zwei Empfänger (und damit den Strom) zu verteilen. Damit können auch Hochstrom-Servos direkt an den/die Empfänger angeschlossen werden. Dieser ist an seinen Ausgängen optimal auf die möglichen Kombinationen an Zusatzgeräten angepasst, der Signalweg zum Servos ist der kürzest mögliche.

Auch sog. Impulsverstärker verstärken u.U. nicht nur die Impulse, sondern auch die Probleme.... Geräte, welche Rückwirkungen von Servos auf die Empfänger verhindern sollen, sind bei ACT DSL- und S3D-Empfängern ebenso unnötiger Aufwand. Hier sind intern entsprechende Vorkehrungen gegen all diese “Effekte” schon konstruktiv getroffen.

Spannungsregelungen (von 2xLipo 8,4V auf 6V) sind zwar manchmal nicht zu vermeiden, wir lehnen diese jedoch ab, denn dadurch werden die Ströme letztlich auf die Maximalleistung der Regelung begrenzt, diese sind einfach in den meisten Fällen zu schwach, und oft zu langsam. Das bedeutet, dass nicht die ganze Akkuleistung beim Servo ankommt, vor allem dann nicht wenn es dringend nötig ist......

Deshalb empfehlen wir entweder HV-Servos wie unsere XT-10BLSPLSHV, oder eine Versorgung mit LiFePo-Akkus und unsere LiFePo-Servos. Alle diese Lösungen benötigen keine Spannungsregelungen, das erhöht die Sicherheit und entlastet den Geldbeutel.

Daraus ergeben sich folgende Grundsätze für ACT Stromversorgungs-Produkte und Einrichtungen an Empfängern.

• Keine mechanischen Schalter, diese können Verschleißen
• Maximale Einsparung von Kabeln
• Ausreichende Leiterquerschnitte für heutige Servos
• Nur passiv arbeitende Akkuweichen ohne Software
• Keine Spannungsregelungen, diese begrenzen den Strom
• Anschluss der Servos immer am Empfänger, nicht über Weichenumwege
• Direkte Hochstromversorgung von Empfängern über Hochstromanschluss
• Betrieb mit 4,5V bis 9V ohne Einschränkungen

Mehr Infos dazu hier 
                                                                                                                                                                        

Für Industrie-Anwendungen gelten diese Regeln schon lange

Stromversorgung der Empfangsanlage mit Lipo-Zellen in Großmodellen

Was sich zunächst anhört als „ganz im Trend liegend“, ist bei genauerer Betrachtung nach wie vor ein Problem.

Der Wunsch, auch bei der Stromversorgung für Servos und Empfänger Gewicht zu sparen ist nachvollziehbar, weiß man doch, dass Lipo-Akkus sehr geringe Gewichte und hohe Energie-Dichte aufweisen. Wir geben aber zu bedenken:

3 physikalische Eigenschaften stellen ein Problem dar bei Verwendung von Lipo-Akkus für Servos (und Empfänger).

• Die Vibrationsempfindlichkeit. Bei unseren Versuchen haben wir die Lipos als Zündungsakku verwendet, nach ein paar Flügen hatten wir Zündaussetzer bis hin zum Totalausfall. Bei mehreren Lipos, auch bei optimaler Lagerung. Als Empfängerstromversorgung hätte das zu fatalen Folgen geführt.
• Die Unterspannungsempfindlichkeit. Wir können die Lipos bei dieser Anwendung ja nicht mit einer Unterspannungsabschaltung betreiben........ Bei der zyklischen Belastung von vielen, schnellen Servos bricht die Spannung sehr schnell (wenn auch nur kurzzeitig) ein unter den Minimalwert. An den Servos wird das nicht bemerkt, aber die Lebensdauer der Lipos ist dann schon sehr begrenzt und die Gefahr eines Ausfalls im Flug steigt.
• Die Temperatur-Empfindlichkeit der Lipos führt dazu, daß bei 0 Grad kaum mehjr 10-20% der Leistungsfähigkeit vorhanden ist. Mit niedriger werdenden Temperatur wächst der Innenwiderstand deutlich an.Der Betrieb von Lipos im Winter ist grenzwertig, bei Temperaturen unter 10 Grad C nimmt die Leistung und Belastbarkeit rapide ab.
• Die angebotene Lipo-Spannung von 3,7V zwingt zum Einsatz von 2 Zellen ->7,4V , welche dann wieder reduziert werden muß mit Spannungsreduzier-Elektronik auf 5-6Volt (Ausnahme Lipo-Servos). Jegliche Art von Spannungsreduzierung verbraucht Strom und Hochstromservos haben damit nicht die volle Leistung.

In unserem Artikel „Der Empfängerakku“ haben wir bereits darauf hingewiesen was passiert, wenn man schlechte bzw. „langsame“ Empfängerakkus einsetzt -> Die Servos entwickeln gar nicht die angegebene Leistung, im Notfall fehlt der Ruderdruck, die Servos sind langsamer. Stromspitzen, die beim Anlaufen von Servos notwendig sind, gelangen nicht zum Servo.

Genau das passiert auch bei Verwendung von falschen Lipo-Akkus mit hohem Innenwiderstand. Das gilt auch für die beliebten Eneloop-Zellen.  Der notwendige,  „schnelle“ Stromfluss wird verhindert,  zusätzlich begrenzt die Reduzier-Elektronik den Strom. Die bei der Reduzierung der Spannung entstehende Verlustleistung (erkannbar am  Kühlkörper solcher “Begrenzer”) ist verloren und steht den Servos nicht als Energie zur Verfügung.

Unser 3Meter-Modell benötigt schon im Stand bei Betätigen aller Ruder über 5A Strom, das bedeutet, dass im Flug unter Vibrations- und Ruderbelastung Ströme bis zu 30A, und in Spitzen bis zu 50A benötigt werden, und das zyklisch und kurzzeitig. Das wird für jede Regelung sehr schwierig.

Umgehung von Spannungsregelung
Wir haben dazu eine andere Lösung, die bei fast gleichem Gewicht und Kapazität höchste Ströme ohne Verlustbringer in kürzester Zeit direkt an die Servos liefert   -> LiFePo-Akkus, unsere LiFePo-Servos sind dafür ganz ideal

Wir verwenden bei Großmodellen mit bis zu 8 starken Servos 2xAkkus 1350mAh, (zusammen 2700mAh) an der Akkuweiche AW30,  damit können 5-6 komplette Flüge gemacht werden, einfaches Schnellladen auf dem Platz innerhalb 20 Minuten ist möglich.

Bei Modellen mit mehr als 8 Servos verwenden wir 2xAkkus 2100mAh, oder auch 3100m, das ergibt zusammen 4200mAh/6200mAh.  in gleicher Anordnung, damit können mind. 5 Flüge mit höchster Belastung durchgeführt werden.

Mit dieser Ausstattung sind auch keine Spannungsregler bzw. Reduzierer notwenig, die wieder nur die eigentlich vorhandene Kraft unnötig bremsen.  Es ergebe sich im Schnitt 5,9V Betriebsspnannug, und damit kann jedes Servo betrieben werden.

Aus unserer Sicht macht es wenig Sinn, einen 10.000l Öltank (Eneloop-Akku) im Haus zu haben, der nur eine kleine Flamme nährt, weil die Zuleitung so dünn ist (hoher Innenwiderstand). Die Flamme brennt dann zwar ganz schön lang, aber warm (Servoausschlag) wird es dann erst im Sommer.

Ist dies alles bewußt und werden entsprechende Maßnahmen getroffen,  können auch Lipos als Empfängerakku eingesetzt werden.

Als grobe Richtlinie gilt aber,  mindestens ein 2000mAh Akku und mind. Strombelastbarkeit C10 (also 20A Dauerstrom) muß der Lipo-Empfängerakku liefern können, dann ist er für Großmodelle “ schnell” genug.

Dabei empfehlen wir dann unsere 7,5V Servos, denn nur so wird keine Strombegrenzung (durch Spannungsregler) eingesetzt und nur so wird keine Energie “verbraten”.

Die Software freie Stromversorgung

Die DSQ-Hochstrombuchse an ACT-Empfängern und ihre Vorteile
Nimmt man das oben gesagte ernst und geht man ganz grundsätzlich so vor, dass Fehlermöglichkeiten immer an der Ursache und nicht an den Wirkungen beseitigt werden, dann ergibt sich automatisch, dass die Hochstromversogung der Servos nicht an zusätzlichen Externgeräten wie Powerboxen usw. erfolgt, sondern direkt am Empfänger über einen Hochstromeingang,  um zusätzliche Geräte und Kabel (Fehlermöglichkeiten) zu vermeiden. 

In den ACT-S3D-Empfängern wurde dies verwirklich mit der eingebauten Hochsrtrom Versorgungsbuchse DSQ.

Diese Buchse ermöglicht die direkte Stromzuführung zu den Servos mit einem Dauerstrom von 15A, 50A kurzzeitig (10sec). Damit sind auch 10 starke Servos optimal und sicher zu betreiben. Die Leiterbahnen zu den Servosteckern sind im Empfänger optimiert für mehr als 50A Strom, die Stifte der Servoausgänge werden frühestens bei ca. 50A warm.

Der Engpass liegt daher immer an den Gleitkontakten im Servostecker, nie an den Empfängerstiften oder den Leiterbahnen. Deshalb ist ein normaler Servostecker eben auch immer nur dafür geeignet, den Strom für 1 (ein) Servo zu liefern, nicht für einen Empfänger mit allen angeschlossenen Servos. Da sind bei guter Qualität max. 1,5A pro Stecker möglich, es gibt hier aber auch sehr schlechte Qualität. .

Alle diese Probleme sind mit der DSQ-Hochstrombuchse beseitigt, alle Servos am Empfänger werden mehr als ausreichend mit Strom versorgt ohne Spannungsverluste, und die Servos werden dort direkt und ohne zusätzliche Umwege angesteckt. Das minimiert den Bauteile-, Stecker- und Kabelaufwand, die Servos bekommen das Signal direkt und ohne Umwege.

Praxisbeispiele sind die beiden A-380 Modelle von Peter Michel und Reinhard Ötken (mehr als 70Kg). Bei diesen sind alle 32 Servos sind an den (4) Empfängern direkt angeschlossen, die Stromversorgung übernimmt unsere Akkuweiche 30A mit den DSQ-Steckern.

 

 

Aufwändige Powerweichen anderer Hersteller haben sich durchgesetzt, alleine deshalb, weil die Empfängerhersteller, warum auch immer, keine Hochstronversorgung am Empfänger zur Verfügung stellen. Da ist klar, wer ein System hat ohne Hochstromversorgung muss eine dieser Powerweichen einsetzen, da ist das durchaus sinnvoll.

Stromversorgung eines Empfänger mit vielen Servos an Empfängern MIT DSQ-Buchse
Die folgenden Möglichkeiten und Funktionen stellen alle ACT-Empfänger mit DSQ- und DSL-Buchse zur Verfügung:

Stromversorgung:
Die Stromversorgung wird direkt am Empfänger ermöglicht, indem der einzige Engpass, die Versorgung mittels JR-Stecker, durch ein Hochstrom-Stecksystem ersetzt wurde. Die Empfänger besitzen eine zusätzliche DSQ-Hochstrom-Buchse, über den 15A Dauerstrom (50A/10sec) fließen können. Dadurch können die Servos wieder direkt am Empfänger angesteckt werden, es steht jedem einzelnen Servo der volle Strom zur Verfügung, auch wenn alle 10 möglichen starken Servos gleichzeitig betätigt werden (im Diversity-Verbund halbiert sich der Strom je Empfänger).

 

 

DSL-Programmier-System im ACT-S3D-Empfänger ersetzt Magic-Boxen und Servoeinstellungen in Powerweichen
Diese durchaus bequemen Funktionen stellen die aufwändigen Powerweichen zur Verfügung. Allerdings eben immer erst nach dem Empfänger und dessen Signalverarbeitung. In Powerweichen wird jedes Signal immer noch einmal zusätzlich bearbeitet. Besser wird dadurch nichts, es sind häufige Kompatibilitätsprobleme mit Servos bekannt.

Im ACT-S3D-DSL-SYstem hat jedes Servo (bis zu 40 Servos) seinen eigenen, direkten Servoausgang am Empfänger. Und jeder dieser Servoausgänge kann separat eingestellt werden in Servoweg, Servo-Geschwindigkeit, Servolimit und Servolaufrichtung.

Freie und mehrfache Servozuordnung der Servoausgänge zu einzelnen Steuerfunktionen
Auch diese Funktion stellen manche Powerweichen zur Verfügung, allerdings im Vergleich zum DSL-System sehr begrenzt. Das ACT S3D-DSL-System arbeitet wie ein programmierbares, mehrfaches elektronisches V-Kabel. Es können einzelne Steuerfunktionen auf mehrere , oder alle, Servoausgänge am Empfänger verteilt werden, also z.B. 4St. Querruder-Servos auf 4 Empfänger-Ausgänge, am Sender wird dafür nur 1 Kanal benötigt (Beispiel rechts, 10 Servos für einen Kanal vom Sender). Das erhöht die Anzahl der möglichen Steuerfunktionen des Senders, es sind nun keine Sendekanäle mehr, jeder einzelne Kanal ist jetzt eine Steuerfunktion, unabhängig davon wie viele Servos damit angesteuert werden.

 

Servo-Rückströme
Wenn es diesen Effekt überhaupt gibt, dann würde er in den meisten Empfängern, die uns bekannt sind, schon durch eine Rückstromdiode verhindert.... Bei ACT Empfängern ist diese standardmäßig vorhanden. Die Dioden sind aber aus ganz anderen Gründen in die Empfänger eingebaut, dafür wird jedenfalls keine Akkuweiche mit dieser Einrichtung benötigt.....

Blitzableiter
Auch hier sind in ACT-S3D-Empfängern an jedem Servoausgang solche Ableiter eingebaut, diese schützen den Prozessorausgang jedes Servokanals. In anderen Empfängern ist das kein Standard.

Impulsverstärker
Dadurch, dass im ACT-S3D-DSL-System jedes Servo seinen eigenen Servoausgang hat, der nicht mehrfach belegt ist, sind bei ACT-S3D-Epfängern Impulsverstärker nicht notwenig, selbst wenn ein Kabel eine Länge von 3Metern hat.

Es entfallen bei Verwendung des ACT-S3D-DSL-Systems mit DSQ-Buchse:

• Sog. Magic Boxen, es gibt für jedes Servo einen direkten Servostecker
• V-Kabel oder sonstige Servoverteiler, die Servos können frei zugeordnet werden, auch mehrfach.
• Impulsverstärker, es gibt für jedes der bis zu 40 Servos einen direkten Servostecker
• Aufwändige Senderprogrammierungen, die meisten Funktionen werden einfach im Empfänger programmiert
• Überdimensionierte Power Weichen etc.
• Trennverstärker und Masse-Entkopplung
• Das ganze Gewicht dieser Zusatzeinrichtungen
• Das ganze Geld für diese Zusatzeinrichtungen
  
   
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Ein Negativ-Beispiel.....
 

  

Das Positiv-Beispiel...

Was ist wohl sicherer ?

Das Alles können Sie sich sparen, mit dem S3D-System

Zusammenfassung ACT-S3D-DSL-System
Mit der DSQ-Hochstrombuchse im ACT-DSL-Empfängersystem und einem S3D-Diversity-Empfängerverbund werden alle Möglichkeiten zur Steigerung der Betriebssicherheit von Flugmodellen in einem (1nem) System zusammengeführt, und das mit der geringst möglichen Anzahl an Bauteilen.

Die Empfangsqualität, bzw. Sicherheits-Reserve wird erheblich gesteigert, die Servos werden optimal mit Hochstrom versorgt, es werden erhebliche Mengen an Bauteilen und Steckverbindungen eingespart, dazu auch eine erhebliche Gewichtsersparnis und natürlich erheblich weniger Kosten.