Servostromverteiler mit Kurzschlusssicherung: Dimensionierung PTC-Sicherung pro Servo

TopSan

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Moin Gemeinde!

Da ich in meinen mittelgroßen Modellen mit kräftigen Servos den gesammelten Servostrom nicht über die Leiterbahnen im Empfänger laufen lassen will, baue ich seit Längerem simple Stromverteiler:
- 3polige Steckerreihe auf Streifenplatine, je 2 X 3 Pins pro Servo"kanal"
- nach je zwei Signalpins Leiterbahn unterbrechen, sodass immer ein Eingang und ein Ausgang entsteht.
- die Leiterbahnen für Plus und Minus dick, aber sauber mit Lötzinn nachziehen.
- am Ende ein XT30 oder MPX- Stecker für die Stromversorgung aus z. B. einer Jeti MaxBec 2D. oder direkt aus 2S LiPos mit Jeti DSC40 oder SPS20 als Schalter.

Halte ich für eine sichere und simple Lösung für mittlere Modellgrößen, die nicht unbedingt nach Powerboxen oder CB200/400 verlangen.

In der 88" - Extra ist mir vor einiger Zeit ein 24kgcm- Markenservo auf einem Querruder mit Rauch und Flamme ausgefalle. Habe das Modell so gerade eben noch zurück auf den Boden bekommen, bevor die damals verbaute DPSI Micro Dual Bat aufgrund der hohen Ströme ebenfalls zu qualmen begann.

Daher möchte ich in meiner neuen, wieder elektrisch angetriebenen Pilot-RC 3,1m Decathlon die Verteilerausgänge zu den 8 Servos (Werden Markenservos der 15-20 kgcm- Klasse werden) einzeln im Sinne eines Kurzschlussschutzes absichern.

Hatte dabei an je eine 6A PTC- Sicherung ESKA FRG600-16 gedacht.

Sollte doch eigentlich ausreichen oder was denkt Ihr (Gibt auch z. B. 8A)?
Nehme an, dass z. B. in der Jeti CB 200 etc. wohl ähnliches enthalten ist; dort wird von 6A ge? Oder würdet Ihr als Kuzschlussschutz eher die 8A- Variante wählen?

Mit bestem Gruß...

Frank

P.S.: Es geht um die Kurzschlusssicherung einzelner Servos, also bitte keine "alles unnötig/ passiert doch nie etwas"- Glaubenskriege...
 

Oxymoron

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Die von die genannte Polyfuse hat einen Abschaltstrom von I=10,2A (8A Variante: I=13,6A). Das sollte eigentlich ausreichend sein, zumal die Sicherung selbstrückstellend ist. Die 8A Variante wäre als reine Kurzschlusssicherung ebenfalls geeignet, diese hat zudem nur etwa den halben internen Widerstand (Ri<0.02 Ohm).
 
Hallo Frank,
was die CB200 angeht hast Du recht, das sind Polyfuses eingesetzt.

Der Einsatz dieser rücksetzbaren Sicherung ist eine gute Idee. Der einzige Nachteil der Polyfuse ist die hohe Temperaturabhängigkeit des Hold current (das ist der Strom bei dem die Polyfuse noch nicht auslöst).
Bei der Auswahl der Sicherung solltest Du wissen welchen Strom Dein Servo im worst-case ziehen wird und wie hoch die Temperatur im Bereich der Sicherung werden kann.
In der Spezifikation findest Du ein entsprechendes Diagramm (Thermal Derating Curve) welches diese Abhängigkeit zeigt.

Gruss
Gerhard
 

TopSan

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Moin Gerhard und Oxymoron!

Besten Dank für Eure Hilfe, damit komme ich weiter!
Freue mich, dass ich schon in die richtige Richtung gedacht habe. Werde am kommenden Wochenende wohl etwas Zeit finden, den Verteiler zurecht zu löten.

Mit Blick auf die Diagramme werde ich drei 6A- Typen (für die etwas schwächeren Servos auf HR und SK) sowie 5 8A- Typen für die kräftigen Servos auf QR, SR und Klappen einsetzen.

Werde zurückmelden, wenn fertig gelötet!

Mit bestem Dank...

Frank
 
Hallo Frank,
welche max. Ströme ziehen Deine Servos im "Normalbetrieb"?

Wenn Dir 4A reichen und Du Dir zutraust SMD-Bauteile zu verlöten dann würde ich mal sog. eFuses in Betracht ziehen.
Deren Abschaltverhalten ist wesentlich genauer definiert und die haben außerdem noch ein paar nette weitere Features.

Hier mal ein Link zu einem der Hersteller: https://www.st.com/en/power-management/e-fuses.html

Gruss
Gerhard
 

S_a_S

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Hallo Frank,

Polyfuses sind in erster Linie Leitungsschutz und reagieren recht träge. Eventuell noch einsetzbar, um das Abrauchen eines Akkus zu verhindern (da kann es auch vorkommen, dass sich die Polyfuse bei einem satten Kurzschluss zerlegt). Aber auch wenn sie ausgelöst haben, fließt ein Reststrom, der die Sicherung "warm" hält, macht also nicht spannungsfrei.

Richtig dimensioniert lässt sich damit beim Abrauchen eines Servos die Restelektronik aufrecht erhalten. Ist es zu knapp, kann auch ein blockiertes Servo für den Rest des Fluges aus bleiben. Zu großzügig kann bei einem Defekt lange genug Strom fließen und z.B. 50W in der Servoelektronik oder Kabel verheizen, was zum Brand, aber nicht zur Abschaltung führt.

Grüße Stefan
 

Oxymoron

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Wenn die auslöst, fliesst garantiert kein Strom mehr!
... und das betreffende Servo bleibt in der letzten Position bis zum Crash. :rolleyes:
Es ist ja gerade der Vorteil der Polyfuse, dass diese Sicherung sich nach einer Auslösung (z.B. durch Überlastung) wieder einschaltet, sofern der Strom wieder im Limit ist.
Wenn schon Schmelzsicherung, dann unbedingt s.g. Anti-Surge Typen verwenden!
 

Genie

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Es gibt auch schon ein fertiges, leichtes und mehr als preiswertes Stromboard von ( Master 1866 ). Suche mal nach Stromboard und nimm Kontakt zu Master 1866 auf. Für den Preis brauchst du den Aufwand nicht mehr zu betreiben, denn alle deine Wünsche sind in dieser Platine bereits erfüllt.

Gruß Ralf
 

TopSan

User
Moin Gemeinde!

Schmelzsicherungen möchte ich nicht einsetzen.
Vielleicht etwas genauer definiert:mir geht es nicht um den Schutz des eventuell defekten Servos; das soll von mir aus rauchen und sterbenm wenns in meinem schönen Flieger nicht mehr arbeiten will ;)

Mir geht es angesichts der beschrieben Erfahrung viel mehr um den Schutz des "Rests", sprich: dass mir nicht noch einmal ein rauchendes Servo das Modell beinahe vom Himmel holt, weil es mir durch seine brennwertsteigernde Stromaufnahme die Spannung an RX und den anderen Servos herunter zieht.

Die Efuses schaue ich mir gleich mal an, besten Dank für den Hinweis.

Ebenso besten Dank für den Hinweis auf die Verteilerplatine von Master 1886; habe sie gefunden und ihn vorhin gleich per PM angesprochen.

Mit bestem Dank,

Frank
 
... und das betreffende Servo bleibt in der letzten Position bis zum Crash. :rolleyes:
Es ist ja gerade der Vorteil der Polyfuse, dass diese Sicherung sich nach einer Auslösung (z.B. durch Überlastung) wieder einschaltet, sofern der Strom wieder im Limit ist.

Wenn ein ausgefallenes Servo bei dir irgendwann wieder funktioniert, OK.
So wie ich es verstanden hab, gehts um ein Servo, das "abgeraucht", vom Rest zu isolieren, dass nicht alles ausfällt.
Dafür eignet sich eher eine Schmelzsucherung!
Ein Servo mit irgendwelchen Strombegrenzern vor "Überlastung" schützen zu wollen ist Unsinn!!
 
Stromboard

Stromboard

Hallo,
ich melde mich hier auch mal kurz zu Wort. Ich habe das Stromboard entwickelt, dass hier im Forum und bei uns im Verein bereits von einigen Leuten genutzt wird.
Das Board erfüllt letztlich verschiedene Funktionen:

1. Doppelstromversorgung: 2 Dioden ermöglichen eine einfache Doppelstromversorgung bei der immer der Eingang genutzt wird, der die höhere Spannung hat.
2. Rückspeisung verhindern: Ist ein BEC angeschlossen verhindern die Dioden, dass Rückströme von den Servos ins BEC zurückschlagen, wodurch das BEC kaputt gehen kann.
3. Spannungsversorgung der Servos: Die Servos bekommen ihre Spannung/Strom direkt über das Board sodass der Servostrom nicht über die Leiterbahnen im Empfänger geht
4. Pufferkondensator: Um Stromspitzen zu glätten ist ein Pufferkondensator verbaut, der die kurzen Stromspitzen glättet, wodurch ein angeschlossenes BEC nicht so stark belastet wird.
5. Einzelabsicherung der Servoausgänge: Das Board hat 12 Servoausgänge wobei jeder Ausgang durch einen Polyswitch abgesichert ist. Der Polyswitch hat die Aufgabe bei einem Servo-Kurzschluss das Servo von der Stromversorgung zu trennen. Dadurch wird die Stromversorgung für Empfänger und Servos weiter sichergestellt.

Der Polyswitch hat 2,6A was sich erstmal wenig anhört. Es handelt sich dabei jedoch um thermische Sicherungen. Sieht man sich die Auslösecharakteristik im Datenblatt mal an, ist zu sehen dass die Sicherung beispielsweise erst bei 8A über 5 Sekunden auslöst oder 30A über 100ms. Unsere Servos können zwar kurzzeitig hohe Ströme ziehen aber nicht über einen längeren Zeitraum. Bei 8A über 5 Sekunden brennen schon fast die Servostecker oder das Servokabel.
Fakt ist im Fehlerfall fließen kurzzeitig deutlich mehr Ampere was zu einer schnellen und zuverlässigen Abschaltung des Servoausgangs führt. Vorraussetzung ist natürlich ein leistungsstarkes BEC / Akku. Bei einem 3A China-BEC wird das System natürlich nicht funktionieren. Bevor die Sicherung auslöst brennt wahrscheinlich das BEC ;)
Ein 10A Keto-BEC reicht aber aus dass bei einem Kurzschluss der Servoausgang so schnell getrennt wird, dass das BEC nur kurzzeitig um 0,3V einbricht. Empfänger und alle Servos laufen dabei ohne Probleme weiter.

Das Stromboard funktioniert und bietet ausreichend Reserven. Es wird derzeit zb. auch von Leelander in einer 104" Edge und 7x40Kg Servos genutzt ohne Probleme im 3D. Einziger Nachteil, durch die Dioden ist die Ausgangsspannung zu den Servos ca.0,3V niedriger als die Eingangsspannung.

Bei Fragen einfach melden.
 

TopSan

User
Moin Marcel!

Das klingt mal richtig klasse, besten Dank für die Infos!

Ich rufe Dich heute Abend dann an, sofern ich dann auf dem Weg von Solingen zurück nach Borkwalde nicht immer noch im Stau stehe...

Mit bestem Gruß...

Frank
 
"Überlastung" gibt es nicht bei einem Servo!! Es sei denn er läuft ständig auf Block oder es wurde hoffnungslos unterdimensioniert...
Kurzschluss/abrauchen durch irgendwelche Umstände gibts mal, ja.
Aber jeder soll und darf einbauen was er will! Mir ist noch nie ein Servo "abgeraucht". Glück gehabt :D
 
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