Das Power Servo-Duo von SAVÖX

SV-1280SG und SB-2290SG

von Gerd Giese.​


Eine Modellbaumesse, besonders die PROWING, wirkt immer inspirierend auf mich. Viel Interessantes zeigte auch diesmal wieder der Stand von RC-DOME. Deren Produkte konnte ich ausgiebig begutachten und hinterfragen. Besonders die Power-Servos von SAVÖX weckten sofort meine Neugierde. Ich möchte Euch zwei SAVÖX Servos (SV-1280SG und SB-2290SG ) der 20 mm Power-Klasse vorstellen.

5X9A0442CHASERVO.jpg


Die beworbenen Eigenschaften

Beide Digital-Servos (in 32-Bit-Technik → 2.147.483 647 Schritte) sind in die Oberklasse einzustufen weil deren Leistungsdaten und Abmessungen die Attribute dafür bilden. Das SV-1280SG wird von einem kräftigen und beschleunigungsstarken Glockenankermotor angetrieben. Das SB-2290SB nutzt dagegen einen mehrpoligen Brushlessmotor. Der Brushlessmotor ist gegenüber einem Glockenankermotor nahezu verschleißfrei. Er baut kleiner bei gleicher Leistung, liefern dazu ein höheres Drehmoment, ist ebenso reaktionsschnell und das bei einem höherem Wirkungsgrad. Beide Servos nutzen ein Präzisionspotentiometer zur Positionsbestimmung.

Ein besonderes Augenmerk wurde auf die Haltekraft um die Solllage gesetzt, auch hier setzten diese Servos neue Maßstäbe und lassen sich nur mit roher Gewalt aus der Ruhe bringen (was mein Test auch bestätigte). Natürlich besitzen beide Servos auch einen Soft-Start, der die Servoposition nach dem Einschalten langsam in die gewünschte Nullstellung bringt, um die Ruderanlenkungen zu schonen.

Deren hochwertige Ausstattung, wie das stabile Stahlgetriebe (kein Kunstoffrad dazwischen), die dreifache(!) Kugellagerung (eines am Antriebsmotor und zwei an der Abtriebsachse) und dazu ein robustes Aluminiumgehäuse mit hoher Wärmeleitfähigkeit. Das zeichnet Servos aus, die für lange Standzeiten geschaffen wurden, auch wenn es mal „rauer“ zur Sache geht.

Die drei verschraubten Gehäuseteile passen sehr formschlüssig ineinander. Dadurch wird eine gewisse Dichtigkeit gegen Schmutz und Feuchtigkeit garantiert. O-Ringe an den Schrauben oder Gummidichtlippen zwischen den Gehäuseschalen fehlen aber.


Die technischen Daten
Breite [mm]20,2 / 20,2
Höhe [mm]38,2 / 38,7
Länge [mm]40,3 / 40,3
Gewicht [g]76 / 81
Spannungsbereich [V]4,8 – 8,4 / 4,8 – 8,4
Stellzeit 8,4V / 60° [sek]0,12 / 0,11
Stellkraft 8,4V [kg*cm]55 / 70
Ansteuerfrequenz [Hz]Ansteuerfrequenz bis zu 333
Mittenimpuls [ms]1,52
Hochvoltfähig [V]8,4
AnwendungsempfehlungHubschrauber, Flugzeug, Auto, Boot
MotorartGlockenankermotor/Brushlessmotor
Abtrieb Zähne (Anzahl)25 / 25
Kugellager (Anzahl)3 / 3
GetriebeartStahl / Stahl
GehäuseartVollmetall/Vollmetall
KlassifizierungStandard/Standard
VK [€]107,90 / 139,90
Bezugwww.rc-dome.de


Stellvertretend die Bilder des SB-2290SG, da sich das SV-1280SG nur durch die Elektronik unterscheidet.

5X9A0430CHASERVO.jpg




Beim Zubehör hat SAVÖX nicht gespart. Neben den standard Kunststoffhebeln, den Befestigungsschrauben und Befestigungsdämpfern liegt ein sehr stabiler Schmetterlings-Alu-Hebel bei. Die Klemmung mit dem Servoritzel ist doppelt verschraubbar. Wer die volle Leistung dieser Servos nutzt, sollte ausschließlich die Alu-Hebel benutzen.

5X9A0444CHASERVO.jpg


Die Getriebe sind robust, sehr gut gefettet und absolut spielfrei. Das dritte Kugellager befindet sich unter dem Zahnrad auf dem linken Bild oben. Also direkt über dem Antriebsmotor (ein Schnittbild dazu ist auf der Homepage von RC-Dome).



5X9A0443CHASERVO.jpg


Der Blick auf die Steuerung des Motors zeigt Elektronik im Industriestandard. In der Mitte der Prozessor und rechts drei Leistungsfets zur Ansteuerung des Brushlessmotors. Man findet keine frei liegenden Drahtverbindungen, alles ist direkt mit der Platine verlötet. Das Servokabel ist am Gehäuse zugentlastet und knickgeschützt. Die Servokabel zur Platine (links neben der Platine erkennbar) sind zusätzlich mit (vermutlich) Silikon fixiert.


In eigener Sache

Mittlerweile habe ich meine Testausrüstung mit einem elektronischen Drehmomentmessgerät (Digital Torque Meter HP-100) aufgestockt, weil diese starken Servos ein derart hohes Drehmoment erzeugen, dass reproduzierbare Ergebnisse mit einer Zugwaage kaum möglich sind. So bin ich nun in der Lage, die Drehmomente der Servos bis auf 1000 Ncm (10 Nm) exakt und reproduzierbar zu erfassen!

Die Geschwindigkeitsmessung ermittle ich mit dem Scope (Datensichtmessgerät). Damit lasse ich mir die Beschleunigungs- und Bremsstromspitzen des Servomotors im Millisekundenbereich anzeigen. Wer Näheres dazu erfahren möchte, kann hier mehr Infos zur Geschwindigkeitsmessung nachlesen: Magazinbericht

Das Auflösungsvermögen definiere ich wie folgt: Sofern die erste reproduzierbare Servoarmbewegung (mit 7 cm verlängertem Hebel) zu beiden Seiten erfolgt, ist das mein Referenzwert der Auflösung. Einmal bei Mittenstellung als auch bei +/- 30° abweichend von der Mittelstellung (120° / 60°).

Die Temperaturdrift erfolgt zwischen 5°C bis zur Raumtemperatur von 22°C.

Die Spannung liefert ein stabilisiertes Netzteil. Als Versorgungskabel (0,5 mm²) nehme ich ein möglichst kurzes Y-Kabel. Zum Messen des Servostroms nutze ich ein Messshunt von 0,1 Ohm und schalte ihn in die Servo-Plusleitung.


Nun zu den Fakten

Messdaten zum SV-1280SG / SB-2290SG
Messungen
Messdaten
Bemerkungen
Gehäuseabmessungen l x b x h [mm]​
40,3 x 20,2 x 38,2 /
40,3 x 20,2 x 38,7​
nur Gehäusemaße,
sehr maßhaltig
Gewicht [g]​
76 / 88​
Powerservos in der
20 mm Oberklasse
Kabellänge [cm], JR-Kontakte​
19 / 19 , vergoldet​
gummierte Kabel, sehr flexibel
Softanlauf​
ja / ja​
softes Anlaufen der Neutrallage
Messspannungen [V]​
6 und 8,4​
stabilisiertes NT mit kurzen
V-Kabel, 0,5 mm²
Mitte (neutral) bei 90° [ms]​
1,52 / 1,52​
ideal wären 1,5 ms
Maximale Ansteuerfrequen [Hz]​
333 / 333​
sehr schnell, Hubschrauber/Gyro geeignet
Minimale Arbeitsspannung [V]​
3,4 / 3,4​
Angaben deutlich unterschritten
Stellwinkel von 1 bis 2 ms [°]​
90 / 90​
120° nur mit voller Trimmung
Leerlaufstrom 8,4 V [mA]​
13 / 45​
sehr niedriger und
leicht erhöhter Leerlaufstrom
Stellzeit an 6 V [ s ]​
0,14 (4,5 A und 6,5 A) /
0,15 (5,5 A und 8,5 A)​
(Beschleunigungsstrom- und Bremsstromspitze)
Stellzeit an 8,4 V [ s ]​
0,12 (4,8 A und 8,2 A) /
0,11 (6,6 A und 12,5 A)​
(Beschleunigungsstrom- und Bremsstromspitze)
Auflösungsvermögen [ms]​
0,004 / 0,005​
reproduzierbare Bewegung
des Servoarms
Positioniergenauigkeit
bei 10 Ncm und 8,4 V​
keine Abweichungen​
mit dem Alu-Servoarm gemessen
Maximales Drehmoment 6 V [Ncm]​
380 (4,4 A) /
440 (5,5 A)​
(maximaler Strom im Haltemoment -> Blockkierstrom)
Maximales Drehmoment 8,4 V [Ncm]​
540 (5,6 A) /
710 (8,2 A)​
(maximaler Strom im Haltemoment -> Blockkierstrom)
Spannungsdrift von 6 – 8 V​
keine​
nicht messbar
Temperaturdrift von 5 °C bis 22 °C​
keine​
nicht messbar



Messdatenerläuterungen

Die Servos vertragen eine hohe Ansteuerfrequenz mit bis zu 333 Hertz [Hz], so dass sie auch sehr gut für die Gyro-Systeme im Hubschrauber geeignet sind.
Die Neutralstellung ist bei beiden Servos sehr exakt auf 1,52 ms Impulslänge abgestimmt. Der Servoarm steht dann 90° senkrecht gegenüber dem liegenden Servo.
Die minimale Arbeitsspannung von 4,8 V wurde deutlich unterschritten. Meine Messungen ergaben, dass beide Servos noch mit 3,4 V absolut zuverlässig arbeiten. Natürlich mit deutlich reduzierter Geschwindigkeit und Kraft.
Der Leerlaufstrom (Servos in Ruhe ohne Last) ist beim SV-1280SG mit 13 mA sehr niedrig. Beim SB-2290SG mit 43 mA deutlich höher, aber immer noch okay. Eine zusätzliche Erwärmung über einen längeren Zeitraum konnte ich nicht feststellen. In der Neutral- oder Solllage waren beide Servos absolut still, nicht das leiseste Knurren (Mikrobewegungen des Servoarms bzw. -motors) war zu hören.
Die Stellzeit bestätigte zu 100% die Angaben der Herstellers. Bitte dabei nicht die Impulsströme vernachlässigen! Ein SV-1280SG benötigt für die vollständige Bewegung (Beschleunigen –> Position erreicht → Abbremsen) Impulsströme in der Höhe bis zu 8,5 A an 8,4 V Versorgungsspannung. Das Brushlessservo SB-2290SG setzt mit bis zu 12,5 A noch einen drauf! Eine sehr stabile BEC-Versorgung ist demnach Pflicht.
Das Auflösungsvermögen mit 0,004 ms und 0,005 ms ist bei beiden Servos sehr hoch. Deren hochwertige Elektronik und geringstes Getriebespiel (nahezu Null) sind dafür die Voraussetzungen.
Die Positioniergenauigkeit unter Last zu testen war ein Kompromiss, weil ich keine kleinen Stahltfedern habe, die mehr als 1 kg (10 N bei ca. 5 mm Dehnung) Zugkraft erzeugen. Dennoch wollte ich den Versuch nicht weglassen. Eine mechanische Abweichung mit und ohne Zugfeder war nicht feststellbar.
Beim Erfassen des maximales Drehmonents kam mein neues Drehmomentmessgerät zum Einsatz. Das Erfreuliche: Beide Servos stemmten zu 100 % das, was der Hersteller vorgibt. Die kleinen Plus- wie Minus-Abweichungen sind die Fertigungsstreuung. Hinweis: Diese Messungen zeigen gleichzeitig den Blockkierstrom der Servos (Werte siehe Tabelle).
Die Spannungsdrift ist rein "akademisch" zu sehen, weil ich nur Piloten kenne, die eine stabilisierte Versorgungsspannung (S-BEC, oder Powerboxen) in ihren Modellen verwenden. Dennoch komme ich dem Wunsch einiger gerne nach. In dem Spannungsbereich (2s LiPo voll geladen - 8,4 V - bis absolut leer - 6 V) ist keinerlei Drift beider Servos feststellbar.
Das Erfassen einer Temperaturdrift ist aufwändiger, da die Servos über Nacht in den Kühlschrank verbannt werden. Wie zu erwarten war, ist keinerlei Drift im vorgegeben Temperaturbereich feststellbar.


Resümee

Wer für das nächste Projekt starke Powerservos der 20 mm-Klasse benötigt, findet in dem SV-1280SG und SB-2290SG die idealen Partner. Sie sind sehr stellgenau, extrem kräftig und ausreichend schnell und zudem, wie ich finde, nicht überteuert. Ihr Einsatz ist vornehmlich da zu empfehlen, wo sehr viel Kraft, Ausdauer und Präzision, sowie eine hohe Stellgeschwindigkeit gefordert werden. Das könnte vornehmlich im F3A-Bereich oder auch bei größeren Seglern oder Hubschraubern der Fall sein. Diese SAVÖX-Servos sind eine super Angebotsergänzung des Modellbaumarkts und werden von mir uneingeschränkt empfohlen!
 
Zuletzt bearbeitet von einem Moderator:
Hallo,

sehr interessant sind die Messwerte der Bremsstromspitzen. Da schlägt die Energie
der im Rotor gespeicherten Energie (Trägheitsmoment) E= ½*w²*Jr beim bremsen zu. Bei einem Servo an einem Kreisel mit sehr schnellen Drehrichtungswechsel kommen daher sehr hohe Bremsstromspitzen zustande, weit über dem Blockierstrom. :-)

w...Winkelgeschwindigkeit [rad/s]
Jr... Trägheitsmoment vom Rotor [kg*m²]
 
Wie wäre das in der Praxis nutzbar? Das wären immerhin Pulsdauerunterschiede im Bereich von rund 50 Picosekunden und Winkeländerungen im Bereich von unter 1μ° – das erscheint mir dann doch recht ambitioniert …
In der Praxis macht es sich bei langen Servohebeln im Kunstflug / 3D Modell zum Beispiel bemerkbar, oder aber auch wenn ein Kreisel zum Einsatz kommt.
Je höher und schneller das Servos auflöst umso "sauberer und direkter" das Fluggefühl. Wir haben etliche 100 Flüge in der Praxis mit 8 und 32 Bit Servos gemacht, der Unterschied ist ganz sicher nicht 4x so hoch da müssen wir uns nichts vor machen.
In gefühlten "Popometer Prozenten" sind es ca. 20% Verbesserung die man wirklich merkt wenn man wieder das selbe Servo mit 8 Bit fliegt. Je nach Pilot und Modell ist das natürlich individuell, aber wenn man immer abgrenzen würde was wirklich "etwas bringt" und ob es in der Praxis wirklich merkbar ist, würde wir vermutlich in jeder Sparte des Hobbys noch in den Anfängen stecken :-)
 
Zuletzt bearbeitet:
Ein 32 Bit-Prozessor hat 32-Bit Register, damit hat er ein Wortbreite von 2^32 als Integerwert für Variablen. Der ADC welcher die Potispannung im Positionsregelkreis mist, ist jedoch ein 12-Bit ADC. Er kann also die Potispannung nur in 4096 Schritte auflösen.
 
In der Praxis macht es sich bei langen Servohebeln im Kunstflug / 3D Modell zum Beispiel bemerkbar, oder aber auch wenn ein Kreisel zum Einsatz kommt.
Ich wollte damit indirekt angedeutet haben, dass diese Zahl sich in der Praxis gar nicht bemerkbar machen kann, weswegen ich die Größenordnungen dazugeschrieben habe. Ich hinterfrage halt gerne Marketinggewäsch … ;)
 
Zu: >>> 32-Bit-Technik → 2.147.483 647 Schritte <<<

Glücklicher wäre es ausgedrückt gewesen:
>>> 32 Bit-Technik -> Datenwortbreite 32 Bit <<<
 
Zuletzt bearbeitet:
Hoffentlich ist in dem Satz "So bin ich nun in der Lage, die Drehmomente der Servos bis auf 1000 Ncm (10 Nm) exakt und reproduzierbar zu erfassen!" ein Druckfehler, denn dann wäre ja die Messtoleranz +/-10Nm.
Ersetze "auf" durch "zu"?
 
Wie wäre das in der Praxis nutzbar? Das wären immerhin Pulsdauerunterschiede im Bereich von rund 50 Picosekunden und Winkeländerungen im Bereich von unter 1μ° – das erscheint mir dann doch recht ambitioniert …

Die Messung vom Servo Impulse (PPM-Signal) wird im Servo von einer 32-Bit (STM32 ??) MCU gemessen. Dazu wir ein 16-Bit Timer mit der steigenden Flanke vom PPM-Signal gestartet, mit der fallenden Flanke wird der Timer gestoppt. Die max. Clockfrequenz bei der STM32 MCU beträgt 36 Mhz für die Timermodule. Mit einem Prescaler von 2 beim Clock kann ich bei 36 Mhz max. 3.64 ms messen, dann ist der 16-Bit Timer am überlaufen. Die Auflösung vom Servoimpulse beträgt daher 55.5 ns.
 
Die Auflösung vom Servoimpulse beträgt daher 55.5 ns.
… was etwa dem Eintausendfachen dessen entspricht, das für die Umsetzung der im Eingangsbeitrag genannten Zahl der Schritte notwendig wäre, ja.

Die Umsetzung in einen Drehwinkel ist allerdings auch in dem Bereich nicht möglich: einerseits läg’s immer noch weit über der Auflösung des ADC, wie oben geschrieben wurde, andererseits ist’s Mechanik, und die hat nunmal eine gewisse Trägheit und immer auch Spiel. Nicht zuletzt dauert ein Taktzyklus bei 36MHz rund 28ns, und ein paar Zyklen kostet die Verarbeitung zwischen Ein- und Ausgabe nun schon noch – gerade, wenn STMs HAL genutzt wird.

Die im Eingangsbeitrag genannte Zahl ist an der Stelle reines Marketing ohne praktische Relevanz, und hat in keiner Weise etwas mit den erreichbaren Schritten zu tun – das allein war mein Punkt.

OT: Woher hast du die Info, dass ein STM32F101 dort werkelt; auf der Platine sehe ich ihn nicht?

OT2:
Wir haben etliche 100 Flüge in der Praxis mit 8 und 32 Bit Servos gemacht, der Unterschied ist ganz sicher nicht 4x so hoch da müssen wir uns nichts vor machen.
Der rechnerische Unterschied zwischen 8 und 32 Bit wäre 16.777.216x, nicht 4x (256 Schritte vs. 4.294.967.296 Schritte) ;)

Dass jede Steigerung gegenüber acht Bit (256 Schritte) auf jeden Fall praktisch wahrnehmbar ist, steht hingegen vollkommen außer Frage.
 
OT: Woher hast du die Info, dass ein STM32F101 dort werkelt; auf der Platine sehe ich ihn nicht?

Die Info hab ich nicht, daher (STM32 ??) im Beitrag #9. Ein große Auswahl an 32 Bit MCU's die sehr Preiswert sind gibt es ja nicht. Ob es nun ein STM32xxx oder ein andere 32-Bit MCU ist, spielt auch keine Rolle. Standard sind da 12-Bit ADC's und 16 Bit Timer. Bei den Drehzahlsteller sind die 32-bit ARM Cortex MCU's inzwischen üblich.

Beim Hitec D930SW 32-Bit, High Speed, Steel Gear Servo steht 32-Bit MCU with 12-Bit ADC Circuitry.
 
Ein große Auswahl an 32 Bit MCU's die sehr Preiswert sind gibt es ja nicht.
Doch, gibt schon einige, und selbst die kleinen STM sind da eher nicht die Preiswertesten. Gerade bei den Billigsten (Puya, WCN, Espressif, …) ist der ADC ein neuralgischer Punkt: da kann man zwar gerne 12 Bit auslesen, aber einen Teil davon kann man dann für kryptografische Operationen nehmen, weil’s gute Zufallswerte sind ;)

Aber ich gehe mal davon aus, dass die Entwickler da schon was Vernünftiges genommen haben – bei dem Preis kann’s ja durchaus auch was weniger Günstiges von STM sein. Wär’ halt mal interessant gewesen, zu wissen, was da so verbaut wird.
 
Auf dem Bild in der Mitte lese ich PIC16F690 - das wäre ein 8 bit Mikrocontroller mit 10 bit ADC.
und links davon hängt noch ein weiterer 14pin Käfer von Microchip, könnte zu der Familie passen
Da ist immerhin 12Bit ADC, 32Bit ARM Cortex M0+ mit 48MHz, 8...16k Flash für einen $

Der 16F690 ist das Sub-System für den Brushless-Steller.

Grüße Stefan
 
Das könnte passen - konnte auf dem linken Chip die Bezeichnung nicht identifizieren. Gerd hatte den Chip in der Mitte als "den Mikrocontroller" bezeichnet.
 
Das Design hätte dann noch deutliche Optimierungspotenziale. Die Ansteuerung der H6 Brücke schafft ein 32bit Prozessor auch noch.
 
Moin Gerd - das ist ja nett. Es gibt durchaus Mitleser , die sich mit den Themen täglich im beruflichen Umfeld beschäftigen. Dort geht es um die Einsparung im 1/10 Cent Bereich, weil die entsprechenden Stückzahlen dahinter stehen. Also - Ball flach halten - nur mal so...
 

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