Rückströme der Servos

In Verbindung mit ein paar speziellen Servotypen haben unsere Kunden Log-Einträge (Unterspannung) beanstandet, obwohl die RC-Anlage durch ein gutes BEC bzw. direkt durch einen 2s LiPo versorgt wurde. Dies konnten teilweise bereits mit normalem Pitchbewegungen eines einzelnen, unbelasteten Servos herbeigeführt werden!

In einigen Fällen war das mit dem Einsatz einer großen VStabi anstelle einer Mini sogar behoben, allerdings konnten wir uns da zunächst keinen Reim darauf machen. Der einzige Unterschied zwischen Mini und Standard besteht darin, daß die Standard noch einen zusätzlichen Kondensator im Sensor besitzt. Sollte das ausschlaggebend sein? Und wenn, wo liegt die Ursache?

Wer uns kennt weiß, daß wir den Dingen auf den Grund gehen, so haben wir mal wieder eine Meßreihe gemacht.

Dazu wurde verwendet:

- Standard und Mini VStabi
- Diverse Servos
- Futaba S-Bus, Spektrum DSM-X
- 2s 2200mAh LiPo direkt an 3 Eingängen der Stabi
- Messung mittels DSO, Strommessung über einen Meßshunt (Zange ist zu träge)

 

Das Ergebnis ist ernüchternd. Es scheint Servos zu geben, deren interne Beschaltung / Auslegung der Elektronik, des Motors und der Ankopplung an die Spannungsversorgung so ungünstig designed wurde, daß es zu Rückströmen kommt welche sich immer negativ auf alle im Modell verbaute Elektronik auswirken können. Hier zu sehen als Peaks in der hellblauen Linie oberhalb des Nullpunkts (markiert mit der "2" am linken Bildrand). Die Spannung dazu wird in der gelben Linie auch als Peak sichtbar.


 

Das Event Log sieht dann bedingt durch die Einflüsse der Rückströme so aus wie hier. Dies ist nicht akzeptabel.
 

Servos, welches dieses Verhalten zeigen, sind hochgradige Störquellen und können damit die ganze Modelelektronik bis hin zum Absturz beeinflussen. Zeigt sich dieses Symptom am Modell ist der Betrieb bis zur Beseitigung der Ursache untersagt.

Interessant hierbei ist übrigens, daß selbst ein recht niederohmiger 2s Akku mit modelltypischen Kabeln (2,5mm² vor und  nach dem Akkustecker, dann 3 Servokabel a 0,28mm² mit ca. 20 cm Länge parallel) an der Stabi nicht in der Lage ist, diese Ströme schnell genug wegzupuffern. Er ist in dem Punkt zwar einem BEC immer etwas überlegen, allerdings reicht das hier bei weitem nicht aus.

Was tun ... interessehalber haben wir dann einen Kondensator parallel zum Servo angeschlossen. Dieser ist in der Lage die auftretenden Ströme sehr schnell aufzunehmen. Damit ergab sich folgendes Bild:

 

Und das Log war auch sauber:

 

Somit ist für uns der Fall geklärt. Ursächlich sind Servos, welche hier wohl konstruktionstechnischen Nachholbedarf haben. Ein Servo muß Befehle ausführen, darf aber nicht die restliche Elektronik stören. Die meisten Servos sind hier "clean", aber eben doch nicht alle. Und diese gilt es dann eben als "Ursache" zu vermeiden bzw. die Auswirkungen durch entsprechende Nachrüstung von Kapazitäten (helfen ja auch bei BEC Problemen – siehe anderer Artikel) am Modell zu dämpfen. Von uns aus wird nach den vorliegenden Erkenntnissen für eine solche Servobestückung (4 Servos) ein Kondensator mit 6800 uF an einem freien Slot der VStabi (z.B. Ch4) als ausreichend betrachtet. Der in diversen Foren favorisierte Einsatz von sogenannten Suppressordioden brachte hingegen keine meßbare Verbesserung.

Bei der Mini tritt das im Log eben stärker auf als bei der Standard VStabi – diese hat wie schon oben erwähnt – etwas mehr Kapazitäten. Allerdings sind diese nicht dafür eingebaut worden um Mängel anderer RC Komponenten zu kaschieren ...