Das Power BUS Mini

Das PowerBUSmini stellt eine Trenn- und Pufferungsschaltung dar, die Servos und RC-Empfänger unabhängig und entkoppelt voneinander mit Spannung versorgt. Dadurch werden auftretende rückinduzierte Spannungen mancher Servos unterdrückt und die restliche empfindliche Elektronik vor Ausfall und Beschädigung geschützt.

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Der PowerBUSmini wird als Bausatz geliefert. Die Platine ist bereits fertig bestückt. Der Zusammenbau beschränkt sich auf das Anlöten der Kabel.

Wir bieten das PowerBusMini in unserem Shop auch als fertig verlöteten Baustein im Kunststoff- Gehäuse an.

Lieferumfang:

Technische Daten:

PowerBusmini Lieferumfang - Sicherheitsschaltung zur entkoppelten und verlustfreien Versorgung moderner Hochleistungsservos

Hintergrund Beschreibung

Eine häufig praktizierte Lösung zur Herstellung einer redundanten Stromversorgung für RC Modelle ist die Verschaltung von Pufferakkus in die Stromversorgungen von RC-Modellen unter Verwendung von Schottkydioden. Diese Lösung wurde hier schon näher beschrieben, ist aber leider etwas unsicher, da bei Verwendung ungeeigneter Servos Probleme auftreten können. Die meisten Hersteller der aktuell auf dem Markt angebotenen Servos geben lediglich Standardwerte für Stellkraft und Geschwindigkeit, sowie Betriebsspannungen und Stromaufnahmen ihrer Servos im Datenblatt bekannt. Viel wichtiger in Bezug auf die angezeigte Problematik wäre jedoch eine Information über die Höhe der durch das Servo rückinduzierten Spannungen. Dieser Effekt wird auch Generatoreffekt genannt.

Derzeit ist mir kein einziger Hersteller bekannt, der Zahlen über die durch das Servo rückinduzierten Spannungen bekannt gibt. Einige der aktuell auf dem Markt erhältlichen Servotypen können unter Umständen sehr hohe Spannungen induzieren und auf die eigene Stromversorgungsleitung leiten. Eine Servotype erreichte in externen Test sogar reproduzierbare rückinduzierte Spannungen von über 30 Volt (nachzulesen bei v-stabi)!

Kaum vorzustellen, was passiert, wenn eine derart hohe Spannung ungedämpft auf die Stromversorgungsleitung der RC Elektronik geleitet wird - und das ist bei geschätzen 3/4 aller CCPM Modellhelikopter der Fall. Sind dann im Modell "schlechte" Servos verbaut, kommt es zu Störungen oder sogar zu vorübergehenden Ausfällen der Empfangselektronik.

In der Praxis wird ein großer Teil dieser "Störspannungen" durch andere Verbraucher (Servos) und direkt angeschlossene Pufferakkus (oder Kondensatoren) abgefangen. Wird der Pufferakku jedoch mittels Dioden entkoppelt, so können die Spannungsspitzen nicht mehr in den Akku abfließen und treffen ungefiltert auf die RC Elektronik.

Die einzige Möglichkeit hier Sicherheit zu schaffen, ist die Trennung der Stromversorgungen für Servos und RC Elektronik.

Eine eigens dazu entwickelte Schaltung ist der "PowerBus mini" von r²prototyping

Diese Schaltung stellt getrennte Spannungen für RC-Elektronik und Servos zur Verfügung und bietet sogar Anschlussmöglichkeit eines Pufferakkus. Der Pufferakku wird nach dem Rückstromschutz und vor dem Wandler eingespeist, sofern der dafür vorgesehene Anschluss verwendet wird. Der DC/DC Wandler für die RC- Elektronik ist nicht redundant aufgebaut, das ist auch nicht zwingend erforderlich. Die Bauteile für den Wandler entsprechen der höchsten verfügbaren Qualitätsnorm.

Wenn das BEC ausfällt wird alles über den angeschlossenen Pufferakku weiterversorgt. Insbesondere erhält der Empfänger weiterhin stabilisierte 6 Volt, auch wenn die Pufferakkuspannung unter 6 Volt fällt.

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Anschluss

Anschluss des Power Bus Mini R2 Prototyping

Testergebnisse

Das PowerBus Mini erfüllte unsere Erwartungen. Vielen Dank an Silverbird für die Realisierung der Messungen.

Die Messungen sind als Ergänzung zu denen von Mikado zu betrachten denn Mikado hat lediglich Induktionsspitzen der Servos simuliert. Uns interessierte zusätzlich das Verhalten bei Spannungseinbrüchen und wie in dem Fall der Pufferakku die Stromversorgung übernimmt.

Test 1

Empfänger- und Servoversorgung wurden jeweils mit einer ohmschen Last und 1 A Laststrom betrieben. Die Dauer der Spannungseinbrüche wurde bei beiden Messungen auf 100ms begrenzt.

Als Pufferakku kamen 4 Eneloop Zellen mit 1,9 Ah zum Einsatz.

Oszillator- Bilder: Kanal 1 (flugschule, Modellbau,fliegen lernen,helikopter,heli-planet dunkelblau ist die Empfänger - und Stabiversorgung) Kanal 2 (flugschule, Modellbau,fliegen lernen,helikopter,heli-planet hellblau) ist die Servoversorgung

1. Messung ohne Pufferakku, Spannungseinbruch von 6 Volt auf 3 Volt => die Empfängerversorgung bricht nur um 720mV auf 4,9 Volt ein. Kommt die Versorgungsspannung unter 2,5 Volt, bricht auch die Empfängerversorgung zusammen.

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2. Messung mit Pufferakku, Spannungseinbruch von 6 Volt auf 1 Volt => an der Stabiversorgung sieht man keinen Einbruch und am Servoausgang die Spannungsdifferenz zwischen BEC und Stützakku. Der Stützakku übernimmt sofort die komplette Stromversorgung.

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Spannungsspitzen wirken sich nicht auf die Empfängerversorgung aus und werden in den Akku gepuffert.

Man hat mit dem R² PowerBUSmini eine konstante Stromversorgung und Redundanz, wenn das BEC ausfällt.

Test 2

Im Folgenden noch einige ergänzende Messungen mit dem PowerBusmini:

Kanal 1: flugschule, Modellbau,fliegen lernen,helikopter,heli-planet dunkelblau die Elektronikversorgung flugschule, Modellbau,fliegen lernen,helikopter,heli-planet

Kanal 2: flugschule, Modellbau,fliegen lernen,helikopter,heli-planet hellblau die Servoversorgung flugschule, Modellbau,fliegen lernen,helikopter,heli-planet

Kanal 3: flugschule, Modellbau,fliegen lernen,helikopter,heli-planet violett der Gesamtstrom flugschule, Modellbau,fliegen lernen,helikopter,heli-planet

Einschalten: Die Elektronikversorgung schaltet nach der Einschaltstromspitze und bleibt konstant

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Stromspitze: Stromspitze auf 6 Ampere… man sieht deutlich die Einbrüche der Servoversorgung… die Elektronikversorgung bleibt konstant.

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Versorgungsspannung: hier die an zwei Punkten gemessene Versorgungsspannung zur obigen Stromspitzenmessung

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Der PowerBUSmini wird als Bausatz ausgeliefert. Mit etwas Löterfahrung ist das Anbringen der beiliegenden Kabel kein Problem. Wer die Möglichkeit nutzt, einen Pufferakku anzuschließen, der hat eine redundante Stromversorgung für die Elektronik und 4 Servos, die bis 60A an den Servoausgängen belastbar ist. Damit erfüllt das PowerBUSmini alle Anforderungen, die an eine RC- Stromversorgung gestellt werden. Die Abmaße und das Gewicht des PowerBUSmini sind so gering, dass es auch an einem 450er Heli verwendet werden kann. Störeinflüsse, die von den Servos herrühren, werden wirksam von der Empfangselektronik ferngehalten. Der Pufferakku übernimmt unterbrechungsfrei die Stromversorgung, falls die Speisespannung einbricht oder ausfällt.

Der PowerBUSmini ist unsere Empfehlung in Sachen "Sichere Stromversorgung" - klein, fein und preiswert.

Gesamtbeurteilung

Sehr empfehlenswert

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