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Thema: Spannungsversorgung für Servo's

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist Avatar von erik_wolfram
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    Spannungsversorgung für Servo's

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    Hallo,
    leider hat mir meine Suche im WWW nicht viel gebracht ... und ich muss hier fragen...

    Ich plane einen Hexapod mit 12 Mini-Servos (Modellcraft Y-3009).
    Nun benötigen diese 6V, da ich die volle Kraft benötige. Für die Spannungsversorgung wollte ich mir einen Akku mit 6V (oder mehr) besorgen.
    Nun haben geladene Akkus manchmal eine höhere Spannung als vorgesehen (teilweise auch unter last?!).
    Vertragen die Servos so etwas? Das Problem ist, dass wenn ich eine Spannungsstabilisierung verwende ich einen ganzschön hohen Strom benötige (~1,5A) - da ist so mancher 7806 schon an der Grenze! Außerdem bräuchte ich für eine Stabi ja eine höhere Spannung und damit einen größeren (schwereren) Akku.

    Deshalb bin ich in dieser Situation ein bisschen überfordert und hoffe das mich hier jemand beratschlagen kann.

    MFG Erik
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  2. #2
    Moderator Robotik Einstein Avatar von Kampi
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    Du kannst doch auch einfach mehrere 7805 verwenden. Wenn du z.B. für 2 oder 3 Servos einen nimmst bist du auf der sicheren Seite. Oder hast du dafür keinen Platz?

  3. #3
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    Also ich würde ein UBEC nehmen. Da kannst du dann einen 2S Lipo anschliessen. Der Warnt sogar wenn der Akku leer wird. Das ist bei Lipos seeeehr wichtig!
    Lipos haben ein hohes Leistung/Gewicht Verhältnis. Man kann sie sehr stark Belasten und sie sind relativ schnell wieder Voll geladen.
    Der Nachteil von Lipos ist allerdings, du brauchst ein "spezielles" Ladegerät und für die Handhabung sollte man sich ein paar Infos holen. Die sind grundsätzlich unproblematisch, nur bei falscher Handhabung können sie auch gefährlich werden.

    Ich habe ein 8A UBEC (15A burst). Es liefert wahlweise 5V oder 6V.

    Gruß Daniel
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  4. #4
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    Wenn du einen 6V-Akku (also 5 Zellen NiCd/NiMh) nimmst, dann ist das kein Problem. Die Modellbau-Servos sind für den Betrieb mit solchen Akkus ausgelegt. Wegen der Strombelastbarkeit wären z.B. die Eneloop-Akkus von Sanyo geeignet.

    Die normalen Festspannungsregler (7806) brauchen eine Differenz von mindestens ca. 2-3 Volt zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung und werden damit unter Last sehr warm und brauchen einen Kühlkörper.

    Bei Lipo-Akkus brauchst du wahrscheinlich wirklich einen Schaltregler (wie z.B. ein UBEC). Da ein Hexapod mit so kleinen Servos kein großes Gewicht tragen kann, wäre ein Lipo-Akku wohl die beste Lösung. Theoretisch könnte man bei dem Preis der Servos auch einfach (mit einem Servo) probieren, ob es auch direkt mit einem 2S-Lipo funktioniert. Die höhere Spannung bringt mehr Leistung, kann aber die Lebensdauer deutlich reduzieren und eventuell direkt die Elektronik des Servos zerstören.

  5. #5
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    Wegen der Strombelastbarkeit wären z.B. die Eneloop-Akkus von Sanyo geeignet.
    Das ist nicht richtig! Eneloops sind völlig ungeeignet wenn sie stark belastet werden. Diese Akkus sind als Empfängerakkus nicht zu empfehlen! Die Spannung bricht sofort so stark ein, das der Empfänger einen Brownout kriegt und dann ist man im Teufelskreis.
    In der Fernsteuerung hingegen sind sie sehr gut geeignet. Dort werden sie mit einem relativ konstanten und geringem Strom belastet. In meinem Sender (Aurora9 von Hitec) habe ich 2300mAh Eneloops seit dem muss ich nurnoch ca. alle 3 Monate meinen Sender Laden und ich bin jede Woche mindestens einmal Fliegen.

    Lipos sind sehr Spannnungs stabil. Aber die Idee sie direkt an die Servos anzuschliessen halte ich für nicht gut. Wenn die Lipos voll sind hast du 8,4V auf der Leitung. Das überleben die Servos nie...
    UBEC´s gibt es als 2A oder 3A Ausführung recht klein, leicht und günstig -besonders wenn man einer Bestellung im Ausland (innerhalb der EU) nicht abgeneigt ist-.

    Als alternative zu Lipo´s gibt es noch Life´s. Die haben alle Vorteile von Lipos aber keinen der Nachteile. Die Lebensdauer ist bis zu 10mal höher. Man kann die 2300mAh Version mit 5C Laden (15min. Akku Voll!). Sie sind mechanisch stabiler und auch Chemisch deutlich unkritischer. Die Spannungslage ist sogar noch etwas stabiler. Nachteile sind allerdings, der Preis und das etwas schlechtere Leistung/Gewicht Verhältnis. Wobei man hier beachten sollte, das man einen Life wirklich leer machen kann und einen Lipo nur bis 80% der Kapazität entladen sollte. Achja die Nennspannung liegt bei 3,3V pro Zelle.

    Gruß Daniel
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  6. #6
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    Zitat Zitat von DanielSan Beitrag anzeigen
    Das ist nicht richtig! Eneloops sind völlig ungeeignet wenn sie stark belastet werden. Diese Akkus sind als Empfängerakkus nicht zu empfehlen! Die Spannung bricht sofort so stark ein, das der Empfänger einen Brownout kriegt und dann ist man im Teufelskreis.
    In der Fernsteuerung hingegen sind sie sehr gut geeignet. Dort werden sie mit einem relativ konstanten und geringem Strom belastet. In meinem Sender (Aurora9 von Hitec) habe ich 2300mAh Eneloops seit dem muss ich nurnoch ca. alle 3 Monate meinen Sender Laden und ich bin jede Woche mindestens einmal Fliegen.
    Das kann ich so nicht nachvollziehen. Laut Sanyo beträg der Innenwiderstand der Mignon-Akkus ca. 25 mOhm. Bei 5 Zellen macht das 125 mOhm oder 1,25V Spannungsabfall bei 10A Belastung. Bei einem 6V-Akku bleiben also immer noch fast 4.8V, was für Empfänger und Servos völlig ausreicht. Natürlich ist es nicht so gut wie ein guter LiPo aber für die Verwendung als Empfangerakku sollte es eigentlich reichen. Kann es sein, dass du die Akkus in einem Batteriehalter betrieben hast? Die haben oft einen sehr hohen Kontaktwiderstand und sind somit nicht für hohe Ströme geeignet. Für hohe Belastung sollten die Akkus entweder durch Punktschweißen oder durch Löten verbunden sein. Fertige punktgeschweißte Eneloop-Akkupacks kann man z.B. bei ebay kaufen. Alternativ kann man auch selbst löten (ca. 100W Lötkolben, nur 1-2 Sekunden Lötzeit, Flussmittel verwenden, Kontakte vorher Anrauhen und Verzinnen, als Zellverbinder kann man verzinnte Entlötlitze nehmen).


    Zitat Zitat von DanielSan Beitrag anzeigen
    Lipos sind sehr Spannnungs stabil. Aber die Idee sie direkt an die Servos anzuschliessen halte ich für nicht gut. Wenn die Lipos voll sind hast du 8,4V auf der Leitung. Das überleben die Servos nie...
    Bei etwas Last sinkt die Spannung sehr schnell auf ca. 7.6-8V. Da kann man schon noch Glück haben. Der Motor selbst kann kurzzeitig auch noch deutlich höhere Spannungen verkraften (allerdings mit erhöhtem Bürstenverschleiss) und bei der Elekronik hängt die Maximalspannung natürlich von Hersteller und Modell ab.

    Zitat Zitat von DanielSan Beitrag anzeigen
    UBEC´s gibt es als 2A oder 3A Ausführung recht klein, leicht und günstig -besonders wenn man einer Bestellung im Ausland (innerhalb der EU) nicht abgeneigt ist-.
    3A werden für 12 Servos nicht reichen.

    Zitat Zitat von DanielSan Beitrag anzeigen
    Als alternative zu Lipo´s gibt es noch Life´s. Die haben alle Vorteile von Lipos aber keinen der Nachteile. Die Lebensdauer ist bis zu 10mal höher. Man kann die 2300mAh Version mit 5C Laden (15min. Akku Voll!). Sie sind mechanisch stabiler und auch Chemisch deutlich unkritischer. Die Spannungslage ist sogar noch etwas stabiler. Nachteile sind allerdings, der Preis und das etwas schlechtere Leistung/Gewicht Verhältnis. Wobei man hier beachten sollte, das man einen Life wirklich leer machen kann und einen Lipo nur bis 80% der Kapazität entladen sollte. Achja die Nennspannung liegt bei 3,3V pro Zelle.

    Gruß Daniel
    Das wäre auch eine Lösung und die 6,6V Nennspannung wären für die Servos wohl auch besser verträglich als die 7,4V des Lipos.

  7. #7
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    Das kann ich so nicht nachvollziehen.
    Ja ich eigentlich auch nicht. Aber ich habs mit 2 verschiedenen Packs ausprobiert. Die waren professionel punktgeschweisst mit Servokabel dran. Also daran wird es nicht gelegen haben.
    Ausserdem habe ich von vielen gehört, die Eneloops als Empfängerakkus verwendet haben, das sie nur Probleme damit hatten. Manche haben deswegen sogar Modelle verloren.
    Ich will Eneloops nicht schlecht machen! Ich finde sie sogar extrem gut! Aber eben nur für bestimmte Einsatzzwecke.

    3A werden für 12 Servos nicht reichen.
    Aber vielleicht für 4? Dann brauch man eben 3UBEC´s. Oder man nimmt direkt eins mit 8A. Das war das grösste was ich finden konnte.

    Das wäre auch eine Lösung und die 6,6V Nennspannung wären für die Servos wohl auch besser verträglich als die 7,4V des Lipos.
    Man könne ja auch eine 10A (sollte reichen!?) Diode Zwischen Akku und Servos setzen. Dadurch sinkt die Spannung um 0,3 bzw. 0,7V und man hätte sogar einen Verpolungsschutz.

    Gruß Daniel
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  8. #8
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    Hi Erik,
    ich an deiner stelle würde auf einen Stabilisierte und gleichbleibende Spannungsquelle setzen und einen BEC-Baustein inkl. einem 2S Lipo-Pack einsetzen, dadurch bleibt die Geschwindigkeit deiner Servos immer gleich und ist nicht Spannungsabhängig.
    Wie du Hier siehst kostet das nicht die Welt und dürfte bei ebay noch etwas günstiger sein.

    Gruß Johannes

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist Avatar von erik_wolfram
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    Das Thema scheint ganzschön kontrovers zu sein...

    nochmal zu meinem Anliegen:
    Der Roboter ist relativ klein, deshalb habe ich für den Akku nur ein Gewicht von höchstens 200g eingeplant (Gesamtgewicht 650g mit 100g Zuladung).
    Des weiteren ist der Platz sperrlich: ca. 70x40x25mm. Ich weiß, dass das sehr wenig ist und mir ist bewusst, dass ich dafür Einbußen in der Reichweite habe.
    Zu den Servos habe ich eine Angabe von 300-400mA Stromverbrauch unter Last gefunden.
    Fürs erste wird der Roboter extern mit Spannung versorgt bis ich weiß, dass das Projekt erfolgreich ist. (Mein Hauptanliegen ist vorerst die Programmierung des Laufens)

    Wenn ich mir eure Vorschläge durchlese werde ich wohl an einem kleinen LiPo nicht vorbeikommen!

    Mein Anliegen ist hier in dem Sinn, dass ich die Spannungsstabilisierung für NihM Akkus gerne auf der Hauptplatine untergebracht hätte - bei einem Lipo erübrigt sich dies ja durch einen externen BEC so wie ich das gelesen habe.

    Wenn jemand eventuell Verbesserungsvorschläge hat, bin ich natürlich immer offen dafür!
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  10. #10
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    Wenn du im näheren Ausland -eine Insel - guckst kannst du ca. 50% sparen. Da gibt es das BEC baugleich nur mit anderem Markennamen. Ich habe übrigens genau das baugleiche BEC. Es wird selbst mit 4 Digitalservos in ständiger Bewegung Stichwort Anlaufstrom nicht wirklich warm. Die Verarbeitung ist echt gut!

    Dann lass uns mal Wissen wie du es letztendlich gelöst hast.

    Gruß Daniel
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