Messen einer Stromaufnahme eines oder mehrerer Servos

[pmaler]

Ich bin mir nicht sicher, ob ich hier in der richtigen Section bin mit meiner Frage. Falls ich hier falsch Frage, bitte bescheid geben oder verschieben.

Mir gehts darum die notwendige Stromaufnahme von mehreren Servos zu "bedenken".

Auf diversen Webseiten habe ich teilweise Infos über verschiedene Servos gefunden, wo manchmal dabei steht, wieviel die Dinger im Betrieb ziehen. Bei einem kleineren habe ich 0,45 A gelesen. Wenn ich nun an einen Roboter denke, welcher 18 - 20 Servos haben soll, wobei sich 9 davon bei einem Schritt dauerhaft bewegen, dann wird das unter Umständen etwas viel für so manchen Stromversorgungs-Baustein.

Würde ich einen 78S05 nehmen, dann stellt der den Betrieb vermutlich trotz Kühlkörper schnell ein, weil es vermutlich bald über die 2A gehen wird.

Also, wie kann ich eine Stromaufnahme eigentlich messen? Geht das im laufenden Betrieb eigentlich, oder muss ich es "berechnen"

Es geht mir darum, nur eine einzige Stromquelle zu verwenden, die sowohl die Motoren als auch die Elektronik speist. Die Elektronik braucht ja fast keinen Strom, aber die Motoren machen mir doch Sorgen.

Vielleicht hat einer ein paar Hinweise, oder kann mich irgendwie beraten.
Danke

[Torsten K.]

Hi



Also, wie kann ich eine Stromaufnahme eigentlich messen? Geht das im laufenden Betrieb eigentlich, oder muss ich es "berechnen"
Danke

Wenn Du keine weiteren Daten zu den Servos hast, geht es m. Meinung nach nur im Betrieb.

Nette Grüße
Torsten

[Hubert.G]

Ein Digitalmultimeter ist für so eine Messung zu träge, es sein denn du hast ein schnelles mit RS232 oder USB-Anschluß, dann kannst du dir den Stromverbrauch am PC anzeigen lassen.
Die Servos verkraften fast alle ohne Probleme 6V, eine eigene Stromversorgung aus einem Akkupack ist daher vorzuziehen, es ist dann keine Regelung notwendig.
Eine eigene Stromversorgung für die Elektronik wäre schon aus Störungsgründen vorzuziehen. Ansonsten die Elektronik mit 4V betreiben und einen LowDrop-Spannungsregler verwenden.

[pmaler]

Danke für die Hinweise. Speziell, wegen dem "Stören" der anderen Elektronik. Daran hatte ich nicht gedacht.

Werde wohl eine eigene Stromversorgung für die Servos machen. Ist der billigere / einfachere Weg.

Merci vielmals

[nikolaus10]

Hallo

Servos brauchen im Betrieb schon mal deutlich mehr als im Stillstand.
Da kann auch schon mal 600mA und mehr bei rauskommen.
Es stimmt aber nicht das man diesen Betriebstrom nicht doch mit einem billigen Baumarkt-Digital-Voltmeter messen kann.
Das geht sehr wohl, und auch hinreichend genau.
Im 2 Ampere Messbereich einfach den Servo ordentlich in Arbeit bringen.
Der Angezeigte Wert ist ein guter Anhaltspunkt fuer deine weiteren Ueberlegungen.
MFG

[pmaler]

Nehme ich mal an, es sind 600mA und denke an einen Hexbot, der 3 Füße bewegt wärend 3 am Boden stehen bleiben, dann sind das 9 Beine, die mehr oder weniger viel bewegt werden.

Ich setze mal großzügige 75% Leistungsaufnahme an als Durchschnitt aller 3 Servos pro Bein, also 0,6 * 9 * (3/4) ergibt 4,05 Amps.
Bei 0,45 pro Servo im Betrieb, wie ich gelesen habe, wären es immer noch 3,04 A

Und wenn ich einen Digitalservo anstrebe, dann darf ich wohl wegen der permanenten Leistungsaufnahme mit 2,7A für das ganze System rechnen.
(0,2 * 18 * (3/4) ) = 2,7
Hoffentlich liege ich nicht ganz weit daneben. :-)

Jetzt stehe ich aber vor dem Problem, dass ich ja LiPoli als akku verwenden möchte. Eine Zelle hat 3,7 Volt Nennspannung.
Zuwenig für die Servos. 2 * 3,7 ergibt mehr als 7 Volt.
Zuviel für Servos.

Wie also jetzt runterkommen auf die 5-6 Volt und das bei 5 Amp Leistungsaufnahme?

Gibts einen 78xx oder LMXXX die mit Kühlkörper sowas aushalten?

[MeckPommER]

Interessante Frage, auf deren Antwort ich schon gespannt bin.

Ich benutze zur Zeit eine 9V Block mit nem 78S05 bzw. LM(?)1085CT5 für die Elektronik und 5 x 1.2V NIMH-Akkus für die Servos. Mein Schnulli-Multi-5-Euro Messgerät zeigt mir an, das mein Hexapod je nach Art der Bewegung bis 4,5A zieht. Wenn ich ihn etwas ärgere, dann auch etwas mehr.
Es handelt sich bei den Servos um nicht allzu hungrige Servos mit 35Ncm. Nicht vergessen, das es bei den High-Torque-Servos einige gibt, die locker das Dreifache ziehen.

LiPos möchte ich nicht mehr verwenden, da die NiMh um einiges mehr an Ladyzyklen aushalten. Der Gewichtsvorteil liegt jedoch auf der Hand. Meine Hochstrom-Baby-Zellen wiegen 80g pro Stück, durch die mein Hexapod nun 2kg wiegt.

[pmaler]

Mein Schnulli-Multi-5-Euro Messgerät zeigt mir an, das mein Hexapod je nach Art der Bewegung bis 4,5A zieht. Wenn ich ihn etwas ärgere, dann auch etwas mehr.


Dann hab ich mich ja gar nicht mal soweit vom Pfad entfernt. (Internes Jubeln) :-)



Nicht vergessen, das es bei den High-Torque-Servos einige gibt, die locker das Dreifache ziehen.


Sollte ich irgendwann mal richtige Beine konstruieren, müssen dass für die Hüftbewegung 2*20 Kilo Servos sein, dann brauchts ein Kraftwerk ;-)



LiPos möchte ich nicht mehr verwenden, da die NiMh um einiges mehr an Ladyzyklen aushalten


Hmmm. Bist Du dir sicher? gerade die NiMh´s sind mir immer relativ schnell eingegangen und die Handy´s zeigen, dass LiPoli alleine wegen Gewicht und "keine Selbstentladung" sehr im Vorteil sind.

Alleine schon wegen des Gewichtes... Die Lader sind heutzutage kein Thema mehr. Als die aufkamen vor 5 Jahren, hatte man sich noch gefürchtet, dass die Pakete mit 1400 Grad im Kofferraum abfackeln. oder beim unsachgemässen Laden sich durch den Fußboden brennen. Aber alle Befürchtungen sind in Wohlgefallen aufgegangen. Heute fliegen fast alle Heli-Piloten mit LiPoli.. Hab da Kontakte in der Richtung..

[Hubert.G]

Ob ein Servo 8V lange aushält habe ich noch nicht probiert. 5 x NIMH ist sicher besser als 2 x LiPo. Ein Linearregler ist da sicher überfordert, der müsste in den Spitzen 10W verbraten.
Messen kann man sicher auch mit einem Billig-Meßgerät, nur wenn man auch die Spitzen sehen will dann muss man doch zu etwas anderem greifen.

[MeckPommER]

Japp, ich denke, die Stromspitzen werden:
a) von meinem Messgerät locker verschlafen
b) die Ursache dafür sein, warum meine nicht hochstromfesten Akkus sooo warm wurden :)

Grade wegen diesen Spitzen habe ich mich entschlossen, die Elektronik aus nem 9V-Akku zu versorgen.

Ein Kraftwerk für die 20Kg-Servos wirds mit Glück ja nicht brauchen, da davon "nur" 6 Stück an Board sind. Die starken Servos sind ja meistens auch nicht die Schnellsten und holen ihre Power nicht nur aus dem Motor sondern aus der Übersetzung.

Die Lebensdauer eines Akkus hängt wenn ich mich nicht irre auch von der Belastung ab. Beim RC-Flug geht man von 100-200 Ladezyklen aus. In der Fliegerei hatte ich damals auch LiPos. Ist natürlich angenehm, nen 11.1V Akku mit 3200mAh innerhalb einer Stunde geladen zu bekommen. Dafür wird man allerdings blaß, wenn man auf die Preise guter Akkus schaut.

[pmaler]

Dafür wird man allerdings blaß, wenn man auf die Preise guter Akkus schaut


Und das, obwohl Tonnenweise das Zeugs für Handys produziert wird. Eigentlich Abzocke

[MeckPommER]

Na ja, ist ja auch ein Unterschied, ob man nen einzelligen Akku mit 800mAh kauft, oder für den Modellbau einen 2-3-zelligen mit >2000mAh.

Und ... äh ... wo gibts keine Abzocke. Alle wollen immer nur unser Bestes - unser Geld :)

[pmaler]

Hast auch wieder Recht. Aber es kommt alles aus den gleichen Fabriken und unsere Akkus sind nur "Abfallprodukt". Deswegen vermutlich.

[pmaler]

Vielleicht kann ich jetzt auch mal was sinnvolles beitragen.
Bei meiner Suche nach "welchen Baustein für welchen Zweck" bin ich auf http://www.national.com/appinfo/power gestossen.

Dort gibt man ein, was man haben will, und bekommt den richtigen Baustein (von National Semiconductor) vorgeschlagen.

Beispiel:
Vin Min: 7
Vin Max: 14
Vout: 6
Iout: 20
und es wird der LM2747 vorgeschlagen.

Das typische Schaltbild sieht zwar etwas... überraschend... aus http://www.national.com/images/pf/LM2747/20150901.pdf
Aber wenn es dadurch funktioniert, den richtigen "Saft" zu bekommen...

Wo genau der jetzt zu kaufen ist, hab ich nicht so richtig rausgefunden.
Zwar bieten Conrad und ELV ein Bauteil an, aber die nennen sich dann anders.

[HannoHupmann]

@MeckPommER wäre mir neu, dass die LiPos weniger Ladezyklen haben.
Man sollte allerdings Hochstromfähige Akkupacks verwenden, damit die Akkus da auch mitspielen. Ich hab meinen Lipo jetzt schon über ein jahr und vielleicht 7mal aufgeladen also in sofern hält sich der verschleiss in Grenzen.

Für meinen Phoenix hab ich einen 1800mAh LiPO Akku im einsatz mit 7,4V leider weis ich nicht auswendig wieviel C der hat. Aber ich betreibe auch meine Elektronik damit allerdings über einen Spannungswandler und noch nicht mal einen besonders guten (kein lowdrop). Wenn ich die Servos einschalte kann man am Oszi kurz sehen wie die 5V Spannung runter geht. Allerdings stabilisiert sich die sehr schnell wieder und der Roboter ist sofort einsatzbereit.

Für die Zukunft werde ich allerdings wieder LiPos verwenden (diesmal aber mehr Ah) und einen DC/DC Wandler für die Elektronik (bessere Effizienz als Spannungsregler und Galvanische Trennung, aber nicht ganz billig). Außerdem wird eine ganze Reihe von Kondensatoren zum Einsatz kommen um Spannungsspitzen abfangen zu können.
Wer es sich leisten kann, sei zu LiPos geraten bei Hexas da die im Leistungs/Gewichtsverhältnis am besten sind.

Mein alter Hexa hat unter Volllast zwischen 2 und 3A gezogen allerdings waren bei mir auch immer 4 Beine auf dem Boden.

[MeckPommER]

@HannoHupmann

7 mal aufgeladen in einem Jahr? Ich denke, das entspricht vielleicht nicht so ganz der Norm, wenn man fleissig an seinen bots bastelt ;-)

Aber ok, es werden sicherlich etwas mahr als 100 Ladezyklen sein, da unsere Bots ja nicht so arg an den LiPos saugen. Mein Ufo zog maximal ca. 40A bei 11.1V aus dem Akku. Zudem kann man ja auch lieb zu seinen LiPos sein und z.B. mit 0,5C laden - sie danken es einem mit Lebensdauer.

LiPos sind schon nicht schlecht, das will ich auch nicht behaupten. Halbes Gewicht bei gleicher Leistung im Vergleich zu NiMh. Ich persönlich mag die Dinger halt nicht weil:
- LiPos teuer
- Lader teurer
- ausversehen mal nen Kurzen auf der Botplatine und ...
- mechanisch nicht robust - um die LiPos ne vernünftige Hülle, und der Gew.-Vorteil ist wieder hin.

Aber das Schöne am Selbstbau ist ja, das es keine Vorschriften gibt, welche Komponenten man zu benutzen hat :-)

[HannoHupmann]

Ist ein durchaus realistischer wert mit den Ladezyklen, den die meiste Zeit bin ich am basteln und da steht der Roboter. Zum testen hängt der roboter eigentlich immer am Netzgerät mit ner langen Leitung und ich schone damit den LiPo. Der kommt also nur zum Einsatz wenn ich vorführe oder nen längeren Test mache wo das Kabel einfach nimmer reicht.
Hinzu kommt meistens läuft der Roboter nicht länger als 5mins und die Ladung des Akkus reicht rechnerisch für 45mins also 9 Vorführungen und das ist eigentlich recht lang.

Wenn man natürlich seine Platinen selber macht ist die Gefahr des Kurzen recht gross, aber bei vernünftiger Absicherung kein Problem.
Mechanisch nicht so robust, nun im Modellflugbereich werden die auch nicht zustätzlich mechanisch geschützt. Natürlich zieh ich meine Akkus nicht hinterher sondern verbau sie hübsch im Körper, da ist dann auch unwahrscheinlich, dass sie beschädigt werden.

Teuere Ladegeräte ist natürlich richtig, ich hab meins unterm Ladentisch für 50€ bekommen und im Regal stand es mit 150€.