Schaltung: Servoversorgung wählbar direkt oder über 78S05

[Klebwax]

Stromverbrauch am Archie-Arm.
Die höchste Stromspitze ist beim Hochfahren des Armes, da schwenkt der Servo der "Armkugel" den gesamten, ausgestreckten Arm mit maximaler Geschwindigkeit hoch. In diesem Moment frisst der Servo 2 rund 1A - und der ist der zweite in der gesamten Zuleitung ab Einspeisung/Spannungswandler. Das wesentliche Problem, das ich dabei sehe, ist der Stromstoß bei Fahrtbeginn : Arm hängt ruhend und wird maximal beschleunigt. Die Zeit dafür schätze ich auf wenige Millisekunden, daher habe ich auch wenig Angst vor übermäßiger ERwärmung der Leiterbahn. Diese Bewegung wird ordentlich ausgeführt und das Labornetzteil zeigt einen maximalen Strombedarf von rund 1A an - bei der langsamen Werteanzeige dieser Anzeigen. ABER die Bewegung ist nur dann glatt (nach der Methode des genauen hinsehens), wenn die Strombegrenzung über 2,5 A steht. Bei verschiedenen Tests hatte ich als besten Wert >= 4A gefunden, wobei 2,5A noch unter der optisch gerade noch erkennbaren Beschleunigungsdelle bleiben. Daher hatte ich bei den ersten, gefädelten Platinen ja auch den 78S05 genommen, der an sich gut funktioniert. Die zugeführte Spannung ist entweder 9,9 V (evtl umstellbar auf 13,2 V). Später sollen da 6,6 V direkt dran kommen - ohne Spannungswandler, aber mit BVY27. Ich will irgendwann, aber erst nach Fertigstellung der neuen Platine, eine Strommessung mit einem Hallsensor ACS711EX machen mit separater Controller - über ADC und mit einem Shunt und Oszilloskop gegenprüfen. Aber ich muss leider alle Aktivitäten hintereinander durchführen - auch wenn ich zwei Arme und zwei Augen habe.

Einen kleinen Widerstand (1 Ohm oder kleiner) in die Plusleitung und das Scope dran. Ist doch schnell gemacht. Da sollte man auch sofort die Wirkung der Strombegrenzung des Netzteils erkennen und auch, wie lange der Anlaufstrom fließt. Ist zwar keine "geeichte" Messanordnung aber besser als geraten.

MfG Klebwax

[oberallgeier]

.. 1 Ohm oder kleiner .. und das Scope dran. Ist doch schnell gemacht ..

Stimmt. Das ".. mal schnell .." zwar das vielgeübte, traditionelle Prozedere das mich immer wieder aufhält, aber Du hast recht! Nur heut nicht: Kaputt vom Fliegen (gute Thermik), von der Hitze und der Rasenmäher wartet . . .

[Sternthaler]

@oberallgeier
Dann mach Archie fertig und lass ihn mähen!

By Sternthaler

P.S: Soll ich noch etwas zu Geistesleistungen schreiben?

[Klebwax]

Stimmt. Das ".. mal schnell .." zwar das vielgeübte, traditionelle Prozedere das mich immer wieder aufhält, aber Du hast recht! Nur heut nicht: Kaputt vom Fliegen (gute Thermik), von der Hitze und der Rasenmäher wartet . . .

Wenn du gerade dabei bist, komm vorbei, meiner wartet auch

MfG Klebwax

[oberallgeier]

Einen kleinen Widerstand (1 Ohm oder kleiner) in die Plusleitung und das Scope dran. Ist doch schnell gemacht. ..

Ok, ist gemacht. Dumm nur, dass der "kleine" Widerstand in der Kiste wählbar war zwischen R22 und 0,003 . . . also mussten die drei Milliohm die Arbeit machen.

Das Bild war dementsprechend verrauscht, der Trigger für singleshot kaum richtig einstellbar - aber es ging sosolala. Nach dem verrauschten Oskarbild ist der Anfahrstrom (noch über den 78S05) knappe 2 A. Ich will schon wieder weg (klettern, Kumpeline wartet schon) aber nachmittags schieb ich mal ne Antwort mit Direkbestromung des Servos nach und ein paar Bildchen.

[oberallgeier]

Einen kleinen Widerstand (1 Ohm oder kleiner) ... Ist doch schnell gemacht. ..

Gut. Jetzt ist es im Kasten.

Aufbau:
Controllerplatine versorgt über Netzteil, 9,9V, Strombegrenzung 1,5 A, Verbrauch der Platine mit LCD 144 mA, davon satte 100 mA nur fürs LCD (aus früheren Messungen bekannt).
Servo-Speisespannung über separates Netzteil, 6V, Strombegrenzung 5 A, Servo verbraucht im Stillstand be waagrecht vorgestrecktem Arm rund 100 mA.
Gould DSO 1602, 20 MHz. Messshunt 3 mΩ auf der Unterseite des Zusatzplatinchens, siehe Bildmitte, links aussen das Teil mit dem Oszilloskop-Tastbesteck.

Anmerkung:
Meine Servoplatinen (Lochraster, gefädelt) haben unter anderem stets einen 2x6-Pinheader "ANALOG" für Vcc-ADC3-GND und ADC0, ADC1, ADC2, drei Tasten und einen LCD-Anschluss. Dies im Wesentlichen für Testzwecke. Auf den 2x6-Stecker-"ANALOG" passt eine Buchse mit Poti - siehe Bild U-mess-Servo_2689_rot auf der Platine oberer Teil, das Ding mit dem Silikonschlauch-Griff. Wenn beim Hochfahren der Platine die Taste A (die oberste) gedrückt ist, wird eine Testroutine nach Art eines Servotesters angesteuert. Das LCD gibt dabei den ADC-Wert der Potimessung (Vcc-ADC3-GND, 10k) aus sowie Anzahl der Ticks der Servoperiode und Anzahl der Ticks des Servopulses - die 64000 Ticks für eine Periode 25,60 ms, sowie die aktuelle, vom Poti-ADC-Wert abgeleiteten Pulslänge, hier im Bild 4487 Ticks.

Test:
Beide Versorgungen an, Arm hängt - weil Poti entsprechend gestellt wurde. Oskar an, Trigger hauchdünn über Messrauschen, single shot, PreTrig 50 %, Rest siehe Bild/er. Das Poti wird von Hand so schnell wie möglich so weit gedreht, dass der Arm von Stellung "hängend" auf Stellung "horizontal nach vorne zeigen" dreht. Dabei läuft der Servo durch die schnelle Potidrehung full speed.
Bilddokumentation zum Test:
Gesamtaufbau - nur Platine etc
Oszilloskopbild
Stromversorgung

Diskussion des Ergebnisses:
Der Spannungshub am Bildschirm geht von den rund 100 mA des Servos im Ruhezustand aus. Die rund 5 mV Hub aus dem Oskarbild ergeben daher etwa 1,6 A zusätzlichen Strombedarf des Servos (0,005 V / 0,003 Ω ), insgesamt also 1,7 A im schnellen Fahrbetrieb. Ein Spannungswandler ist durch den Aufbau nicht zwischengeschaltet, die Stromversorgung für den Servo wird über den benachbarte Steckplatz des aktuellen Servosteckers eingespeist.
Nicht ganz unverständlich ist die lange Beschleunigungsstrecke des Servos von rund 1 ms. Ich war bei meinen Servomessungen am Servotester mit genau diesem Servotyp ebenfalls auf nicht allzu hohe Beschleugingungswerte gekommen.

So - was sagt ihr nun ?

[Sternthaler]

Hi oberallgeier,

Milliohm und DSO sei Dank für deine Erkundungstour.

Das sieht ja richtig gut aus.
Wenn also der 'fette' 5A-Regler verbaut wird, dann ist auf alle Fälle noch genug Saft für 9 weitere 'Kleinlast'-Servos vorhanden.
Ich denke, dass ein Ellenbogen nochmals Strom benötigt, aber weitere Servos im Handgelenk und den Fingern eher sparsam sind.

Jetzt steht einem Rasenmäher schiebendem Archie nichts mehr im Wege.

Gruß Sternthaler

[oberallgeier]

Danke für die Ratschläge. Nun sieht die Schaltung für mich gut aus - ABER, na ja, eben stelle ich in der Boardansicht fest, dass da in der Umgebung des Controllers die üblicherweise dringend empfohlenen 100n´s fehlen. Die fehlen aber auch in meinen aktuell gut funktionierenden Lochrasterlösungen - deren Schaltplan ja Grundlage meiner THT-SMD-Platine sind; diese Platinen laufen trotz recht mangelhafter EMV-Maßnahmen bestens. Die Frage ist also: sind diese Kondensatoren zwingend erforderlich? Daher meine

Erweiterte Bitte
Würde bitte jemand sich Schaltung und Board daraufhin ansehen, ob die so oft empfohlenen Entströrungskondensatoren noch hinzugefügt werden sollen. Platzmässig täte ich mir mittlerweile schwer (abgesehen davon, dass die Mehrheit der Vias überarbeitet worden sind).
Andere Kommentare oder Ratschläge wären natürlich auch willkommen.

Danke im Voraus.

Aktueller Schaltplan
Aktuelles Board
Aktuelle Bestückungsliste

[Unregistriert]

... empfohlenen 100n´s fehlen. ... sind diese Kondensatoren zwingend erforderlich?

Nur um sporadische Fehlfunktionen zu minimieren.
http://rn-wissen.de/wiki/index.php?t...ockkondensator

[PICture]

Die Frage ist also: sind diese Kondensatoren zwingend erforderlich?

Nix ist zwingend erforderlich. Diese Kondensatoren sichern nur im schlimmsten Fall oszillationfreies Funktionieren des Spannungreglers. Mein Tipp: SMD vielschicht Keramikkondensatoren zwischen Elkobeine auf der Leiterbahnenseite der Platine einlöten, da es keinen zusätzlichen Platz braucht.