FMT Flugmodell und Technik (extra 21) - RC-Elektronik.pdf

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EXTRA 21
RC-ELEKTRONIK
RC-ELEKTRONIK
Einzelpreis: 7,80 €, Preis für FMT-Abonnenten: 5,40 €
2020
GRUNDLAGEN
MODELLFLUG-STABI-SYSTEME
LipoLeer
TEST
von Servonaut
MTAG-Chip
von Muldental
von Hacker Motor
Wireless-Servo
Steckverbindungen
Löten ist nicht schwer
MPX-Stecker modifizieren
Variometer richtig nutzen
Kanalsequenzer programmieren
Recycling von Lichterketten
RC-PRAXIS
Editorial
Liebe Leserinnen und Leser,
Stabilisierungssysteme - umgangssprachlich
auch „Kreisel“ oder kurz „Stabis“ genannt -
haben die Modellflugwelt im Sturm erobert
und gehören heute insbesondere bei PNP-Fer-
tigmodellen schon zur Standardausrüstung.
Aber auch Piloten von großen Kunstflugmo-
dellen und Jets schwören auf die praktischen
Helferlein, die jede Windböe ausbügeln oder
bis vor kurzem noch undenkbare Flugfiguren
erst ermöglicht haben. Wie aber funktionieren
diese Geräte, deren Baugröße inzwischen auf
wenige Zentimeter Größe geschrumpft ist?
Und wo lassen sie sich sinnvoll einsetzen? All
diese Fragen klärt Christian Huber ab S. 22.
Den Modellflug revolutionieren will auch
Muldental Elektronik - von nicht weniger als ei-
ner „Weltneuheit“ sprach das Unternehmen, als
es im vergangenen Herbst sein Wireless-Servo-
System präsentierte. Wireless - das heißt, Strom
und Servoimpulse werden kabellos vom Rumpf
in die Tragfläche übertragen. Ob das funktio-
nieren kann und wo die Vor- und Nachteile des
Systems liegen, klärt Detleff Rosner ab S. 18.
Etwas, auf das keiner von uns verzichten
kann, sind Steckverbindungen, denn alle elek-
tronischen Komponenten müssen irgendwie
verbunden werden. Detleff Rosner erklärt ab
S. 4, worauf bei der Auswahl zu achten ist und
präsentiert seine Messergebnisse von über 30
Steckverbindungen - und dass das Löten dieser
und anderer Buchsen und Stecker kein Hexen-
werk ist, zeigt Ulrich Passern ab S. 8.
Nun wünsche ich Ihnen viel Spaß - mit diesen
und den vielen weiteren Themen in unserem
neuen FMT Extra RC-Elektronik.
Eric Scharfenort
Inhalt
www.fmt-rc.de
3
22
4
RC-PRAXIS
4 Leistungsträger
Steckverbindungen im Modell
8
Löten ist (gar nicht so) schwer
Praxistipps zum Löten von Akkus
8
14
18
14 Grüne an die Macht
Modifizieren von MPX-Steckern
30 Auf – Raus – Zu
Programmieren eines Kanalsequenzers
34 Wiederverwertet
Recycling von Lichterketten
46 Einstellungssache
Variometer richtig nutzen
FMT-Redaktion
GRUNDLAGEN
22 Ausgereift
Stabilisierungssysteme im Modellflug
TEST
18 Kontaktlos verbunden
Wireless-Servo-System von Muldental
40 Vollständig entladen
LipoLeer von Servonaut
42
42 Akku-Management für Profis
MTAG von Hacker
45 Impressum
4
FMT-EXTRA | RC-ELEKTRONIK | RC-PRAXIS | DETLEFF ROSNER
Steckverbindungen
im Flugmodell
Man kann in einem Flugmodell viele Kompo-
nenten verlöten und verschrauben, aber nicht
alle. Ein Akku muss zum Laden in der Regel
ausgebaut werden, ein Servo getauscht, weil
sein Getriebe „Kariesbefall“ zeigt. Dazu muss
das betreffende Element von Stromkreis und
Signalquelle getrennt und sein Ersatz wieder
angeschlossen werden. Das geht am besten
mit einer einfach zu lösenden Verbindung, in
unserem Fall ist das die Kombination Stecker-
Buchse. Sie stellt den elektrischen Kontakt zwi-
schen den Bauteilen her, welcher den Strom-
fluss ermöglicht und die elektrische Energie
möglichst verlustfrei bzw. das Steuersignal
unverfälscht überträgt. Und diesem Kontakt
wird ganz schön viel abverlangt!
Ein bisschen Theorie
Stecker und Buchse sind zwei stromführen-
de Kontaktstücke. Werden diese durch Zu-
sammenstecken miteinander verbunden,
so erhöht sich der elektrische Widerstand
gegenüber einem ununterbrochenen Leiter
gleichen Querschnitts. Dieser zusätzliche
Widerstand wird als
Kontaktwiderstand
oder
Übergangswiderstand
bezeichnet. Er setzt sich
aus zwei Komponenten zusammen:
y
Engewiderstand
R
E
y
Fremdschichtwiderstand
R
F
Ohne sie geht im RC-Modellflug nichts: Steck-
verbindungen. Ob Empfänger, Servos, Akkus,
Einziehfahrwerke, Beleuchtung – sie alle müssen
irgendwie angeschlossen werden, um die benö-
tigte Energie und Steuersignale für ihre Funktion
zu erhalten. Detleff Rosner gibt in diesem Artikel
einen Überblick über die im Modellflug gängigen
Steckverbindungen und erklärt, worauf bei der
Auswahl zu achten ist.
Der
Engewiderstand
R
E
entsteht durch die
mikroskopische Unebenheit einer Kontaktflä-
che. Dadurch ist die wirksame Berührungsflä-
che kleiner und der Stromfluss wird einge-
engt. Man kann das mit dem Fluss in einem
Leitungsrohr vergleichen, dessen Querschnitt
LEISTUNGS-
TRÄGER
plötzlich geringer wird. Der Engewiderstand
ist von folgenden Faktoren abhängig:
y
spezifischer Widerstand des eingesetzten
Materials;
y
Oberflächenunebenheiten;
y
Anzahl der wirksamen Kontaktflächen.
Jede Oberfläche – und sei sie noch so spie-
gelglatt poliert – hat mikroskopisch kleine
Unebenheiten. Presst man zwei Oberflächen
aufeinander (z.B. durch Federkraft), so erfolgt
die „Berührung“ nur an den Spitzen dieser
Unebenheiten. Je mehr es davon gibt und je
größer die Kontaktpunkte sind, desto besser
ist der Kontakt. Druckkraft (Federkraft), Här-
te und Festigkeit des Oberflächenwerkstoffs
haben ebenfalls einen Einfluss auf den Enge-
widerstand.
Der
Fremdschichtwiderstand
R
F
entsteht
auf der Kontaktoberfläche durch eine Fremd-
schicht, die den Widerstand erhöht. Das kann
z.B. Verschmutzung sein oder Oxidation. Zur
Vermeidung von Oxidation werden deshalb
Kontaktflächen mit Edelmetallen wie Gold,
Silber, Platin oder Palladium beschichtet. Der
Kontaktwiderstand ist die Summe der beiden
Komponenten:
www.fmt-rc.de
5
abfall je Kontakt beträgt 125/5 = 50 mV (Mil-
livolt). Da wir stets zwei Kontakte haben (+
und -), ist die Ausgangspannung um 100 mV
geringer als die Eingangsspannung. Dient als
Energielieferant ein 5 V-BEC (gängig bei vielen
Controllern), dann wird unter Vernachlässi-
gung der Kabelverluste der Empfänger mit
4,9 V versorgt. Werden diese sinnvollerweise
mitberücksichtigt, sind es nur noch ca. 4,8 V.
Sind im Modell lange Servozuleitungen ver-
legt, hat das weiteren Spannungsabfall zur
Folge. Deshalb bevorzuge ich – wenn mög-
lich – die Einstellung 6 V. Damit ist man auf
der sicheren Seite.
nen/Servos, Fahrwerke, kleine Antriebe in
leichten Modellen (Shockys), Beleuchtung
etc. mit einer Versorgungsspannung von
5 bis 9 V und einem Arbeitsstrom von bis
zu ca. 10 A.
y
Hochstromstecker.
Sie verbinden Motoren
mit ihrem Drehzahlsteller, Drehzahlsteller
mit Akkus, Akkus untereinander, Ladestati-
onen mit Akkus etc. Der Spannungsbereich
geht bis zu ca. 50 V (14s), der Arbeitsstrom
erreicht in Sonderfällen (Wettbewerbsmo-
delle) auch 200…250 A.
Anti-Blitz-Versionen
Ja oder nein und ab welcher Spannung/Strom?
Warum blitzt es überhaupt beim Anstecken
eines Akkus?
Beim Anstecken eines Akkus werden im
Controller zuerst die Kondensatoren im Ein-
gang aufgeladen. Ihre Anzahl richtet sich nach
der Leistung des Reglers. Die Kapazität ei-
nes Kondensators beträgt meistens 330 oder
470 µF. Beim Aufladen fließt für Sekunden-
bruchteile ein sehr hoher Strom. Je höher
Spannung und Akkukapazität sind und je
geringer sein Innenwiderstand, desto höher
Welche Steckverbinder
kommen zum Einsatz?
Klare Antwort: viele. Das Sortiment ist groß,
wird mit zunehmendem Leistungsdurchsatz
im Elektroflug stetig erweitert und das vor-
handene verbessert.
Prinzipiell unterscheiden wir ganz grob zwei
Kategorien:
y
Steckverbinder für kleine Leistungen.
In
diese Kategorie fallen die Anschlüsse für
Empfänger (BEC-Systeme), Rudermaschi-
Erläuterungen zu den Tabellen und Tipps
Es gibt Berechnungsformeln für
R
E
und
R
F
, aber
es geht auch empirisch: der Übergangswider-
stand
R
K
an zwei Kontakten lässt sich aus dem
Spannungsabfall
ΔU
an der Steckverbindung
und dem Strom
I
durch die Steckverbindung
gemäß der bekannten Formel:
Die in den Tabellen gelisteten (und geprüf-
ten) Steckverbindungen stammen aus dem
Lieferprogramm der Firmen:
y
Muldental Elektronik GmbH
https://m-el.eu
y
Nessel-Elektronik
www.Nessel-Elektronik.net
y
Akku-Onlineversand
www.akku-onlineversand.de
y
Hacker Motor GmbH
www.hacker-motor.com
y
Der Himmlische Höllein
www.hoelleinshop.com
y
JETImodel (im Vertrieb der Hacker Mo-
tor GmbH)
Sie genügen den im Modellbau geltenden
hohen Anforderungen betr. Qualität und
Verfügbarkeit. Sämtliche Kontaktflächen
sind hartvergoldet; vor dem Prüfvorgang
wurden die Kontakte mehrfach gesteckt
und getrennt, um evtl. Verunreinigungen
auf der Kontaktfläche zu lösen bzw. den
Sitz zu prüfen (Stecker muss auch nach
100 Zyklen stramm in der Buchse sitzen).
Der Kontaktwiderstand wurde aus
Spannungsabfall an der Steckverbindung
und dem Durchgangsstrom berechnet.
Beide Werte wurden mit kalibrierbaren
Präzisionsinstrumenten gemessen. Als
Spannungsquelle diente ein bis 40 A be-
lastbares, regelbares Schaltnetzteil, als
Lastwiderstand eine programmierbare
Stromsenke. Der Laststrom wird konstant
gehalten. In den Tabellen werden der mi-
nimale und der maximale Messwert an-
gegeben.
Die Werte von Impuls-bzw. Dauerstrom
sind Herstellerangaben oder wurden man-
gels dieser berechnet. Auch Produkte glei-
chen Typs (z.B. 4,0 mm Lamellenstecker)
können je nach Hersteller/Ausführung
unterschiedliche Angaben betr. der Strom-
belastung haben. Bitte beachten Sie beim
Einsatz stets die Angaben des jeweiligen
Herstellers oder Händlers!
Die Steckverbindung immer auf den
höchsten zu erwartenden Dauer- bzw. Im-
pulsstrom auslegen. Lieber einen Tick grö-
ßer als zu klein, das hat noch nie gescha-
det. Dasselbe gilt für die Anschlusskabel.
Stets auf strammen Sitz des Steckers
in der Buchse achten! Labbrige Verbinder
führen neben unnötigen Spannungsver-
lusten oft zu Abbrand an den Kontakten
und kräftiger Wärmeentwicklung! Das wie-
derum erhöht den Kontaktwiderstand, die
Verlustleistung nimmt weiter zu, die Tem-
peratur erhöht sich noch mehr, manchmal
bis zum Ablöten der Kabel.
ausrechnen. Die Messung erfolgt in Vierleiter-
technik. Wird
ΔU
in Millivolt und
I
in Ampere
gemessen, erhält man den Kontaktwiderstand
in Milliohm. Je kleiner dieser ist, desto gerin-
ger ist der Leistungsverlust über die Steck-
verbindung; der steigt mit dem Quadrat der
Stromstärke gemäß der Formel:
Ist die Verlustleistung bekannt, kann aus der
Formel
der Spannungsabfall an der Steckverbindung
berechnet werden.
Beispiel: Angenommen, ein Empfänger
wird über eine Servobuchse mit Spannung
versorgt. Der Kontaktwiderstand beträgt ca.
5 Milliohm/Kontakt, es fließt ein Strom von 5 A.
Die Verlustleistung je Kontakt beträgt: P =
2
5 ×5 = 125 mW (Milliwatt). Der Spannungs-

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