Buffer Pack - Warum Ein- Ausschalten? Alternativ Kondenstar ohne Elektronik?

[Timo1972]

Warum muss man einen Buffer Pack ein ausschalten können? Warum kann man nicht einfach einen einzelnen Kondensator nehmen ohne Elektronik?
So wie er ja auch beim Hobbywing ESC dabei ist. Kann ja auch einen grösseren nehmen. Habe schon einen Thread hierzu im Forum gelesen, aber da wurde mehr darüber gesprochen wie man per Funke an und aus schaltet.

[Gast]

Würde mich auch mal interessieren.
Und ist es besser ihn quasie voll auszuschalten oder ihn leer laufen zu lassen(Servos bewegen bis leer ist) ,und dann isser ja eh aus oder?

Ich schalte ihn immer aus und gut.

[Helikopter-Pilot]

Hallo Timo,
es handelt sich bei deiner Anfrage um 2 verschiedene Funktionen. Der Kondensator, der beim ESC mit bei ist hat die Aufgabe kurzzeitige Spannungseinbrüche auszugleichen, die z.B. bei heftigen Bewegungen der Servos unter Last entstehen. Zusätzlich kann er auch Überspannungen aufnehmen, die z. B. Durch generatorische Rückströme der Servos entstehen, wenn diese Bremsen müssen. Der Kondensator ist relativ klein (ca. 1000 uF) und muss auf sehr kurzem Wege am Flybarless System angeschlossen werden, um den Leitunswiderstands gering zu halten und somit schnell Strom nach liefern zu können. Er verhindert ein ungewolltes Booten des Flybarless während des Fluges.

Der Buffer hat die Aufgabe Energie zur Verfügung zu stellen, wenn die normale Energieversorgung von Flybarless und Servos ausfällt. Da in diesem Fall Energie für ca. 30 s benötigt wird, um mit einem vollständig steuerbaren Heli zu landen, müssen die Kondensatoren im Buffer sehr groß sein (ca. 50 F). Ein ungeladener Kondensator stellt im Moment des Einschaltens einen Kurzschluss da, da alle Ladungen der Spannungsquelle das Bedürfnis haben möglichst schnell auf den Kondensator zu fließen. Aus diesem Grund wird eine Ladeelektronik zur Strombegrenzung benötigt. Wäre diese Elektronik nicht vorhanden würde das BEC überlastet werden und das Flybarless hätte durch den niedrigen Innenwiderstand des Kondensators nicht genug Spannung um zu Starten.
Der Buffer sollte nach Benutzung ausgeschaltet werden um einen Schnellen Übergang von der Flybarless und Servos Betriebsspannung zu Null zu erreichen. Das ist sinnvoll, um undefinierte Zwischenzustände in den Elektronikschaltkreisen zu verhindern und somit einer Zerstörung vorzubeugen. Aktuelle Elektroniker benötigen intern ca. 3,3 V was in der Verwendung der Feldeffekttransistoren begründet ist. Bei einem sehr langsamen Auslaufen der Spannung kann es vorkommen, dass die Halbleiter nicht schlagartig schalten, sondern nur ihren Widerstand erhöhen und somit Verlustwärme an empfindlichen Stellen erzeugen. In der Regel haben die Hersteller dem Problem aber vorgebeugt und Schutzbeschaltungen integriert. Man sollte es aber nicht herausfordern.

Gruß

Peter

[Zeppelin]

Würde mich auch mal interessieren.
Und ist es besser ihn quasie voll auszuschalten oder ihn leer laufen zu lassen(Servos bewegen bis leer ist) ,und dann isser ja eh aus oder?

Ich schalte ihn immer aus und gut.

Kleine Ergänzung noch zum oben gesagten, da ich die Frage so verstehe. "Was ist für den Kondensator besser?"

Ein Kondensator speichert Energie in einem elektrischen Feld, nicht in chemischen Vorgängen. Also eine völlig andere Art von Energiespeicher als ein Akku. --> Es ist ihm total egal ob voll oder leer.

[J-Tom]

So ein C hat einen geringen Innenwiderstand. Gebraucht im Entladen, störend beim initialen Laden. (macht den BEC im startup platt)
Also braucht es eine "Ladestrom-Bremse" initial. - BEC nach startup kann auch mehr ab als während startup, - hat aber meist auch Strom-Limitierung als "Leben-Schutz".

[Schraubehubbrauber]

Kleine Ergänzung noch zum oben gesagten, da ich die Frage so verstehe. "Was ist für den Kondensator besser?"

Ein Kondensator speichert Energie in einem elektrischen Feld, nicht in chemischen Vorgängen. Also eine völlig andere Art von Energiespeicher als ein Akku. --> Es ist ihm total egal ob voll oder leer.

Das halte ich für ein Gerücht... alles und jeder strebt den neutralen Zustand an. Aber ich gebe dir recht, beim Kondensator deutlich unkritischer als beim Akku.

-> Ich handhabe das mit dem Buffer immer so, dass ich nach dem letzten Akku den Buffer leer laufen lasse ~ 4 V o. ä. aber nicht auf 8,4 stehen lasse. Damit fühle ich mich irgendwie sicherer, glaube aber, dass das unnötig ist, weil da irgendeine Entladeschaltung integriert sein muss. Der Buffer muss schließlich jeden Flugtag neu geladen werden.

[JMalberg]

Genau aus der simplen ElKo-Schaltung mit ein paar Widerständen und Sperrdioden sind ja vor 10? Jahren von J-Tom die R2Buffer entstanden, weil nur ein Kondensator die Anforderungen nicht erfüllen kann.
Diese ursprüngliche Entwicklungsgeschichte kann jeder hier im Forum noch nachlesen.

[J-Tom]

Nö, J, das war Linus' Spielzeug bei R2. Hatte aber damit auch Berührung. ..(Ich war ja nie wirklich bei R2, - benutzte eigene R2-Identifizierung dann später nur, um evtl. mehr Kommu mit integrierten manufacturers in meinem JLog-Hobby zu kriegen.)

Es gibt auch noch ne weitere, evtl. notwendige "Schaltfunktion": Es gibt/gab BECs (?? erinnere mich nur an einen aus US, dessen Name mir nicht mehr einfällt), die gekillt werden können, wenn Spannung an deren Ausgang, während die selber nix ausspucken. Also isolierendes Monitoring/Switching des BEC output im Buffer Kram.

[J-Tom]

Warte gerade auf imagers, dass die fertig werden. Also mal gegen Langeweile in /var/www/j-log.eu gesucht - und gefunden.
Nach dem Knall hier 2019(?) nach R2's chapter eleven - gab es ja auch besserwissende Attacke bzgl. R2buffer. Ich spielte dann "Verteidiger".
Da die JLog website nur noch webspider output ist, hatte ich ein Weilchen eine immer handgefummelte page für Kommu.
Siehe darin "Bzgl R2 buffer v4 in rc-heli.de" (malte ein Blockschaltbild, - links BEC, rechts output in's Modell)
COMM

[Timo1972]

Hallo Timo,
es handelt sich bei deiner Anfrage um 2 verschiedene Funktionen. Der Kondensator, der beim ESC mit bei ist hat die Aufgabe kurzzeitige Spannungseinbrüche auszugleichen, die z.B. bei heftigen Bewegungen der Servos unter Last entstehen. Zusätzlich kann er auch Überspannungen aufnehmen, die z. B. Durch generatorische Rückströme der Servos entstehen, wenn diese Bremsen müssen. Der Kondensator ist relativ klein (ca. 1000 uF) und muss auf sehr kurzem Wege am Flybarless System angeschlossen werden, um den Leitunswiderstands gering zu halten und somit schnell Strom nach liefern zu können. Er verhindert ein ungewolltes Booten des Flybarless während des Fluges.

Der Buffer hat die Aufgabe Energie zur Verfügung zu stellen, wenn die normale Energieversorgung von Flybarless und Servos ausfällt. Da in diesem Fall Energie für ca. 30 s benötigt wird, um mit einem vollständig steuerbaren Heli zu landen, müssen die Kondensatoren im Buffer sehr groß sein (ca. 50 F). Ein ungeladener Kondensator stellt im Moment des Einschaltens einen Kurzschluss da, da alle Ladungen der Spannungsquelle das Bedürfnis haben möglichst schnell auf den Kondensator zu fließen. Aus diesem Grund wird eine Ladeelektronik zur Strombegrenzung benötigt. Wäre diese Elektronik nicht vorhanden würde das BEC überlastet werden und das Flybarless hätte durch den niedrigen Innenwiderstand des Kondensators nicht genug Spannung um zu Starten.
Der Buffer sollte nach Benutzung ausgeschaltet werden um einen Schnellen Übergang von der Flybarless und Servos Betriebsspannung zu Null zu erreichen. Das ist sinnvoll, um undefinierte Zwischenzustände in den Elektronikschaltkreisen zu verhindern und somit einer Zerstörung vorzubeugen. Aktuelle Elektroniker benötigen intern ca. 3,3 V was in der Verwendung der Feldeffekttransistoren begründet ist. Bei einem sehr langsamen Auslaufen der Spannung kann es vorkommen, dass die Halbleiter nicht schlagartig schalten, sondern nur ihren Widerstand erhöhen und somit Verlustwärme an empfindlichen Stellen erzeugen. In der Regel haben die Hersteller dem Problem aber vorgebeugt und Schutzbeschaltungen integriert. Man sollte es aber nicht herausfordern.

Gruß

Peter

Vielen Dank für die sehr gute Erklärung. Genau diese Info hatte mir gefehlt. Wobei man den kleinen Kondensator ja sicher auch 2-3 mal grösser machen könnte sodass noch kurz Energie da wäre. Aber das würde auch nur bedingt helfen. Das Problem kenne ich vom Solarkraftwerk wo ich ein ein Wechselrichter bei 25V Eingang / Ausgang 220V und 200W einschalte. Eigentlich wären das bei 25V ca. 8A. Aber der Einschaltstrom liegt eher bei 20 bis 40A weil da auch zur Glättung Kondensatoren aufgeladen werden. Da habe ich eine Schaltung gebaut wo zuert ca. 1 Sec die Kondensatoren mit 2-3A geladen werden, dann erst schaltet ein Relais die Gesamtleistung auf. So ergibt das nun für mich ein Sinn. Die grenze kleiner zu grosser Heli hängt dann wohl vom Sicherheitsaspekt und vom Gewicht ab. In ein 450er und kleiner will man nicht 40-60g Zusatzgewicht rein klatschen. Und so wie es aussieht verwenden wohl fast alle von euch ein Buffer. Nun muss ich noch raus finden wie ich den Kanal vom Microbeast schalte und welche Kanal ich nehmen kann

[DJBlue]

ihn leer laufen zu lassen(Servos bewegen bis leer ist)

Theoretisch ja, praktisch nein.
Mit sinkender Spannung steigt der Strom (bei gleicher Leistung), und das können manche Abnehmer nicht immer ab. Da ist Abschalten da die bessere Lösung.
Keine Sorge, im Regelfall stecken sowas die Abnehmer ganz locker weg.

[<<Philipp>>]

Und so wie es aussieht verwenden wohl fast alle von euch ein Buffer.

Fast ...

LG Philipp

[Bernhard Kerscher]

Vielen Dank für die sehr gute Erklärung. Genau diese Info hatte mir gefehlt. Wobei man den kleinen Kondensator ja sicher auch 2-3 mal grösser machen könnte sodass noch kurz Energie da wäre. Aber das würde auch nur bedingt helfen. Das Problem kenne ich vom Solarkraftwerk wo ich ein ein Wechselrichter bei 25V Eingang / Ausgang 220V und 200W einschalte. Eigentlich wären das bei 25V ca. 8A. Aber der Einschaltstrom liegt eher bei 20 bis 40A weil da auch zur Glättung Kondensatoren aufgeladen werden. Da habe ich eine Schaltung gebaut wo zuert ca. 1 Sec die Kondensatoren mit 2-3A geladen werden, dann erst schaltet ein Relais die Gesamtleistung auf. So ergibt das nun für mich ein Sinn. Die grenze kleiner zu grosser Heli hängt dann wohl vom Sicherheitsaspekt und vom Gewicht ab. In ein 450er und kleiner will man nicht 40-60g Zusatzgewicht rein klatschen. Und so wie es aussieht verwenden wohl fast alle von euch ein Buffer. Nun muss ich noch raus finden wie ich den Kanal vom Microbeast schalte und welche Kanal ich nehmen kann

Hallo Timo,
da ich Spektrum fliege und die ja etwas zickig auf Unterspannung reagieren habe ich mir angewohnt in allen Helis zumindest einen Stützelko zu verbauen. Der besteht aus normalen 10V Elkos mit 6800µF und es wird je nach Servogröße 1x 2x parallel geschalten.
Einen richtigen Puffer z.b. den von IISI habe ich nur in einem Heli.
Ich hatte ehrlichgesagt so noch nie Probleme mit BEC Versorgung obwohl ich auch so alte Regler wie einen Castle Talon 90 im Einsatz habe.
Grüße B.

[tc1975]

Gibt es für neuere Regler mit 12V BEC eigentlich schon eine Alternative zum 3S Lipo als Stützakku?

[Gandalf]

Und so wie es aussieht verwenden wohl fast alle von euch ein Buffer.

Verwende bei meinen Kraken 700 und RAW 580 Optipower Ultra Guard

Optipower Ultra Guard backup System bei Höllein (hoelleinshop.com)