Verschiedenes -> SOFTWARE/HARDWARE-Entwicklungen

Unserem Verein gehören auch einige IT-Spezialisten an. Auf dieser Seite finden Sie nützliche Software-Tools und eigene entwickelte elektronische Schaltungen.


    Profilplotter
    Akkumonitor
    Lipo-Balancer
  FS-Schaltung
  Stützkondensator
  Schnellladefähige Lipos   neu!

> Profilplotter

Um Profile ausdrucken zu können, um z.B. Musterrippen herstellen zu können, hat unser Vereinsmitglied J. Hansen ein kleines Programm geschrieben, was unter dem Betriebssystem Windows 9x, NT, XP und 2000 lauffähig ist.

Es verarbeitet Koordinatendateien im "Selig Format" mit dem Wertebereich 0 bis 1 und wahlweise Dateien mit einem 0 bis 100 Wertebereich. Reichlich Koordinatendateien gibt es auf den Seiten des Institutes für Aerodynamik der UIUC (University of Illinois at Urbana-Champaign).

Der Ausdruck ist auf A4 Papier im Hochformat eingestellt.

Download des ProfilPlotters (37kB)

Viel Spaß bei der Anwendung wünscht J. Hansen


> Akku Monitor

Nicht nur zu Beginn der Flugsaison, sondern auch während dessen ist es ratsam seine Akkus mal zu prüfen. Um den Spannungsverlauf während der Entladung registrieren und damit den Zustand des Akkus feststellen zu können, habe ich mir ein Programm geschrieben, das die Spannungen an den acht Kanälen registrieren und überwachen kann. Das Programm ist auf das 12-Bit Datenerfassungssystem der Firma "Conrad Electronic" (Best.-Nr.: 96 76 37 Bausatz, bzw. 96 76 53 Fertigbaustein) abgestimmt. Das notwendige Verbindungskabel ist anhand der beiliegenden Beschreibung leicht anzufertigen (löten sollte man allerdings schon können). Die Schaltung ist auf Spannungsbereich von bis zu 5V ausgelegt. Höhere Spannungsbereiche lassen sich mit einfachen Mitteln mit geeigneten Spannungsteilern realisieren. Ich benutze das System vorwiegend zum Testen von Einzelzellen, so daß der Bereich voll ausreicht.

Die zu überwachenden Kanäle können einzeln ausgewählt werden (zu Anfang sind alle aktiv). Nur aktivierte Kanäle werden bei aktiviertem Alarm berücksichtigt. Wenn Kanäle ausgewählt bleiben, an denen kein Akku angeschlossen ist, dann piept es dauernd vor sich hin.Dann muss die Schnittstelle angewählt werden, an welcher die Schaltung angestöpselt ist (Es werden COM1 und COM2 unterstützt). Nach dieser Auswahl kann der Monitor gestartet werden. Das Abtastintervall von einer Sekunde ermöglicht zur Zeit eine Aufzeichnungsdauer von 2000 Sekunden (33,33 Minuten). Bei geringen Entladeströmen kann das Abtastintervall getrost auf 10 Sekunden eingestellt werden (Aufzeichnungsdauer ca. 5,5 Stunden).

Der Akku Wächter kann auch andere Größen überwachen, die sich in Spannungen von 0...5V umwandeln lassen.

Download des Akku-Monitors (V1.10) 44kB

Aus der Beta-Testversion wurden Darstellungsfehler beseitigt, die Kanalzuordnung farbig angezeigt, die Alarmfunktion abschaltbar gestaltet und die Funktionen zum navigieren in der Grafik verbessert. Das Programm läuft auf Win95, Win98 (vermutlich auch WinME), wegen des direkten Hardwarezugriffs läuft es nicht auf WinNT, Win2000, Win XP. Der Autor übernimmt übrigens keine Haftung für eventuelle Schäden, die bei der Benutzung des Akku Monitors auftreten sollten.

Das Programm ist übrigens für Langzeit Überwachung konzipiert. Abtastintervalle von unter einer Sekunde können je nach Rechnerleistung zu einem "Festhängen" des Programms führen.


Viel Spaß bei der Anwendung wünscht J. Hansen


> LiPo-Balancer

Was wäre Modellfliegen ohne die neuen leistungsfähigen Energiepacks aus Lithium-Polymeren?
Die richtige Pflege ist entscheidend für diese neue Akkugeneration.



Vereinsmitglied Kurt Hertlein beschreibt im Folgenden den Selbstbau eines LiPo-Balancers.

Schaltungsbeschreibung des Lipo-Balancers:

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                                                                                                        Für eine Großansicht klicken Sie bitte auf die Bilder!

Die Präzisionswiderstände R1, R2 und R3 teilen die Akkuspannung gleichmäßig auf, so dass am Punkt b' genau 2/3 und am Punkt c' genau 1/3 der momentanen Akkuspannung als Referenz-spannungen anliegen.
Die beschalteten Leistungs-Operationsverstärker IC1 bzw. IC2 (TDA 2030) erfassen die Spannungsdifferenz zwischen den Punkten b' und b bzw. c' und c und geben die Summe aus Referenzspannung und um den Faktor -47 verstärkter Spannungsdifferenz (= Widerstandsverhältnis R13/R12 bzw. R23/R22) an ihren Ausgängen (4) aus. So lange eine Spannungsdifferenz besteht, fließen durch die Widerstände R14 bzw. R24 Ausgleichsströme, die die Zellenspannungen aneinander angleichen.
Für folgendes Beispiel sind die anfänglichen Ströme und Spannungen ins Schaltbild eingetragen:
Akkuspannung = 10,80 V, Zelle 3 = 3,65 V, Zelle 1 und Zelle 2 = 3,575 V, Ladestrom = 0,9 A
Je mehr sich die Zellenspannungen aneinander angleichen, desto geringer werden die Ausgleichs-ströme; sie werden zu Null, wenn alle Zellenspannungen gleich sind.
Im einzelnen sind die Abläufe nicht ganz unkompliziert, letztendlich wird aber eine äußerst präzise Angleichung der einzelnen Zellenspannungen erreicht.

Anmerkung:

Die vorgestellte Schaltung wird ohne Berücksichtigung etwaiger Patent- oder Schutzansprüche allein zur privaten Nutzung mitgeteilt. Sie beruht auf Schaltungsvorschlägen, die im Internet unter http://www.richard-dj1pi.de/modell_elektron.html zu finden sind. Sie unterscheidet sich von diesen in zwei Punkten:
1. Die positiven bzw. negativen Betriebsspannungen der Leistungsverstärker entsprechen jeweils nur einer Zellenspannung. Damit ist es möglich, die Schaltung für eine beliebige Anzahl von Zellen zu erweitern. Bei den unter o.g. Link mitgeteilten Schaltungen dient als Betriebsspannung der Leistungsverstärker die gesamte Akkuspannung. Bei großen Akku-spannungen müssen die Leistungsverstärker dann sehr hohe Verlustleistungen abführen, bei-spielsweise bei einem 10-zelligen Akku und einem Ausgleichsstrom von 0,5 A bis zu ca. 20 W! Bei der hier vorgestellten Schaltung ergibt sich dagegen bei einem Ausgleichsstrom von 0,5 A unabhängig von der Zellenzahl nur eine maximale Verlustleistung von ca. 1 W.
2. Die Differenzen zwischen Soll- und Istspannungen werden nur um einen bestimmten Faktor, beispielsweise um den Faktor 47, verstärkt. Dadurch werden die Ausgleichsströme umso kleiner, je mehr sich Soll- und Istwerte aneinander angleichen. Die unter o.g. Link mitgeteilten Schaltungen liefern dagegen schon bei der geringsten Spannungsdiffe-renz die vollen Ausgleichsströme. Wegen dieses "Schaltverhaltens" ist zu befürchten, dass ein stabiler Zustand, bei dem keine Ausgleichsströme mehr fließen, nicht zu stande kommt.

Rückfragen an:                                                            Bauanleitung als PDF-File downloaden

Kurt Hertlein
Ringstr. 37
12205 Berlin
e-mail: k.hertlein@web.de

Viel Spaß beim Nachbauen!


> FS-Schaltung

Bei RC-Steuerungen für Modelle wird aus Gründen der Störsicherheit mitunter eine galvanische Trennung zwischen Leistungsteil (Akku, Drehzahlsteller, Motor) und Empfangsteil gewünscht.
Ob dies tatsächlich der Fall ist, kann mit einem Ohmmeter überprüft werden. Als Erläuterung sollen die drei nachstehenden Schaltbilder dienen. Schaltung als  PDF-Datei downloaden.

FS-Schaltung

Schaltungen und Text von Kurt Hertlein    


> Stützkondensator

       Schaltungen und Text von Kurt Hertlein 

> Schnellladefähige Lipos

Liebe Berliner Clubkameraden,

Mit der November – Messung 2012 möchte ich meine im Oktober 2010 begonnene Messreihe zu
schnellladefähigen LIPOs beenden, auch weil ich im Verlauf eines Wettfluges mit einer gleich
großen aber stärkeren Verbrenner-Piper die Flugzeit überschritten (vergessen) habe und damit das Akku-Pack, „PIPERG“, tiefentladen und damit geschädigt habe (in der Tabelle rot gekennzeichnet)!

Welche Schlussfolgerungen lassen sich aus diesen Messreihen ziehen?

1. Mit jährlichen Kapazitätsverlusten von 2 -3 % bei ca. 50 – 100 Ladezyklen pro Jahr sind die
schnellladefähigen Lipos den „normalen“ gleich zu setzen. (Inzwischen sind die schnellladefähigen
ja Standard!) Natürlich ist es auf dem Feld aufwendiger, in kurzer Zeit größere Ladekapazitäten
bereit zu stellen. (Mein Junsi 3010B – Lader hat 1 kW max. Leistung)

2. Schlechter als die LIPOs hat sich mein Feldakku (LIFEPO4, 8S, 40Ah) entwickelt:
ca. 4,5 % Kapazitätsverlust pro Jahr, obwohl nie tief entladen und ca. nur 30 Ladezyklen pro Jahr!
(wird ja nur einmal pro Flugtag aufgeladen – während die Lipos an einem Flugtag mehrmals (ca. 5
mal) aufgeladen werden!). Darüber hinaus sind diese 8 LIFEPO4 – Zellen durch eine Einzelzellen -
Spannungsüberwachung mit 3 V geschützt!

3. Ich habe in diesen 3 Saisons immer versucht, nicht mehr als 75 % der Nennkapazität aus den
LIPOs zu entnehmen. Was ich durch Zeitfliegen mit anschließender Kontrolle der wieder
eingeladenen Kapazität zu realisieren versucht habe.
Aus der Erfahrung der letzten 3 Jahre bin ich zu dem Schluss gekommen:
Das ist nicht sicher genug! Nur einmal 2 Loopings, Turns oder Starts mehr und schon sind die 75 % überschritten – von Rennfieber ganz zu schweigen!

Deshalb habe ich „aufgerüstet“:
Mit Hilfe der Jeti Box profi und entsprechendem Sensor im Flugzeug bekomme ich während des
Fluges ständig die seit Flugbeginn verbrauchte Kapazität in mAh angezeigt und bei Überschreiten
eines von mir festgelegten Grenzwertes erhalte ich eine akustische Warnmeldung! Diesen
Grenzwert bestimme ich aus 75 % des zu Saisonbeginn ermittelten Kapazitätswertes des Akku-
Packs. Folgender Aufdruck auf den Hyperion-Akkus entspricht meiner Vorgehensweise:
„ Do not over-discharge, 10 - 20% of capacity must remain in pack. Use 3,4V minimum autocut
and flight timer.“ Hiernach muss man auch meine Kapazitätsmessungen mit Skepsis sehen, da ich ja im schlimmsten Fall bis auf 3,0 V runtergehe!
Als Rückmeldung kann man also statt der Kapazitäts- auch eine Einzelzellen-Überwachung mit
einstellbarem Grenzwert von z.B. 3,4 V (oder mehr) einsetzen. Bei dieser Methode ist aber der
Innenwiderstand der Zellen zu beachten! Deshalb bevorzuge ich die Kapazitätsmessung im Flug.

4. Neue LIPO-Packs weisen bei der von mir benutzten Messmethode ca. 95 % ihrer Nennkapazität
auf (der Akku „PIPERK“ war ja schon eine Saison benutzt – deshalb nur 94 %).
Es sind also nur noch 5% drin, wenn man bis auf 3,3 V entlädt!
Die Kapazitätsabweichungen der einzelnen Zellen sollten 2,5% nicht überschreiten, was man mit
modernen Ladegeräten (USB-Anschluss) leicht überprüfen kann.
So, das war's! Über Rückmeldungen, Ergänzungen oder Berichte über eigene Erfahrungen würde
ich mich sehr freuen!

Viele Grüße,
Euer Clubkamerad, Friedrich Erdmann.

Text von Friedrich Erdmann |  PDF-Datei downloaden.

 


Copyright LS Condor e.V. - Berlin, letzte Änderungen: 11 Dezember, 2012