Howto: Spannungsüberwachung ohne Sensor mit den D-Empfängern für ~€0,50

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olex

Der Testpilot
#1
Wollte hier einen simplen Spannungsüberwachung-Aufbau teilen, den ich für meinen Bixler mit dem D8R-XP Empfänger gebaut habe. Keine Sensoren oder sonstige Teile notwendig - nur ein Servokabel und zwei Widerstände, im Gesamtwert von ca. 50 Cent + minimaler Lötaufwand.

Die D-Empfänger von FrSky haben ein tolles Feature: die analogen Eingänge. A1 und A2 heißen diese. An manchen Empfängern sind beide zugänglich (D8R-XP, D8R-Plus), bei einigen ist der A1 fest für die interne Empfängerspannung belegt, aber der A2 ist immer verfügbar (D4R-II). Dort kann man eine Spannung bis 3.3V anlegen, und diese wird als Prozentwert gemessen (0-100% = 0-3.3V) und per Telemetrie auf die Funke übertragen. Mit einem simplen Spannungsteiler aus zwei Widerständen lässt sich hiermit ein Spannungssensor bauen, womit die Spannung des Flugakkus auf der Funke überwacht werden kann. Das Schaltschema eines solchen Teilers sieht wie folgt aus (Quelle: Wikipedia):



V[SUB]in[/SUB] ist der Pluspol von unserem Lipo (oder einer beliebigen zu überwachenden Spannung), und V[SUB]out[/SUB] die geteilte Spannung. Die Widerstände R[SUB]1[/SUB] und R[SUB]2[/SUB] wählt man so, dass nach der folgenden Formel die maximale Ausgangsspannung 3.3V oder weniger beträgt:



In meinem Fall habe ich R[SUB]1[/SUB] = 22 kOhm und R[SUB]2[/SUB] = 4,7 kOhm genommen. Damit lässt sich eine Spannung von einem 4S Lipo noch sicher mit den D-Empfängen messen:

V[SUB]max[/SUB] = 4,7/(4,7+22) * 16,8V = 2,96V

Den Spannungsteiler habe ich auf einem Servokabel gelötet, sodass dieser direkt in den A2 Port meines D8R-XP gesteckt werden konnte. Das Schema sieht dann so aus:



Nun müssen noch minimale Einstellungen in der Funke vorgenommen werden, um den A2 Wert korrekt auszulesen und diesen als Hauptspannung des Modells zu übernehmen, mit den entsprechenden Warnungen bei niedriger und kritischer Spannung. Der Wertebereich für A2 muss korrekt auf die maximale messbare Spannung eingestellt werden - in meinem Fall also auf 18,75V (3,3V maximal am Port gemessen, geteilt durch den Faktor des Spannungsteilers - dieser beträgt 4,7/(22+4,7) = 0,176; 3,3 / 0,176 = 18,75). So sieht dann die Konfigseite für meine Taranis in C9X aus:



Wichtig ist den "Volt source" auf A2 einzustellen. Dann zeigt die Taranis die gemessene Spannung auch auf der Hauptseite im Display an, anstatt der normal angezeigten Empfängerspannung (A1).

Die Warnwerte sind für 3S eingestellt, da ich den Bixler auch damit fliege. Der Teiler würde aber wie gesagt bis 4S sicher laufen; mit anders gewählten Widerständen geht auch 6S und mehr, wobei bei einem höheren Teilungsfaktor natürlich auch die Messgenauigkeit sinkt.
 
Zuletzt bearbeitet:

Jace25

Erfahrener Benutzer
#4
Danke für die nette Anleitung. Habe es eben nachgebaut mit Widerständen, die ich noch hier hatte (R1 470 Ohm, R2 110 Ohm).

Habt ihr mit A1 irgendwas nützliches angestellt? Die Spannung die am Empfänger anliegt, ist ja dank BEC eher unspektakulär und sollte eher unverändert bleiben.
 

olex

Der Testpilot
#5
Theoretisch könnte man mit einem Shunt-Widerstand einen Stromsensor bauen und dort anschließen. Werde das Thema evtl. auch mal angehen, wäre ja auch interessant :)
 

VikiN

Flying Wing Freak
#6
wer keine widerstände rumliegen hat und eh welche bestellen muss...

...zur genauigkeit:

[h=4]Angaben auf SMD-Widerständen
[/h] Die Beschriftung ist von der E-Reihe und der Größe der Bauteile abhängig.
Je größer die E-Reihe, desto kleiner sind die Toleranzen der Bauteile: E3 = über 20 %, E6 = 20 %, E12 = 10 %, E24 = 5 %, E48 = 2 %, E96= 1 %, E192 = 0,5 %

SMD-Widerstände der Bauform 0402 und kleiner haben aus Platzgründen im Allgemeinen keinen Aufdruck.
Widerstände der Bauform 0603 und größer sind meist folgendermaßen gekennzeichnet (es gibt auch Baureihen von Herstellern, bei denen die Widerstände gar nicht gekennzeichnet sind; dies gilt insbesondere für 0603):
SMD-Widerstände der Toleranzklasse >= 5 % sind im Allgemeinen mit drei Ziffern gekennzeichnet. Die ersten zwei Ziffern geben den Widerstandswert an, die dritte die Zehnerpotenz, die mit dem Wert der ersten beiden Ziffern multipliziert wird, vereinfacht ausgedrückt: die Anzahl der angehängten Nullen.


  • 472 = 47 × 10[SUP]2[/SUP] = 47 × 100 = 4700 Ω = 4,7 kΩ
  • 104 = 10 × 10[SUP]4[/SUP] = 10 × 10000 = 100.000 Ω = 100 kΩ
  • 101 = 10 × 10[SUP]1[/SUP] = 10 × 10 = 100 Ω
  • Für Werte unter 10 Ω ersetzt 'R' den Dezimalpunkt: 1R0 = 1,0 Ω
SMD-Widerstände der Toleranzklasse < 5 % weisen einen Aufdruck mit vier Ziffern auf, wenn dafür ausreichend Platz zur Verfügung steht (im Allgemeinen ab Bauform 0805 oder 1206). Dabei geben die ersten drei Ziffern den Widerstandswert an, die vierte die Zehnerpotenz, die mit dem Wert der ersten drei Ziffern multipliziert wird, vereinfacht ausgedrückt: die Anzahl der angehängten Nullen.

  • 1002 = 100 × 10[SUP]2[/SUP] = 100 × 100 = 10.000 = 10 kΩ
  • 1003 = 100 × 10[SUP]3[/SUP] = 100 × 1000 = 100.000 = 100 kΩ
  • Für Werte unter 100 Ω ersetzt ein „R“ den Dezimalpunkt: 10R0 = 10,0 Ω
Widerstände der Bauform 0603 und 1 % Toleranz sind entweder nicht oder mit drei Zeichen gekennzeichnet. Bei einem Widerstandswert aus der E24-Reihe oder gröber sind die Bauteile wie solche mit 5 % Toleranz gekennzeichnet (s. o.), zusätzlich ist aber die mittlere Ziffer unterstrichen. Für Widerstände aus einer feineren E-Reihe (z. B. E96) reichen zwei Ziffern für den Widerstandswert nicht aus. Hierfür wird der Widerstandswert durch eine (fortlaufend gezählte) zweiziffrige Zahl codiert, der Exponent aber durch einen Buchstaben, um diesen Code sicher als solchen von der anderen Kennzeichnungsart unterscheiden zu können.
quelle: wikipedia ( darf ich das so posten? wenn nich kurze pn...dann nehm ichs raus )

mit smd widerständen hätte man ne wirklich schön kompackte spannungsüberwachung
ich nutze derzeit noch die normale baugrösse

a1 empfängerspannung is nicht schlecht...wenn man mitloggt...so kann man evt. BEC einbrüche leichter auswerten

@olex
stromsensor - wie genau ist des mit dem shunt widerstand ?
 

helle

Erfahrener Benutzer
#9
Hy,

der X8R hat keinen,
aber
der X6R hat einen analogen Eingang,
den man per Jumper konfigurieren kann.

Helle
 

bubu10

Erfahrener Benutzer
#13
mal ne frage probiere auch gerade aus den mod aber an welche pins klemme ich die die leitungen an also + - an G X A2 welche davon bevor ich was zerschieße frage ich zuerst .

Gruß Rene
 

olex

Der Testpilot
#14
G ist die Minus-Leitung (schwarz im Schema), A2 ist die Signalleitung (gelb). X wird nicht belegt.

Um sicherzugehen dass du nichts zerschießt: bevor du das Ding an den Receiver klemmst, am besten erst an einen Lipo anschließen und mit einem Multimeter die Spannung am Stecker messen: diese sollte unter 3.3V liegen, dann ist alles OK.
 

bubu10

Erfahrener Benutzer
#15
super danke dir es funktioniert :)
 

bubu10

Erfahrener Benutzer
#16
Habe eben was experimentiert und die Widerstände direkt an den plus minus vom lipo und bei Belastung geht die spannung direkt in den Keller was ja sehr schlecht ist aber wenn ich direkt an den balancer gehe +- passt alles Spannung fällt langsam so wie es soll , also ist das direkte anklemmen ja keine so gute Idee wenn die Leitung zum regler führt .

Gruß Rene
 

aargau

Erfahrener Benutzer
#18
Achtung: Ein Verpolen des Eingangs würde den Empfänger auch killen. Man sollte also wirklich 2x darauf achten, dass alles richtig Angeschlossen ist oder besser noch zwei Dioden setzen...
 

bubu10

Erfahrener Benutzer
#19
Ich habe nix verpolt alles richtig angeklemmt und der akku ist normaler 3s mit 35c und wenn ich zwischen lipo und regler abgreifen und gas gebe schlägt die volt Anzeige in den Keller von 12,55 v auf 11,6 und noch weiter runter und wenn ich über den balancer gehe läuft alles besten genau wie ein lipo warner .

Ich habe mir jetzt eine balancer buchse dran gelötet und alles klappt jetzt und bleibt auch so.

Gruß Rene
 
#20
Ich habe nix verpolt alles richtig angeklemmt und der akku ist normaler 3s mit 35c und wenn ich zwischen lipo und regler abgreifen und gas gebe schlägt die volt Anzeige in den Keller von 12,55 v auf 11,6 und noch weiter runter und wenn ich über den balancer gehe läuft alles besten genau wie ein lipo warner .

Ich habe mir jetzt eine balancer buchse dran gelötet und alles klappt jetzt und bleibt auch so.

Gruß Rene
Den Effekt hatte ich auch schon, welche Widerstandswerte hast den genommen, könnte das hier dran liegen wenn die Widerstandswerte zu klein sind da dann dort zu viel Spannung dran abfällt?

Ansonsten sind die Eingänge am FrSky recht robust, hab da aus versehen auch schon ma die vollen 3S auf den A1/A2 gejagt aus versehen, haben die bisher immer überlebt.
 
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Nicht offen für weitere Antworten.
FPV1

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