Servo's rechtstreeks via diode op 2S lipo

[Bas B]

Hoi Ernst,

ja er zit een foutje in maar het is niet zo drastisch als jij aangeeft.
Zojuist gemeten (met Jetibox) en een volle liPo accu.
In rust meet ik 6.6 Volt en in remstand (dit gebruikt het meeste stroom) 6.25 Volt (knippert het tussen de 6.2 en 6.3 Volt).
Het verschil in voltage tussen ruststroom en onder belasting is dus 0.35 Volt (de discussie gaat over de instabiliteit van de voedingsspanning). Conclusie de 1.1 A max heb ik te hoog ingeschat, 800 mA zal dichter bij de waarheid liggen (ook zit ik dus minder aan de vermogensgrens van de diode).

Wat de NiMh accus betreft geeft de datasheet aan dat de 80 MiliOhm interne weerstand geldig is voor een volle accu. Zoals Jan heeft aangegeven neemt de inwendige weerstand toe als de accu leger wordt, dit verklaart waarom ik bij de NiMh accu's (zonder diodes) een grotere spanningsval meet dan de Lipo in combinatie met twee diodes.
Bij de Lipo's zal de inwendige weerstand ook toenemen als ze leger raken maar het effect hiervan is veel kleiner.

Bas

Beste Bas hier maak je een grote vergissing of je leest de datasheet verkeerd.
De volledige belasting is volgens jou 1100mA maar als ik dan in de grafiek kijk (Datasheet pagina 2 de grafiek rechts bovenaan) kom ik toch echt aan een spanningsval van 1V per diode! In totaal wordt dat dus 2V minder dat is maar liefst een factor 10 meer!

Een tweede probleem is dat de continu stroom door de diode is maar 1A dus gebruik je hem echt op de rand van zijn kunnen. Je kunt veiliger een wat zwaardere diode gebruiken. Let op ook daarbij zal je ook op een spanningsval van rond de 1V uitkomen.
Bij dit type diode (1N4001) is de kleinste spanningsval gemeten bij 10mA is nog altijd 0,7V. Een spanningsval van maar 0,1V is totaal onmogelijk. Daar zal je een Shottkey diode voor moeten gebruiken en zelfs daarmee is het zeer moeilijk haalbaar.

 

[Ernst Grundmann]

Goed, de stroom is iets minder maar de spanningsval is nog steeds ruimschoots meer dan 0,1V per diode. Bij 800mA kom je net een fractie boven de 0,9V per diode uit. Dat klopt ook wel want als je 1,8V bij 6,2V optelt kom je op precies 8V uit. Dat is een goede spanning voor twee Lipo's in serie die nog redelijk vol zijn.
Let er ook op dat je 0,9V x 0,8A = 0,72W in elke diode aan het opstoken bent. De diodes kunnen het daar best wel warm van krijgen. Zorg voor voldoende koeling!

 

[Bas B]

Ernst,

de 800 mA is een piek die maar kort en tijdens een klein deel van de vlucht voorkomt. Gemiddeld verbruik is ongeveer 140 mA per uur. Ik heb ze in de voedingsdraad geplaatst met zwarte krimpkous eromheen. Ze worden handwarm.

Bas

 

[Roelof]

Toch nog even hierop terug komend.

Opgemerkt is dat de diode stroomafhankelijk is en bij lage stromen amper een spanningsval genereert (voor hoever dat zal/kan gebeuren).

Als ik een paar mA standaard trek dm. een weerstand of een LED voor een spanningsindicatie heb ik het probleem van een lage drempespanning door een te lage stroom opgelost. Een 5 tot 10mA zal geen verschil maken op de totale verbruik maar wel voorkomen dat de stroom te laag wordt waardoor de spanning alsnog te groot wordt.

 

[Ernst Grundmann]

Sorry Roelof als ik je verkeerd begrijp moet je het zeggen maar volgens mij klopt het niet wat je schrijft.
Ten eerste wordt de spanning over een diode (dus ook een Led) hoger naarmate er meer stroom door loopt. Bij een Led maakt het inderdaad maar weinig verschil of je er 5mA of 10mA door laat gaan. Maar toch zal de spanning over de Led (marginaal) hoger zijn bij 10mA dan bij 5mA en niet lager! Als de spanning beneden de drempelspanning van de diode komt zal de diode dicht gaan en helemaal geen stroom meer doorlaten.
In het kort: een diode heeft een drempelspanning, pas wanneer de spanning over de diode hoger wordt dan die spanning gaat de diode stroom doorlaten.
Hoe hoger de stroom door de diode des te hoger de spanningsval die over die diode blijft staan.

Schottky diodes hebben de laagste drempelspanning. Die begint ergens rond de 0,15V. De spanningsval kan oplopen tot meer dan 2V! Dit is afhankelijk van de stroom door die diode en het materiaal waarvan hij gemaakt is.
Germanium diodes hebben een drempelspanning van rond de 0,25V. Deze diodes kunnen over het algemeen slechts heel kleine stromen verwerken. Vaak niet meer dan 200mA en soms zelfs minder. Je komt ze tegenwoordig nauwelijks meer "in het wild" tegen. Ze worden eigenlijk alleen nog maar in hoogfrequent toepassingen gebruikt. Ook zijn er nog sommige speciale toepassingen waar de germanium diode als enige geschikt voor is. Voor alle andere toepassingen hebben de silicium diodes het overgenomen.
Silicium diodes hebben een drempelspanning die begint rond de 0,5 of 0,6V. Ook hier kan de spanningsval oplopen tot meer dan 1,5V en dat is afhankelijk van de stroom en materialen.
Dan zijn er nog een hele reeks speciale diodes zoals bijvoorbeeld Leds. Deze worden van "exotische" materialen gemaakt zoals Galliumarseenfosfide (voor onder andere rode, oranje en gele Leds). Galliumfosfide voor groene Leds en Indiumgalliumnitride voor blauwe en groene Leds.
En er zijn er nog veel meer!

Al die materialen hebben een eigen drempelspanning en ja hoor, de spanningsval daarna is ook afhankelijk van de stroom die er doorheen loopt.

 

[Roelof]

Ernst, bv. de 1n54xx staat gespecificeerd op 1.2v bij 3A en 0.6v bij 10mA, Zijn grafiek net als hierboven begon bij 10mA maar met name je dichter bij 0mA komt zal de spanning ook omlaag duiken en kunnen ruststromen dus eigenlijk voor schadelijke spanningen zorgen. Nu ben ik daar niet bang voor en heb al veel met diodes gewerkt maar met de continuiteit dat de servo's aan het werk zijn heb ik niet het idee dat er een moment van een lage russtroom optreedt (zeker met digitale servo's die altijd aan het werk zijn om een stand vast te houden) maar het lijkt mij dat je die kans van lage ruststromen en de daarbij zeer lage spanningsvallen kan voorkomen door die russtroom te bepalen met een stukje belasting.

 

[Ernst Grundmann]

Ernst, bv. de 1n54xx staat gespecificeerd op 1.2v bij 3A en 0.6v bij 10mA, Zijn grafiek net als hierboven begon bij 10mA maar met name je dichter bij 0mA komt zal de spanning ook omlaag duiken .......

Kijk en daar probeer ik je de hele tijd al op te wijzen DIT IS NIET JUIST!

Een diode heeft een drempelspanning, pas wanneer de spanning over de diode hoger wordt dan die drempespanning zal er stroom gaan lopen.
Als er bij 10mA door de diode 0,6V over die diode staat is hij nog maar net aan open. Als de spanning onder de 0,6V zakt gaat de diode dicht en loopt er helemaal geen stroom meer door. Het is dus echt niet zo dat er bij 5mA nog maar 0,4V over de diode staat. Dat zal misschien 0,595V zijn of zo iets. Bij 1mA door de diode is het misschien nog 0,593V of zo en zit je echt op de rand van de drempelspanning. Wanneer er 0,590V over de diode staat loopt er al geen stroom meer door die diode!!!!!

Overigens zijn die spanningsverschillen zo vreselijk klein en is de spreiding tussen de diverse diodes zo groot dat men dit niet specificeert. Als je werkelijk zulke kleine stromen moet verwerken dan kan je beter een andere diode kiezen die ook minder stroom kan verwerken. Daarbij is dit gedrag veel beter gespecificeerd en voorspelbaar.

Als je de drempelspanning van een diode wilt weten dan moet je een stabiele spanning nemen, bijvoorbeeld een simpele 9V alkaline batterij. Je meet de spanning van die batterij met je multimeter en daarna nog een keer maar dan met de diode in serie met je meter. Als je de spanning van de tweede meting van die van de eerste meting aftrekt krijg je de drempelspanning van die diode. Deze benadering is heel goed want de stroom die een multimeter nodig heeft om te meten is heel vreselijk laag. Bij de meeste multimeters is dit bij 9V maar 0,0000009A = 0,0009mA. De stroom door de diode is dan net zo klein maar de diode is wel in geleiding anders kan je meter niets meten.
Let op dat dit bij hoogspanningsdiodes NIET zal werken. Van die diodes kan de drempelspanning (veel) hoger zijn dan 9V waardoor de diode nooit in geleiding komt en je niets kunt meten.