Серва, как источник помех
В связи с развитием моделистской аппаратуры вылезают интересные вещи, ранее не встречавшиеся на практике, и потому не описанные в моей статье про сервомашинки. Хотелось бы дополнить ее новой информацией.
Про то, что моторчик и электроника сервомашинки генерирует высокочастотные помехи, которые снижают дальность надежной работы радиоканала я писал. Это информация известная и как бороться с такого рода помехами в общем то известно. Но, в связи с неуклонным ростом размеров моделей, вынуждающих применять все более мощные сервы вылезла новая проблема, которую не стоит недооценивать. Проблема заключается в том, что в процессе управления моторчиком сервы могут генерироваться значительные импульсные помехи по плюсовому проводу питания. Откуда? Вспомните статью про регуляторы хода и инструкции к практически всем регуляторам хода - там написано, что категорически запрещается отсоединять регулятор хода от аккумулятора до полной остановки мотора. Обещают, что в этом случае регулятор может сгореть. Правильно, в нормальном режиме управления мотором всегда поддерживается режим рекуперации, т.е. если ЭДС самоиндукции мотора выше подаваемого на него с регулятора напряжения, то избыток энергии идет в батарею. А если она в этот момент отключится, то перенапряжение просто сожжет регулятор.
То же самое происходит и в серве. Особенно велики риски таких помех на мощных современных сервах, где запас механической энергии ротора моторчика весьма велик.
Почему мы этого чаще всего не замечаем? Потому что чаще всего, никелькадмиевая батарея бортового питания напрямую подключена к этому проводу и прекрасно поглощает избыток энергии от моторчиков сервомашинок. Но так бывает не всегда. При питании борта через ВЕС, либо через понижающий стабилизатор от отдельной литиевой батареи бортового питания цепь обратного тока разрывается - стабилизатор не гасит импульсы на своем выходе. Это же бывает при использовании диода для гашения лишних вольт бортовой батареи на прямосмещенном п-н переходе. В этом случае на приемник поступают импульсы по его шине питания до 10 вольт амплитудой, как его намеряли авторы FMT на серве HS5745. Такие импульсы могут много чего. Наиболее неприятная вещь случается в современных приемниках с декодером на микропроцессоре. Импульсная помеха такой амплитуды может привести к зависанию программы. А когда сработает сторожевой таймер микропроцессора - может быть уже поздно - модель может быть уже в щепках. Каков эгоизм разработчиков цифровых серв! - микропроцессор внутри сервоэлектроники защищен от этих помех, а вот приемник - не их дело.
Радикальным решением этой проблемы является применение современных Пауэр-Боксов с раздельным питанием приемника и мощных серв. Тем, кому жалко денег на это, в качестве компромиссной меры можно рекомендовать подключать к приемнику на свободный выход специальный конденсатор, емкостью порядка 10000 мкф с низким импульсным сопротивлением. Провода при этом от конденсатора до приемника желательно взять покороче и потолще. На модельном рынке уже появились такие изделия весом до 20 г и стоимостью до 10 евро.
Моделистам, увлекающимся крупными моделями, стоит иметь данный эффект в виду и принимать соответствующие меры по его лечению. До краша, а не после. 😎
А первоисточник бед в том, что для получения повышенной мощности серв стандартные двигатели используются на нестандартных режимах. Ну и экономия на нормальных шунтирующих диодах Шоттки на выходах сказывается - штатные в MOSFETах с выбросами не справляются. И старое “лекарство” от новых бед - раздельное питание - тоже может быть неэффективным, поскольку ВОХы отсекают сервы от приемника, но не друг от друга, а выброс до 10 В уже в состоянии кратковременно блокировать контроллер соседней сервы. Так что допконденсаторами нужно обвешивать не только приемник, но и все сервы поштучно.
И старое “лекарство” от новых бед - раздельное питание - тоже может быть неэффективным, поскольку ВОХы отсекают сервы от приемника, но не друг от друга, а выброс до 10 В уже в состоянии кратковременно блокировать контроллер соседней сервы. Так что допконденсаторами нужно обвешивать не только приемник, но и все сервы поштучно.
Не, не могут. Микроконтроллеры сервоэлектроники в цифровых сервах защищены по цепям питания гораздо лучше, и сторожевой таймер там в программе короче заводится. И перегрузочная способность сервоэлектроники выше. Поэтому таких проблем не возникает.
Если бы авторы еще посмотрели, как сделан выходной каскад в этой серве… руки бы оторвал тому конструктору, который включил два полевика , содинив их затворы… при 6 вольтах питания там при переключениях таакие сквозняки идут… зато на 4433, как всегда, снятый с производства- (фирменная фича хайтека, увы) отдельный стабилизатор 3.3v- вот это правильно.
Если бы авторы еще посмотрели, как сделан выходной каскад в этой серве… руки бы оторвал тому конструктору, который включил два полевика , содинив их затворы… при 6 вольтах питания там при переключениях таакие сквозняки идут…
Вопче то затворы соединять можно, надо тока проследить, чтобы напряжения отсечки разнесены были - тогда и сквозняка не будет. Тут, скорее, баг не разработчика, а технолога, комплектующего сборку выходними ключами без разбора. Технологическая дисциплина на заводах Хайтека существенно хуже, чем на заводах Футабы и JR. Потому и цены разные. То, что во всех случаях это китайцы - роли не играет. Форд, Хюндей и ВАЗ собирают у нас русскими руками - а какое разительное качество!
Не-а. не согласен. серва должна работать от 3.5 до 7 вольт.( хорошо заряженные 5 банок) такая схемотехника может иметь место при фиксированном напряжении питания… иначе или недоотктроется, или сквозняк. к тому же полевиков с хорошими характеристиками хайтек ставить не будет- не его стиль 😃
Не-а. не согласен. серва должна работать от 3.5 до 7 вольт.( хорошо заряженные 5 банок) такая схемотехника может иметь место при фиксированном напряжении питания… иначе или недоотктроется, или сквозняк.
Это почему? Схемотехнику той же КМОП 561 серии микросхем гляньте. Работают от 3 до 15 вольт. Затворы выхода - вместе. Другое дело, что там комплементарные транзисторы на одной подложке и в одном техпроцессе сделаны - поэтому разброса по порогу включения почти нет.
Кстати, у нас на Воронежском заводе полупроводниковых приборов одно время работала установка рентгеновской подгонки порогов включения ключей в микросхемах. Сводили брак пластин до нуля, который как раз и был обусловлен появляющимися сквозными токами при дрейфе параметров эпитаксии.
[quote=vovic;346762]
Это почему? Схемотехнику той же КМОП 561 серии микросхем гляньте. Работают от 3 до 15 вольт. Затворы выхода - вместе. Другое дело, что там комплементарные транзисторы на одной подложке и в одном техпроцессе сделаны - поэтому разброса по порогу включения почти нет.
ну… я рассматриваю ситуацию конкретной сервы с дискретными элементами в корпусах so-8 😃
Предположим, ключ должен быть НАДЕЖНО открыт при 3.5 вольт. большинство современных полевиков с такими характеристиками начинают открываться(омический режим) при 1,7 вольтах, а некоторые и раньше. Напряжение отсечки порядка 2 вольт,
Реально, IRF, например, указывает минимальное пороговое напряжение (для тока стока в 250мка) в 1 вольт для большинства маломощных ключей.
При питании 4 вольта, в переходном режиме, когда напряжение на затворах равно половине напряжения питания- оба ключа будут на пороге открывания, но тока еще не будет. А при 5 вольтах питания- сквозной ток во весь рост. я предполагаю, что порог включения ключа практически не зависит от напряжения на стоке…
Где я неправ?
Кстати средняя эдс наводимая ротором машинки невелика а помехи возникают в момент разрыва тока в цепи индуктивности ротора. так выбросы ежели не гасить их конденсаторами могут достигать сотен вольт.
эт я к чему говорю что гораздо веселей в данном случае ставить многослойную керамику. А где брать ?
на любом развале дохлые материнки имеют в окресностях сокета от 8 до 20 керамических емкостей 10мФ от их и ставить.