Hi. Beflügelt von der 2S, 3S und immer wieder aufflammenden BEC Diskussionen hab ich mir heute mal einen meiner Savöx Servos sc-1268SG etwas näher angesehen und mal schnell ein paar Messungen gemacht. Die Stromaufnahme ist ja so gut wie nie im Datenblatt des Servos angegeben, so gesehen tappen wir oft im dunkeln was die Dinger wirklich ziehen. Wir sehen nur dass plötzlich nix mehr reagiert wenn die Stromaufnahme über dem Limit der Elektronik ist.
Hier mal meine ersten Ergüsse, vielleicht ist es ja interessant.

Messaufbau
Servo wird über regelbares Netzgerät versorgt, der Strom wird erstens mit einem Shuntwiderstand 0,1R "bildlich" auf einem Oszi gemessen, zweitens mit einem normalen DC Multimeter. Die Spannung wird direkt am Servo gemessen um die Spannungsabfälle am Shunt+DC Meter nicht mitzumessen - so wärs dann ja auch normalerweise. Der Empfänger wird über den ESC von einem separaten 0815-NiMH Akku versorgt. Die Massen sind verbunden.



Servo
Ein digitaler Servo, Type siehe oben, der links seiner Mittelstellung zu 100% blockiert wird. Er kann also nur nach rechts ungehindert ausdrehen, nach links blockiert er sofort. Denke die 100% Blockade ist das was halt bei uns üblich ist, vielleicht sogar noch mehr als 100% wenn wir dann noch gegen ein Hindernis schieben. Aber da wusste ich nicht wie ich das wiederholbar gleich simulieren kann (auf die schnelle)


Die Ergebnisse sind über unterschiedliche Versorgungsspannungen des Servos wie folgt
Uservo = 5,1V
Ruhestromaufnahme 12mA, 100% Blockierstrom 1,5-1,6A (gemessen mit DC Amperemeter)
Daraus errechnet sich die Mittelwert-Leistung mit ca. 8W (P=U*I)

Uservo = 6V
Ruhestromaufnahme 13mA, 100% Blockierstrom 1,8-1,9A (gemessen mit DC Amperemeter)
Daraus errechnet sich die Mittelwert-Leistung mit ca. 10W

Uservo = 7,4V
Ruhestromaufnahme 14mA, 100% Blockierstrom 2,1-2,2A (gemessen mit DC Amperemeter)
Daraus errechnet sich die Mittelwert-Leistung mit ca. 16W

Schlussfolgerung:
Theoretisch dürfte es bei diesem sehr starken Servo (6V=15kg / 7,4V=26kg) bei Versorgung von zb. einem Robitronic Speedstar Brushless Crawler mit so um die 5-6V/3A eigentlich keine Probleme geben. Aber wie wir wissen ja nur theoretisch. Die Praxis sieht halt öfters anders aus da Spitzenströme die auch nur kurzzeitig auftreten können hier das Problem sind. Die misst man nicht so einfach

Paul sowie die Physik hat im 2S 3S Thread also recht. Spannung rauf = Strom rauf. Vorausgesetzt dass auch die Leistung höher wird natürlich.

Bildliche Ergebnisse der Strommessung
Was man auf den Bildern sieht ist der Strom den der Servo zieht.
Die Auswertung mit dem Flohmarkt-Oszi bringt zumindest für mich eine Neuigkeit die ich mir aber he auch denken hätte können.
Egal wie stark ich gegen die Blockade lenke, der Spitzenstrom (also Maximalwert) ist immer gleich, er zieht nur nicht dauernd sondern wird gepulst. Und zwar mit einer sehr steilen Flanke. Steile Flanke heißt - der Spitzenstrom jedes Pulses kann massiv überschwingen, am Oszi ist er nur gedämpft weil mein Tastkopf so eine hohe Kapazität hat die die Spitze wieder niederbügelt.
Natürlich ist der Sevo so dadurch aber auch sehr schnell - das ist wiederum der Vorteil.
Die Pulse haben übrigens eine Zykluszeit von 3ms, sind dann ja ungefähr 300Hz, was auch immer mir das sagen soll. Bin da noch nicht dahinter gekommen, schätze aber mal das ist die Schaltfrequenz des Servo-internen Motorreglers.

Unterhalb noch die Bilder erklärt.

Bild Leerlauf, kein wirklich relevanter Strom messbar. Gerader Strich, dort ist auch die "Nulllinie".


Bild 1: Lenkeinschlag ganz klein .......................Bild 2: Lenkeinschlag ca. 50%.........................Bild 3: Lenkeinschlag voll 100%


Schlussfolgerung
Es ist also nicht so dass der Stromverbrauch gemütlich ansteigt je mehr man den Servo blockieren lässt, lediglich der Mittelwert über die Zeit (also das was man mit einem DC Amperemeter misst) steigt gemütlich an. Der Servo zieht auch bei kleinem Einschlag den vollen Strom, nur halt für eine sehr sehr kurze Zeit. Bei 50% Einschlag ist das halt auch 1/2 - 1/2 vom Strom und bei 100% Einschlag zieht er großteils den vollen Strom.
Wenn also jetzt ein BEC im ESC od. ext. BEC sehr schnell in die Überstromsicherung gehen kann dann würde es auch bei geringer Belastung evtl. schon zu einer Abschaltung od. irgendeinem unerklärlichen Phänomen kommen.

Auch hier teile und bestätige ich Pauls Ansicht - ein BEC ist per se KEIN Allheilmittel und eine unbegrenzt liefernde Stromquelle. Genau genommen ist es eine Spannungsquelle. Die Abkürzung BEC bedeutet ja nix anders als B_attery E_limination C_ircuit und von der gedachten Verwendung bzw. der Historie her ist ein BEC dafür da dass man keine zweite Batterie (zweiten Akku) benötigt für die interne Elektronik die meist nur so um die 5V herum benötigt während der Akku 7,2 od. halt 3S 4S usw. hat.

Aber natürlich - ein externes BEC hilft auch bei bekannten Problemen wenn ein extrem starker Servo (oder ein anderes Stromfressertrum) das ESC-interne BEC überfordert

Good night and lg, Harald

In der Tat, wenn die Hersteller auch Leistungswerte angeben würden täten wir uns vielleicht mit der der Frage BEC ja / nein, welches BEC leichter.
Die in den Datenblättern angegebenen Werte sind natürlich kgcm oder heute fast nur mehr Ncm was ja genau genommen keine direkte Leistungsangabe (bezogen auf Watt) ist sondern das Drehmoment, somit die eigentliche Kraft am Rad auch abhängig von der Länge des Servohorns. Je kürzer das Servohorn desto stärker wäre der Servo. So gesehen könnten zwei gleiche Servos in unterschiedlichen Autos mit unterschiedlicher Servohornlänge UND unterschiedlichem Anstellwinkel zur Lenkstange unterschiedliche Kräfte am Reifen haben.

Also kürzt eure Hörner und achtet darauf dass der Winkel zur Lenkstange möglichst 90° ist. Is nicht so einfach....

Bzgl. "vollen Strom" ziehen bei Blockierung. Ja, mich hat das auch gewundert.
Ich hab zum Vergleich einen analogen 0815 Hitech Servo vermessen. Da sieht es doch glatt wirklich so aus wie Du schreibst Paul...
Der analoge Servo wird wesentlich langsamer gepulst, vorallem gibt es bei 50% einen ziemlichen Zykluszeitsprung wie man am mittleren Bild sehen kann. Bei Volleinschlag bei Blockade ist aber in der Tat ein Dauerstrom zu messen, ohne Pulse.

Ganz geringer Einschlag (mit Blockade)......................ca. 50% Einschlag mit Blockade....................Volleinschlag mit Blockade


Die Korrelation zwischen Eingangspuls und Motorpuls (also die Strompulse die ich messe) konnte ich beim analogen Servo messen. Siehe Bild unterhalb. Die Kurve oben im Bild ist das (invertierte) Eingangssignal und unterhalb das Pulssignal des Stroms. Ich musste das Eingangssignal invertieren da ich als Bezugsmasse den Massepunkt des Stroms (also eigentlich die +6V) nehmen musste. Das Oszi hat ja auf den zwei Kanälen keine getrennten Massen. Die Zeitbasis ist hier 5ms, dh. Zykluszeit 15ms was klassisch für einen alten analogen Servo bzw. Empfänger spricht. Diesen verwende ich hier. Uralt Servo und 27MHz Anlage.



Hier hab ich nun auch eine Erklärung gefunden für die gestern gemessene Pulszeit von 3ms. Der Savöx Servo ist ja ein digitaler Servo. Soweit ich weiß ist der Unterschied zwischen Analog und Digitalservo ja "nur" dass die Motoransteuerung (die ja als PWM realisiert ist) zykluszeitmäßig unabhängig ist von der Eingangszykluszeit ist. Somit kann der Motor wesentlich schneller angesprochen werden, nämlich bei Savöx mit ca. 300Hz. anstelle von 50Hz die das Eingangssignal hat. Ausnutzen kann man das natürlich auch nur wenn der Empfänger auch darauf ausgelegt ist und eine kleinere Zykluszeit hat.

Also zb. wäre meine Kombination aus 27MHz Anlage mit 20ms Zykluszeit auf Digitalservo mit 3ms Zykluszeit eher Geldverschwendung am Servo.
Gleichermaßen wäre das für mich auch eine Erklärung warum Digitalservos Stromfresser sind. Den Savöx Servos sagt man ja nach dass deren Stromverbrauch hoch ist - grundsätzlich müsste das aber andere Digitalservos auch betreffen. Durch die wesentlich höhere Pulsfrequenz wird der Motor viel öfter bestromt, dadurch ist er zwar schneller aber braucht auch mehr Strom. Angesichts heutiger Akku Technologie bin ich der Meinung dass dies unwesentlich ist - aber es ist glaub ich Fakt. Digitalservos brauchen mehr Strom.

Im Gegensatz dazu hat meine Spektrum DX Anlage eine Zykluszeit von 5ms anstelle von 20ms. Sehr zum Leidwesen der Schaltfunktionen des CTI Moduls welches auf 20ms ausgelegt ist - aber dafür ist der Servo verdammt schnell....

Hoffe dass ich nicht allzusehr Kauderwelsch geschrieben habe und es einigermaßen hilfreich und verständlich war für jene die etwas "hinter die Kulissen" blicken wollen.

lg, Harald

Irgendwie auch zu diesem Thread passend....
Am Erzberg ist mein Savöx Servo SC-1268SG abgeraucht den ich in diesem Stromaufnahmetest verwendet hatte. Habe ein paar Bilder gemacht, vielleicht interessiert es ja jemanden. Der Servo starb in Sektion 1 am Hügel nach dem Wasser-Bachlauf. Eventuell Wasserschaden aber er war innen (schon?) trocken als ich ihn zuhause öffnete. Das Fehlerbild war dass der Servo plötzlich auf Vollausschlag in eine Richtung ging und dort verblieb.
Es ist sowohl die Elektronik defekt als auch der Motor. Genauer kann ich es nicht sagen, vermute aber dass der Leistungsteil der Elektronik durchgebrannt ist und in Folge dann auch der Schleifer am Motorkollektor.

Abgebrannte Schleiferkontakte / Bürsten


So sieht dann übrigens auch der "Coreless Servo"-Motor zerlegt aus. Im Vergleich zu einem normalen Brushed Motor besteht der Rotator hier nur aus einer Wicklung und Welle sowie dem Mini-Kollektor. Das Zahnrad hab ich schon entfernt, steckt normalerweise am Ende der kleinen Metallwelle. Der Permanentmagnet ist nicht aussen am Gehäuse wie bei den klassischen Brushed Motoren sondern liegt innerhalb des Rotators. Er ist zwar dennoch im silbernen Gehäuse integriert aber ragt in Wirklichkeit in die hohl gewickelte Spule des Rotators hinein. Dadurch ist der Rotator sehr leicht (hat ja keinen Kern) und hat so sehr wenig Trägheit weil er ohne Metallkern einfach nur eine geringe Masse hat. So sind schnelle Servogeschwindigkeiten erreichbar da wenig Masse beschleunigt werden muss. Dieser Servo war also wirklich ein Flotter, im Leben wie auch beim Sterben :-)))


lg, Harald

Hmm, gute Idee, musste ich gleich prüfen. Die Kernwicklung sieht einwandfrei aus, und ist sie auch funktionell. Das Gehäuse weist innen keine Brandspuren auf, die müssten doch da dann irgendwie zu sehen sein, also wenn da die Spule am Gehäuse vorbeischleift. Habe die Bürsten mal mit zwei Metallstreifchen simuliert hingehalten an den Kollektor im offenen Zustand und prinzipiell dreht sich der Rotor dann einwandfrei.
Der Innendurchmesser des Gehäuses hat 15,5mm, der Wicklungsaussendurchmesser 14mm. Da is schon Platz dazwischen.
Die Spule innen hat 13mm und der Magnetkern um den sie dreht maximal 12mm, kann das aber nicht mehr genauer messen da ich nicht reinkomm.
Auch da is noch Luft. Die Welle selbst wird vorne in einem ca. 11m langen Gleitlager geführt und hinten ja im "Deckel" vom Motor wo auch die Anschlusspins sind. Also mit Verbiegen wirds auch so leicht nix.

Übrigens hab ich mir die Elektronik noch mal vorgenommen und muss meinen letzten Eintrag revidieren. Die Elektronik funktioniert einwandfrei. Ich Dussel hab nur vergessen beim Test das Poti einzulöten somit regelt klarerweise die Elektronik permanent in eine Richtung.
Jetzt hab ich zumindest einen Schalter für´s Licht - Juchuu - die Servo Elektronik eignet sich da ja perfekt an einem freien 1-0-1 Kanal der DX4. Statt dem Motor kommt halt jetzt ein Kondensator + LEDs dran.

Kurzum, ich weiß absolut nicht warum der Servo abgefackelt ist.
Vielleicht wird das auch verschärft durch die Tatsache dass ich kein BEC verwende. Wenn da was kurzschließt dann bremst das nur der Innenwiderstand vom Akku.

Diese Schleifkontakte vom Servomotor sind aber derart dünn und fragil dass ich mich grundsätzlich frage ob die langfristig größere Ströme (auch im normalen Betrieb) schaffen können. Sind ja bald so dünn wie ein Haar.
Somit wieder eine Beweis für den Spruch mit ... das schwächste Glied... in dem Fall ist es definitiv der Schleifer/Bürsten des Motor. Ansonsten sind die Servos nämlich recht robust gebaut.

Könnte fast auf den Gedanken kommen dann auf brushless Servos zu gehen, da kann zumindest das nicht mehr so passieren.
Sind halt noch teuer...