RG-65 Forum

Hallo RG-65 Segler,

für ein neues RC-Segelboot habe ich einen Magnetschalter, der als Umschalter ausgeführt ist in Verbindung mit einem 3 Ampere DC/DC Konverter vom Typ TSR 3-1250 der Fa. TRACO POWER realisiert. Dessen Belastbarkeit sollte für den Betrieb kleiner RC-Segelboote in Konfiguration mit 2 Digitalservos ausreichend sein.
Der Vorteil ist, dass der zuvor aufgeführte Konverter Dauerkurzschlussfest ist und einen Wirkungsgrad > 90 % hat.
Weiterhin kann der Reedkontakt (magnetisch betätigter Umschalter), der den Konverter über Pin 1 an - Pol (GND) legt, für Pausen bei Regatten mit einem Magneten an der Bootshülle von außen Ein- u. Aus geschaltet werden.
Eine separate Steuerschaltung für den Magnetschalter z.B. mittels Fet´s wie bereits von anderen Segler zu Magnetschalter in Foren aufgeführt wurde, entfällt hier beim TSR 3-1250.

Im Betriebszustand des DC/DC-Konverters kann der magnetische Reedumschalter, die Strombelastung der Kontakte ist für die nachfolgend aufgeführten Verbraucher ausgelegt, z.B. die LED eines LiPo-Savers aktivieren oder auch einen Spannungssensor, der die direkte Akkuspannung via Rückkanal an telemetriefähige Fernsteuersender sendet, versorgen. Die Ströme solcher Module liegen im mA Bereich. Mechanisch sehr kleine Reedkontakte mit geringer Strombelastung sind dadurch verwendbar! Eine Betrachtung der Spannungsfestigkeit ist bei maximal 14 Volt Eingangsspannung vernachlässigbar. Die Verwendung von zusätzlichen Überspannungsschutzdioden möglich.

Telemetriefähige Sender zeigen immer die Empfängerspannung bei entsprechend ausgestatteten Empfänger an!
Für Empfänger mit geregelter Eingangsspannung wird für die Darstellung der aktuellen Akkuspannung des RC-Segelbootes auf dem Senderdisplay als weitere Spannung ein Sensor benötigt.

Neben dem geringen Gewicht des Konverters ist die freie Wahl der Ausgangsspannung mittels eines Trimmwiderstandes realisierbar. Diese kann auch umschaltbar z.B. mittels Steckbrücken ausgeführt werden.

Nachfolgend ist der Stromlaufplan meiner Schaltung als .PDF-Dokument zu sehen. Bitte öffnen!



Das nachfolgende Bild 1 zeigt den von mir benutzten Reedkontakt.



Am Boot ist innen ein Blechstreifen zur Fixierung des Magneten angeklebt. Dadurch wird er vom Magneten zur Bordwand gezogen und kann sich nicht so leicht lösen. Außen angebracht wäre dies bei einem starken Magneten bei schlechter Klebung des Fe-Blechs meiner Meinung nach evtl. möglich. Siehe Bild 2



Bild 3 Zeigt die Befestigung des Magneten mittels Skalenring von einem Potiknopf außen am Cockpit. Der benutzte Magnet mit ca. 7mm Durchmesser passt in den Skalenring saugend rein.



Die nachfolgenden Bilder 4 und 5 zeigen den DC/DC-Konverter. Dieser ist noch in einer Testkonfiguration ausgeführt an eine 2,5 mm Stiftleiste gelötet. Eine später geplante finale Version wird kleiner ausgeführt.



Im Bild 6 ist ein Foto vom Testaufbau zu sehen. Der von mir benutzte Festwiderstand von 238 Ohm ergab eine Ausgangsspannung von 5,52 Volt am Meßgerät.



Bild 7 zeigt die 2,54 mm Buchsenleiste in welche der TRACO POWER Konverter gesteckt wird. Auf der Platine ist nur der Trimmwiderstand, der Reedkontakt sowie die Verkabelung zum Akku (roter BEC-Stecker), Empfängeranschlusskabel (blaue Servobuchse) und die vom LED-Saver vorhanden. An dieser Stelle wäre auch eine Variation der Ausgangsspannung mittels Steckbrücke und 2. Trimmwiderstand z.B. für eine höhere Ausgangsspannung zur Benutzung von 7,4 Volt Hochvoltservos (HV-Servos) bei entsprechender Eingangsspannung möglich. Die Eingangsspannung soll laut Datenblatt 2 Volt höher als die Ausgangsspannung sein. Hier ist die Verwendung von 3 zelligen LiPo´s mit einer höheren Spannungslage sinnvoll.



Die letzten Fotos des Beitrages sind die Bild 8, 9 und 10. Diese zeigen die Verkabelung und den Einbau der Testschaltung im Boot.

Bild 8

Bild 9



Bild 10



Bei der Montage meines Magnetschalters ist unbedingt wichtig den Reedkontakt auf eine Platine zu löten!
Der Grund ist folgender.:
Mechanische Spannungen von angelöteten Kabel können den Glaskörper des Reedkontaktes durch Zug/Druck auf dessen Lötkontakte zerstören!

Weiterhin muß die Breitseite der Kontakte zum Magnet hin zeigen damit genügend Kraft (größerer Abstand beim Ansprechen) zum Schalten des Reedkontaktes vorhanden ist. Es ist selbsterklärend Magnet und Reedkontakt so dicht wie möglich zu montieren.

Zusammenfassung.:

Der große Vorteil dieser Schaltung ist die direkte Steuerung des Stromversorgungsbausteins via Pin 1, siehe .PDF Zeichnung an Anfang dieses Beitrags, der hohe Wirkungsgrad des Konverters (die Akkukapazität wird ja nicht wie bei Spannungsregler (Längsregler) die diese z. Teil in Wärme umsetzen müssen, verbraten) sowie in der leichten und kleinen Bauausführung des Bausteins. Bei der Fa. Reichelt Electronic habe ich den TSR 3-1250 gekauft. Bei Conrad usw. gibt es Reedumschalter zu kaufen.

Dieser Beitrag ist als Anregung an RG-65 Segler gerichtet die sich vertieft mit Elektronik beim Hobby beschäftigen.


Alex

Hallo,
interessanter Ansatz. Bin gespannt, wie sich das Teil bei höhere Belastung sprich bei richtig WInd verhält. Bei maximaler Belastung (gut 15W) musst das Ding ja auch bei 90% Wirkungsgrad noch rund 1,5 W Wärme loswerden. Da kann so ein kleines Teil schon gut warm werden, zumal der Chip ja auch noch Schrumpfschlauch eingepackt ist ...

Ein Denkfehler ist Dir aber unterlaufen. Das Teil umschaltbar für HV-Servos zu machen und dann wegen der erforderlichen 2V Spannungsdiffferenz einen 3s Lipo zu nehmen ist etwas widersinnig. Da stecke ich dden 2s Lipo doch einfach direkt dran bzw. nutze einen einfachen Magnetschalter. Da muss ich nicht eine Zelle zusätzlich als Ballast mitschleppen. Eine Umschaltmöglichkeit für 5V/6V würde dagegen Sinn machen. Empfindliche Servos werden mit 5V versorgt, etwas robusteres Equipment (5NiMH tauglich) kann auch 6V vertragen.

Hallo Achim,

dieser DC/DC-Konverter von Traco Power ist von der Funktion her ein Step-down Schaltregler also kein Längsregler! Diese Schaltregler haben je nach Konfiguration Wirkungsgrade bis zu 95 %.

Wird ein 3 zelliger LiPo-Akku mit dem gleichen Gewicht wie ein 2 zelliger LiPo benutzt liefert er auf Grund seiner höheren Spannungslage am Ausgang auch bei 7,4 Volt für Hochvolt -Servos mit seinem großen Wirkungsgrad bestimmt noch genügend mAh an Kapazität für einen Regattaeinsatz. Er ist ja ein Schaltregler, siehe oben.
Natürlich sind die Kontakte der Stiftleiste/Steckverbinder sowie der Schaltregler, die für maximal 3 A Dauerbetrieb ausgelegt sind eventuell bei sehr starken Wind und Digitalservos am Limit! Es fließen doch beim Segeln nicht dauernd konstant 3 A, Blockierströme durch verklemmte Schoten mal ausgenommen.


Achim noch einen schönen Sonntag

Gruß Alex

Simple Rechnung - 5V/3A = 15W davon 90% = 1,5W Wärme!

Ist sicher worst case - aber muss der Regler im Zweifelsfall schon mal 'ne Weile abkönnen.
Längsregler wäre 2V/3A = 6W Verlustleistung.

Ein Schaltregler ist natürlich immer besser als ein Längsregler, aber eben auch nicht verlustfrei.

Achim,

natürlich ist es so wie du es darstellst, auch die Schaltregler sind nicht verlustfrei.
Für HV Servos ist der TSR 3-24150 der 3A Ausgangsstrom bei U ein min und maximalen Eingangsstrom laut Datenblatt kann die richtige Wahl. im Datenblatt steht für den TSR 3-24150 ein Eingangsspannungsbereich von 10 bis 30 Volt Gleichspannung. Die Ausgangsspannung ist von 5 bis 15 Volt einstellbar. Als Bedingung muss die Eingangsspannung 3 V höher als die Ausgangsspannung sein.
Bei 7,4 V mit R trim gewählte Ausgangsspannung müsste die Eingangsspannung laut Datenblatt min. 10,4 V betragen.
Wie sich der TSR 3-24150 bei auf bis 9 V abgesunkener Spannung U ein eines 3 zelligen LiPos verhält habe ich nicht testen können weil dieser Schaltregler mir nicht zur Verfügung stand.
Es kann sein die Ausgangsspannung sackt nur mit ab und die Abweichung der geregelten Ausgangsspannung wird größer. Ob bei 9 V am Eingang ein Neustart des Schaltreglers noch möglich ist? Da ist so ein LiPo mit 3 Zellen eh entladen. Mit einem 4 zelligen LiPo gibt es aber keine Probleme. Delta U ist groß genug.

Im Regattaeinsatz hatte ich auch schon 2012 einen 6 Volt/5 Ampere Schaltregler von Conrad mit vollster Zufriedenheit benutzt.
Es ist der LiPo-Spannungsregler von Modelcraft mit der Conrad Bestell-Nr.: 207895 - 62. Dieser ist auch gut für die RG-65 Klasse geeignet.

Gruß Alex

Hier noch ein kurzer Überblick zu den DC/DC-Konverter der TSR-3 Serie.

Für RG-65 Boote wo die Gesamtstromaufnahme typischerweise unter 2 A liegt kommt aus meiner Sicht folgende Typen von DC/DC Konverter von TRACO POWER für die Anwendung mit magnetischer Abschaltung (PIN 1) in Betracht.:

TSR 3-1250, Eingangsspannung 4.5 - 14.0 VDC, Ausgangsspannung 0.6 - 6.0 VDC, Eingangsspannung 2 V höher als Ausgangsspannung.

TSR 3-2450, Eingangsspannung 10.0 - 30 VDC, Ausgangsspannung 3.0 bis 6.0 VDC, Eingangsspannung 3 V höher als Ausgangsspannung.

TSR 3-24150, Eingangsspannung 10.0 - 30 VDC, Ausgangsspannung 5.0 bis 15.0 VDC, Eingangsspannung 3 V höher als Ausgangsspannung.

Weitere Daten zu den DC/DC-Konverter der TSR-3 Serie sind aus dem TRACO Datenblatt ersichtlich. Die .PDF-Datei (3 Seiten) ist im Internet unter folgender URL abrufbar.
Hier der Link.:

http://www.traco-electronic.de/index.php?id=200

http://www.traco-electronic.de/index.ph ... &tx_ttnews[tt_news]=57&cHash=2342c910e6

Ob für die Anwendung beim RC-Segeln alle im Datenblatt angegebenen Grenzwerte unbedingt eingehalten werden müssen kann jeder selber mit seinem RC-Setup testen. Wichtig ist meiner Meinung nach dass die Schaltfrequenz der Konverter, die typ. 600 kHz oder 300 kHz beträgt, die Ladungspumpe mit genügend Strom versorgt. Die Praxis ergibt ob beim RC Betrieb die Ausgangsspannung des Konverters bei sehr kleiner Eingangsspannung des Konverters ausreichend ist.
Was für diesen Baustein spricht ist das sehr kleine Gewicht, der hohe Wirkungsgrad gegenüber Längsregler wodurch die Akkuenergie besser ausgenutzt werden kann und das keine extra Elektronik für einen Magnetschalter erforderlich ist.

Alex

Hallo Alex,
danke für deinen interessanten Baubericht, Respekt.
Ich freue mich immer wieder, wenn sich Segler auch um
den elektrischen "Segel-Part" kümmern.
Was für ein Gewicht einscvhließlich Kabel hast du letztendlich
erreicht?
Wie wärs mal mit der Herausforderung -Segelwindenelektronik-??

Hallo Rainer,

ein Gewicht unter 4 bis 5 Gramm ist je nach RC Setup für die Kombination Magnetschalter/DC/DC-Konverter möglich!

Die DC/DC Konverter von Traco Power wiegen 1,7 bis 2,1 Gramm. Siehe Seite 3 Datenblatt.
Das Versiegeln mit Plastik 70/Schrumpfschlauch wiegt ja nichts.
Gewicht vom Micro- Reedumschalter wohl < 0,5 g in Kunststoff eingegossen oder dessen Glaskörper zum mechanischen Schutz auf eine kl. Platine gelötet. Nicht von mir gewogen.
Es reicht auch ein einfacher Reedeinschalter (Schließer bei angelegten Magnet geschlossen, Boot im Zustand Akku standby - AUS) falls auf eine Signalisation mittels LED Saver Diode etc. verzichtet werden kann.
In den 2,4 GHz Empfänger leuchtet ja eh eine LED bei entfernten Magnet.
Der Widerstand " r trim" z. B. 238 Ohm kann auch ganz klein sein. Fällt also nicht ins Gewicht.
Wird die Verdrahtung direkt am TSR 3 angelötet, ich hatte 2,54 mm Buchse/Stecker Adapter, sind es je nach Querschnitt und Länge für die Drähte sowie Steckkontakte bestimmt 1,5 g. Als ich meinen verdrahteten Testaufbau wiegen wollte war dieser schon im Boot montiert!

Gruß Alex