6volt servo's. Test 5cel NiMh vs 2s LiFePo4

FPV - GPS - Ontvangers - Zenders etc.
Gebruikersavatar
GVT
Lid
Berichten: 285
Lid geworden op: ma sep 29, 2014 11:17 pm
Locatie: Elburg
Contacteer:

6volt servo's. Test 5cel NiMh vs 2s LiFePo4

Bericht door GVT » vr okt 29, 2021 12:31 pm

Omdat ik nog een aantal toestellen heb met 'laag' voltage servo's ben ik eens gaan googlen wat de mogelijkheden zijn om deze toch op LiFePo4 2s te laten werken zonder BEC.
Een BEC wil ik niet gebruik icm LiFePo4. Tijdens het programmeren van een zwever kwam ik er achter dat het spanningsverschil van LiFePo4 naar 6.0v door de Castle bec te laag is waardoor de bec bij een iets lagere lifepo spanning al uitgeschakelde!! Blij dat ik er nu achterkom en niet in de lucht :o
Bij gebruik van een 2s LiPo accu is dit probleem er niet.

Laag voltage servo's zijn er met 4.8V en 6.0v aanduiding.
De eerste vraag die je moet proberen te beantwoorden is wat wordt er met dat voltage bedoeld.
Is het echt MAX 4.8v / 6.0v of wordt het gebruik van een 4 cel / 5 cel NiMH bedoeld.
Nominale spanning van NiMH is 1,2v per cel. 4 cel NiMH is dus 4.8v en 5 cel NiMH is 6.0v
Het merendeel van de informatie gaat uit van het 2e.
De 4.8v servo voor max 4 cel NiMH en de 6.0v servo voor max 5 cel NiMH.

Als een 6.0v servo gevoed mag worden met een 5 cel NiMH rijst direct de vraag of deze dan ook vanuit een 2s LiFePo4 gevoed kan/mag worden. Nee zegt de één want een 2S LiFePo heeft een nominale spanning van 6.6v. Dit is hoger dan 6.0 dus dat kan niet. Ja zegt de ander want de 5 cel NiMH komt met een hogere spanning van de lader (max 7.5v) dan een 2s LiFePo4 (max 7.2v)

Daarom in eerste instantie de volgende testen gedaan:
(Beide accu's worden tijdens de testen opgeladen en ontladen met de Junsi 4010 duo lader)

Test 1 - maximale laadspanning
NiMH 2000mAh 5 cel - 6V
LiFePo 2000 mAh 2S - 6.6V

Direct na afslaan lader:
NiMH = 7.38v
LiFePo4 = 7.18v
Dus inderdaad, NiMH bereikt een hogere maximale spanning

Test 2 - maximale spanning na rust
Beide accu's 30min laten liggen.
NiMH = 7.06v
LiFePo4 = 6.76v
NiMH blijft hoger in spanning

Test 3 - ontladen met 0,1A

NiMH LiFePo
na 1min 7,03 6,74
2 7,02 6,68
3 7,01 6,66
4 7,00 6,65
5 6,99 6,64
10 6,96 6,62
15 6,94 6,61
30 6,86 6,60

De NiMH blijft hoger in spanning.

Test 4 - ontladen verhoogd van 0,1A naar 0,5A (zonder eerst opnieuw te laden)

NiMH LiFePo
na 5min extra ontladen 6,63 6,55
10 6,54 6,55
15 6,49 6,55
30 6,40 6,55

Pas na 30 min op 0,1A en 10 min op 0,5A ontladen komt de spanning van de NiMH (6.54v) onder de spanning van de 2s LiFePo

Test 5 - opnieuw opladen en 12uur laten liggen (simulatie de dag voor vliegen opladen)

Direct na lading
NiMH = 7,44
LiFePo = 7,18

Na 12uur liggen hebben de packs de volgende spanning:
NiMH = 7,00
LiFePo = 6,71

Test 6 - na 12 uur liggen ontladen met 0,5A (simulatie vliegen met zwever)

Na 5 seconden een belasting van 0,5A dalen de spanning als volgt:
NiMH = 6,82
LiFePo = 6,60

LiFePo bereikt dus snel zijn nominale spanning, terwijl NiMH nog 0,8v boven zijn nominale spanning blijft

Spanningen zijn als volgt : aantal minuten - spanning NiMH - spanning LiFePo - afgelezen mAh ontrokken
15min 6,48v 6,55v 130mAh
30min 6,36v 6,54v 250mAh
45min 6,31v 6,54v 380mAh
60min 6,28v 6,53v 500mAh
90min 6,19v 6,49v 750mAh
120min 6,01v 6,48v 1000mAh
150min 5,88v 6,46v 1250mAh

Conclusies
- NiMH bereikt een hogere eindspanning dan LiFePo. Veel hoger dan de 6.0v 'servo spanning'
- NiMH bereikt de 6.0V spanning pas na 2uur ontladen met 0,5A
- LiFePo bereikt een lagere eindspanning en zakt sneller naar 6,6V

Blijft de vraag:
Waarom zou een 6.0v servo dan niet door een LiFePo zonder bec gevoed mogen worden?
Misschien omdat LiFePo gedurende langere tijd een spanning boven de 6,4V behoudt?

Dus is de langdurige hogere nominale spanning van 2s LiFePo4 slechter dan de kortere hogere eindspanning van een 5 cel NiMH??
Steeds meer piloten vliegen zonder problemen op 2s LiFePo zonder bec.
Voor grotere standaard servo's (b)lijkt dit ook de te kunnen.
Maar is dit ook veilig voor de kleinere mini / micro servo's? Producenten laten zich alleen uit over de 4.8 of 6.0v :?

Vervolg
Mijn volgende test zal zijn om de LiFePo spanning te reduceren met drie diodes. Onderdelen zijn onderweg.
Spanningsval zou ongeveer 0,7v moeten zijn. Dan zou je met de 2s LiFePo een uitgangsspanning hebben die zeer snel na aansluiten op 5.9v komt en tijdens grootste deel rond de 5.8v ligt.

Gebruikersavatar
frahati
Bestuurslid
Berichten: 815
Lid geworden op: do aug 12, 2010 10:02 pm
Contacteer:

Re: 6volt servo's. Test 5cel NiMh vs 2s LiFePo4

Bericht door frahati » vr okt 29, 2021 1:00 pm

Hoi Gerrit, leuk dat je dit test en uitleg geeft,

hoe het nu is met de condensatoren in servo electronica weet ik niet, maar voorheen konden de condensatoren geen hogere spanning verdragen dan 6,3 volt, of dat nog zo is weet ik niet.
heb vroeger wel servo's opgeblazen met 5 cellen.

groet Frans.
happy landings

hein
Lid
Berichten: 16
Lid geworden op: za dec 07, 2019 11:51 am
Contacteer:

Re: 6volt servo's. Test 5cel NiMh vs 2s LiFePo4

Bericht door hein » vr okt 29, 2021 1:09 pm

Ik kan je geen goed antwoord geven Gerrit - daarvoor moet je inderdaad weten dat de producent bedoelt.
Wel is er iemand op het modelbouwforum die daar vrij stellig in is: Ernst Grundman. Ik weet niet hoe betrouwbaar
zijn kennis is, maar wat ik ervan begrepen heb zegt hij

- die 6 v is wel echt het maximum.
- bij meer overleven de meeste servo's het nog wel, maar ze slijten harder en kans op defecten wordt groter.
- daarom beter niet structureel daar overheen gaan

Mijn eigen ervaring is dat ze die 4.8 en 6 v alleen noemen omdat ze voor beide waarden een torque willen afgeven. Je kunt er vanuit gaan dat een "normale" 4.8V servo ook werkt op 6 zonder op te blazen, omdat een 4 cel nimh die spanning ook (kort) kan bereiken. Vroeger werden er ook nog gewoon 4x1.5V batterijen aan gehangen (alkaline). Vandaar die 2 waardes 4.8 Ven 6 V. Dingen die als HV aangemerkt worden hebben vaak ook nog 2 mogelijkheden: 7.nogwat en 8.4 V.

Ik zou zelf alleen op HV servo's (echt aangemerkt als zodanig) met hoge spanning gaan werken. anders blijft het een geluksspelletje of het goed gaat of niet. En dan nog even uitkijken wat ze aangeven: bij 7,nogwat V zou ik er alleen lifepo aan hangen en geen 2S lipo.

Als je om wilt naar 2s lipo of lifepo zou ik dus toch een BEC regelen. Ik ben verbaasd dat jouw BEC het niet doet met 2S lifepo: dat is een fout volgens mij tenzij de specs aangeven dat er minimaal meer ingansspanning moet zijn. De mijne (een aantal ervan iig) doen het zelfs van 1S t/m 3S. Als je toch geen zin in een BEC hebt heeft GJVO op het forum ook wel geoppert dat het met 1 of 2 diodes kan (-0.7 V per diode). Dat zou je nog kunnen uittesten, het is wel een redelijk betrouwbare oplossing mits de diodes de gevraagde stroom aankunnen.

Gebruikersavatar
luppie
Beheerder
Berichten: 1720
Lid geworden op: do aug 12, 2010 9:29 pm
Locatie: Double-u monkeyfield
Contacteer:

Re: 6volt servo's. Test 5cel NiMh vs 2s LiFePo4

Bericht door luppie » vr okt 29, 2021 1:12 pm

Ik denk dat in de regel een hogere spanning zorgt voor een kortere levensduur van de servo.

Je hebt servo's die bij hun "nominale" spanning al over verhit raken bij langdurig gebruik of hoge belasting terwijl andere servo's hier veel beter tegen kunnen. Een hogere spanning betekend vaak ook een hogere stroom waardoor ze sneller oververhit kunnen raken.

Gebruik je goeie servo's die niet heel zwaar belast worden dan zal het wel heel lang goed gaan. Gebruik je servo's die voor hun formaat zwaar belast worden of heel veel bewegen dan zal een hogere spanning ze eerder kapot maken.
Heb je vragen over foto's op het forum of andere privacy gevoelige dingen, stuur dan een pb of email naar mij.

Gebruikersavatar
GVT
Lid
Berichten: 285
Lid geworden op: ma sep 29, 2014 11:17 pm
Locatie: Elburg
Contacteer:

Re: 6volt servo's. Test 5cel NiMh vs 2s LiFePo4

Bericht door GVT » vr okt 29, 2021 2:46 pm

Frans, blijft raar dat de 4 en de 5 cel NiMH vroeger heel normaal waren. Die 5 cel versie is toch echt 6v nominaal en niet maximaal. Daar werd ook geen bec tussen gezet.

Hein, die voltages worden als volgt aangegeven: "Operating Voltage Range (Volts DC) 4.8V ~ 6.0V"
Dit is een voorbeeld van Hitec. Gaat hierbij niet om de kracht van de servo, maar echt om de voeding.

Dit is ook een statement van Hitec: "All Hitec servos can be operated within a 4.8 - 6V (4 or 5 cells) range. Only the HS-50 operates exclusively at 4.8 volts (4 cells). Be aware that "coreless" and digital servos often perform poorly when alkaline batteries are used."

Hier wordt 4.8v dus heel duidelijk aan 4 cel en 6.0v aan 5 cel gekoppeld.
Dat zou betekenen dat de (Hitec) 6.0v servo tegen de hoge maximaal spanning van een 5 cel NiMH kan en dus ook tegen de lagere 2s LiFePo spanning zou moeten kunnen ..... stof tot nadenken. Vandaar dit draadje

HV servo's is inderdaad heel ander verhaal voor gebruik op in ieder geval vanaf 2s lipo (7,4v nominaal en 8.4v maximaal)

Ik heb een schema van twee diodes parallel (redundantie).
https://sites.google.com/site/rcinfosha ... ects=0&d=1

Gebruikersavatar
frahati
Bestuurslid
Berichten: 815
Lid geworden op: do aug 12, 2010 10:02 pm
Contacteer:

Re: 6volt servo's. Test 5cel NiMh vs 2s LiFePo4

Bericht door frahati » vr okt 29, 2021 5:07 pm

Hoi Gerrit,

5x1.35 volt is net iets te veel.
als een nimh net is opgeladen is de spanning meestal wel hoger.
ik ga bij nimh altijd uit van 1.35 volt per cel, beter iets te hoog aanhouden.
in de tijd dat ik servo's heb opgeblazen gebruikte ik nog nicad

groet Frans.
happy landings

Gebruikersavatar
GVT
Lid
Berichten: 285
Lid geworden op: ma sep 29, 2014 11:17 pm
Locatie: Elburg
Contacteer:

Re: 6volt servo's. Test 5cel NiMh vs 2s LiFePo4

Bericht door GVT » vr okt 29, 2021 6:08 pm

Frans, 1.35 is zelfs al aan de lage kant. Zie mijn meting. Komt uit op 1.49v bij gebruik van delta peak lading
Dus dan zit je op 5x1.5 = bijna 7.5v.
En toch geeft Hitec aan dat hun servo's 5 cel compatible zijn......

hein
Lid
Berichten: 16
Lid geworden op: za dec 07, 2019 11:51 am
Contacteer:

Re: 6volt servo's. Test 5cel NiMh vs 2s LiFePo4

Bericht door hein » za okt 30, 2021 1:37 pm

Hallo Gerrit,

wat we bovenaan al zeiden - het zal afhangen van de fabrikant. HITEC is duidelijk inconsistent in zijn statement: je mag niet buiten een operating range gaan. Een range van 4.8-6 v zou betekenen dat je er GEEN 5 pak NiMH aan mag hangen, en ze zeggen vervolgens zelf van wel. Ik zou in zo'n geval eens bellen met HITEC zelf, wie weet kunnen ze je het wel vertellen. Het statement over die 5 NiMH cellen suggereert (maar geeft nog geen garantie) dat 2S lifepo ook goed zou kunnen gaan...

Ik zou het zelf in ieder geval niet doen - dan maar een BEC er tussen. Ik bouw wel alle nieuwe modellen met HV servos in.

Gebruikersavatar
GVT
Lid
Berichten: 285
Lid geworden op: ma sep 29, 2014 11:17 pm
Locatie: Elburg
Contacteer:

Re: 6volt servo's. Test 5cel NiMh vs 2s LiFePo4

Bericht door GVT » za okt 30, 2021 5:16 pm

Ter info, Ik vond net de volgende verklaring van Futaba:

**
If the digital servos you are using are rated at 6V you will be fine with the 2s LiFe pack. But if they are rated at 4.8V, then you will need to use a regulator.


Sincerely,
Krysta
Product Development & Support Specialist
Futaba Service Center USA
service@futaba-rc.com
**

Gebruikersavatar
GVT
Lid
Berichten: 285
Lid geworden op: ma sep 29, 2014 11:17 pm
Locatie: Elburg
Contacteer:

Re: 6volt servo's. Test 5cel NiMh vs 2s LiFePo4

Bericht door GVT » di nov 02, 2021 4:19 pm

Diodes zijn binnen. Schema uit bericht 5 gebruikt.
2x 20A10 silicium diodes parallel en daarover heen een 1N4001 diode in tegengestelde richting.

Ik meet dan de volgende verschil spanningen over de set van diodes:

Alleen ontvanger aangesloten: -0.69A
Extra belasting van totaal 0,1A : -0.71V
Extra belasting van totaal 0,5A: -0.73V
Extra belasting van totaal 1,0A : -0.75V

De spanning van een 2s LiFePo4 pack komt hiermee onder de 6,0v uit.
(Zie bericht 5 test 2 en test 5: na laden en een rust pauze had de 2s LiFePo een spanning van ongeveer 6,7v. Zeer snel daalt deze spanning bij gebruik naar 6,6V)

Bij elkaar wegen de drie diodes 4 a 5 gram
In totaal kom je dan met twee XT30 stekkers, stukje snoer en krimpkous op ongeveer 7 a 8 gram

Plaats reactie