Elektronik: Projekte

Allgemeines

Für meine neue Starterkiste war ich auf der Suche nach einem Powerpanel. Da keines der käuflichen Panels meine Anforderungen erfüllen konnte, entschied ich mich selber eines zu entwerfen.
Das Panel enthält alle Funktionen die ich gewohnt bin und ist um weitere Funktionen (Ladebuchse, zweiter Ausgang, extra schaltbare Kerzenglühung) ergänzt, die sich aus Erfahrung als notwendig/sinnvoll herausgestellt haben.

Mögliche Änderungen für eine neue Version:

  • Summer zur akkustischen Anzeige das die Kerzenglühung eingeschalten ist, falls die optische Anzeige nicht ausreicht
  • 5V Ausgang mit USB Buchse → Aufladen von Handy, Sender, etc. möglich
  • Großer Kondensator am Eingang wegen Stromspitzen (Starter einschalten)
  • Betrieb mit 4S LiPo statt Bleiakku? → falls ja: Akku Spannungsüberwachung in Schaltung integrieren
  • Statt Stromanzeige bei Kerzenglühung → Wattmeter → Einstellung für Kerze ist immer gleich, unabhängig von Akku Spannung
  • Solarpanel zum Akku laden am Flugplatz
  • Wattmeter, Solarladeschaltung, etc. alles auf einer Platine integrieren

Mögliche zusätzliche Sensoren:
Wer noch Platz auf dem Panel oder in seiner Starterkiste hat, oder so wie bei der Helfe Mechanik Startbox 2000 über ein zweites unbenutztes Panel verfügt, der kann noch zusätzliche Sensoren anbringen.
Besonders interessant für Verbrennerpiloten sind zum Beispiel die Werte für Lufttemperatur, Luftdruck und Luftfeuchtigkeit. Einbaumodule zur Messung dieser Werte erhält man z. B. bei Conrad oder anderen Elektronikanbietern. Dabei handelt es sich meistens um eigenständige Module, die über eine Batterie oder mit Solarzellen versorgt werden. Somit brauchen diese Module keine Verbindung zur hier beschriebenen Schaltung und lassen sich einfach am Panel einbauen.

Ein paar der hier vorgestellten Ideen habe ich bei der Neuverkabelung meiner alten Startbox bereits umgesetzt. Je nachdem wie sich die Konzepte dort bewähren, wird auch das Projekt hier entsprechend aktualisiert.

Entsprechend der Open Source Hardware Philosophie stehen alle Projektdaten unter einer CC-BY-SA Lizenz.

Auf Anfrage stelle ich gerne einen Bausatz dieser Schaltung für Sie zusammen.

Für Fragen, Anregungen, Erfahrungsaustausch, Probleme, Beschwerden, um über das Projekt zu diskutieren, etc. schreiben Sie doch in mein Forum oder eine E-Mail direkt an mich.

Hardware

Startpunkt für die Auslegung war die Angabe des Blockierstromes meines Starters von 80 Ampere. Die Kontakte für den Ein/Aus Schalter am Panel müssen also mindestens diesen Strom verkraften. Fündig wurde ich bei KFZ Relais, die diesen Strom schalten können und mit 12V angesteuert werden. Also ideal für meine Anwendung. Der Kabelquerschnitt ist mit 4 mm² auch für diesen Strom ausgelegt.

Die Schaltung für die Kerzenglühung stammt von einem altem, nicht mehr erhältlichem, Bausatz von Conrad. Die verwendeten Bauteile wurden von mir angepaßt, um moderne und leicht erhältliche Bauteile verwenden zu können. Die Schaltung ist, soweit als möglich, in SMD Technik ausgeführt. Dies verringert den Platzbedarf und das Gewicht.

Die Verschaltung der Treibstoffpumpen erlaubt die Verwendung von zwei separaten Pumpen. Es kann zwischen den Pumpen, sowie deren Pumprichtung umgeschalten werden. Da hier die Ströme nicht so groß sind, wurde auf Relais verzichtet und die Schaltfunktion direkt über die Kontakte der Schalter realisiert.

Die Schaltung enthält zusätzlich noch mehrere Kontroll-Leuchten um die Schaltzustände der Ausgänge optisch anzuzeigen, sowie zwei Drehspulinstrumente zur Überwachung der Akkuspannung und des Glühkerzenstroms.

Weiters wird im ausgeschalteten Zustand der Akku von allen Ausgängen getrennt und mit einer Ladebuchse verbunden. Über diese Buchse kann der Akku, der meistens tief in der Box verbaut ist, nachgeladen werden. Als Schutz gegen Verpolung ist hier eine entsprechend dimensionierte Diode vorgesehen. Diese verhindert zwar ein Voll-Laden des Akkus (Spannungsabfall an der Diode), aber meiner Meinung nach ist hier der Verpolungsschutz wichtiger.

Das Bedienkonzept der Frontplatte ist so ausgelegt, daß sich alle Schalter auf der linken Seite und alle Kabelanschlüsse auf der rechten Seite der Frontplatte befinden. Die Idee dahinter: Beim starten eines Modells steht die Box immer auf meiner linken Seite. Um nun die Schalter mit der rechten Hand zu erreichen, muß über die Kabel gegriffen werden. Dies soll dazu führen, sich bewußter zu sein was man tut und (hoffentlich) einen größeren Abstand zum Propeller erzeugen. Oder auch mehr dazu verführen die linke Hand zu benutzen, die in dem Fall auch einen großen Abstand zum Propeller hat. Wären die Schalter rechts und bequem zu erreichen, dann greift man mit der rechten Hand vielleicht schneller, unachtsam zu den Schaltern. Soweit meine Überlegungen, viel wird die Schalteranordnung sicher nicht bewirken, aber vielleicht hilft es doch einen Unfall zu verhindern.

Rev B

Im Vergleich zur Rev A gab es nur ein paar kleine Änderungen:

  • Eine Sicherung für alle Niedrigstromverbraucher eingefügt
  • Den Schalter für Pumpe Ein/Aus entfernt und durch einen Pumprichtungsschalter mit Mittelstellung ersetzt → Pumpe Aus ist also in der Mitte zwischen den Schaltstufen Pumpen und Saugen.
  • Hochstrom Kabelquerschnitt auf 4 mm² geändert, denn die 80 A sind keine Dauerbelastung und wenn dann auch nur sehr kurz (im Bereich von ein paar Sekunden)

Downloads

Dokumentation:

Hardware:

Versionsgeschichte

  • Hardware RC-Powerpanel (Rev A - 20140527):
    - Erste veröffentlichte Version
  • Dokumentation RC-Powerpanel (20140722):
    - Mit Latex geschriebene Dokumentation erstellt
  • Dokumentation RC-Powerpanel (20140830):
    - Fehler in Tabellenbeschriftung korrigiert
  • Hardware RC-Powerpanel (Rev B - 20150803):
    - Schaltplan: zusätzliche Sicherung eingefügt, Kabelquerschnitt angepaßt, Schalter für Pumpe Ein/Aus entfernt
    - Frontplatte: Schalter für Pumpe Ein/Aus entfernt
  • Dokumentation RC-Powerpanel (20150804):
    - Einkaufsliste und Bauteilliste für Hardware Rev B angepaßt: anderer Schalter für Pumpe Ein/Aus, zusätzliche Sicherung, anderes Kabel
    - Formulierung bezüglich der Bausatzerstellung geändert
    - Mögliche Änderungen für eine neue Version eingefügt
    - Fehler korrigiert und Kleinigkeiten verbessert
    - Etwas Text zum Bedienkonzept