Der "intelligente" Lipoblitzer

die optimale Überwachung des Flugakkus

 

Diese Lipoblitzer umfassen gleich drei wichtige Funktionen !!!


1.) Positionslicht (ein bischen "scale" muss sein...) durch das Blitzen  auch wenn der Akku noch voll ist (alle ca. 4s ein kurzer Blitz)


2.) Die 5-stufige Füllstandsanzeige des Akkus während des Fluges (siehe weiter unten)


3.) Die Kontrolle des allgemeinen Akkuzustandes schon während des Fluges durch den zeitlichen Anstand der Blinkschwellen (siehe weiter unten)

 

Die Blitzer können in verschiedenen Versionen jeweils von 1S - 12S gefertigt werden

 

Die Idee und das Programm für diesen genialen Blitzer entwickelte mein Bruder Jörg Reisener.   Ich habe dann alles auf kleine leichte Platine gebannt und ihn um einige Erweiterungen und Optionen bereichert.

 

Selbstverständlich passt der Blitzer auch wunderbar für Flugzeuge, ob mit Motor oder Segler, ganz egal. Besonders toll sieht es aus, wenn je eine rote und grüne LED in den Flügelspitzen befestigt ist.

Der Blitzer ist natürlich auch als Überwachung von z.B. 2S Empfängerakkus geeignet, im Segler oder Verbrennerflieger / ~Heli, dann natürlich nur mit 3 oder auch 10W Power-LED...

 

Wenn die normalen (nicht Uni-) Blitzer zwischen 8 und 12S mit nur wenigen LED's betrieben werden sollen, oder ohne 10W-LED betrieben werden sollen, dann ist es z.T. notwendig, dass ich die Lastwiderstände vor den LED's außerhalb des Blitzers anbringen muss. Dies ist wegen der dann doch etwas höheren Wärmeentwicklung erforderlich....

 

Welche Version ist nun am besten für mich?

Da unser Auge eine sehr "subjektives" Organ ist, erscheint es uns am Tage, wenn die Sonne scheint, immer irgendwie "hell" draußen. Dabei spielt die Jahreszeit eigentlich überhaupt keine Rolle. Das Problem ist jedoch, dass die LED immer die gleiche Helligkeit hat. So erschien z.B. im Frühjahr die Standard-LED mit 16.000mCd für den Koax und unter Umständen auch für 450-er Helis absolut ausreichend, auch für den fortgeschrittenen Flugstil, also weiter weg etc. Dies ändert sich jedoch im Sommer, wo die Sonne mittags doch schon sehr weit oben fast im Zenit steht. Jetzt ist hier die Power-LED absolut von Vorteil.. Auch muss man wissen, das die kleinen zwar superhellen Standard-LED's nur einen sehr engen Abstrahlwinkel haben, dies gilt genauso für die "vemeintlich" ultrahellen 10mm LED's, der Winkel geht nie über 30° hinaus, meist 15-20° - bei der Power-LED sind dies jedoch 140° - und das sieht man einfach "rundrum"...

In den "Outdoor"-Helis ist die Power-LED eigentlich sowieso ein "Muss". und durchaus auch bei Sonne 200m und mehr zu sehen.

 

Beim 450-er ist die 1W-LED das Mindeste, die 3W LED besser. Die 10W LED gibt es derzeit leider derzeit nur in rot oder weiß. Der Chip ist flach und hat ca. 1cm² Leuchtfläche. Hier ist eine Streuoptik (Option) von Vorteil, die das Licht auch seitlich abstrahlt.

Am allerbesten zu sehen sind die LED's wenn sie als rote und grüne LED seitlich in der Haube oder am Chassis angebracht werden. Dazu wird einfach ein 5,5 oder 6,0 mm-Loch in die Haube gebohrt und die LED z.B. mittels Heißkleber von innen eingeklebt. Dann also links die "Rote", rechts die "Grüne" und unten vielleicht sogar noch eine "Weiße" (diese Dritte ist jedoch nur bedingt von Vorteil, da der größere Heli ja eh' meistens nur von der Seite zu sehen ist...).

Die Verwendung einer einzelnen Power-LED (z.B. unter dem hinteren Kufenlandegestell oder besser unter dem Chassis empfehle ich nur bedingt. Die Sichtbarkeit ist bei Weitem nicht so gut, wie seitlich in der Haube...

 

 

Nun noch einige Zahlen zur Helligkeit zur Einschätzung einer vernünftigen Version...

Die normale rote Standard-LED mit dem sehr engen Abstrahlwinkel strahlt bei einem Strom von 20mA mit einer Helligkeit von ca. 1.500 Lux (direkt im Lichtkegel, also mit ca. 15-20°), bewegt man sich nur leicht außerhalb dieses ganz scharf abgegrenzten Lichtkegel, so beträgt die Helligkeit nur noch 50 Lux. Und für einen objektiven Vergleich kann auch nur ein breiter Betrachtungswinkel herangezogen werden...

Die rote 3W Power-LED leuchtet dagegen mit einer Helligkeit von 6.500 Lux bei einem Strom von 0,7A - und das in einem sehr weiten Abstrahlwinkel von 140° (!!!)

Man muss also 50 Lux (Standard-LED) mit 6.500 Lux (3W Power-LED) vergleichen...

 

 

Um eventuellen Fragen gleich den "Wind aus den Segeln" zu nehmen, wenn mehrere LED's verwendet werden, so sind sie generell in Reihe geschaltet, blitzen dann also auch gleichzeitig. Ein unterschiedliches Blitzen der einzelnen LED's ist nicht möglich, auch nicht sinnvoll, da man dann überhaupt nicht mehr weiß, was los ist, wenn die anderen Blitzschwellen kommen.

 

In dieser Version werden dann die Kabel entsprechend fertig konfektioniert und Plug&Play mitgeliefert.. In der LED-Leitung ist dann noch eine 2-polige Stecker/Kupplung integriert, dass die Haube auch problemlos abgenommen werden kann.

 

hier die verschiedenen Versionen:          Standardblitzer        Blitzer für Power-LED's     Uniblitzer für 3W Power-LED's

 



Hier ein leider schon etwas älteres Video von einem Flug, aufgenommen von meinem Fliegerkumpel "Kallimann".



Die  Leuchtstreifen hinten haben hier in diesem Videos nix mit dem Blitzer zu tun, sind aber ein sinnvolle Ergänzung. Sie dienen nur zur besseren Fluglagererkennung, sie können aber ebenfalls noch mit in den Blitz einbezogen werden, aber ich habe es auch ganz schnell sein lassen, ungeblitzt sehen sie einfach besser aus...

 

Die Funktion:

Werkseinstellung:  (Dauerblinkschwelle bei 3,2V Zellenspannung)

Nach Anschluss des Blitzers an die Balancer-Buchse des Flugakkus blinkt der Blitzer zunächst 10mal im Abstand von ca. 1s . Anschließend blinkt dann der Blitzer entsprechend des Akkufüllstandes:

1 x Akkuspannung       i.O.    (Akku voll)

2 x  Zellenspannung   < 3,6V   (Achtung !)    neue Akkus: jetzt landen !!!

3 x Zellenspannung    < 3,4V   (Landung vorbereiten, landen)      

4 x Zellenspannung    < 3,3V   (jetzt aber landen...)                         

Dauerblinken:            < 3,2V  (sofort runter und Pitch raus (!), sonst Unterladung möglich)

 

ACHTUNG !!!

ACHTUNG - entgegen dem bisher allgemein Behaupteten ist nicht die entnommene Kapazität das Kriterium für die Lebensdauer eines Lipo's, sondern die minimal unter Last geflogene Spannung ! So kann es gerade bei neuen Akkus durchaus sein, dass ihr plötzlich nach dem Laden feststellt, dass ihr 95% rausgesaugt habt, das ist aber alles in Ordnung. Der Blitzer überwacht ja die Akkuspannung während des gesamten Fluges und nur das ist das lebenswichtige Kriterium...

Diese alte Redensart mit den 20% Restkapazität stammt noch aus der Zeit, wo nicht die Akkuspannung während des Fluges überwacht wurde. Man hatte dann um einen ungefähren Anhaltspunkt für die Akkuspannung zu haben, die reingeladene Kapazität als Grundlage genommen. Auch bezogen sich diese Angaben auf die Lipos der ersten Generation, die einen noch wesentlich höheren Innenwiderstand hatten. Ein Checker der Restkapazität mit den bekannten "Lipo-Checkern" ist auf deutsch gesagt "für die Katz", mit diesen Geräten kann man lediglich erkennen, ob der Akku noch voll oder schon leer ist...

 

WICHTIG für die Reglereinstellung

Bei Verwendung des Lipoblitzers muss der Regler unbedingt auf die allerniedrigste Abregelstufe (wenn Lipo-Mode eingestellt ist) oder noch besser noch in den NiMH-Modus gestellt werden. Viele Regler regeln bereits bei 1/100s nach Erreichen der  Abregelspannung ab. Dies würde einem Lipo-Akku niemals schaden und auch kein Blitzer könnte darauf reagieren...

 

 

Nicht mehr "neue" Akkus erkennt man daran, dass die reingeladene Kapazität langsam zurück geht und das Doppelblinken schon etwas früher einsetzt.

 

 

Einzelzellenüberwachung "ja" oder "nein"

Bei normalen Lipo's differieren die Zellenspannungen während des Fluges nur bei Überlastung, bzw. Unterladung, da dies (mind. Letzteres) jedoch im Allgemeinen bzw. mit Lipoblitzer nicht gegeben ist, halte ich eine Einzelzellenüberwachung wirklich nicht für sinnvoll. Sollte doch mal eine Zelle eines Akkus richtig "abhauen", so sieht man dies sehr schnell, da sie dann einen "Blähbauch" bekommt, so ein Akku ist dann aber auch mit einer Lipo-Überwachung praktisch nicht mehr fliegbar und sollte wirklich entsorgt werden... Ich bin über 2 Jahre mit meinem LOGO 600 mit 6S aus 2 zusammen geschalteten 3S Packs geflogen und habe immer nur ein Pack geblitzt. Ich hatte vor dem Laden nie Abweichungen von auch nur 0,1V (je Pack !!!). Und ich hatte 3 total unterschiedliche Akku-Fabrikate im Einsatz, vom China-billig Teil aus ebay bis zum SLS-ZX 30C...

Mittlerweile fliege ich im LOGO 600SE 10S aus 2x5S und blitze wieder nur ein 5S-Pack (5S4000 30C), auch hier wieder keine Abweichungen...

 

 

Das Fliegen nach Timer

war eine weitere Möglichkeit, die Akkuspannung im Griff zu behalten, nur ist ein Timer immer nur eine "Soll"-Überwachung, der Lipoblitzer jedoch eine "Ist"-Überwachung der Akkuspannung. Der Timer kann nie den Flug hinsichtlich des Flugstils überwachen, er ist immer nur der Durchschnitt der Vergangenheit und berücksichtigt keinesfalls ein Nachlassen der Kapazität nach dem x-ten Flug. Außerdem ist es wohl nicht im Sinne des Modellpiloten wenn er schon immer nach z.B. 4 oder 5min landet, weil der Timer piept - aber noch bequem 3 oder 4min hätte länger fliegen können, ohne das dabei dem Akku auch nur ein Haar gekrümmt würde. Die andere Seite ist die, dass die bei einem neuen Akku gestoppten und in den Timer aufgenommenen Flugzeiten wegen des allgemeinen Nachlassens der Spannung am Akku dann unweigerlich dazu führen, dass bei dem unweigerlichen Nachlassen der Kapazität doch mit Unterspannung geflogen wird und diese dann exponential schnell zum Totalausfall des Akkus führen können.

 

Im Folgenden habe ich ein LOG mit einem wirklich sehr "gestressten" Akku gemacht, es ist mein ältestes Stück mit jetzt ca. 160 Zyklen auf der Uhr. Dieser Akku taugt wirklich nur noch für Einstellzwecke und Probeflüge, Pitchpumping etc.. ist damit wohl nicht mehr zu machen.

Man sieht hier sehr deutlich, dass man sich auf die Spannungsanzeige voll verlassen kann, eine Kontrolle allein durch die reingeladene Kapazität - die ja der entnommenen Kapazität entspricht - und der Akku wäre längst mausetot. Es wurden dem 2100-er Akku gerade noch 1182mAh entnommen und die Zellenspannung lag nur noch knapp über 3,2V...

Und da gibt es nur den Ausweg Lipoblitzer oder jeden Flug loggen - aber wer macht das schon...

 

Akkuzustand:  Mit diesem Blitzer kann man ebenfalls sehr leicht den Allgemeinzustand des Akkus einschätzen. Bei einem neuen und noch guten Akku setzt die 2 x Blinkschwelle erst recht spät ein und bis zu den weiteren Blinkschwellen vergeht relativ wenig Zeit.

Bei einem älteren Akku setzt die 2 x Blinkschwelle wegen der niedrigeren Spannungsalge unter Belastung schon nach relativ kurzer Flugzeit ein, bleibt dann aber auch für eine relativ lange Zeit, bis dann die anderen Blinkschwellen einsetzen.

 

Anschlussmöglichkeit: Der Blitzer wird vor dem Fliegen mit seinem Balancerstecker einfach in die Balancerbuchse des Flugakkus gesteckt.

Selbstverständlich kann der Lipoblitzer auch fest an die Spannungsversorgung des Flugreglers angeschlossen werden (Versorgungsleitung des Blitzers direkt mit an den Spannungsversorgungssteckers des Flugreglers anlöten), dies hat gegenüber dem Anstecken an die Balancerbuchse des Akkus den Vorteil, dass es nicht vergessen werden kann.

Eine weitere praktische Anschlussmöglichkeit besteht darin, die beiden äußeren Pfostenstecker des Balancersteckers des Blitzers einfach abzutrennen und diese dann direkt schräg in das Silikonkabel des Akkusteckers vom Regler zu stecken, dann einfach isolieren - und schon fertig, ganz ohne Lötkolben und auch direkt auf dem Flugplatz zu machen. vorher könnte man auch z.B. mit einer Nähnadel ein Loch vorgestochen haben, dann geht's noch leichter...

 

 

Programmierung:           (Im Lieferzustand ist der Blitzer bereits fertig programmiert !!!)
Auf der Platine befindet sich ein Jumper-Stecker. Dieser ist im Lieferzustand jetzt durch den Schrumpfschlauch mit abgedeckt, um eine unbeabsichtigte Falschprogrammierung zu vermeiden. Soll doch unbedingt eine Umprogrammierung vorgenommen werden, so wird z.B. mit einem Feuerzeug der Schrumpfschlauch an dieser Stelle vorsichtig erwärmt, was zu Erweichung führt und dann ein Jumperstecker dort aufgesteckt. Der Stecker ist damit jetzt frei zugänglich.

Wird an diesem Jumperstecker zuerst ein Jumper angesteckt und dann der Blitzer eingeschaltet, geht der Blitzer in den Programmiermodus => (schnelles Blinken). Wird jetzt bei einer Spannung (x) der Jumper abgezogen, so gilt diese, jetzt gerade anliegende Spannung als die Minimalspannung (Dauerblinkschwelle). So kann problemlos ein "S" niedriger oder eine etwas höhere Blinkschwelle eingestellt werden.

Eine Einstellung eines z.B. 3S-Blitzers auf 4S ist jedoch nicht ohne Weiteres möglich, da es zu Überbelastung von Bauelementen kommen kann.

Soll der Blitzer anstelle für 3S jetzt z.B,. für 4, 5 oder 6S verwendet werden, so kann man ihn einfach auf beliebige 3 Zellen des größeren Akkus stecken.

Dies habe ich über zwei Jahre in meinem LOGO 600 3D so praktiziert, wo ich mit zusammen geschalteten Akkupacks geflogen bin und von den 6S nur 3S geblitzt habe. Die Kontrollen nach Ende des Fluges haben noch nicht einmal Differenzen von 0,1V (je Pack !!!) gezeigt, die Erklärung dazu findet ihr ja weiter oben, beim Thema Einzelzellenüberwachung "ja" oder "nein". Jetzt fliege ich den LOGO 600 als 600 SE mit 10S, zusammengesetzt aus 2 x 5S in Reihe und blitze wieder nur ein Pack...

ACHTUNG !!!

Nicht direkt in die LED sehen - Verblendungsgefahr !!!

 Der Lipoblitzer ist gegen Verpolen durch eine Sperrdiode geschützt, sodass dadurch kein Schaden entstehen kann.

 

bei Interesse einfach eine Mail an:  info@lipoblitzer.de

 

 

Und zum Schluss noch etwas zum Stromverbrauch eines solchen Blitzers, es ist eine Messung eines 3S Lipoblitzers mit einer Power-LED zu sehen, aufgenommen über einen Zeitraum von 10min mit abnehmender Spannung, die ungefähr der Realität entspricht. Daraus kann man ersehen, dass die Akkukapazität nur mit 6mAh in Anspruch genommen wurde, obwohl die Power-LED zu Beginn der Messung mit 1,2A beaufschlagt wurde (normal sind bei Power-LED 0,7A, hier wurde bewusst überdimensioniert). Bei einem Blitzer mit Standard-LED ist der Wert noch weit darunter, durch die  Standard-LED fließen zu Beginn nur ca. 35mA,

Die Ruhestromaufnahme des Blitzers ist mit dem Unilog nicht messbar, er liegt bei wenigen mA für den µC und etwa 0,7mA für den Spannungsteiler (bei 6S).