Realistické RC modely

Presnosť modelárskych meracích prístrojov – 2. časť

Článok s takýmto názvom sme tu už mali pred nejakým časom a pravdu povediac, neplánovali sme žiadne pokračovanie. Avšak na RC Mánii sa rozvinula rozsiahla debata pod názvom „Účinnosť motoru v závislosti na regulácii (PWM)“, do ktorej sme sa na základe akéhosi nedorozumenia v podstate omylom zapojili. V tejto debate sa zniesli hromy-blesky na adresu modelárskeho prístroja Watt's Up, ktorý používame aj my a keďže sa pokladáme za „ochrancov“ malých slabých, lacných a zneuznaných (teda čínskych), rozhodli sme sa postaviť na jeho obranu.

A tak sme všetko dôsledne overili a zrealizovali porovnávacie merania, pričom ich výsledky naznačili, že sme radšej tento článok mali nazvať tak, ako sme už jeden náš článok nazvali, a síce: „Čo je a čo nie je možné“, s dôrazom na dovetok: „Nedajme sa obalamútiť.“

autor: Janko O.

Ide ale o to, kto balamúti a či to robí úmyselne alebo nechtiac. A tak sme začali pátrať.

Ťažiskové tvrdenia diskutérov sa opierali o merania zahraničného modelára s nickom „matttay“, ktoré poukazovali na podivuhodne obrovskú nepresnosť modelárskeho meráka „Astro Flight meter“ (niečo podobné ako Watt's Up) pri meraní odberu elektro-pohonu z batérie.

Pritom s výnimkou môjho brata Miroslava (mior) sa nikto ani v najmenšom nepozastavil nad veľkými nezrovnalosťami výsledkov matttay-ových meraní. Keď Miroslav pomerne mierne naznačil pochybnosti o správnosti týchto výsledkov:

„Ak má m2 (alebo zdroj, z ktorého vychádza) pravdu, tak je to dosť ťažká rana pre všetkých, čo sa snažili a snažia v obvode elektropohonu niečo merať.“

dostalo sa mu viacerých pomerne ostrých reakcíí.

A keďže s príslovím „Doma nikto nie je prorokom“ máme svoje bohaté skúsenosti, dopustili sme sa neodpustiteľného hriechu: zapochybovali sme o cudzincovi matttayovi (konkrétne len o jednom jeho meraní) a zopakovali jeho merania.   A čuduj sa svete naše výsledky boli iné.

Ako etalón sme vzali ručičkový merací prístroj – nedávno metrológiou certifikovaný Ampérmeter, keďže v presnosť jeho meraní máme dlhoročnú dôveru a aj diskutérmi mu bola vyjadrená plná dôvera a s nasledujúcimi slovami sme sa aj my plne stotožňovali: 

„ohľadom ručičkových meracích prístrojov - tie vôbec nemožno hádzať do jedného vreca s DC digitálnymi multimetrami, oni totiž (na rozdiel od tých digitálnych) vedia dávať relevantné výsledky aj pri všeobecnom priebehu prúdu“.

Ten istý prúd, tečúci z pohonnej batérie do regulátora, ktorý meral ručičkový prístroj, sme nechali merať tým „pohaneným“ Watt's Upom, ďalej kliešťovým meracím prístrojom UT203 (všetky prístroje boli prepnuté na meranie jednosmerného prúdu) a nakoniec Hallovým prúdovým senzorom Allegro s filtračným RC členom. Výsledky sú v nasledujúcej tabuľke:

Ak sa vám zdá, že všetky prístroje ukazujú v podstate rovnako, bez ohľadu na to, či sú analógové alebo digitálne, tak sa vám to nezdá, ale je to skrátka tak. A ak sa vám zdá, že ten Watt's Up je z nich najpresnejší (odchýlka asi 1 %), tak naozaj je. U prístroja UT203 a prúdového senzora Allegro je ich nepresnosť v rámci povolených tolerancií.

Podotýkam, že sme merali pri rôznych polohách plynu, nie len pri plnom plyne (viď tabuľka).

A čo sme to vlastne merali? Nuž, elektrický prúd tečúci z pohonnej batérie do regulátora striedavého motora, pri štyroch rôznych „letových“ režimoch. Priebeh prúdu pri polohe asi na štvrť plynu môže (ale nemusí) vyzerať takto:

Pri polohe asi polovica plynu môže vyzerať takto:

To isté pri „hustejšom“ zobrazení je tu:

A „matttay“ nameral asi toto:

Pri trištvrte plynu to môže vyzerať takto:

A pri plnom plyne aj takto:

Pri inej kombinácii motor - regulátor však priebehy môžu byť trochu iné, čo dokazuje aj náš článok Priebehy prúdov a napätí v obvode elektropohonu.

Obrázky sú získané z digitálneho osciloskopu s maximálnou frekvenciou vzorkovania 250 MSPS a keďže tento prístroj dokáže „vypočítať“ aj Urms a Uavg, tak sme ho trochu „potýrali“, za účelom zistenia, „kde soudruzi z NDR udělali chybu“ (rozumej matttay).

Nasledovalo niekoľkodňové „hrajkanie sa“ s generátormi, s rôznymi priebehmi a s rôznymi úrovňami jednosmernej superpozície. Ale pravdepodobnú odpoveď dalo až nahliadnutie do parametrov obvodu MAX4372, ktorý „matttay“ použil na zosilnenie pomerne malého napätia z bočníkového odporu 0,01 Ohmu.

Tento obvod zosilňuje napätie bočníka tak, že ak je napätie bočníka nulové (čiže tečie aj nulový prúd), tak aj výstupné napätie obvodu MAX4372 je nulové. To je fajn a pre väčšinu aplikácií viac ako vyhovujúce, len pre napájací obvod elektropohonu môže vzniknúť problém.

Ten vznikne vtedy, keď pri určitom pracovnom režime prúd netečie len z batérie do regulátora, ale v okamihoch rozopnutia spínacích tranzistorov regulátora, v špičkách aj z regulátora do batérie (rekuperačný režim), tak ako sme to aj my namerali pri niektorých elektropohonoch.

Vtedy sa na bočníku objaví napätie s opačnou polaritou, ktoré však obvod MAX4372 spracovať nevie, pretože by jeho výstupné napätie muselo byť záporné a keďže nemá symetrické napájanie, tak ….. (tam zostane nula).

Výsledkom je, že na výstupe tohto obvodu sa záporné hodnoty neobjavia, ačkoľvek všetky ostatné prístroje túto situáciu zvládnu (stačí za bočník zaradiť integračný RC člen). Matttay však integračný člen zaradiť nemohol, pretože by znemožnil sledovanie priebehu prúdu na osciloskope.

Dôkazom našich tvrdení sú aj ploché tvary Matttayových pílovitých priebehov v spodnej časti obrázku. Naše priebehy sú ostré (špicaté) v hornej aj dolnej časti priebehu. 

Kde je teda chyba? Obvod MAX4372 je na toto meranie nevhodný, pretože po zosilnení poskytoval osciloskopu skreslený priebeh a ten potom produkoval skreslené výsledky výpočtov Urms a Uavg.

Aký je teda náš záver? Modelárske meracie prístroje, vrátane Watt's Up, sú na bežné modelárske účely dostatočne presné a vzhľadom na ich cenu, poskytujú vlastne neoceniteľné služby. Cez to všetko je vhodné, aby ten kto takú možnosť má, pozrel si priebeh meraného prúdu tak, ako sme to spomenuli v článku: Využitie prúdových senzorov v modelárskej praxi.

Súvisiace články:

Presnosť modelárskych meracích prístrojov – 3. časť

Presnosť modelárskych meracích prístrojov

Prúdy tečúce elektromotorom pri rôznych letových režimoch

Využitie prúdových senzorov v modelárskej praxi

Priebehy prúdov a napätí v obvode elektropohonu

Prehrievanie regulátorov pri rôznych letových režimoch

Čo je a čo nie je možné. (Nedajme sa obalamútiť)

Precision measurements of voltage and current measurement devices for modeler Misure di precisione di tensione e corrente modellatore dispositivi di misurazione Precision mätningar av spänning och ström mätutrustning modellerare Precision mätningar av spänning och ström mätutrustning modellerare Mediciones de precisión de la tensión y modelador de medición con dispositivos Точность измерения напряжения и тока измерительные приборы Modeler As medidas de precisão da medição de tensão e corrente modelador dispositivos precyzyjnych pomiarów napięcia i prądu modeler urządzeń pomiarowych Precision måling av spenning og strøm måleinstrumenter modeler Präzisionsmessungen von Spannung und Strom-Messgeräte Modellierer Precíziós mérés feszültség és áram mérési eszközök modellező Precisie metingen van spanning en stroom meetapparatuur modeler Mesures de précision de tension et de courant de mesure dispositifs modeleur Tarkkoja mittauksia Jännitteen ja virran mittaus laitteiden mallintaja Præcision målinger af spænding og strøm måleudstyr modeler قياسات دقيقة من الجهد والتيار صانع التماثيل أجهزة القياس 

Komentáre: 8

.:. easystar

... ďalší dôkaz, že ten Watts Up je super, dokáže zmerať aj malé I a práve to potrebujem, merať 10-80mA a strop 10-15A,
len kde ho majú za pár €čok (pár je 10-12 )
odkaz

Odpoveď | 2019-02-09 13:43:04

Meno
Web
Mail
Kontrola	Zadajte číslo päť
Text
	Tučné | Podrazené | Kurzíva  | zdroják | odkaz