Servo Buffer & Simple high Current BEC

[widodo]

Buat Om Wiz & Pak Toto yang sudah ngajarin gimana terbangin pesawat & glide out of fuel...

Servo buffer, berguna buat refurnish signal control servo untuk scale model dengan kabel extension. Sesuai dengan masalah om Wiz yang servonya glitching saat pakai extension cable, solusi ini mungkin bisa digunakan.

Dasar rancangan dengan menggunakan IC TTL 74LS14 - Hex Schmitt Trigger Inverter (harganya sekitar 3500-an di depok), sebagai Inverter TTL 74LS14 memiliki fan-out (kemampuan memberikan signal kepada IC lain) sebanyak 20 IC. Karena servo signalling comply dengan TTL standard, artinya secara teoritis keluaran IC ini bisa untuk mengontrol sampai 20 servo.

Sebagai Schmitt trigger, 74LS14 juga memfilter noise di signal control yang ada karena outputnya baru akan ter-togle setelah hysterisisnya terlewati (0V apa bila signa input dibawah 0.8V dan 5V output apabila Input diatas 1.8V), artinya terdapat 800mV noise margin yang berhasil dihilangkan. Sebagai LS (low power schotchy), IC ini cuma meng-consume arus sebesar 8-12 mA (40-60 mWatt) jadi sangat cocok buat ngirit batere tanpa kehilangan kecepatan.

Satu IC isinya 6 Inverter, tapi karena kita harus negate inversinya alhasil kita hanya bisa dipakai dengan 3 Non-inverting buffer. Untuk applikasi, ICnya dirangkai sebagai berikut (Merah Power 5v, coklat ground, dan orange control signal)




Simple BEC

Simple BEC dapat didapat dengan memanfaatkan IC 7805, dengan spesifikasi sebagai berikut:



Seperti terlihat di spek, tanpa component apa IC seharga 1500rp ini dapat menghasilkan 2.2A (peak current) tentunya dengan pendinginan yang cukup. Tapi untuk design normal 1.5A dapat diperoleh biarpun tanpa heatsink. Cukup sambungkan kaki 1 dengan input, kaki 2 groung dan voila.... kaki 3 akan keluar 5 V.

Untuk applikasi arus yang lebih besar dapat dirangkai dengan rangkaian dibawah ini


Untuk applikasi normal Fig 12 sudah cukup, biasanya saya mengganti R1 dengan 50 ohm dan Transitor Q1 dengan TIP 2955 akan didapat BEC 5V dengan kemampuan sampai 35A...

Semoga berguna ..

[toto]

Terima kasih om Wid, segera pengen dibikin dan dicoba digunakan di pesawat Calmato kemarin yang isinya sudah pating cengkunik, teng kyu berat sangat membantu kantong neh, kapan ke cibinong-2 ditunggu untuk 2nd flight ....

[dion]

mantap buat info schema BEC nya pengin coba juga ah
thx om wid

[su-31]

Makasih buanget oom Wid...
Kalo saya ada yg ndak ngerti, nanti boleh tanya2 lagi ya.

[christoffel]

Pak Wid, skemanya bagus2 ...
Saya mau sharing dikit mengenai BEC nya, boleh ya ...
IC 7805 diatas tertulis 2.2A peak current. Tapi dalam aplikasi, kita juga perlu memperhatikan continous current nya, dan juga disipasi panas yg terjadi.
Dengan kemasan standart TO-220, menurut data sheet, dengan pendingin memadai hanya mampu 1A.
quote from fairchild :
"If adequate heat sinking is provided, they can deliver over 1A output current"
Padahal di RC kita ingin seringan-ringannya. Biasanya jadi sulit untuk memasang pendingin yg "memadai".
Pengalaman saya, tanpa pendingin, kemasan TO-220 cuman mampu membuang disipasi panas sampai 1Watt saja. Dengan asumsi tegangan input 8V (LiPo 2 cell kondisi 80%), tegangan output 5V, dan arus beban 1A, disipasi dayanya jadi 3 Watt. Ini sudah cukup membuat panas yg secara akumulatif kemudian akan memicu thermal protection circuit didalam IC dan mengakibatkan tegangan output jadi 0 Volt.
Saya sudah coba dg paralel 6 buah IC (asumsinya kemampuan disipasi dayanya jadi 6x1 Watt = 6 Watt) dipasang pada heli belt-CP (pengukuran pada kondisi 3 servo aktif menunjukkan beban arus 1 Amp) masih juga lumayan panas, meskipun tidak sampai memicu fail ... (sebelumnya sudah coba dg 4 buah IC diparalel ternyata setelah terbang 2 menit, terjadi fail karena overheat)
Jadi menurut saya, lebih perlu difokuskan bagaimana cara membuang panas ini ...
Sebelumnya mohon maaf kalau saya keliru

[yuda]

Waduh kalo para profesor elektro lagi rapat yah gini nih jadinya ..
Kalo buat uji coba bahaya ga'?..

[su-31]

Mas Chris & oom Wid...

Untuk supply standard 5 buah servo dan 1 receiver aja, apa ndak cukup 1A, ya dengan 1 buah 7805 itu ?

TIA.

[widodo]

Terima kasih Om Chriss, seneng juga punya temen seperjuangan untuk nguprek

Om Chris Benar sekali, karena 7805 linear regulator maka seperti contoh 8V tadi untuk arus 1A maka regulator akan medisipasikan daya sebesar 8V-5V x 1A= 3 Watt. Ini juga alasan yang sama mengapa untuk heli dengan baterai diatas 3S menggunakan BEC sendiri terpisah dari ESC karena memang simply unefficient. Contoh lain mungkin yang paling part BEC dari ESC yang biasanya ada dibalik sisi mosfet, jadi tanpa heatsink. Beban panas akan terlihat lebih tinggi dibagian ini apa bila menggunakan 11.1 dibanding 7.4, ini bukan tidak disadari bahkan ESC mumer TP 18A sekarang mulai menggunakan PCB terpisah untuk multiple 7805s. Tapi tetap bahwa ESC yang ada juga menggunakan design yang sama dengam Om Chriss paralel 7805

Solusi inefficiency process regulasi ini di tawarkan oleh Swithcing BEC, yang menawarkan efficiency sampai 85%. Tapi swithing regulator untuk BEC agak unfavorable karena switching freq.

Oleh karena itu simple BEC di design Fig.12 menawarkan solusi diantara kedua ini. Pertama Besar arus yang masuk dibatasi oleh resistor current sense R1, yang kemudian beda potensialnya akan menyebabkan Q1 menghantar. Saat Tegangan berlebih 7805 akan menutup/meregulasi yg menyebabkan arus di R1 berkurang yang akan mengakibatkan Q1 menutup dst...dst. Maximum current yang dihandle oleh 7805 hanya sebesar 5V/R1 dan sisanya akan disuply oleh Q1 oleh karena voltage drop transistor rendah katakanlah ~1V maka disipasi panas hanya sebesar 1V x Arus yang lewat, TIP2955 mungkin contoh yang paling extrim tapi untuk motor RK400SD DF-60, saya biasanya tanpa heatsink.

@Om SU-31, kalau satu jangan deh Om kan servonya gede2. Coba nanti saya bikinin aja deh pas week end.

[widodo]

Untuk Servo Load (3 servo 1 Amp) mungkin itu adalah Average power overtime dari ketiga servo tersebut ya Om Chriss ? , ada reff dari current sense overtime dari RC servo seperti gb dibawah



Arus yang di sedot oleh servo agak susah ditebak, tapi mungkin yang dapat kita perkirakan adalah maximum dan averagenya. Ini mungkin karena Servo adalah sebuah closed-loop control system dengan negatif feedback dari potesio yang terhubung dengan spline. Saat signal control datang, motor akan berputar sampai posisi tertentu saat output potensio mencapai harga yang sesuai dengan signal tersebut. Process ini terus 30x dalam 1 detik, ini terlihat dalam gambar di-atas walaupun kedua control signal terahir sama, terdapat penggunaan arus juga hanya untuk mempertahankan posisi tersebut.

[toto]

Terima kasih Om Chriss, seneng juga punya temen seperjuangan untuk nguprek

@Om SU-31, kalau satu jangan deh Om kan servonya gede2. Coba nanti saya bikinin aja deh pas week end.

sekalian weekend kita test hasilnya juga sekaligus second flight utk oom widodo, kalo gitu ditunggu di cibinong-2 ato sentul-3, asyikkkkk semoga cuaca sudah bersahabat ....