Lipo-Spannungsüberwachung mit den FrSky D-Empfängern ohne Sensor

Hier will ich einen simplen Spannungsüberwachung-Aufbau teilen, den ich für meinen Bixler mit dem FrSky D8R-XP Empfänger gebaut habe. Keine Sensoren oder sonstige Teile notwendig – nur ein Servokabel und zwei Widerstände, im Gesamtwert von ca. 50 Cent + minimaler Lötaufwand.

Die D-Empfänger von FrSky haben ein tolles Feature: die analogen Eingänge. A1 und A2 heißen diese. An manchen Empfängern sind beide zugänglich (D8R-XP, D8R-Plus), bei einigen ist der A1 fest für die interne Empfängerspannung belegt, aber der A2 ist immer verfügbar (D4R-II). Dort kann man eine Spannung bis 3.3V anlegen, und diese wird als Prozentwert gemessen (0-100% = 0-3.3V) und per Telemetrie auf die Funke übertragen. Mit einem simplen Spannungsteiler aus zwei Widerständen lässt sich hiermit ein Spannungssensor bauen, womit die Spannung des Flugakkus auf der Funke überwacht werden kann.

Das Schaltschema eines solchen Teilers sieht wie folgt aus (Quelle: Wikipedia):

Vin ist der Pluspol von unserem Lipo (oder einer beliebigen zu überwachenden Spannung), und Vout die geteilte Spannung. Die Widerstände R1 und R2 wählt man so, dass nach der folgenden Formel die maximale Ausgangsspannung 3.3V oder weniger beträgt:

In meinem Fall habe ich R1 = 22 kOhm und R2 = 4,7 kOhm genommen. Damit lässt sich eine Spannung von einem 4S Lipo noch sicher mit den D-Empfängen messen:

Vmax = 4,7/(4,7+22) * 16,8V = 2,96V

Den Spannungsteiler habe ich auf einem Servokabel gelötet, sodass dieser direkt in den A2 Port meines D8R-XP gesteckt werden konnte. Das Schema sieht dann so aus:

Nun müssen noch minimale Einstellungen in der Funke vorgenommen werden, um den A2 Wert korrekt auszulesen und diesen als Hauptspannung des Modells zu übernehmen, mit den entsprechenden Warnungen bei niedriger und kritischer Spannung. Der Wertebereich für A2 muss korrekt auf die maximale messbare Spannung eingestellt werden – in meinem Fall also auf 18,75V (3,3V maximal am Port gemessen, geteilt durch den Faktor des Spannungsteilers – dieser beträgt 4,7/(22+4,7) = 0,176; 3,3 / 0,176 = 18,75). So sieht dann die Konfigseite für meine Taranis in C9X aus:

Screenshot-2014-03-22-23.49.05

Wichtig ist den „Volt source“ auf A2 einzustellen. Dann zeigt die Taranis die gemessene Spannung auch auf der Hauptseite im Display an, anstatt der normal angezeigten Empfängerspannung (A1).

Die Warnwerte sind für 3S eingestellt, da ich den Bixler auch damit fliege. Der Teiler würde aber wie gesagt bis 4S sicher laufen; mit anders gewählten Widerständen geht auch 6S und mehr, wobei bei einem höheren Teilungsfaktor natürlich auch die Messgenauigkeit sinkt.