Forum: Offtopic Stützbatterie Ladeeletronik


von Yves H. (rv8tor)


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Hallo zusammen,
ich kenne mich leider mit Elektronik nicht genug gut aus und bräuchte 
mal eure Meinung oder Hilfe.

Ich baue zur Zeit ein Flugzeug als Eigenbau und habe nun ein Problem mit 
meiner Luftfahrtbehörde. Es geht im speziellen um die Avionik und deren 
Redundanzen. Ich habe ein primäres Anzeigeinstrument (Garmin G3X) 
welches mir alle nötigen Parameter (Höhe, Geschwindigkeit, Kurs etc) 
anzeigt. Als Backup habe ich ein zweites kleineres Gerät (Garmin G5) 
welches eine eigene Not-Stromversorgung besitzt. Leider hat mein Backup 
aber kein eigenes Magnetometer um mir den Kurs angeben zu können falls 
das primäre Anzeigeinstrument ausfällt.
Um auf einen analogen Magnetkompass verzichten zu können muss nun das 
backup-Instrument einen eigenen Magnetometer erhalten. Leider gibt es 
von der Stange aber keinen der direkt vom backup- Instrument- Akku 
gespiesen wird.
Somit muss ich nun eine eigene Stromversorgung für dieses Magnetometer 
haben.
Das Magnetometer läuft an 12-30VDC und braucht ca 100mAh. Das Gesetz 
schreibt nun vor, dass dieses mindestens 30min laufen muss.
Ich habe im Normalbetrieb 12VDC, bezw. 13.8VDC da ja das ganze ja am 
Ladestrom des Alternators läuft, zur Verfügung. Nun muss ich entweder 
eine Stützbatterie haben, welche im Falle eines Stromausfalles noch 
30min das Magnetometer am Leben erhalten kann. Also ein kleiner Akku 
(NimH oder Nicd)welcher immer geladen wird wenn das Flugzeug 
eingeschalten ist und dann eine Ausschaltverzögerung von 30min damit die 
Batterie nicht komplett entleert wird.

Weshalb soll das ganze eine Ausschaltverzögerung haben und nicht per 
Schalter im Cockpit?

Ich habe schon fast das ganze Flugzeug verkabelt und wegem EMI muss das 
Magnetometer nun in die Flügelspitze eingebaut werden und ich möchte 
nicht nochmals alle Kabel bis in den Rumpf ziehen. Strom habe ich vom 
Autopilotenservo welches sich schon im Flügel befindet und ein CAN-BUS 
liegt bis dorthin auch schon an. Also wäre es am einfachsten mein 
CAN-BUS einfach vom Servo noch bis in die Flügelspitze zu ziehen und 
auch den Strom vom Servo im Flügel zu nehemen (Kabel sind schon 
ausreichend dimensioniert und auch korrekt abgesichert).


Hat jetzt von Euch jemand eine Anleitung oder Idee wie man eine 
Ladeelektronik designed welche mir eine Stützbatterie permanent lädt 
wenn Strom verfügbar ist und nach Verlust der Versorgungsspannung nach 
30min selbst abschaltet?

Ueber jede Hilfe oder Ideen bin ich Dankbar.

Grüsse Yves

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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Ich antworte mal mit Radio Jerewan: "Im Prinzip: Ja,aber..."

Ferner gehe ich gehe davon aus, das bei einem Eigenbau eine 
Einzelabnahme fällig wird, weshalb ich an deiner Stelle eine 
professionelle baumustergeprüfte Lösung vorziehen würde.

 Ich mache ja nur mit Aufzügen rum da ist Masse in dieser Frage kein 
Thema, und ich benutze nur baumustergeprüfte und zugelassene 
Notstromquellen. Aber du hast noch nicht mal geäußert, ob es sich bei 
deinem Luftfahrzeug um einen Modellflieger oder einen "Personenbeweger" 
handelt.

Du müßtest hier nicht nur einen Elektroniker finden, was leicht ist, 
sondern einen der zu dem weiß was die Luftfahrtbehörde sehen will.

Ich war gerade heute wieder beim TÜV, um so etwas mit denen im Bezug auf 
Aufzüge, abzustimmen. Der Zweck, den Kunden qualifiziert beraten zu 
können.

Namaste

von Yves H. (rv8tor)


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Hallo Winfried,
ja es handelt sich um einen Personenbeweger genauer gesagt um eine Vans 
RV-8, ein Flugzeug komplett aus Aluminium und kunstflugzugelassen.

Ich verstehe deinen Einwand natürlich völlig, da ich beruflich als 
Maschinenbauingenieur tätig bin und täglich mit Zulassungen zu tun habe. 
Beim Eigenbau darf ich aber explizit eigene Lösungen verwenden.


Leider gibt es Musterzugelassen nur Akkus mit 3Ah aufwärts welche als 
backup für ganze primäre Systeme gedacht sind. Da ich aber nur ein 
einziges Gerät für 30min am Leben erhalten möchte, sind mir diese 
Systeme zu schwer.


Leider hat der Hersteller dieser Geräte nur an den amerikanischen Markt 
gedacht, dort brauchen die Backup`s leider nicht explizit einen 
Magnetkompass. Mein bestehendes backup Gerät hat ein eigenes GPS und 
zeigt mir während der gesamten Betriebsdauer auf Akku (ca. 3h) die 
Richtung über Boden an (also Track - nicht magnetisches Kurs). Nur 
möchte meine Behörde halt definitiv das Heading. Da mir aus 
navigatorischer Sicht der Track weitaus mehr bringt (da Seitenwind 
keinen Einfluss hat), möchte ich dieses Backup ja auch nur genau 30min 
am Leben erhalten um die Vorgaben erfüllen zu  können. Ich habe dann ja 
noch immer während 2h30min den Track zur Verfügung.

So bleibt mir am Ende nur einen wirklichen Kompass zu verbauen (aber 
habe kein Platz mehr im Instrumentenbrett) oder halt eine Stützbatterie 
mit Laderegelung einzubauen.

: Bearbeitet durch User
von Soul E. (Gast)


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Was hast Du gegen einen Magnetkompaß? Dein Flugzeug kann ja 
höchstwahrscheinlich auch segeln, fliegt also auch ohne jegliche 
Elektrizität. Da würde ich auch einen Satz Instrumente vorsehen mit 
denen das ebenfalls möglich ist.

von Matthias X. (current_user)


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Und wie wäre es mit nichtaufladbaren Primärzellen die durch die 
Anliegende Bordspannung per Relais abgeschaltet werden. Bei Stromausfall 
werden diese aktiviert.
Diese müsstest du dann nach jedem Stromausfall (was ja sehr selten 
vorkommen sollte) zur Sicherheit wechseln.

von Yves H. (rv8tor)


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soul e. schrieb:
> Was hast Du gegen einen Magnetkompaß? Dein Flugzeug kann ja
> höchstwahrscheinlich auch segeln, fliegt also auch ohne jegliche
> Elektrizität. Da würde ich auch einen Satz Instrumente vorsehen mit
> denen das ebenfalls möglich ist.

Ja im Notfall kann das Flugzeug segeln aber nicht so weit.. soweit muss 
es aber nicht kommen. Der Motor läuft autonom weiter (Zündung haben 
eigene Erregerspulen und er hat eine mechanische Benzinpumpe). Eher hat 
der Alternator einen Runaway und der Ladestrom fällt aus. Dann habe ich 
für 1,5h die Bordbatterie für die gesamte Avionik und dann nochmals das 
Backup Instrument für weitere 3h jedoch bis jetzt noch ohne Kompass.

Leider habe ich in meinem Instrumentenbrett keinen Platz mehr wo der 
Kompass nicht über die zulässigen Toleranzen abweicht (Überollbügel 
andere Stahlteile) und/oder sich noch im zulässigen Sichtfeld befindet. 
Somit möchte ich lieber das digitale Backup.

von Yves H. (rv8tor)


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Matthias X. schrieb:
> Und wie wäre es mit nichtaufladbaren Primärzellen die durch die
> Anliegende Bordspannung per Relais abgeschaltet werden. Bei Stromausfall
> werden diese aktiviert.
> Diese müsstest du dann nach jedem Stromausfall (was ja sehr selten
> vorkommen sollte) zur Sicherheit wechseln.

Das klingt schonmal gut, jedoch müsste ich dann doch noch Kabel in den 
Flügel ziehen. Deshalb wäre mir eine Lösung mit 30min 
Ausschaltverzögerung am liebsten. Aber klar könnte man auch..
Ich habe auch schon an eine Kondensatorbatterie gedacht aber wie man so 
eine baut habe ich keinen Plan (meine Naivität sagt mir die wären 
Zyklenfester?!.. obs stimmt weias ich nicht)

von Andreas M. (elektronenbremser)


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Yves H. schrieb:
> braucht ca 100mAh.

Das wären bei 30 min. dann 50 mAh.

von Yves H. (rv8tor)


Angehängte Dateien:

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Anbei noch ein Bild des Instrumentenbretts.
Der Kompass ist von der Grösse her etwas grösser als die schwarze 
Lüftungsdüse ganz links. Über dem Zündschloss ganz rechts gehts nicht 
weil das Zündschloss den Kompass um ca. 30Grad ablenkt.
Auf dem Instrumentenbrett werden noch die GPS und eine weitere Antenne 
verbaut und die wollen eigentlich auch keinen Kompass in unmittelbarer 
Nähe..

: Bearbeitet durch User
von Yves H. (rv8tor)


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Andreas M. schrieb:
> Yves H. schrieb:
>> braucht ca 100mAh.
>
> Das wären bei 30 min. dann 50 mAh.

War ein Schreibfehler es sind 0.1A also ja ca 50mAh.. Aber zur 
Sicherheit dann doch 75-100mAh da am Ende ja doch ein Spannungsabfall 
erfolgt..

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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ich formuliere mal die Anforderungen:
Sepearate Versorungszuleitung fürs Magnetometer zum Cokpit

kleine 12V Zusatz-Batterie versorgt nur Magnetometer + Anzeige.
Bei Anliegender Mainpower wird das Magnetometer eingeschaltet und die 
Ladeelektronik(FET + Ladespannungsübewachung) .
Als Verbraucherschalter FET+Unterspannungsbegrenzung für 
Tiefentladeschutz mit Nachlauftimer bei Spannungsausfall und
Normalbetrieb-Ausschaltefunktion ohne 30 min Nachlauffunktion.
Mechanische Kunstflugtauglich: (wieviel) g Kraft / Vibrationsfestigkeit
Robust gegen Über und Unterspannung, Peak und thermische Belastung.

Das wären dann fasst MIL-Anforderungen

In meinen Augen sind die Sicherheitsanforderungen an die Schaltung höher 
zu bewerten als die Funktionalen. Deshalb würde ich mir daran nicht die 
Finger ankokeln wollen. Eventuell gibt es hier ja einen qualifizierten 
BordIng. der Spaß an so etwas hat.

Für einen Modeflieger würd ich mich trauen. Auch Sicherheit macht mir so 
keine Angst. Selbst auf eine Schiff oder Boot würde ich das machen.

Aber Flugsicherheit ist nicht meine Kategorie. Da habe ich keine Ahnung 
von den Vorschriften für die konforme Konstruktion.

Namaste

: Bearbeitet durch User
von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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: Bearbeitet durch User
von Yves H. (rv8tor)


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Hallo Wilfried,
ich weiss nicht was du damit aussagen möchtest. Ja ich habe bei 
Solarimpulse gearbeitet aber da war ich Leiter der Strukturtestabteilung 
und hatte bis auf Dehnmessstreifen nix mit Elektronik zu tun. Aber ja 
ich könnte meine ehemaligen Arbeitskollegen fragen..
Ich hab nur gedacht es gäbe hier einige die vielleicht Spass daran 
hätten so eine Laderegelung zu designen.
Und ja +6/-3g wären die Limiten die einzuhalten wären. Die kleine 12V 
Batterie würde aber nur das Magnetometer und nicht die Anzeige 
versorgen.
Milspec muss es nicht erfüllen.. auch keine DO-160 und keine DO-178C..
Gruss Yves

: Bearbeitet durch User
von Gerhard O. (gerhard_)


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Wie wärs mit einem LiIon Powerpack von 10Ah. Mit einem kleinen 5V auf 
12V Boostkonverter Bekommst Du die benötigten 12V und 100mA. Man kann ja 
das Teil mit Velkro sichern (hinter der Dash) und nach dem Flug wieder 
mit nach Hause nehmen. Sogar im Flugzeug laden kannst Du das Teil mit 
einem handelsüblichen USB Adapter den Du bestimmt im Flugzeug auch hast 
oder irgendwas in der Richtung. Abgesehen davon haben Power Packs noch 
dazu eine sehr geringe Selbstentladungsrate und dürften monatelang ohne 
Nachladen funktionieren.

: Bearbeitet durch User
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