Servokauf – Die Qual der Wahl

Eigentlich ist nicht zu verstehen warum es beim Servokauf noch die Qual der Wahl geben soll. Da steht doch absolut alles dabei. Vom Todband bis zur Haltekraft, von der Geschwindigkeit bis zum Stellmoment, Gewicht, Spannung – alles da! Man muss sich nur noch informieren was das Modell der Begierde benötigt, die günstigsten Servos mit den richtigen Daten finden und auf „kostenpflichtig bestellen“ klicken. Oder ist das gar nicht so einfach, denn selbst im Fachforum herrscht oft nur Unstimmigkeit?

Hat man die Prachtstücke erst einmal verbaut und muss dann feststellen, dass da etwas wippt, das BEC überlastet ist, beim Tiefflug das Höhehalten zum Eiertanz wird, die Getriebe an Zahnausfall leiden, oder der böse Blowback die knackigen Manöver verunstaltet, dann ist es zu spät für einen Umtausch. Drum prüfe wer sich ewig bindet…..

Aber wie kann man ein Servo mit Hausmitteln prüfen? Naja, man kann z.B. einfach mal den dicken Daumen gegen das Horn halten und es laufen lassen. Vier HV Servos, die angeblich stolze 20kg drücken sollten, habe ich, nachdem sie im Daumentest gegen ein altes 10kg Billigservo versagt haben, umgehend zurück geschickt – weitere Tests waren gar nicht mehr notwendig. Seltsamer Weise gab es im Forum mehrmals positives über sie zu lesen……vielleicht keinen Daumentest gemacht?

Wem diese Methode zu vorsintflutlich ist, der kann auch eine 10cm Holzleiste am Horn befestigen und das Servo damit auf Muttern`s Küchenwaage drücken lassen – die Umrechnung auf kg/cm ist damit einfach. Zusätzlich könnte man bei einer 200€+ Investition auch ~10% drauflegen um sich einen einfachen Servotester zu kaufen. Damit lässt sich das Todband bestimmen und nach nur 30min Einlaufzeit offenbaren Metallgetriebe wie viel Spiel in ihnen steckt. Abgesehen davon, dass jetzt auch die Motoren eingelaufen sind, kann man sich einen ersten Eindruck über die Rückstellgenauigkeit verschaffen. Ohne Vergleich bleibt die Beurteilung subjektiv, aber ein Servo, dass an der 10cm Leiste reichlich Spiel aufweist, ist zumindest für das Höhenleitwerk nicht empfehlenswert. Die Stellzeit lässt sich meistens nicht mit den günstigen Servotestern messen, aber man kann 2 Servos parallel am Tester betreiben und sich an der Geschwindigkeit des Referenzservos orientieren. Minderwertige/defekte Servos werde schnell entlarvt wenn sie z.B. am Endpunkt langsamer werden, oder über ihn hinaus schießen und dann korrigieren müssen. Die Haltekraft ist ebenfalls ein wichtiger Kontrollpunkt, manche Servos lassen sich ein Stück wegdrücken bevor sie gegenhalten.

MidiServos2

Eine Auswahl an Servos wie sie bevorzugt in der populären 60“ 3D Klasse eingesetzt werden.
Von links nach rechts:
Blue Arrow D26014 MG
Goteck HC2422T
Savöx Sv-1250mg
Graupner HBS660 MG
Graupner DES804 BB

Nach dem Einlaufen zeigte kein Servo Defekte oder qualitativ schlechtes Verhalten, auch trat keine übermäßige Erwärmung auf, aber die MG-Servos wiesen alle mehr Getriebespiel als vorher auf.

Um die Stellkraft zu ermitteln wurde ein 100mm langer Hebel gebastelt, den es nun bereits in der dritten Generation gibt. Die aktuelle Version (oben) hat gegenüber der alten Version….ähm, keine Vorteile. Die tolle Feder lässt sich auch durch eine dicke Schaumstoffauflage an der Waage ersetzten….sieht jedoch schicker aus. Aber eine Dämpfung ist notwendig, denn die gemessene Kraft ist bei einigen (nicht allen) Servos stark davon abhängig ob sie aus dem Stillstand gegen die Waage drücken, oder ob sie aus voller Geschwindigkeit abgebremst werden.

Hebel

Das im Hintergrund zu sehende Netzteil versorgt das Servo der über eine 1,5mm² Leitung mit Spannung. Die Genauigkeit der Anzeige ist für die Testzwecke ausreichend genug um die Unterschiede zwischen den Servos zu ermitteln und sich Gedanken über das benötigte BEC zu machen. Die Waage zeigt den Wert in g auf 100mm an, multipliziert mit 10 erhält man die Kraft in Kg auf 1cm Servoarm – also die Standardangabe. Wer Newton haben will muss den Wert ein weiteres mal mit 10 multiplizieren.

Stellkraft

Zur Ansteuerung der Servos wird ein Chinatester benutzt, alternativ kann man auch mit Sender und Empfänger steuern. Aber wer einmal in den Genuss eines Servotesters gekommen ist, und sei er noch so billig, wird nie wieder dafür seine Fernsteuerung aufbauen wollen.

Servotester

Ein Wert der nur selten Beachtung findet aber durchaus wichtig ist, ist der maximale Ausschlagwinkel. Damit wird die Hebellänge berechnet und selbst ein nicht so gutes Servo, aber mit großem Ausschlag, inklusive maximaler Übersteuerung und genau berechnetem Horn, wird gute Ergebnisse erzielen, evtl. bessere als ein stärkeres mit einem falschen, bzw. zu langen Hebel und wenig Ausschlag. Eigentlich geht es nur darum die Untersetzung zu optimieren und als Ausgangspunkt wird der größte mögliche Servoweg bestimmt. Wie weit ein Servo ausschlagen kann ist auch von der Fernsteuerung abhängig, bei meiner bedeutet ein Weg von +-150%, dass sich die Pulsbreite von 900µs bis 2100µs variieren lässt.

max.Ausschlag
max.Ausschlag.Winkel

Die Stellzeit ist hingegen ein Wert dem oft zu viel Bedeutung beigemessen wird. Servomotoren werden nicht im Bereich des optimalen Wirkungsgrades betrieben und dadurch ist es um ihre Drehzahlsteifigkeit auch nicht gut bestellt. Ein Highspeed Servo muss schon ungeheuer überdimensioniert sein um unter Last auch nur annähernd seine nominalen Zeiten zu erreichen. Der Grund liegt in der Natur der Servoabmessungen, da passt kein großer Motor rein und um aus einem kleinen Motor viel Leistung zu generieren muss dieser sehr hoch drehen. Aber andererseits muss er so soft gewickelt sein, dass ein Abbremsen bis zum Stillstand nicht zu einem sofortigen Durchbrennen führt, auch wenn moderne Elektronik die Leistung nach kurzer Zeit reduziert. Das hat zur Folge, dass sich ein extrem schnelles und gleichzeitig starkes Servo nur mit sehr viel Aufwand realisieren lässt. Zu schönen Herstellerangaben darf man, besonders bei günstigen Angeboten, ruhig mit etwas Argwohn gegenüber stehen.

Stellzeit_HBS660_7.4V

Vom Todband ist abhängig ab welcher Steuerveränderung ein Servo überhaupt anfängt sich zu bewegen. Wenn man sich auf dem Höhenruder einen Ausschlag von +-70° vorstellt, wundert es nicht wenn Exporaten von 60-80% notwendig werden, um im Bereich des Neutralpunktes noch feinfühlig steuern zu können. Wenn aber zwischen dem kleinstmöglichem Ausschlag nach oben und nach unten, der Steuerknüppel um 1-2mm bewegt werden muss und das Servo außerdem noch einen größeren Schritt macht ist das wenig komfortabel.
Das Höhenleitwerk an einem 3D Modell ist ein besonderer Fall, bei dem Todband, Getriebespiel und Rückstellgenauigkeit mehr Aufmerksamkeit verdienen. Außerdem ist bei Ausschlägen über ~50° sehr viel Kraft notwendig. Der andernfalls einsetzende Blowback ist bereits am Boden bemerkbar, wenn das Modell mit voll gezogenem HL lediglich über den Platz rollt. Dann ist deutlich zu erkennen wie das Ruder, bei kurzen Vollgasstößen, zurück gedrückt wird.

Todband_SH0255

Das Getriebespiel zu erfassen ist aufgrund der Regelcharakteristik nicht ganz einfach, aber nach den ersten paar Dutzend Flügen darf sich, besonders bei 3D Modellen, nicht schon einige Millimeter Spiel am Ruder eingestellt haben. Das Prüfen mit der Messuhr gibt keine besonders genaue Auskunft und kann nur als Anhaltspunkt dienen.

Messuhr