A raíz del diseño de la Centralita tuvimos la ocasión de estudiar a fondo y experimentar con la problemática de los servos en aeromodelismo. Hay mucho "mito" sobre este respecto, y muchos de los fallos que se producen y que achacamos "a interferencias" es probable que la causa esté internamente en el modelo y como afectan los servos al receptor.
Los servos en los aviones presentan dos tipologías principales que son las causantes de una serie de consecuencias que popularmente se intentan mitigar con ferritas, cables trenzados y otros intentos con mejor o peor acierto. Voy a describir la problemática más en detalle para después ver estas y otras soluciones.
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Las antenas "ideales" (tal como tratan de acercarse los RadioaFicionados) son siempre un dipolo formado por el cable receptor y el plano de masa. Este dipolo debe guardar unas dimensiones y orientaciones que en nuestros modelos distan bastante de ser "ideales". |
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El funcionamiento de los servos es a través de impulsos que duran más o menos tiempo (anchura del pulso) en función de la posición del servo y el recorrido que se le solicite. Este funcionamiento a impulsos provoca bruscas demandas de corriente, recordemos que la caida de tensión es el producto de la intensidad por la resistencia de cables+conectores.... basta 0.5ohm x 2A para tener ¡1V de caida de tensión! |
- La longitud de los cables: que en ocasiones al tener que llegar hasta las alas o la cola del aparato pueden sumar varios metros de longitud.
Técnicas frecuentes para afrontar estos problemas:
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Esta imagen de la izquieda muestra el efecto producido sobre la alimentación del servo por una ferrita con 20 vueltas obtenida en nuestro banco de pruebas. |
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Al entrelazar los cables se forma también un efecto bobina que se opone al efecto condensador, por lo que conseguimos un cable "neutro". En cualquier caso las distancias no son comparables como para que el efecto sea relevante en ningún sentido (ni a favor ni en contra), pero sobre todo esta disposición trenzada pretende mejorar la calidad de la señal, pero no atenúa interferencias externas. |
- Ferritas: en filtros EMI de redes eléctricas se utilizan para amortiguar descargas de energía de aparatos "ruidosos", y en algún momento se ha intentado extrapolar este funcionamiento a los servos. Es un completo error (grácias a que unas pocas vueltas no generan una inductancia suficiente) por un lado estamos afectando al plano de masa de la antena añadiendo un componente inductivo (que distorsiona aún más la antena), por otra parte, al usar los tres cables del servo, estamos mezclando en la misma inductancia la señal del servo (amortiguándola) y la alimentación (añadiendo la RF de la señal del servo).
- Cables trenzados: es una solución que se utiliza en comunicaciones con los cables que alcanzan centenares de metros y más. Con tanta longitud de conductores paralelos se forma un "condensador" entre ellos, cuyo efecto es frenar las variaciones de voltaje (en comunicaciones repercute en una menor velocidad de transferencia). Este efecto "capacitivo" del cable es bueno para la alimentación (aunque de valor ínfimo), y malo para la señal del servo que puede distorsionar al ser de alta impedancia (es una corriente débil).
Otra forma de afrontar el problema
Descritos los problemas de la longitud de los cables, la antena y los picos de consumo estas son otras formas de afrontarlos que eléctricamente son más acertadas.
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- Sección del cable: Utiliza cables de sección generosa y cuida la calidad de las conexiones. Unos pocos miliohmios suponen caidas importantes de tensión que provocan comportamientos anómalos en el funcionamiento
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- Condensadores: Frente a los constantes picos de consumo que requieren los servos la forma más eficáz es añadir condensadores que actúan como una reserva de corriente con la que hacer frente de forma rápida a la demanda brusca de corriente. Según la disposición de los elementos en el avión pueden ubicarse en diferentes posiciones, la más directa es junto al receptor cuando los servos van conectados diréctamente a él. Si tienes cables largos, en el mismo conector en el extremo del servo es otra buena ubicación (ojo solo cables de alimentación, nunca al de señal). La idea es aportar una reserva de energía inmediata y cercana para el pico demandado por el servo y por tanto la corriente circule más "tranquila" a lo largo del cable. La calidad del condensador también es un efecto importante, deben ser de "bajo ESR" (baja resistencia que conlleva mayor velocidad de respuesta). Es mejor tres condensadores "medianos" en paralelo (o repartidos adecuadamente) que uno "enorme" (es más lento). |
Servos que vibran...
Todos los servos, por la forma de trabajar con pulsos variables que hemos descrito, han de vibrar y esto produce un efecto que se llama "torque ripple" (rizado del par) que tiene dos vertientes: la mecánica y la eléctrica.
Desde el punto de vista mecánico es una vibración que supone un desgaste de engranajes y la mecánica en general. Pero desde el punto de vista eléctrico suponen una oscilación constante de la intensidad y descargas de corriente desde la inductancia del motor hacia la alimentación.
Por eso, un servo de mala calidad y/o deteriorado que vibre más de lo normal es una fuente enorme de interferencias que ni con los métodos anteriores es posible "mantener a raya".
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