Złącza baterii i zasilania w kopterach.

Baterie, które znajdziemy w kopterach mają przeróżne złącza, a producenci rzadko kiedy są skorzy do tego, żeby chwalić się ich nazwą. W rezultacie, aby znaleźć właściwe, zapasowe ogniwo, musimy szukać po omacku i patrzeć na zdjęcia, porównując je z już posiadanym produktem. Bywa też tak, że wiemy, jak dane złącze wygląda, ale zupełnie nie mamy pomysłu, jak może się ono nazywać. Dlatego dziś rozprawiamy się z nazewnictwem raz, a dobrze, aby żaden z czytelników nie miał już z tym problemu. Zapraszam!

JST-SH (1.0mm)

Najmniejsze złącze z jakim się spotkamy, pojawia się czasem na kontrolerach lotu. Miałem także kamery FPV, które takowe posiadały, ale obecnie zdaje się, że całość przejęło, omówione dalej, Molex 1.25mm. Złącze JST-SH produkowane jest w rastrze 1mm – jest to odległość pomiędzy sąsiednimi pinami. Jest ono preferowane przez producentów, gdy minimalizują wykorzystanie przestrzeni na płytce. Oczywiście przy tak miniaturowych pinach należy uważać, aby ich nie powyginać przy podłączaniu. Wtyczka i gniazdo mają asymetrycznie położone piny – są bliżej dolnej krawędzi. Wraz z delikatnymi wypustkami gwarantują one, że nie podłączymy nic odwrotnie, chyba, że użyjemy nieco więcej siły. Wtedy prawdpodobnie powyginamy piny w gnieździe.

Ze względu na rozmiary łatwo pomylić je z Molex Picoblade 1.25mm. To drugie ma o 0.25mm szerzej rozstawione piny i są one minimalnie większe. Wprawne oko rozróżnia oba złącza, ale na początku miałem nie lada problem, aby znaleźć właściwy przewód np. do kamery FPV. Różnice najlepiej widać, gdy położy się oba wtyki obok siebie.

Oba złącza mogą mieć od dwóch do ośmiu pinów (a czasem i więcej). W kontrolerach lotu spotkamy na przykład JST-SH będące gniazdem UART, czyli służącemu komunikacji z urządzeniami zewnętrznymi takimi jak MinimOSD, czy GPS. To ma akurat 4 piny.

Na zdjęciu poniżej możemy zobaczyć jeszcze jedno porównanie JST-SH 1.0mm i Molex Picoblade 1.25mm. Po lewej widzimy 7-pinową wtyczkę Molex Picoblade, zaś po prawej 8-pinową JST-SH. Ponownie widać różnicę w rozstawie otworów i ich wielkości.

Molex Picoblade 1.25mm

Charakterystyczne dla najmniejszych kopterów. Zdecydowana większość mikrozabawek latających, które mieszczą się w dłoni, posiada taki właśnie typ złącza. Jest ono używane zarówno jako gniazdo baterii, jak i dla szczotkowych silników. Można je także często spotkać w klonach TinyWhoopów (quadrocopter o rozstawie silników 65mm, szczotkowych, mający kamerę i nadajnik FPV). Jego zaletą są bardzo niewielkie rozmiary, które są wystarczające dla niewielkich prądów, które płyną pomiędzy baterią, a kopterem, i kontrolerem lotu, a silnikami. W większości zabawek latających silniki przylutowuje się bezpośrednio do płytki, ale już kopterki z FPV coraz częściej mają jednak gniazdo i wtyczki na końcu przewodów od napędu.

W kontekście wspomnianych wcześniej kamer FPV, Runcam i Foxeer są konsekwentne i używają już złącza Picoblade 1.25mm. Jedynym, co odróżnia w tym względzie producentów jest liczba pinów w gniazdach poszczególnych urządzeń.

Złącze Molex 1.25mm, mimo iż popularne w Whoopach, jest najczęściej niewystarczające, aby zasilić coraz bardziej prądożerne mikrosilniki, co kończy się tym, że koptery przy szybszych manewrach tracą moc i po prostu opadają ku ziemi. Jest to spowodowane ograniczeniami prądowymi gniazda oraz przewodów zasilających. Teoretycznie bateria mogłaby zapewnić większy przepływ prądu, ale ogranicza ją złącze Molex 1.25mm. Z tego względu część producentów przesiada się na JST PH 2.0, które ma większe piny, używa grubszych przewodów, tym samym eliminując wąskie gardło dostarczania prądu do silników. Zmiana jest natychmiastowo dostrzegalna!

Porównanie Molex Picoblade 1.25mm oraz JST PH 2.0. Bateria Gaoneng (czerwono-szara) posiada to pierwsze, zaś ta od BetaFPV – drugie.

W związku ze złączem Molex Picoblade 1.25mm pojawiło się spore nieporozumienie, którego ja również padłem ofiarą. Czasem określa się je jako „micro JST”, co nie ma nic wspólnego z prawdą. JST i Molex to dwóch różnych producentów i złącza w rastrze 1.25mm nie ma w ofercie JST. Jednocześnie na Aliexpress i w tego typu serwisach znajdziecie Picoblade 1.25mm właśnie pod wspomnianą nazwą, więc jeśli szukacie przewodów z takim gniazdem, to już wiadomo pod jakim hasłem na nie polować.

JST PH 2.0

Złącze, które w modelach pokroju TinyWhoopa nabrało popularności wraz ze wzrostem zapotrzebowania na prąd. Producent oryginalnego modelu wspomnianego koptera nazywa je Powerwhoop, co jednak zalicza się wyłącznie do marketingu. JST PH 2.0 pracuje na przewodach 24AWG, w porównaniu z Molex PicoBlade, które miały 26-32AWG. Z tego, co znalazłem w sieci, ograniczenie prądowe deklarowane przez producentów jest dwukrotnie wyższe, niż dla poprzedniego złącza (2A w stosunku do 1A). Oczywiście w praktyce przepływ może być większy, ale kluczem jest tutaj to, że złącze i przewody przestają być wąskim gardłem.

Sama wtyczka jest nieco większa, ma również szerzej rozstawione piny, które same są także nieco pokaźniejsze. To wszystko pozwala pobrać z baterii większy prąd, w rezultacie pozwalając na lot niezakłócony nagłymi spadkami mocy silników. Drugi koniec gniazda JST PH 2.0 może być przylutowany bezpośrednio do przewodów, poprzez piny wychodzące z tyłu, bądź oparty o przedłużone końcówki, w których zaciska się kable. To drugie rozwiązanie zmniejsza obciążenia lutów. Na poniższych zdjęciach pokazuję to pierwsze rozwiązanie.

Tutaj z kolei mamy zestawienie obu złącz. Widać wyraźnie, że poprawiona wtyczka będzie trwalsza i pewniejsza.


[Źródło: BetaFPV –
https://cdn.shopify.com/s/files/1/1778/6615/files/2_6d1b90df-9371-4409-bff5-a0ca4b3105a7_grande.jpg?v=1501297213]

Molex 51005

Jest to złącze, które zdaje się nieco ustępować miejsca JST PH 2.0, a czasem JST, ale jednocześnie wciąż często spotykane w zabawkowych modelach, które latają na baterii 1S. Pojawia się także w małych kopterach FPV z silnikami szczotkowymi, które nie zaliczają się do Tiny Whoopów.

Molex 51005 rozpoznamy natychmiast po jego szerokości oraz charakterystycznej symetrii. Z jednej strony plastikowe wypustki rozchodzą się trapezoidalnie, zaś z drugiej, wtyk jest bardziej smukły. Dodatkowo po obu stronach wtyczki widoczne są lekkie guzki, które wchodzą w wycięcia po drugiej stronie. Molex 51005 po połączeniu wygląda jak jedna całość.

Ważną rzeczą w kwestii tej wtyczki jest to, że niektórzy producenci potrafią odwrotnie mocować przewody i w rezultacie może się okazać, że kupując inną baterię albo zewrzemy ją przy ładowaniu, albo podłączymy do koptera i popalimy elektronikę. Mając kopter z tym złączem, zwracajcie uwagę na ułożenie przewodów wewnątrz wtyku, jeśli kupicie inną baterię, albo zanim skorzystacie z nowej ładowarki.


[Źródło: https://hobbyking.com/en_us/turnigy-nano-tech-750mah-1s-35-70c-lipo-pack-fits-nine-eagles-solo-pro-180.html]

JST-RCY

Złącze, które jest bardzo charakterystyczne ze względu na czerwone gniazdo i wtyk. Piny są długie, a całość bardzo smukła. Wtyczkę da się włożyć tylko w jedną stronę, ponieważ u góry jest ona ścięta na kształt dwóch trapezów. JST-RCY obsługuje większe prądy, niż wcześniej wymienione i stąd spotkamy je często w ogniwach od 1S (wyjatki) po 3S. Na ogół złącze JST pojawia się w pakietach o pojemności do ok. 1000 mAh (nie jest to regułą!), ale w tych większych występuje już wyłącznie, gdy mają one relatywnie niskie C (np. 20C dla 1000mAh). Ogniwa, które są w stanie dostarczyć większe prądy na ogół pracują na XT-30, lub XT-60.
Z racji swojej popularności, w sieci często znajdziecie po prostu nazwę producenta – JST, która nie jest do końca poprawna, ponieważ typów złącz jest wiele – stąd w tytule dodałem – RCY. Co ciekawe, producent specyfikuje, że złącze wytrzymuje prąd do 3A. Nie ma wątpliwości, że piloci kopterów przetestowali je w dużo cięższych warunkach i wytrzymują wielokrotnie więcej.

JST-XH

Ten wtyk zna na pewno każdy, kto miał baterię o liczbie cel większej, niż 1. Jest to złącze, które służy do balansowania cel przy ładowaniu i jako takie pojawia się zawsze, gdy typ baterii to 2S, lub więcej. Asymetria złącza bierze się z dwóch podłużnych pasków u góry wtyczki, co uniemożliwia podłączenie jej odwrotnie. W pakietach lipo ma zawsze o jeden pin więcej, niż liczba cel (np. 4 piny dla baterii 3S, 5 pinów dla 4S), ze względu na polączenie z każdym plusem każdej celi oraz ostatni na uziemienie. Obciążalność tego złącza jest zasadniczo wyższa niż JST-RCY i wg. producenta są to 3A. Ładowarki tradycyjnie balansują pojedyncze cele poprzez JST-XH prądem nie większym niż 300mA.

Powyższe zdjęcia pokazywały złącze JST-XH dla baterii 4S, natomiast poniżej mamy 3-pinowe, czyli od pakietu z 2 celami.

Złącze JST-XH możemy spotkać także z tzw. Balance protectorem, który jest nakładką na odcinek przewodów i samo złącze. Chodzi o to, że często wypinamy ten wtyk ciągnąc za przewody, co może wyrwać je z wtyczki. Plastikowa nakładka pozwala złapać lepszy chwyt i przenieść siłę na samą wtyczkę. Chroni ona oczywiście również mechanicznie, ale jest to wtórne. Nakładki takie stosuje na przykład Tattu. Zaletą jest możliwość pewniejszego i bezpieczeniejszego chwycenia przewodu od balansera rzepem, który trzyma baterię. W takim przypadku pasek zaciska się na osłonce, zamiast na samych przewodach, albo wtyku.

T-Dean (Deans)

Złącze, które spotkamy coraz rzadziej. Charakteryzuje się układem pinów + i -, które mają postać podłużnych blaszek i są obrócone w stosunku do siebie o 90 stopni. Gwarantuje to, że nie da się go odwrotnie podłączyć.

Z drugiej strony, po stronie wtyku, końcówki w żaden sposób nie są chronione i pozostają odsłonięte do momentu podłączenia baterii. Dodatkową wadą wtyku jest to, że przewód lutujemy płasko do blaszki po drugiej stronie i w żaden sposób nie wchodzi on w głąb, jak to ma miejsce np. w XT-60. Termokurczka jest jedynym, co chroni je z zewnątrz.

Wtyczki nie chowają się jedna w drugiej, a obie plastikowe części tylko stykają się ze sobą. Warto też zauważyć, iż po stronie wtyku, znajdują się cienkie metalowe blaszki, które mają za zadanie dociskać złącza, aby zapewnić możliwie dużą powierzchnię styku i nie ograniczać przepływu prądu. Z jednej strony dzięki temu T-Deans mogą obsługiwać prądy w granicach 60A (producent nie podaje dokładnych danych, a w sieci można przeczytać, że niektórzy doszli do 100A), ale z drugiej strony owe blaszki z czasem się zużywają i złącze nie trzyma tak dobrze, jak na początku.

Obecnie wydaje mi się, że T-Dean znacząco zostało wyparłe właśnie przez XT-60, zaś w innych pojazdach zdalnie sterowanych choćby przez EC-3 lub EC-5, które obsługują jeszcze większe prądy. Jednocześnie złącze T-Dean wciąż możemy znaleźć np. w łodziach RC, choć i tam z tego co wiem, odchodzi się od niego.

XT-60

Najbardziej popularne złącze we wszystkich kopterach od 4″ wzwyż. W mniejszych przejęło je XT-30 opisane poniżej. Spora część pakietów od 1000mAh i 3S wzwyż będzie je posiadała. Wśród pilotów kopterów 5-calowych jest w zasadzie jedynym wykorzystywanym, więc składając własny model nie warto iść pod prąd, tylko utrzymać ogólnoświatowy kierunek.

Wtyczka jest asymetryczna, ścięta płasko z jednej strony i trapezoidalna z drugiej. Gwarantuje nam to, że nie będziemy w stanie podłączyć jej odwrotnie. Dodatkowo, jedna część wtyku chowa się częściowo w drugiej (podobnie jak w XT-30, czy JST), co powoduje, że złącze jest pewne i przypadkowo się nie rozłączy. Chroni to również przed zanieczyszczeniami, które mogłyby się dostać do środka. Jak wiadomo, podczas upadków na trawę, czy ubłocone tereny, nie jest to trudne.

XT-30

Złącze to jest w miarę świeże i upowszechniło się wraz z coraz większym zapotrzebowaniem zabawek RC na prąd. Wysoce wydajne ogniwa Li-Po potrzebowały złącza, które jest lżejsze i mniejsze, niż XT-60, a jednocześnie lepsze niż JST. Tak właśnie narodziło się miniaturowe XT-30. Wtyczka jest zmniejszoną wersją pierwowzoru, a nazwa wzięła się od ograniczenia prądowego wynoszącego 30A. W praktyce poprzez złącze może płynąć większy prąd, ale z tego, co udało mi się dowiedzieć, jest to po prostu pewien „bezpieczny” margines, niewykluczone, że przy założeniu stałego, ciągłego poboru, który w trakcie lotu nie występuje.

XT-30, podobnie jak pierwowzór, jest asymetryczne. Biegun dodatni kończy się kwadratowym końcem, podczas gdy „-” jest zaokrąglony. Nacięcia wtyku i gniazda uniemożliwiają odwrotne podłączenie.

Warto zauważyć, że XT-30 zaczyna skutecznie zajmować miejsce JST-RCY ze względu na większe prądy, które może przenosić. Wraz z nim idą też grubsze przewody, których się wtedy używa. W niektórych kopterach RTF, które można ściągnąć z Chin, sama wymiana JST-RCY na XT-30 powoduje sporą poprawę w zakresie tego, co sprzęt może zrobić w powietrzu. Tyczy się to szczególnie przejścia z baterii 2S na 3S, co zwiększa znacząco płynące przez przewody prądy. Zmiana może nie jest tak spektakularna jak „przesiadka” z Picoblade 1.25mm na JST-PH 2.0, ale dziś stanowczo warto inwestować w pakiety z XT-30, zamiast JST-RCY. Jeżeli nie chcemy zmieniać przewodów zasilających to warto wtedy rozważyć przynajmniej przejściówkę.

Czy to wszystko?

Oczywiście złącz jest sporo więcej, a świat modeli RC, nie tylko kopterów, jest mocno zróżnicowany. Inne zasilanie może być stosowane w helikopterach, inne w łodziach. W swoim aucie do driftu w skali 1:10, mam ESC z przewodami zakończonymi HXT 4mm. Do ładowania musiałem kupić przejściówkę na XT-60. Na szczęście to ostatnie zalicza się do wyjątkowo uniwersalnych i ładowarki potrafią mieć nawet złącze zasilające prądu stałego właśnie tego typu. ISDT Q6 ma takie gniazdo po obu stronach – na wejściu i wyjściu.

Jako ogólną regułę, szczególnie jeśli składacie coś własnego polecam stosować to, co jest najbardziej popularne:
– JST PH 2.0 – Tinywhoopy (65-75mm)
– Molex 51005 – Eachine QX i podobne szczotkowe (~100mm)
– XT-30 – koptery bezszczotkowe 2-3 cale (~80-150mm)
– XT-60 – koptery bezszczotkowe 4-6 cali (~150-300mm)

Oczywiście wciąż możemy się nadziać na inne z wymienionych złącz w kopterach, które są gotowe do lotu. Nie należy też ślepo sugerować się podanymi propozycjami, gdyż na końcu decyduje wielkość pakietów, na których będziemy latać, oraz pobory prądu przez same silniki.

Powodzenia w tworzeniu własnych konstrukcji! Udanych lotów!

Odnośniki

http://domoticx.com/jst-molex-en-meer-connectoren/
http://www.micronradiocontrol.co.uk/conn_wiring.html
JST-XH – strona producenta
JST-RCY – strona producenta
Molex Picoblade – strona producenta
Deans Ultra – strona producenta
Amass XT-60M – opis w sklepie TME
RCGroups – zamieszanie związane z JST

%d bloggers like this: