Instalacje elektryczne w modelach latających cz. II (przewody zasilające, wtyczki, wyłaczniki, menadżer akumulatorów)


Instalacja elektryczna decyduje o bezpieczeństwie użytkowania dużych latających modeli samolotów, modeli motoszybowców i szybowców RC. Prawidłowe wykonanie instalacji i zastosowane odpowiednich urządzeń decyduje o końcowym sukcesie budowy i użytkowania modelu. Modele latające RC o rozpiętości skrzydeł 4-5m i wadze ok. 20kg nikogo już nie dziwią. Wymagają jednak szczególnej staranności przy doborze wyposażenia elektrycznego i serwomechanizmów.

Niniejszy tekst (część II) zostanie poświęcony omówieniu  przewodów, wtyczek, wyłączników elektrycznych oraz menadżerów akumulatorów stosowanych w instalacji zasilających w modelach latających zdalnie sterowanych  odbiornik i serwomechanizmy. Pominięte zostaną zagadnienia dotyczące napędów elektrycznych (silników, regulatorów i ogniw napędowych).

W "Instalacje elektryczne w modelach latających cz. I" omówiono zasady doboru akumulatorów zasilających odbiornik i serwomechanizmy, możliwości pomiaru i podano wskaźnikowe (szacunkowe do celów doboru pojemności akumulatorów zasilających) zużycie energii elektrycznej przez serwomechanizmy analogowe i cyfrowe klasy Standard.

1.       Dobór przekroju przewodów zasilających i systemu wtyczek

Na rynku modelarskim dostępne są następujące rodzaje przewodów do przedłużania połączeń z serwami:

  • 3 x 0,13 mm2
  • 3 x 0,25 mm2
  • 3 x 0,33 mm2

Współczesne wysokowydajne serwomechanizmy (analogowe oraz coraz powszechniejsze cyfrowe) do poprawnego działania wymagają pewnego zasilania elektrycznego, gwarantującego brak spadków napięcia w serwomechanizmie. Serwomechanizmy cyfrowe o momencie 10-15KGcm przy zablokowaniu ruchu dźwigni mogą pobrać prąd od 2A do 4A! Jest to graniczny prąd jaki wytrzymują klasyczne złączki typu HiTec czy Futaba.

                               
     Przedłużacz typu HiTec                                  Przedłużacz typu Futaba

Projektując instalacje elektryczną należy mieć świadomość, że w instalacji może płynąć (w skrajnym przypadku chwilowo) kilka do kilkudziesięciu A. Godne polecenia są złącza typu MPX.

 
 
             Złącze MPX

 

Posiadają 6 złoconych pinów – bardzo wygodne wysokoprądowe złącze przedłużacza do dwóch serwomechanizmów (np. do sterowania lotka na skrzydle).

Do budowy instalacji elektrycznej dużych modeli stosujemy przewody 3 x 0,25 mm3. Lepszym rozwiązaniem będzie jednak zastosowanie przewodów o wymiarach 3 x 0,33 mm2. Wykluczamy stosowanie najcieńszych przedłużaczy 3 x 0,13 mm2. Sugeruje się (na podstawie własnego doświadczenia) unikanie połączeń typu wtyczka-gniazdo. Wszędzie tam gdzie jest to możliwe zaleca się stosowanie połączeń lutowanych zabezpieczonych koszulkami termokurczliwymi. Niezbędne połączenia gniazdo-wtyczka zaleca się zabezpieczyć przed przypadkowym rozłączeniem oraz w miarę możliwości stosować złocone końcówki robocze. Należy stosować możliwie krótkie przewody (długie przewody powodują niepotrzebne spadki napięcia i niepotrzebnie podnoszą wagę modelu).

Zabezpieczenie połączenia gniazdo-wtyczka typu HiTec/Futaba

 

2.       Wyłącznik zasilania

Wyłącznik zasilania instalacji elektrycznej modelu latającego RC jest jednym z najważniejszych elementów odpowiadających za bezpieczeństwo użytkowania modelu i poprawność działania instalacji elektrycznej. Pamiętając o tym, że w instalacji może płynąć (w skrajnym przypadku chwilowo) kilka do kilkudziesięciu A należy zastosować wyłącznik wysokiej jakości i wysokiej obciążalności. Doświadczenia pokazuje, że najlepiej sprawują się wyłączniki elektroniczne. Zdaniem autora wyłączniki mechaniczne można bezpiecznie stosować do modeli o rozpiętości skrzydeł do 2 m.

                                              

          Wyłącznik główny - mechaniczny                       Wyłącznik główny - mechaniczny silnoprądowy - Heavy Duty

 

Budując większy model zaleca się stosowanie wyłączników elektronicznych.

 
 
Wyłącznik Jeti Model SP 06


 
Regulator napięcia i wyłącznik Jeti Model MAX BEC

3.       Menadżer akumulatorów

W modelach samolotów akrobacyjnych o rozpiętości 2m i więcej, ze względów bezpieczeństwa zaleca redundancję zasilania. Oznacza to stosowanie dwóch akumulatorów pracujących równolegle na potrzeby zasilania odbiornika i serwomechanizmów. W celu bezpiecznego separowania akumulatorów zaleca się stosowanie tzw. menedżera zasilania. Na rynku modelarskim znajduje się wiele różnych urządzeń spełniających tą funkcję. Poniżej przykłady najbardziej popularnych.

Jeti Model MAX BEC 2 z wyłącznikiem
 
 
Menadżer zasilania DPSI Micro - DualBat 5.5V/5.9V z wyłącznikiem magnetycznym


 
Menadżer zasilania PowerBox Sensor z wyłącznikiem


 
Menadżer zasilania PowerBox Gemini z wyłącznikiem

 
Menadżer zasilania PowerBox BaseLog z wyłącznikiem

3.1   Przewody zasilające i złączki wysokoprądowe

Wiele firm projektujących regulatory napięcia i wyłączniki elektroniczne stosuje (jak standardowe połączenia złączki typ MPX.

 

W celu zwiększenia obciążalności złącza mostkuje się trzy piny i lutuje się do takiej sekcji jeden przewód z akumulatora. Analogicznie postępuje się z drugim przewodem.

Godne polecenia są także klasyczne złącza typu GOLD o średnicach 2 mm, 3,5 mm i 4 mm

             

      Złącze typu GOLD 2 mm                   Złącze typu GOLD 3,5 mm             Złączę typu GOLD o 4 mm

oraz coraz popularniejsze złącza XT60 (piny o średnicy 3,5 mm i ciasno pasowana oprawa złącza).

Złącze XT60

Przewody zasilające powinny być wysokiej jakości, wielożyłowe, bardzo miękkie w izolacji silikonowej. Jest ona bardzo odporna na przetarcia i na wysoką temperaturę.

Powyższe informacje związane z budową instalacji elektrycznych w modelach latających RC wynikają z własnego doświadczenia modelarskiego. Mimo wielokrotnie użytych zwrotów „zaleca się” „należy” nie są to jedyne rozwiązania stosowane w modelarstwie. Autor, pisząc powyższy tekst, chciał zwrócić uwagę na ważność instalacji elektrycznej w modelu latającym i jej odpowiedzialność za bezpieczeństwo lotów. Należy zawsze zadać sobie pytanie na jakie obciążenia elektryczne będzie narażona nasza instalacja. Czasem proste pomiary lub szacunkowe obliczenia mogą przynieść wyniki zaskakujące dla pilota RC. Lepiej zbudować instalację lekko przewymiarowaną niż zbyt małą.

Przy agresywnym lataniu akrobacyjnym dużymi modelami akrobacyjnymi (szczególnie figury nożowe)  serwa steru kierunku pracują na maksymalnych projektowych obciążeniach. Przypadki przegrzania serwa steru kierunku i kabli zasilających zdarzały się już w praktyce modelarskiej.

Lipiec, 2013 (JN)

 

Tabela konwersji oznaczeń AWG -> mm2

AWG

Średnica

Przekrój

Rezystancja

Maksymalny prąd

Przybliżony odpowiednik

(cale)

(mm)

(mm²)

(Ω/km)

w systemie metrycznym

0000 (4/0)

0.4600

11.684

107

0.1608

195 / 230 / 260

 

000 (3/0)

0.4096

10.404

85.0

0.2028

165 / 200 / 225

 

00 (2/0)

0.3648

9.266

67.4

0.2557

145 / 175 / 195

 

0 (1/0)

0.3249

8.252

53.5

0.3224

125 / 150 / 170

 

1

0.2893

7.348

42.4

0.4066

110 / 130 / 150

 

2

0.2576

6.544

33.6

0.5127

95 / 115 / 130

 

3

0.2294

5.827

26.7

0.6465

85 / 100 / 110

196/0.4

4

0.2043

5.189

21.2

0.8152

70 / 85 / 95

 

5

0.1819

4.621

16.8

1.028

 

126/0.4

6

0.1620

4.115

13.3

1.296

55 / 65 / 75

 

7

0.1443

3.665

10.5

1.634

 

80/0.4

8

0.1285

3.264

8.37

2.061

40 / 50 / 55

 

9

0.1144

2.906

6.63

2.599

 

84/0.3

10

0.1019

2.588

5.26

3.277

30 / 35 / 40

11

0.0907

2.305

4.17

4.132

 

56/0.3

12

0.0808

2.053

3.31

5.211

25 / 25 / 30 (20)

 

13

0.0720

1.828

2.62

6.571

 

50/0.25

14

0.0641

1.628

2.08

8.286

20 / 20 / 25 (15)

 

15

0.0571

1.450

1.65

10.45

 

30/0.25

16

0.0508

1.291

1.31

13.17

— / — / 18 (10)

17

0.0453

1.150

1.04

16.61

 

32/0.2

18

0.0403

1.024

0.823

20.95

— / — / 14 (7)

24/0.2

19

0.0359

0.912

0.653

26.42

 

20

0.0320

0.812

0.518

33.31

 

16/0.2

21

0.0285

0.723

0.410

42.00

 

13/0.2

22

0.0253

0.644

0.326

52.96

 

7/0.25

23

0.0226

0.573

0.258

66.79

 

 

24

0.0201

0.511

0.205

84.22

 

1/0.5, 7/0.2, 30/0.1

25

0.0179

0.455

0.162

106.2

 

 

26

0.0159

0.405

0.129

133.9

 

7/0.15

27

0.0142

0.361

0.102

168.9

 

 

28

0.0126

0.321

0.0810

212.9

 

 

29

0.0113

0.286

0.0642

268.5

 

 

30

0.0100

0.255

0.0509

338.6

 

1/0.25, 7/0.1

31

0.00893

0.227

0.0404

426.9

 

 

32

0.00795

0.202

0.0320

538.3

 

1/0.2, 7/0.08

33

0.00708

0.180

0.0254

678.8

 

 

34

0.00630

0.160

0.0201

856.0

 

 

35

0.00561

0.143

0.0160

1079

 

 

36

0.00500

0.127

0.0127

1361

 

 

37

0.00445

0.113

0.0100

1716

 

 

38

0.00397

0.101

0.00797

2164

 

 

39

0.00353

0.0897

0.00632

2729

 

 

40

0.00314

0.0799

0.00501

3441

 

 

http://pl.wikipedia.org/wiki/American_wire_gauge