Pomiary w modelarstwie część II

POMIARY NAPIĘCIA.
 
Odpowiednie napięcie nadajnika i zestawu odbiornika jest jednym z fundamentów modelarstwa RC.
Artykuł ten opisuje sposoby i przede wszystkim urządzenia dodatkowe służące do pomiarów tych parametrów. O ile w dobie urządzeń zasilanych jedynie akumulatorami typu NiCd i NiMh wystarczył nam jedynie jeden prosty miernik elektroniczny, o tyle obecnie przy mnogości typów akumulatorów głównie w torze odbiornika sprawa jest trochę bardziej skomplikowana.
 
1. Mierniki w nadajnikach.
 
Pomiar napięcia nadajnika jest sprawą banalną, każdy nadajnik wyposażony jest w jakiś typ wskaźnika pokazującego nam aktualny stan zasilania.
W prostszych jest to wskaźnik diodowy oparty o kilka diod elektronicznych pokazujących stan napięcia, może to być też jedna dioda zmieniająca kolor. W aparaturach bardziej zaawansowanych stan napięcia pokazywany jest na wyświetlaczu. Stan ten może być wyświetlany jako wartość napięcia lub wartość procentowa.
 
Na fotografii 1 widzimy dwa nadajniki.
Po lewej komputerowa AURORA 9, gdzie na wyświetlaczu pokazane jest aktualne
napięcie 7,5 V. Po stronie prawej prosty nadajnik firmy E-Sky. W górnej części obudowy widzimy pasek diodowy składający się z pięciu elementów.
Każdy nadajnik RC zazwyczaj wyposażony jest przez producenta w odpowiedni zasilacz – ładowarkę. Stąd też dbałość o odpowiedni stan pakietu spada właśnie na niego.
Wystarczy trzymać się wytycznych z instrukcji.

 
Foto. 1
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"
 
W przypadku gdy mamy możliwość zmiany „fabrycznego” zasilania nadajnika na inne, np. wymiana pakietu dedykowanego typu NiMh na pakiet Li-Po, Li-Fe dbałość o pakiet spada już na nas i odpowiednią ładowarkę.
Oczywiście fakt zmiany pakietu na zupełnie inny uwarunkowany jest samym nadajnikiem i jego możliwościami. Tyczy to głównie minimalnego napięcia znamionowego, które jest inne dla pakietów NiMh i Li-Po . W nowszych aparaturach możemy „powiadomić” nadajnik na jakim typie pakietu pracuje, w niektórych starszych radiach np. JR-a możemy ustawić wartość granicznego napięcia dolnego, przy przekroczeniu którego radio zaczyna nam „pikać”. Istnieją też nadajniki, które mają jeden dedykowany pakiet zasilający i tam raczej żadnych zmian nie wprowadzimy. Przykładem jest radio FlySky FS-i10.
W tym miejscu warto wspomnieć o zasadach ładowania, użytkowania i zachowania bezpieczeństwa w przypadku pakietów Li-Po.
Poświęcony jest temu osobny artykuł w naszym poradniku : http://modelmotor.pl/webpage/podstawowe-wytyczne-doboru-i-eksploatacji-akumulatorow-li-pol.html
 
Warto się z nim zapoznać i przestrzegać zawartych tam wytycznych. Istotnym jest, co warto sobie wbić w krew to, by po każdym powrocie z lotniska sprawdzić czy przypadkiem nie zostawiliśmy nadajnika włączonego. W przypadku gdy radio nasze zasilane jest akumulatorem typu NiMh raczej nic nam nie grozi poza całkowitym jego rozładowaniem, o tyle w przypadku zasilania Li-Po rozładowanie takie grozi napuchnięciem pakietu, co może doprowadzić do uszkodzenia mechanicznego radia poprzez wyłamanie klapki zamykającej pakiet. Pakiet napuchnięty czy też uszkodzony w inny sposób poddajemy bezapelacyjnie utylizacji.
 
W okresie posezonowym wskazane jest wyjęcie pakietu z nadajnika i przechowywanie go w sposób bezpieczny i odpowiednio naładowany na ten okres.
 
Odbiorniki naszych modeli zasilane są różnymi sposobami. Może to być zasilanie bezpośrednie odpowiednim pakietem, który tylko zasila sam odbiornik, zasilanie pozyskane z pakietu napędowego poprzez regulator lub osobny układ BEC, ewentualnie w modelach większych, makietach, modelach zawodniczych używać będziemy menadżerów zasilania.
W każdym z tych przypadków stan zasilania musimy kontrolować i temu służy cała masa różnych mierników, testerów, wskaźników i podobnych urządzeń. Pozwolę tu sobie opisać i przedstawić te najpopularniejsze.
 
2. Miernik sekwencyjny napięcia Li-Po
 
Fotografia 2 przedstawia prosty miernik sekwencyjny napięcia. Pozwala on na sprawdzenie pakietów Li-Po od 1S do 6S. Bardzo prosty w użyciu, poręczny i mały.
Miernik ten podpinamy do pakietu poprzez łącze balansera i odczytujemy cały cykl wskazań.
Kolejne fotografie pokazują nam cały proces pomiaru.

 
 
Foto. 2
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"
 
 
Foto. 3                                                                    Foto. 4
 
 
Foto. 5                                                                    Foto.6
 
 
Foto. 7                                                                    Foto. 8
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty" 
 
Po podpięciu miernika do gniazda balansera miernik kolejno pokazuje nam napięcie na poszczególnych celach. Na fotografii 3 i 4 widzimy wskazania dla pierwszej celi pakietu 2S, gdzie wpierw wyświetlany jest numer celi a później napięcie na tej celi. Fotografie 5 i 6 to druga cela pakietu.
Koniec pomiaru sygnalizowany jest na fotografii 7 i wreszcie na samym końcu wyświetlane jest sumaryczne napięcie na pakiecie – fotografia 8. Po krótkiej przerwie cykl rozpoczyna się od nowa.
 
3. Miernik sekwencyjny z buzzerem
 
Podobnym miernikiem do poprzedniego jest miernik z sygnalizacją dźwiękową.
Głównym zadaniem tego miernika jest zabezpieczenie pakietów przed ich rozładowaniem poniżej napięcia krytycznego. Miernik ten jest urządzeniem programowalnym, gdzie możemy poziom napięcia, poniżej którego uaktywnia się generator dźwięku. Miernik ten możemy na stałe zainstalować w modelu po wcześniejszym zaprogramowaniu. Po podpięciu do złącza balansera pakietu miernik wyda kilkukrotnie wysoki ton, wyświetli sumaryczne napięcie na pakiecie, po czym zacznie wyświetlać napięcia na poszczególnych celach. Cykl będzie się cały czas powtarzał.
Dźwięk sygnalizatora słyszalny jest nawet ze znacznej odległości. Zaleca się dla modelarzy początkujących ustawienie ( zaprogramowanie ) wyższego napięcia sygnalizacji na wartość około 3,5 V – 3,8 V na celę.
Daje nam to pewien zapas zasilania pozwalający na w miarę bezstresowe podejście i wylądowanie.
Bardziej doświadczeni modelarze mogą ten stan obniżyć do około 3,3 V – 3,4 V, warunkiem jest jednak bardzo szybkie wykonanie procedury lądowania.



Foto. 9

Mierniki sekwencyjne zazwyczaj mają bardzo podobne parametry techniczne, czyli:

- dokładność wskazywania napięcia dla jednej celi +- 0.01 V
- zakres wyświetlania dla jednej celi 0.5 V– 4.5 V
- zakres pomiaru całego napięcia – 0.5 V – 30 v
- współpraca z akumulatorami od 1 do 8 cel ( zależnie od producenta )
 
Występują w wersjach z obudową, bez obudowy jedynie „zafoliowane” itd.
Jest to urządzenie, które każdy modelarz na stałe powinien mieć w swojej walizce lotniskowej.

4. Miernik napięcia odbiornika.

Na fotografii 10 widzimy bardzo prosty w montażu wskaźnik napięcia odbiornika.
Miernik ten jest bardzo lekki, masa całkowita około 6 gramów.
Miernik ten pozwala na pomiar napięcia w zakresie od 3 V do 30 V przy poborze prądu w granicach 8mA.
Istnieje możliwość zamocowania go z pomocą taśmy dwustronnej lub dwóch śrubek.
Urządzenie wpinamy w dowolne wolne gniazdo serwomechanizmu odbiornika i pozostawiamy w modelu.
 
 
 
Foto. 10

5. Li-Po monitor.
 
 
Foto. 11                                                                 Foto. 12
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty" 
 
Idealne zabezpieczenie i stały sposób kontroli pakietu daje nam Li-Po monitor.
Przedstawiony na fotografii 11 monitor służy do kontroli dowolnych pakietów od 1 do 4 cel.
Wskaźnik ten nie podaje dokładnego napięcia, a jedynie sygnalizuje kolorem diody stan danej celi pakietu.

Jak z niego korzystać ?

Załóżmy że mamy podejrzenia co do wydajności pakietu w naszym modelu. Pomimo naładowania pakietu model nam „nie ciągnie”. Powodem może być jedna z cel pakietu,
Najprościej jest wpiąć na moment monitor w gniazdo balansera, uruchomić napęd.
Obserwujemy zachowanie monitora, jeśli pakiet jest ok, wszystkie diody na monitorze świecą się w kolorze zielonym. Jeśli na którejś z cel następuje szybki spadek napięcia dioda przyjmuje barwę pomarańczowo – czerwoną. Stan ten uwidoczniony jest na fotografii 12.
To wskazuje na zużycie tej właśnie celi.
Jeśli stan ten powtarza się po każdym naładowaniu pakietu, znaczy to, że pakiet jako całość nie nadaje się już do normalnego użytkowania właśnie ze względu na tę jedną zużytą celę.
 
6. Li-Po monitor zewnętrzny.
 
 

Foto. 13                                                                 Foto. 14
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

Fotografie 13 i 14 to kolejny przydatny monitor zasilania. Model większy od poprzedniego.
Większa dokładność wskazań poprzez zmianę kolorystyki diód.
Od ciemnoczerwonej barwy, która obejmuje zakres od 0 do 20 % poprzez czerwoną 21-50%, pomarańczową 51-90% do zielonej. Wskaźnik ten jest przystosowany fabrycznie do montażu w modelu z pomocą taśmy dwustronnej.
 
7. Mierniki elektroniczne uniwersalne.
 
Kolejnym urządzeniem pomiarowym jest uniwersalny miernik elektroniczny.
Umożliwia on pomiar napięć na akumulatorach typu NiMh, NiCd, oraz Li-XX
 
Zakresy pomiaru:
  • 2 – 6S Li-Po/Li-ion/ LiMn
  • 4 – 18 NiCd/NiMh
  • 3.00 – 4.50 V dla jednej celi LiXX
  • 4.80 – 27.00 V dla całego pakietu
Nie wymaga własnego zasilania.


 
Foto. 15
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"
 
 

Foto. 16                                                                 Foto. 17
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

Na fotografiach 16 i 17 przykłady zastosowania. W przypadku pakietów typu LiXX miernik podaje nam napięcia na poszczególnych celach i sumaryczne napięcie całego pakietu.
 
Fotografia 18 to podobny w zastosowaniu miernik o jeszcze większej funkcjonalności.
 
Prócz napięcia w voltach miernik ten podaje jeszcze wartość procentową od poziomu pełnego naładowania.
Wskazuje cele o najniższym i najwyższym napięciu, wartość różnicy napięć pomiędzy nimi.
Pozwala na wybór trybu pracy, wybór rodzaju pakietu. Posiada też dodatkowo funkcję balansowania pakietu.

 
 
Foto. 18
 
8. Mierniki mocy – watt metery.
 
 
Foto. 19                                                                 Foto. 20
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"
 
Watt meter to jedno z tych urządzeń, które powinno na stałe zagościć u każdego modelarza.
Jest to typ miernika elektronicznego, który mierzy nie tylko napięcie, ale też i resztę parametrów.
Szczególnie przydatny przy doborze, porównywaniu napędów elektrycznych.
 
 
Z pomocą takiego miernika mierzymy:

- napięcie
- pobierany aktualnie prąd
- pobieraną moc
- pojemność w Ah
- energię w Wh

Mirnik taki wpinamy pomiędzy pakiet zasilający a regulator.
Uruchamiamy całość i na wyświetlaczu odczytujemy wszystkie parametry jakie dana konfiguracja napędu nam generuje. W ten sposób możemy badać, czy też testować śmigła, akumulatory itd.

9. Miernik wielofunkcyjny.
 
Miernik 7 w jednym to prawdziwa perła w warsztacie RC. Uniwersalne wielozakresowe urządzenie pozwalające na testowanie i pomiar bardzo wielu parametrów napędu.
 
Pracuje w kilku trybach, są to:

- Tryb ( Mode ) Battery Checker – czyli tryb pomiaru napięcia na pakiecie
- Tryb Battery Internal Resistance – czyli tryb pomiaru oporności wewnętrznej pakietu
- Tryb Watt Meter – czyli tryb pomiaru napędu, jego mocy itd.
- Tryb Servo Tester – urządzenie pozwala na testowanie serwomechanizmów, regulatorów.


 
Foto. 21
 
- Tryb Tachometer RPM – miernik ma wbudowany czujnik optyczny pozwalający na pomiar prędkości obrotowych śmigieł. Miernikiem tym można mierzyć śmigła od dwu do pięciu łopatkowych, zakres obrotów od 1 do 60000 RPM
- Tryb Temperature Gauge – pomiar temperatury, miernik wyposażony jest w sensor temperatury i pozwala na jej pomiar w stopniach Celsjusza lub Fenrenheita.
 
W artykule tym starałem się jedynie opisać i przedstawić najprostsze i najpopularniejsze testery i mierniki dostępne na rynku modelarskim.
Rozwój technologii, coraz większa popularność FPV skutkuje tym, że co sezon na rynku pojawiają się nowe rozwiązania, coraz to doskonalsze urządzenia i dlatego też temat ten raczej nigdy nie ulegnie wyczerpaniu.
 
Wszak już od jakiegoś czasu dzięki technologii 2,4 stan pakietu odbiornika możemy śledzić na wyświetlaczu nadajnika.
 
 
 
Foto. 22
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"
 
Strach się bać :), co będzie dalej.
 
październik, 2015,  Tomasz Motyl "Motylasty", Zdjęcia: archiwum własne, fotografie: 9,10,18, 21 – internet.