BEC obvod pro modely

Jednoduchý stabilizátor pro napájení elektroniky modelů

Úplně na začátku musím říci, že za tento článek může opět (!) JirkaCBX, kterému se zase povedlo mě tak dlouho „pošťuchovat“, až mě donutil zde popsat to, co od našich „RC auto“ začátků slouží k naší plné spokojenosti ve všech klubových modelech (tedy alespoň těch elektrických…).
Jedná se o velmi jednoduchý, ale kvalitní stabilizátor napětí 5V (BEC) pro napájení „palubní elektroniky“ (přijímač, servo a např. i osvětlení). Zapojení stabilizátoru je převzato z konstrukcí stavebnic regulátorů a spínačů (ale i „profi“ výrobků), já sám jsem toto zapojení využil ve všech mnou postavených regulátorech a spínačích (jednosměrné letecké, obousměrné lodní apod.).
BEC využívá oblíbený „low drop“ stabilizátor L4940 (pro nás L4940V5 – tedy pro stabilizaci 5V) v pouzdře TO220 (dobré chlazení) – obvod patří do kategorie „very low drop“ – pro svou správnou činnost potřebuje vstupní napětí jen o 0,5V vyšší, než je požadovaný výstup – pro naše použití tedy katalogově 5,5V, to je pro používaný šestičlánek 0,9V na článek – tedy mez vybití NiCd A NiMH (zjednodušeně…). Při poklesu napětí na vstupu BECu výstupní napětí může klesat (nejsou zaručeny parametry stabilizace), ale v praxi nikdy žádné problémy nenastaly – jednak při 5,5V většina regulátorů začíná vypínat pohon (napájení elektroniky zůstává funkční) a také většina kvalitních přijímačů pracuje i při napájecím napětí asi 3,5V-4V – pro naše účely je tedy tento obvod více než vyhovující. Další výhody tohoto stabilizátoru jsou: max. proud 1,5A (pro přijímač, 1ks klasické servo a osvětlení modelu více než postačující), vnitřní ochrany proti zkratu na výstupu, proti obrácené polaritě napájení a teplotní omezení proti přetížení obvodu – vychází z toho ideální součástka pro použití v BEC obvodu pro naše účely. Více katalogových údajů pro tento obvod lze nalézt např. na http://www.ges.cz/sheets/l/l4940.pdf datasheet
Celý BEC je postaven na jednostranné desce jednoduchého plošného spoje (nemám rád zapojení typu „vrabčí hnízdo“), rozměry a tvar DPS byl volen jednak podle použitých součástek a také podle zamýšleného umístění v podvozku TT-01. Oproti katalogovému zapojení byly přidány 2ks kondenzátorů (jeden elektrolyt na vstupu, jedna keramika na výstupu – starý zvyk z praxe amatéra-elektronika….), hodnoty elektrolytů nejsou kritické – byl zvolen kompromis mezi velikostí a funkcí. Protože preferuji univerzální konstrukce (variabilnost využití) je DPS osazen konektorem, kdo chce, může vstupní vodiče připájet „napřímo“. Vstupní napětí (napětí baterie z regulátoru) je přivedeno na 3pinový konektor z „jumperové“ lišty 90°, výstup je vyveden 3žilovým kablíkem (délka asi 10cm) zakončeným klasickým servokonektorem (univerzál 3piny). Kablík je proti vytržení chráněn „mostkem“ z izolovaného vodiče („profi varianta“) a nebo prostě přilepen „vteřiňákem“ k volné části DPS („varianta rychlovka“). Celek je pak uložen do průhledné smršťovací fólie s výřezem pro zapojení přívodního konektoru, ze strany DPS je nalepen samolepící suchý zip, kterým je pak celý BEC připevněn v modelu.
Zapojení modulu pro použití regulátoru Tamiya TEU101BK– výstup BECu je zapojen servokonektorem (černá/modrá/hnědá apod. – minus, červená – plus, žlutá/bílá apod. – signal) do přijímače do pozice pro regulátor (plyn, rychlost… – signál pro regulátor prochází BECem bez přerušení), na vstupní konektor BECu je připojen „červený“ konektor napájení (plus na plus, minus na minus) a na pin pro signál je zapojen „šedivý“ 3pin konektor a to tak, že je „napíchnut“ pouze signálový pin (bílá, žlutá – nejsvětlejší barva), takže tento konektor zůstane 2piny „ve vzduchu“. Celý modul je pak suchým zipem připevněn „podélně“ na plastové destičce (stará platební karta) nad kardanem (ze strany baterie).
Zkušenosti z provozu – zapojení je tak jednoduché a ověřené praxí v jiných regulátorech, že pokud se neudělá chyba na DPS (špatné součástky, špatně osazené nebo zapájené součástky, kovové nečistoty na spojích apod.), musí BEC pracovat na první zapojení. Po kontrole celé konstrukce (před smrštěním do fólie) změříme velikost výstupního napětí (kdo má možnost, raději při připojení na zdroj s omezením proudu nebo vybitých bateriích) a totéž můžeme udělat po připojení na regulátor (před zapojením do přijímače). Za provozu BECu v našich autech (min.6ks) se nikdy nevyskytly žádné problémy – ani s napájením přijímače, ani s teplotou (a tedy výkonem) BECu. Jediným drobným problémem se u jednoho modelu ukázalo „vytřesení“ signálového konektoru – u svých modelů (asi mě to čeká u všech modelů RCK…) jsem po osazení do BECu oba vstupní konektory k sobě stáhnul el.stahovačkou (nejmenší velikost) – po této úpravě jdou tyto konektory sejmout opravdu ztuha… Původní návrh konstrukce BECu počítal s osazením stabilizátoru na chladič (pro pouzdro TO220, jako u ostatních konstrukcí) a vyříznutím smršťovačky okolo chladiče, ale nějak se to v rychlosti výroby prvních „kousků“ (požadavek na rychlé zprovoznění prvních modelů) neprovedlo a praxe ukázala, že s chlazením ani tak nejsou problémy, takže tento stav přešel i na další „kousky“, problémy se nevyskytly ani při napájení z BECu také osvětlení modelu (při 5V odběr max. 400mA) – tohle však platí pouze pro napájení z „šestičlánku“ (7,2V) a při použití 1ks analogového serva (digitální má obecně větší odběr) – v jiných aplikacích by osazení chladiče bylo vhodné (DPS je na to připraven).
Detaily konstrukce, zapojení, provedení a umístění jsou patrné z připojených obrázků a fotografií, pokud by přesto někdo měl nějaký dotaz, rád zodpovím (budu-li vědět) a nebo poradím (budu-li schopen….)


Obrázky jsou v lepším rozlišení ke stažení v Downloadech.


.... fotky BECu v modelu (z MartiNovo auta...) jsou zde: