입양보내려고 했다가 전주인이 LVC(Low Voltage Cutoff) 작업했던 것을 몰랐던 이유로 파양되었던 인덕트릭스를 테스트 해보고자 꺼냈다가 내친김에 비행시간 증가와 출력 증가에 도움이 되도록 배터리 단자 개조를 해보았다.
인덕트릭스의 기본 배터리 단자는 PH1.25 이다.
작은 배터리 사이즈 탓에 선택했겠지만 이 단자로는 비행시간과 배터리 출력 안정성에서 손해가 큰 것으로 굴지의 Blade사가 왜 그런 실수를 했는지 모르겠다.
배터리 단자의 종류 및 작업 방법은 아래를 참고하면 되겠다.
https://www.rchelicopterfun.com/rc-lipo-battery-connector.html
RC LiPo Battery Connector Types, Choosing, Soldering
RC LiPo Battery Connector Types, Choosing The Best One For Your Application, How To Solder Them, Pros & Cons
www.rchelicopterfun.com
이번에 작업한 것은 1s 드론에서 가장 많이 사용되고 있는 커넥터 중 하나인 PH2.0 으로 인덕트릭스 배터리를 개조하는 것이다.
위의 배터리가 내가 가지고 있는 인덕트릭스 배터리이다.
배터리 폭은 12mm 로 네임펜과 비교하면 쉽게 이해가 될 것이다.
작은 배터리 이기 때문에 PH1.25를 선택하였을지 모르겠지만 위에서 말했듯이 비효율적이다.
특히 순정 인덕트릭스의 경우 LVC(Low Voltage Cutoff) 가 설정되어 있어서 배터리에서 일정전압 이하로 입력되는 경우 기체 동작을 멈추게 한다.
문제는 Throttle을 급격히 움직이거나 급기동을 할 경우 배터리를 갑자기 많이 소모하는데 일시적으로 LVC 에서 설정된 전압 이하로 떨어지고 그러면 여지없이 추락하게 되어 있다.
리튬폴리머 배터리는 원래 갑자기 많은 전류가 흐르게 되면 전압이 떨어졌다가 다시 회복되곤 하는데 그 여유도 주지 않기 때문에 순정상태에서는 2분남짓이 비행시간이라 사용자들이 많이 아쉬워 하는 것이다.
이런 문제점 때문에 배터리 커넥터 개조를 하지 않고 FC에 있는 LVC 관련 저항을 교체함으로써 LVC가 걸리는 전압을 낮게 만들거나 LVC를 무효화 시키도록 저항을 떼어버리는 경우가 있다.
내가 가진 인덕트릭스는 LVC가 걸리지 않도록 저항을 제거한 상태이다.
이런 경우 조종기에서 Throttle과 연동해서 타이머를 설정하고 일정시간이 되면 알람이 울리게 해서 대략적인 배터리 보호 기능을 수행한다.
자꾸 잡설이 길어지는데 어찌되었든 2분 남짓인 인덕트릭스의 비행시간을 늘리기 위해서 전세계의 드론파일럿들이 연구와 연구를 거듭하여 방법을 제시하였는데 그 중 하나가 배터리 커넥터 교체이다.
접촉면이 좁은 배터리 단자로 많은 전류를 흘려보내려면 그만큼 저항이 많이 생기고 쓸데없이 소모되는 전력도 많아지기 때문에 조금 더 접촉면이 넓은 커넥터를 써서 배터리를 효율적으로 쓰고 전압강하도 덜하게 하는 것이다.
뒤에서 나와야 할 사진이지만 설명을 위해 먼저 사용했다.
위의 커넥터가 PH1.25 이다. 아래가 교체할 PH2.0 커넥터이다. 사이즈 차이가 확실히 보인다.
그럼 본격적으로 작업을 시작해보면
우선 배터리 커넥터를 감싸는 커버를 제거해야 한다.
다른 배터리도 그런지 모르겠지만 사진에서 보이는 하얀색과 같이 실란트 재질의 실리콘으로 절연을 해두고 있다.
검은색 플라스틱 커버는 실란트에 의해 붙어있지 않고 배터리 양 옆면에 접착제를 발라 붙여 놓은 구조이다.
플라스틱으로 배터리를 감싼 씰이 찢어지지 않게 조심해서 양 옆면에 넣으면 접착제가 떨어지고
위와 같이 검은색 플라스틱 커버가 떨어진다. 말랑말랑한 실란트로 배터리 커넥터와 연결된 납땜면을 절연하고 있다.
실리콘을 살짝 벗겨내면 그 아래 납땜 면이 보이고 음극과 양극이 만나 합선되지 않도록 플라스틱 격벽을 사용하고 있음을 확인할 수 있다.
실리콘을 벗겨내고 납이 보이면 솔더링 스테이션(인두)로 PH1.25 커넥터와 연결된 전선을 떼어낸다.
이때 주의할 점은 너무 열을 많이 가하면 배터리에 좋지 않다.
또한 납을 제거할때 나오는 연기는 되도록이면 마시지 않도록 하고 환기가 잘되는 곳에서 해야한다. 이유는 아래서 설명할 것이다.
PH1.25 커넥터를 제거했으면 위에서 떼어낸 검은색 플라스틱 커버 사이로 PH2.0 케이블을 통과시킨다.
적당한 길이로 자르고 피복을 벗겨낸다.
PH1.25 커넥터를 제거해보면 알겠지만 납땜면이 좁기 때문에 피복을 벗길때 너무 길게 할 필요가 없다.
그리고 나면 이제 납땜을 해야 하는데 이때 일반 납을 쓰면 안되고 다른 조금 다른 납을 써야 배터리에 납땜이 잘된다.
위의 납이 이번 작업을 위해 별도로 구매한 납이다.
납에 대해서 길게 쓸정도로 관련 지식이 해박하지는 않기 때문에 간략히 쓰면
요즘 일반적으로 판매되는 납은 무연이라고 해서 납이 없거나 거의 없이 주석(Sn)만 99%이상 있는 납들이 대부분이다. 작업 온도도 300~330도 정도이며 솔더링 과정에서 나오는 연기는 주로 페이스트가 기화되는 연기이다.
하지만 160~180도 정도에서 녹고 퍼짐성이 좋은 납이 있는데 그게 위의 납이다.
주석(Sn) 60% + 납(Pb) 40% 정도의 합금으로 알고 있는데 잘못되었을 수도 있다.
이 납은 솔더링 과정에서 납이 기회되어 나오거나 피부를 통해 납이 흡수될 수 있기 때문에 조심해야 한다.
대신 납땜 스킬 숙련도에 따라 스테인리스나 니켈, 알루미늄에도 납땜을 할 수 있는 장점이 있다.
어찌되었든 배터리에 열을 많이 가하지 않고도 납땜을 할 수있어서 유용한 납이다.
위는 원래의 PH1.25 단자와 같이 납땜을 새로한 것이다. 안에서 전선이 접히기 때문에 그다지 추천하지 않는다.
배터리를 뒤집고 배터리의 납땜면이 보이도록 편다음 납땜하고 격벽용 플라스틱을 감싸듯 뒤로 접어주면
위와 같이 전선이 그대로 밖으로 향하도록 할 수 있다.
그다음은 실리콘 절연이 되었듯 절연을 하고 플라스틱 커버를 다시 원위치로 돌려놔야 하는데
실란트는 말랑말랑하고 좋은 대신 경화되는 시간이 오래걸려서 글루건으로 작업!!
원래는 케이블을 짧게하고 커넥터가 바로 붙어야 하나 아래에서 인덕트릭스 기체쪽 커넥터를 잘라내야 하기때문에 길이가 짧아지므로 케이블을 길게했으나 이 케이블이 헐겁게 고정되면 배터리 양 극에 붙은 납이 떨어질 수 있으므로 충분히 위쪽까지 글루건을 도포하고 검은색 플라스틱 커버로 마무리하면 된다.
이렇게 글루건을 칠하고
식어서 굳기 전에 플라스틱 커버를 감싸면 된다. 양이 너무 많으면 일자드라이버로 걷어내야 하므로 너무 많이 하면 안된다.
작업한 배터리 반대 쪽 면이다. 그럭저럭 미를 추구하지 않는 내 스타일에 비해서는 잘나온 것 같다.
작업이 완료된 8개의 배터리들이다.
작업시간은 약 3시간 정도이다.
난이도가 높은 편은 아닌데 쇼트날까 신경써야 하고 조그만한 것들 다듬어 가며 해야 하니 은근히 피곤하다.
이제 배터리 작업을 했으면 반대 쪽인 기체쪽 단자를 작업할 차레이다.
배터리 작업에 비해 엄청나게 쉬운 작업이다.
PH1.25 Female 커넥터를 잘라내고
이렇게 PH2.0 Female 커넥터를 연결해주면 끝이다.
기체가 두대이므로 두대 다 작업했다.
그러면 테스트를 할 차례이다.
영상 녹화 시간 기준으로 약 1분 46초이다.
이때 만충배터리 상태는
4.122v 였다. 이상하게 4.2v가 되어야 할 충전이 끝나고 4.122v 였다.
비행이 끝난 후 배터리 전압이다. 3.844v 로 전압강하가 발생하였다.
그럼 PH2.0 커넥터로 개조한 후 비행과 전압을 보면
3분 35초의 영상녹화 시간이다.
그냥 돌기만 하면 재미 없어서 장애물 몇개 추가하였다.
이때 만충 배터리 전압은
4.165v 였다. 같은 충전기였는데 커넥터 개조만으로 만충 전압이 달라졌다.
비행 후 전압을 측정하였을때 3.783v 였는데 깜빡하고 사진을 못찍었다.
그 후 배터리를 모두 스토리지모드로 충전 후 넣어버려서 사진이 없는 것이 아쉽다.
이렇게 PH1.25 ---> PH2.0 커넥터 변경만으로 충분한 비행시간을 확보할 수 있었고 기본모터가 아니라
Racerstar사의 615 red motor라 출력차이는 크게 못느꼈지만 분명 출력안정성에도 차이는 있었다.
기회가 되면 한번 해볼법한 작업이라고 생각한다.
20분 충전한 배터리로 2분 비행하면 감질맛 나니 3분정도가 딱 적당한 비행이니 괜찮은 작업이 된 것 같다.
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