Група «Техпідтримка Армії України»
БC-1 Модернізація акумуляторів
для DJI Mavic 3
для можливості одночасної
роботи на борту
V 1.3 (12.10.2022)
Зміст
1 Призначення ........................................................................................................................................ 2
2 Загальні положення ............................................................................................................................ 2
3 Модернізація ....................................................................................................................................... 3
3.1 Розборка акумулятора ..................................................................................................................... 3
3.1.1 Знімання задньої кришки ........................................................................................................ 3
3.1.2 Розкриття боковин ................................................................................................................... 4
3.1.3 Розкриття акумулятора ............................................................................................................ 4
3.2 Кабель для виводу струму .............................................................................................................. 5
3.3 Модифікація корпусу ....................................................................................................................... 5
3.3.1 Модифікація кришки ............................................................................................................... 5
3.3.2 Модифікація боковин .............................................................................................................. 5
3.4 Підключення кабелю ....................................................................................................................... 6
3.5 Зборка акумулятора......................................................................................................................... 7
3.6 Підпайка роз’єму ............................................................................................................................. 8
3.7 Запуск акумулятора ......................................................................................................................... 9
3.8 З’єднувач ........................................................................................................................................... 9
3.8.1 Простий ..................................................................................................................................... 9
3.8.2 Розширений .............................................................................................................................. 9
3.9 Вольтметр для контроля напруги (необов’язково) ....................................................................... 9
4 Використання .................................................................................................................................... 10
4.1 Зарядка акумуляторів .................................................................................................................... 10
4.2 Робота одного акумулятора .......................................................................................................... 10
4.3 Робота двох акумуляторів («спарка») .......................................................................................... 11
4.4 Робота трьох акумуляторів («трійка») .......................................................................................... 11
4.5 Підключення додаткового обладнання ....................................................................................... 12
5 Результати випробовувань ............................................................................................................... 12
6 Питання та відповіді ......................................................................................................................... 13
7 Перелік необхідних матеріалів (BOM) ............................................................................................ 14
8 Перелік змін....................................................................................................................................... 14
9 Контакти ............................................................................................................................................. 14
-1-
БC-1 Модернізація акумуляторів DJI Mavic 3 для можливості одночасної роботи на
борту
1 Назначение
Коптер DJI Mavic 3 имеет запас грузоподъемности. Целью модернизации является возможность
использования на борту коптера DJI Mavic 3 больше одной батареи, что позволяет увеличить время
полета и максимальную длину маршрута. Это особенно важно при использовании внешних антенн,
так как позволяет совершать полет на большую дальность или провести больше времени при
висении над необходимым фрагментом местности.
Наиболее популярным вариантом является «спарка» аккумуляторов (т.е. использование 2
аккумуляторов вместо одного). Дополнительный аккумулятор обычно размещается под телом дрона
(мы просто приматывали его изолетно).
В этом документе изложена простая схема модернизации, так называемая прямая параллель, когда
аккумуляторы просто параллельно подключаются друг к другу. На практике, использование двух
аккумуляторов по этой схеме позволяет увеличить время полета (и длину маршрута) по крайней
мере
30..35%. Использование такой схемы позволяет адекватно отображать уровень заряда
аккумуляторов на пульте управления во время миссии.
За основу взята существующая уже используемая схема, но дополнительно модернизированная.
Спасибо неизвестным нам первопроходцам, которые положили начало такому необходимому
наследию.
"Мы сделали это потому, что мы стояли на плечах гигантов".
После модернизации аккумулятор может использоваться как отдельно, так и одновременно с
другим (другими). Важным отличием предлагаемой схемы является то, что все аккумуляторы
используют одинаковые разъемы, что позволяет комбинировать любые батареи из имеющихся.
Также одинаковый разъем на всех аккумуляторах позволяет подключать внешнее оборудование
(например системы сброса) к бортовой сети коптера.
Перед полетом дрона необходимо включить все аккумуляторы на борту.
Перед полетом рекомендуется полностью зарядить все батареи, работающие на борту. В случае,
когда батареи заряжены не полностью, не рекомендуется использовать батареи, напряжение
которых отличается более чем на 0.3В (иначе более заряженный аккумулятор будет использовать
существенную часть своей энергии на заряд разряженного). Для контроля напряжения батареи
можно сделать обычный вольтметр, пример которого приведен в этом документе.
Схема «прямая параллель», изложенная в настоящем документе, обладает достаточно высокой
эффективностью. Теоретически, характеристики могут быть улучшены при использовании схемы
электронного согласования и балансировки токов, но это предмет отдельного исследования.
2 Общие положения
Аккумуляторная батарея DJI Mavic 3 (DJI Mavic 3 Intelligent Flight Battery) предназначена для питания
коптера во время полета. Батарея в среднем обеспечивает полетное время около 30 мин. Этого
достаточно для полета по маршруту длиной 18 км. При идеальных погодных условиях (и, вероятно,
малой скорости дрона) производитель заявляет, что время полета может составить более 45 мин (40
минут зависания). Цена единицы (на 2022.08) составляет $209.
Согласно маркировке, максимальное напряжение полностью заряженной батареи составляет 17.6В,
номинальное напряжение 15.4В. Емкость батареи 5000 mAh (5 Ah, 77 Wh). Согласно расчетам,
средний ток потребления дрона составляет 10А, средняя потребляемая мощность 160Вт. Вес батареи
330г.
На батарее находится выключатель, позволяющий ее включать и выключать. В выключенном
состоянии напряжение на выходных силовых разъемах батареи отсутствует.
В середине батарея содержит 2 платы с контроллерами, управляющими батареей. Батарея собрана
из 4 плоских аккумуляторных элементов LiPo HV (High Voltage). Это, в частности, не позволяет легко
заменить элементы стандартными LiPo элементами, так как HV элементы большее номинальное
напряжение.
-2-
БC-1 Модернізація акумуляторів DJI Mavic 3 для можливості одночасної роботи на
борту
3 Модернизация
3.1 Разборка аккумулятора
Перед разборкой следует отключить аккумулятор. Все его индикаторы (светодиоды) должны быть
неактивными. Выключение (на включение) выполняется двойным нажатием кнопки пуска с
удержанием ее в нажатом положении после второго нажатия ~5с. Корпус аккумулятора собран
достаточно крепко на защелках, задняя крышка (с индикаторами) дополнительно закреплена клеем.
3.1.1 Снятие задней крышки
Перед открытием задней крышки нужно растворить клей. Для растворения клея подходит
медицинский этиловый спирт 96% (на аккумулятор уходит ~1мл). На швы спирт наносится в
небольшом количестве, после чего аккумулятор выдерживается примерно 1 минуту для растворения
клея. В качестве аппликатора мы использовали трубку, сделанную из разрезанной под острым углом
палочки для снятия макияжа
(иногда ошибочно называемой «ушной палочкой»).
После чего крышка отсоединяется пластиковой монтажкой или отверткой. При отсоединении
нужно быть осторожным, чтобы не повредить кабель (шлейф), ведущий к плате индикатора.
Шлейф
Плата индикатора
-3-
БC-1 Модернізація акумуляторів DJI Mavic 3 для можливості одночасної роботи на борту
3.1.2 Раскрытие боковин
Боковины открываются в разные стороны пластиковой монтажкой или отверткой, проливать их
спиртом не следует (чтобы не повредить герметик на силовой плате). При отсоединении нужно быть
осторожным, чтобы не повредить аккумуляторы внутри
Засувки
3.1.3 Раскрытие аккумулятора
После открытия боковин освобождается доступ к компонентам
аккумулятора:
Силова плата
Захисна прокладка
Шлейф між
силовою платою та
платою індикатора
Снимается защитная прокладкаа
Осторожно, чтобы не повредить аккумуляторы, вскрывается защитный бандаж (при
необходимости разрезается ножницами с тупыми кончиками).
-4-
3.2 Кабель для вывода тока
Для вывода тока используется гибкий многожильный силиконовый провод калибром не менее AWG
16 (площадь 1,31 мм2), 2 отрезка по 17 см (финальная подгонка длины выполняется на этапе 3.6).
Рекомендуется использовать пары проводов разного цвета красный(+)/черный(-) или желтый(+)/
синий(-).
Концы проводов зачищаются на расстояние 8..9 мм и лудятся припоем:
3.3 Модификация корпуса
3.3.1 Модификация крышки
12
12
Для вывода кабеля вывода тока в задней крышке
делаются два отверстия диаметром 2.5мм, на
5 5
расстоянии 12мм с обеих сторон, и 5мм сверху,
согласно эскизу.
Ø2.5
Для сверления можно аккуратно отсоединить
шлейф от платы кнопок (конечно, его нужно
подсоединить при сборке). При хороших навыках
(если это не первый аккумулятор и/или есть
качественное оборудование) можно выполнять
сверление без отсоединения шлейфа. Шлейф
достаточно «нежный», поэтому в любом случае
надо делать операцию осторожно.
3.3.2 Модификация боковин
В боковинах крышки (в месте, где выходит
разъем), нужно уменьшить салазки для платы
Салазки для плати
(не удалять полностью!). Это нужно сделать
до модифікації
потому, что провода вывода тока будут мешать
закрыть корпус. Операция выполняется при сборе
аккумулятора. Можно откусить
большую часть упора кусачками, затем
выровнять и подогнать навыком или дремелем.
Салазки для плати
після модифікації
-5-
БC-1 Модернізація акумуляторів DJI Mavic 3 для можливості одночасної роботи
на борту 3.4 Подключение кабеля
Выводы силовой платы аккумулятора: 3 контакта (-), 2 контакта управления, 3
контакта (+):
GND(-) Керування VOUT(+)
Силова плата
Провода прокладываются в нишах между элементами аккумулятора и подпаиваются к силовой плате:
Концы проводов сгибаются буквой «Г». Минусовый (-) провод (черный или синий) пается до 3-х
левых контактов, плюсовый (+) провод (красный/желтый) пается до 3-х правых контактов. Контакты
на плате покрыть разновидностью термоклея, от снимаемого паяльником перед пайкой.
-6-
БC-1 Модернізація акумуляторів DJI Mavic 3 для можливості одночасної роботи на борту
После пайки рекомендуется дополнительно проложить небольшой кусок изоленты, чтобы
предотвратить перетиранию пакета аккумуляторных элементов неровностями мест пайки.
3.5 Сборка аккумулятора
Ставится на место прокладка, собираются боковины, провода выходят наружу через
отверстия, сделанные согласно пункту 3.3.1, ставится задняя крышка.
Если защелки повреждены во время съемки, можно дополнительно зафиксировать крышку 2-3
маленькими каплями клея B7000 (так называемый «дисплейный клей»). Этот клей растворяется
спиртом, что позволит в будущем производить ремонт аккумулятора (можно использовать
клеи-аналоги E8000, T8000, T7000).
-7-
БC-1 Модернізація акумуляторів DJI Mavic 3 для можливості одночасної роботи
на борту
3.6 Подпайка разъема
Сначала производится подгонка проводов: провода отрезаются так, чтобы
наружу из аккумулятора выходил отрезок 28мм. На расстоянии 3 мм из
проводов счищается изоляция.
К выходным проводам подпаивается разъем XT30 Female «мама» (минусовый провод к
контакту «-», плюсовый провод к контакту «+»). Места контактов закрываются термоусадкой.
Рекомендуемая длина термоусадки: 10..15мм, рекомендуемый диаметр 3.0..3.5 мм.
-8-
БC-1 Модернізація акумуляторів DJI Mavic 3 для можливості одночасної роботи на
борту
3.7 Запуск аккумулятора
После модернизации аккумулятор может не реагировать на кнопку старта. Это обычно
случается, если разъединять шлейф от силовой платы до платы индикатора. Для запуска
аккумулятора нужно вставить его в штатную зарядку.
3.8 Соединитель
Для одновременной работы аккумуляторов их нужно соединить между собой параллельно.
3.8.1 Простой
Для соединения пары аккумуляторов, нужно создать прямой
соединитель XT30 Male "папа" - XT30 Male "папа" из пары разъемов
XT30 Male ("+" к "+", "-" к "-"). Контакты разъемов спаиваются между
собой напрямую «в стык». Сверху соединитель закрывается
термоусадкой.
3.8.2 Расширенный
Для соединения тройки аккумуляторов, или для работы пары
аккумуляторов и других потребителей на борту нужно создать
расширенный разъем XT30 Male + XT30 Female - XT30 Male + XT30
Female из пары разъемов XT30 («+» до «+», « -» к «-»). Контакты
разъемов спаиваются между собой напрямую «в стык», «второй этаж»
соединяется отрезком провода сечением не менее 1 мм2. Сверху
соединитель закрывается термоусадкой (желательно использовать
термоусадку с клеем).
3.9 Вольтметр для контроля напряжения (необязательно)
С простого цифрового вольтметра и одного разъема XT30 Male
«Папа», можно сделать блок контроля напряжения, который
помещается в корпус Z86 (или аналогичный).
Схема не приводится ввиду ее очевидности.
Вольтметр:
«Вольтметр цифровой DC 4.7-30V Красный»
https://rozetka.com.ua/ua/342689845/p342689845/
Корпус:
Z86 ABS универсальный для электронщика 42х42х22 черный (000Z86)
https://korpusdnepr.com/ru/p518602630-korpus-z86-dlya.html
-9-
БC-1 Модернізація акумуляторів DJI Mavic 3 для можливості одночасної роботи на
борту
4 Использование
4.1 Зарядка аккумуляторов
Зарядка аккумуляторов производится штатным порядком, штатной зарядкой.
4.2 Работа одного аккумулятора
Аккумулятор ставится в дрон обычным порядком, дрон используется штатно. Разъем аккумулятора
не мешает функционированию. Короткий кабель минимизирует шансы попадания разъема в
несущие винты.
Если аккумулятор предпочтительно используется для
одиночных полетов, рекомендуется закрыть разъем куском
изоленты, чтобы предотвратить попадание грязи в отверстия
при посадке на землю.
-10-
БC-1 Модернізація акумуляторів DJI Mavic 3 для можливості одночасної роботи на
борту
4.3 Работа двух аккумуляторов («спарка»)
Аккумуляторы соединяются паром через разъем в выключенном состоянии («на холодную»).
Один аккумулятор ставится в штатное место дрона, другой закрепляется внизу дрона. Оба
аккумулятора должны быть полностью заряжены.
На верхней части корпуса аккумулятора есть неглубокие пазы, которые почти идеально подходят
в выступы на нижней части корпуса дрона. Мы скрепляли аккумуляторы изолеттой, занимающей
менее минуты.
Внимание! Не закрывайте изолентой вентиляционные отверстия!
Виступ
Паз
Перед работой первым включается штатный аккумулятор (находящийся в штате
гнезде), затем включается дополнительный аккумулятор. В случае нарушения этого
порядка не будет рокового повреждения, но дрон может вести себя не адекватно и
выдавить ошибку батареи. При отключении питания дополнительный аккумулятор
выключается первым штатным вторым.
4.4 Работа трех аккумуляторов («тройка»)
Такое подключение технически возможно. Грузоподъемности
дрона хватает, хотя передние моторы работают с перегрузкой и
могут перегреться и выйти из строя.
Тестирование показало такой же результат, что и при «спарке»
т.е. «тройка» по крайней мере в такой реализации не
предоставляет преимуществ во времени работы и эту схему
применять не имеет смысла. Дополнительный ресурс 3-го
аккумулятора тратится на работу дрона с перегрузкой.
При испытании дополнительные аккумуляторы были скреплены
изолентой между собой, затем этот блок прикреплен к дрону.
Перед работой первым включается штатный аккумулятор (тот,
находящейся в штатом гнезде), затем включаются дополнительные
аккумуляторы. В случае нарушения этого порядка не будет
фатального повреждения, но дрон может вести себя не
адекватно и выдавить ошибку батареи. Если нужно выключить
питание, дополнительные аккумуляторы выключаются первыми, штатный
последним.
-11-
БC-1 Модернізація акумуляторів DJI Mavic 3 для можливості одночасної роботи на борту
4.5 Подключение дополнительного оборудования
Стандартный разъем на батарее позволяет подключать дополнительное оборудование к бортовой
сети через разъем XT30 Male "папа". В случае использования «спарки» или «тройки» необходимо
использовать расширенный соединитель (см. 3.8.2), чтобы иметь свободный разъем XT30 Female
«мама» доступный для подключения внешнего оборудования.
В разработке находится компактный модуль питания XT30 Male на USB, который может быть
использован вместо отдельных аккумуляторов для, например, внешних систем сброса грузов.
5 Результаты испытаний
Дрон для испытаний: DJI Mavic 3
Тест А:
Тип теста: Зависание на высоте 15м до момента исчерпания заряда до уровня 10% (Forced landing)
Температура воздуха: +14, ясно, тихий ветер (ветер до 1.0 м/с).
Режим работы дрона: Normal, батареи: свежие (менее 10 циклов).
N Конфігурація Результат
1
1 Одиночна батарея (штатний режим дрона) 30хв
2 Дві батареї («спарка») 40хв
Три батареї («трійка») [мотори дрону працюють з перевантаженням] 40хв
3 Одиночна батарея + друга батарея не підключена (як баласт вагою 330г) 20хв
Тест Б:
Тип тесту: Політ по маршруту «туди й назад» на «радіус дії»
(висота 250м, антена Raptor XR, пульт модернізований по схемі ПК-2Б)
N Конфігурація Результат
1 Одиночна батарея (штатний режим дрона) 9,1 км (18.2км)
2 Дві батареї («спарка») 12,3 км (24.6км)
В дужках наведено повну довжину маршруту
Тест виконувався в інший день, в ясну погоду, легкий/слабий вітер, на батареях спарки які вже
мали певний «наліт».
Висновки:
«Спарка» із двох акумуляторів забезпечує приріст дальності (або часу польоту) дрона на 33%.
«Трійка» не має практичного сенсу (та може вивести дрон з ладу)
(1) Виробник (DJI) заявляє, що дрон у режимі висіння на свіжому одиночному акумуляторі має
протриматись 40хв. Однак, умови таких випробовувань ми не знайшли в публічному доступі.
Мабуть такий тест фірма виробник проводить на надмалій висоті (наприклад, 1 метр), де є
«ефект землі» та в приміщенні (тобто при повній відсутності вітру).
-12-
БC-1 Модернізація акумуляторів DJI Mavic 3 для можливості одночасної роботи на борту
6 Вопросы и ответы
1) «Почему дополнительный разъем? Можно было сделать один аккумулятор папа, один мама»?
Такая схема выбрана по нескольким причинам:
- возможность сделать короткие кабели на аккумуляторах, поэтому они не попадают в винты
- на аккумуляторах можно летать как в «спарке», так и по отдельности
- все батареи одинаковы, и могут комбинироваться между собой (почти) произвольно
- возможность подключать внешних потребителей к силовой сети
- возможность сделать схему "тройка"
2) «Важно ли иметь одно количество циклов на аккумуляторах спарки»?
По нашему мнению, разница +/- 10 циклов не является критической (сбор статистики
продолжается).
3) «Какой эффект дает «спарка»?
«Спарка» из двух аккумуляторов обеспечивает приращение дальности (или времени полета)
дрона на 33%.
4) «Какой эффект дает «тройка»?
Сейчас только отрицательное (время работы как на «спарке», а ресурс моторов теряется)
5) «Важно, чтобы оба аккумулятора были полностью заряжены»?
Пока выглядит так. Если аккумуляторы заряжены не полностью, разница в вольтаже между ними
должна быть не более 0.3В. По результатам эксплуатации это требование будет уточнено.
6) «Сколько веса прибавляют к аккумулятору провода»? Ориентировочно 10г
7) «Влияет ли «спарка» аккумуляторов на работу в условиях радиопомех»?
Не влияет (не в «+» ни в «-»)
8) «Сильно ли влияет работа «спарки» на ресурс дрона»?
Есть дроны, которые улетали на «спарке» десятки вылетов и продолжают работать
9) «Почему разъем XT30?»
Чтобы случайно не подключить батарею от обычного коптера, которая не подходит по
напряжению
10) «У меня есть идеи и предложения!»
Пишите нам (см. раздел контакты)
-13-
БC-1 Модернізація акумуляторів DJI Mavic 3 для можливості одночасної роботи на борту
7 Перелік необхідних матеріалів (BOM)
На пару акумуляторів:
Позиція Ціна, $ К-ть Сума, $
Провід AWG 16 гнучкий у силіконовий ізоляції (чорний) 1.15 0.34 0.39
Провід AWG 16 гнучкий у силіконовий ізоляції (червоний) 1.15 0.34 0.39
Роз’єм XT30 (пара мама-папа) 1.10 2 2.20
Термоусадка 3.5мм 0.14 0.05 0.01
Термоусадка 9мм (на з’єднувач простий) 0.44 0.02 0.01
Разом, USD 3.00
Перелік наведено на 2 акумулятори та 1 з’єднувач простий (див. 3.8.1).
На кожні ~6 акумуляторів (3 пари) радимо додавати 1 з’єднувач розширений (див. 3.8.2).
8 Перелік змін
Версія Дата Опис
1.0 11.10.2022 Початкова редакція
1.1 12.10.2022 Орфографія та незначні правки
1.2 12.10.2022 Додано пункт 3.3.2 про модификацию боковин
1.3 12.10.2022 Додано результати тестування «трійки»
Для отримання останньої версії документу, звертайтесь на нашу контактну адресу або отримуйте
останню версію документа в хмарі (оновлюються):
https://drive.google.com/file/d/18NajmmGlCCAnVm0pJFaNUGZMGuhIbsq3/view
9 Контакти
FB сторінка: https://www.facebook.com/TechSupportArmyUkraine
Email: ukrainian.people.army@gmail.com
-14-
БC-1 Модернізація акумуляторів
для DJI Mavic 3
для можливості одночасної
роботи на борту
V 1.3 (12.10.2022)
Зміст
1 Призначення ........................................................................................................................................ 2
2 Загальні положення ............................................................................................................................ 2
3 Модернізація ....................................................................................................................................... 3
3.1 Розборка акумулятора ..................................................................................................................... 3
3.1.1 Знімання задньої кришки ........................................................................................................ 3
3.1.2 Розкриття боковин ................................................................................................................... 4
3.1.3 Розкриття акумулятора ............................................................................................................ 4
3.2 Кабель для виводу струму .............................................................................................................. 5
3.3 Модифікація корпусу ....................................................................................................................... 5
3.3.1 Модифікація кришки ............................................................................................................... 5
3.3.2 Модифікація боковин .............................................................................................................. 5
3.4 Підключення кабелю ....................................................................................................................... 6
3.5 Зборка акумулятора......................................................................................................................... 7
3.6 Підпайка роз’єму ............................................................................................................................. 8
3.7 Запуск акумулятора ......................................................................................................................... 9
3.8 З’єднувач ........................................................................................................................................... 9
3.8.1 Простий ..................................................................................................................................... 9
3.8.2 Розширений .............................................................................................................................. 9
3.9 Вольтметр для контроля напруги (необов’язково) ....................................................................... 9
4 Використання .................................................................................................................................... 10
4.1 Зарядка акумуляторів .................................................................................................................... 10
4.2 Робота одного акумулятора .......................................................................................................... 10
4.3 Робота двох акумуляторів («спарка») .......................................................................................... 11
4.4 Робота трьох акумуляторів («трійка») .......................................................................................... 11
4.5 Підключення додаткового обладнання ....................................................................................... 12
5 Результати випробовувань ............................................................................................................... 12
6 Питання та відповіді ......................................................................................................................... 13
7 Перелік необхідних матеріалів (BOM) ............................................................................................ 14
8 Перелік змін....................................................................................................................................... 14
9 Контакти ............................................................................................................................................. 14
-1-
БC-1 Модернізація акумуляторів DJI Mavic 3 для можливості одночасної роботи на
борту
1 Назначение
Коптер DJI Mavic 3 имеет запас грузоподъемности. Целью модернизации является возможность
использования на борту коптера DJI Mavic 3 больше одной батареи, что позволяет увеличить время
полета и максимальную длину маршрута. Это особенно важно при использовании внешних антенн,
так как позволяет совершать полет на большую дальность или провести больше времени при
висении над необходимым фрагментом местности.
Наиболее популярным вариантом является «спарка» аккумуляторов (т.е. использование 2
аккумуляторов вместо одного). Дополнительный аккумулятор обычно размещается под телом дрона
(мы просто приматывали его изолетно).
В этом документе изложена простая схема модернизации, так называемая прямая параллель, когда
аккумуляторы просто параллельно подключаются друг к другу. На практике, использование двух
аккумуляторов по этой схеме позволяет увеличить время полета (и длину маршрута) по крайней
мере
30..35%. Использование такой схемы позволяет адекватно отображать уровень заряда
аккумуляторов на пульте управления во время миссии.
За основу взята существующая уже используемая схема, но дополнительно модернизированная.
Спасибо неизвестным нам первопроходцам, которые положили начало такому необходимому
наследию.
"Мы сделали это потому, что мы стояли на плечах гигантов".
После модернизации аккумулятор может использоваться как отдельно, так и одновременно с
другим (другими). Важным отличием предлагаемой схемы является то, что все аккумуляторы
используют одинаковые разъемы, что позволяет комбинировать любые батареи из имеющихся.
Также одинаковый разъем на всех аккумуляторах позволяет подключать внешнее оборудование
(например системы сброса) к бортовой сети коптера.
Перед полетом дрона необходимо включить все аккумуляторы на борту.
Перед полетом рекомендуется полностью зарядить все батареи, работающие на борту. В случае,
когда батареи заряжены не полностью, не рекомендуется использовать батареи, напряжение
которых отличается более чем на 0.3В (иначе более заряженный аккумулятор будет использовать
существенную часть своей энергии на заряд разряженного). Для контроля напряжения батареи
можно сделать обычный вольтметр, пример которого приведен в этом документе.
Схема «прямая параллель», изложенная в настоящем документе, обладает достаточно высокой
эффективностью. Теоретически, характеристики могут быть улучшены при использовании схемы
электронного согласования и балансировки токов, но это предмет отдельного исследования.
2 Общие положения
Аккумуляторная батарея DJI Mavic 3 (DJI Mavic 3 Intelligent Flight Battery) предназначена для питания
коптера во время полета. Батарея в среднем обеспечивает полетное время около 30 мин. Этого
достаточно для полета по маршруту длиной 18 км. При идеальных погодных условиях (и, вероятно,
малой скорости дрона) производитель заявляет, что время полета может составить более 45 мин (40
минут зависания). Цена единицы (на 2022.08) составляет $209.
Согласно маркировке, максимальное напряжение полностью заряженной батареи составляет 17.6В,
номинальное напряжение 15.4В. Емкость батареи 5000 mAh (5 Ah, 77 Wh). Согласно расчетам,
средний ток потребления дрона составляет 10А, средняя потребляемая мощность 160Вт. Вес батареи
330г.
На батарее находится выключатель, позволяющий ее включать и выключать. В выключенном
состоянии напряжение на выходных силовых разъемах батареи отсутствует.
В середине батарея содержит 2 платы с контроллерами, управляющими батареей. Батарея собрана
из 4 плоских аккумуляторных элементов LiPo HV (High Voltage). Это, в частности, не позволяет легко
заменить элементы стандартными LiPo элементами, так как HV элементы большее номинальное
напряжение.
-2-
БC-1 Модернізація акумуляторів DJI Mavic 3 для можливості одночасної роботи на
борту
3 Модернизация
3.1 Разборка аккумулятора
Перед разборкой следует отключить аккумулятор. Все его индикаторы (светодиоды) должны быть
неактивными. Выключение (на включение) выполняется двойным нажатием кнопки пуска с
удержанием ее в нажатом положении после второго нажатия ~5с. Корпус аккумулятора собран
достаточно крепко на защелках, задняя крышка (с индикаторами) дополнительно закреплена клеем.
3.1.1 Снятие задней крышки
Перед открытием задней крышки нужно растворить клей. Для растворения клея подходит
медицинский этиловый спирт 96% (на аккумулятор уходит ~1мл). На швы спирт наносится в
небольшом количестве, после чего аккумулятор выдерживается примерно 1 минуту для растворения
клея. В качестве аппликатора мы использовали трубку, сделанную из разрезанной под острым углом
палочки для снятия макияжа
(иногда ошибочно называемой «ушной палочкой»).
После чего крышка отсоединяется пластиковой монтажкой или отверткой. При отсоединении
нужно быть осторожным, чтобы не повредить кабель (шлейф), ведущий к плате индикатора.
Шлейф
Плата индикатора
-3-
БC-1 Модернізація акумуляторів DJI Mavic 3 для можливості одночасної роботи на борту
3.1.2 Раскрытие боковин
Боковины открываются в разные стороны пластиковой монтажкой или отверткой, проливать их
спиртом не следует (чтобы не повредить герметик на силовой плате). При отсоединении нужно быть
осторожным, чтобы не повредить аккумуляторы внутри
Засувки
3.1.3 Раскрытие аккумулятора
После открытия боковин освобождается доступ к компонентам
аккумулятора:
Силова плата
Захисна прокладка
Шлейф між
силовою платою та
платою індикатора
Снимается защитная прокладкаа
Осторожно, чтобы не повредить аккумуляторы, вскрывается защитный бандаж (при
необходимости разрезается ножницами с тупыми кончиками).
-4-
3.2 Кабель для вывода тока
Для вывода тока используется гибкий многожильный силиконовый провод калибром не менее AWG
16 (площадь 1,31 мм2), 2 отрезка по 17 см (финальная подгонка длины выполняется на этапе 3.6).
Рекомендуется использовать пары проводов разного цвета красный(+)/черный(-) или желтый(+)/
синий(-).
Концы проводов зачищаются на расстояние 8..9 мм и лудятся припоем:
3.3 Модификация корпуса
3.3.1 Модификация крышки
12
12
Для вывода кабеля вывода тока в задней крышке
делаются два отверстия диаметром 2.5мм, на
5 5
расстоянии 12мм с обеих сторон, и 5мм сверху,
согласно эскизу.
Ø2.5
Для сверления можно аккуратно отсоединить
шлейф от платы кнопок (конечно, его нужно
подсоединить при сборке). При хороших навыках
(если это не первый аккумулятор и/или есть
качественное оборудование) можно выполнять
сверление без отсоединения шлейфа. Шлейф
достаточно «нежный», поэтому в любом случае
надо делать операцию осторожно.
3.3.2 Модификация боковин
В боковинах крышки (в месте, где выходит
разъем), нужно уменьшить салазки для платы
Салазки для плати
(не удалять полностью!). Это нужно сделать
до модифікації
потому, что провода вывода тока будут мешать
закрыть корпус. Операция выполняется при сборе
аккумулятора. Можно откусить
большую часть упора кусачками, затем
выровнять и подогнать навыком или дремелем.
Салазки для плати
після модифікації
-5-
БC-1 Модернізація акумуляторів DJI Mavic 3 для можливості одночасної роботи
на борту 3.4 Подключение кабеля
Выводы силовой платы аккумулятора: 3 контакта (-), 2 контакта управления, 3
контакта (+):
GND(-) Керування VOUT(+)
Силова плата
Провода прокладываются в нишах между элементами аккумулятора и подпаиваются к силовой плате:
Концы проводов сгибаются буквой «Г». Минусовый (-) провод (черный или синий) пается до 3-х
левых контактов, плюсовый (+) провод (красный/желтый) пается до 3-х правых контактов. Контакты
на плате покрыть разновидностью термоклея, от снимаемого паяльником перед пайкой.
-6-
БC-1 Модернізація акумуляторів DJI Mavic 3 для можливості одночасної роботи на борту
После пайки рекомендуется дополнительно проложить небольшой кусок изоленты, чтобы
предотвратить перетиранию пакета аккумуляторных элементов неровностями мест пайки.
3.5 Сборка аккумулятора
Ставится на место прокладка, собираются боковины, провода выходят наружу через
отверстия, сделанные согласно пункту 3.3.1, ставится задняя крышка.
Если защелки повреждены во время съемки, можно дополнительно зафиксировать крышку 2-3
маленькими каплями клея B7000 (так называемый «дисплейный клей»). Этот клей растворяется
спиртом, что позволит в будущем производить ремонт аккумулятора (можно использовать
клеи-аналоги E8000, T8000, T7000).
-7-
БC-1 Модернізація акумуляторів DJI Mavic 3 для можливості одночасної роботи
на борту
3.6 Подпайка разъема
Сначала производится подгонка проводов: провода отрезаются так, чтобы
наружу из аккумулятора выходил отрезок 28мм. На расстоянии 3 мм из
проводов счищается изоляция.
К выходным проводам подпаивается разъем XT30 Female «мама» (минусовый провод к
контакту «-», плюсовый провод к контакту «+»). Места контактов закрываются термоусадкой.
Рекомендуемая длина термоусадки: 10..15мм, рекомендуемый диаметр 3.0..3.5 мм.
-8-
БC-1 Модернізація акумуляторів DJI Mavic 3 для можливості одночасної роботи на
борту
3.7 Запуск аккумулятора
После модернизации аккумулятор может не реагировать на кнопку старта. Это обычно
случается, если разъединять шлейф от силовой платы до платы индикатора. Для запуска
аккумулятора нужно вставить его в штатную зарядку.
3.8 Соединитель
Для одновременной работы аккумуляторов их нужно соединить между собой параллельно.
3.8.1 Простой
Для соединения пары аккумуляторов, нужно создать прямой
соединитель XT30 Male "папа" - XT30 Male "папа" из пары разъемов
XT30 Male ("+" к "+", "-" к "-"). Контакты разъемов спаиваются между
собой напрямую «в стык». Сверху соединитель закрывается
термоусадкой.
3.8.2 Расширенный
Для соединения тройки аккумуляторов, или для работы пары
аккумуляторов и других потребителей на борту нужно создать
расширенный разъем XT30 Male + XT30 Female - XT30 Male + XT30
Female из пары разъемов XT30 («+» до «+», « -» к «-»). Контакты
разъемов спаиваются между собой напрямую «в стык», «второй этаж»
соединяется отрезком провода сечением не менее 1 мм2. Сверху
соединитель закрывается термоусадкой (желательно использовать
термоусадку с клеем).
3.9 Вольтметр для контроля напряжения (необязательно)
С простого цифрового вольтметра и одного разъема XT30 Male
«Папа», можно сделать блок контроля напряжения, который
помещается в корпус Z86 (или аналогичный).
Схема не приводится ввиду ее очевидности.
Вольтметр:
«Вольтметр цифровой DC 4.7-30V Красный»
https://rozetka.com.ua/ua/342689845/p342689845/
Корпус:
Z86 ABS универсальный для электронщика 42х42х22 черный (000Z86)
https://korpusdnepr.com/ru/p518602630-korpus-z86-dlya.html
-9-
БC-1 Модернізація акумуляторів DJI Mavic 3 для можливості одночасної роботи на
борту
4 Использование
4.1 Зарядка аккумуляторов
Зарядка аккумуляторов производится штатным порядком, штатной зарядкой.
4.2 Работа одного аккумулятора
Аккумулятор ставится в дрон обычным порядком, дрон используется штатно. Разъем аккумулятора
не мешает функционированию. Короткий кабель минимизирует шансы попадания разъема в
несущие винты.
Если аккумулятор предпочтительно используется для
одиночных полетов, рекомендуется закрыть разъем куском
изоленты, чтобы предотвратить попадание грязи в отверстия
при посадке на землю.
-10-
БC-1 Модернізація акумуляторів DJI Mavic 3 для можливості одночасної роботи на
борту
4.3 Работа двух аккумуляторов («спарка»)
Аккумуляторы соединяются паром через разъем в выключенном состоянии («на холодную»).
Один аккумулятор ставится в штатное место дрона, другой закрепляется внизу дрона. Оба
аккумулятора должны быть полностью заряжены.
На верхней части корпуса аккумулятора есть неглубокие пазы, которые почти идеально подходят
в выступы на нижней части корпуса дрона. Мы скрепляли аккумуляторы изолеттой, занимающей
менее минуты.
Внимание! Не закрывайте изолентой вентиляционные отверстия!
Виступ
Паз
Перед работой первым включается штатный аккумулятор (находящийся в штате
гнезде), затем включается дополнительный аккумулятор. В случае нарушения этого
порядка не будет рокового повреждения, но дрон может вести себя не адекватно и
выдавить ошибку батареи. При отключении питания дополнительный аккумулятор
выключается первым штатным вторым.
4.4 Работа трех аккумуляторов («тройка»)
Такое подключение технически возможно. Грузоподъемности
дрона хватает, хотя передние моторы работают с перегрузкой и
могут перегреться и выйти из строя.
Тестирование показало такой же результат, что и при «спарке»
т.е. «тройка» по крайней мере в такой реализации не
предоставляет преимуществ во времени работы и эту схему
применять не имеет смысла. Дополнительный ресурс 3-го
аккумулятора тратится на работу дрона с перегрузкой.
При испытании дополнительные аккумуляторы были скреплены
изолентой между собой, затем этот блок прикреплен к дрону.
Перед работой первым включается штатный аккумулятор (тот,
находящейся в штатом гнезде), затем включаются дополнительные
аккумуляторы. В случае нарушения этого порядка не будет
фатального повреждения, но дрон может вести себя не
адекватно и выдавить ошибку батареи. Если нужно выключить
питание, дополнительные аккумуляторы выключаются первыми, штатный
последним.
-11-
БC-1 Модернізація акумуляторів DJI Mavic 3 для можливості одночасної роботи на борту
4.5 Подключение дополнительного оборудования
Стандартный разъем на батарее позволяет подключать дополнительное оборудование к бортовой
сети через разъем XT30 Male "папа". В случае использования «спарки» или «тройки» необходимо
использовать расширенный соединитель (см. 3.8.2), чтобы иметь свободный разъем XT30 Female
«мама» доступный для подключения внешнего оборудования.
В разработке находится компактный модуль питания XT30 Male на USB, который может быть
использован вместо отдельных аккумуляторов для, например, внешних систем сброса грузов.
5 Результаты испытаний
Дрон для испытаний: DJI Mavic 3
Тест А:
Тип теста: Зависание на высоте 15м до момента исчерпания заряда до уровня 10% (Forced landing)
Температура воздуха: +14, ясно, тихий ветер (ветер до 1.0 м/с).
Режим работы дрона: Normal, батареи: свежие (менее 10 циклов).
N Конфігурація Результат
1
1 Одиночна батарея (штатний режим дрона) 30хв
2 Дві батареї («спарка») 40хв
Три батареї («трійка») [мотори дрону працюють з перевантаженням] 40хв
3 Одиночна батарея + друга батарея не підключена (як баласт вагою 330г) 20хв
Тест Б:
Тип тесту: Політ по маршруту «туди й назад» на «радіус дії»
(висота 250м, антена Raptor XR, пульт модернізований по схемі ПК-2Б)
N Конфігурація Результат
1 Одиночна батарея (штатний режим дрона) 9,1 км (18.2км)
2 Дві батареї («спарка») 12,3 км (24.6км)
В дужках наведено повну довжину маршруту
Тест виконувався в інший день, в ясну погоду, легкий/слабий вітер, на батареях спарки які вже
мали певний «наліт».
Висновки:
«Спарка» із двох акумуляторів забезпечує приріст дальності (або часу польоту) дрона на 33%.
«Трійка» не має практичного сенсу (та може вивести дрон з ладу)
(1) Виробник (DJI) заявляє, що дрон у режимі висіння на свіжому одиночному акумуляторі має
протриматись 40хв. Однак, умови таких випробовувань ми не знайшли в публічному доступі.
Мабуть такий тест фірма виробник проводить на надмалій висоті (наприклад, 1 метр), де є
«ефект землі» та в приміщенні (тобто при повній відсутності вітру).
-12-
БC-1 Модернізація акумуляторів DJI Mavic 3 для можливості одночасної роботи на борту
6 Вопросы и ответы
1) «Почему дополнительный разъем? Можно было сделать один аккумулятор папа, один мама»?
Такая схема выбрана по нескольким причинам:
- возможность сделать короткие кабели на аккумуляторах, поэтому они не попадают в винты
- на аккумуляторах можно летать как в «спарке», так и по отдельности
- все батареи одинаковы, и могут комбинироваться между собой (почти) произвольно
- возможность подключать внешних потребителей к силовой сети
- возможность сделать схему "тройка"
2) «Важно ли иметь одно количество циклов на аккумуляторах спарки»?
По нашему мнению, разница +/- 10 циклов не является критической (сбор статистики
продолжается).
3) «Какой эффект дает «спарка»?
«Спарка» из двух аккумуляторов обеспечивает приращение дальности (или времени полета)
дрона на 33%.
4) «Какой эффект дает «тройка»?
Сейчас только отрицательное (время работы как на «спарке», а ресурс моторов теряется)
5) «Важно, чтобы оба аккумулятора были полностью заряжены»?
Пока выглядит так. Если аккумуляторы заряжены не полностью, разница в вольтаже между ними
должна быть не более 0.3В. По результатам эксплуатации это требование будет уточнено.
6) «Сколько веса прибавляют к аккумулятору провода»? Ориентировочно 10г
7) «Влияет ли «спарка» аккумуляторов на работу в условиях радиопомех»?
Не влияет (не в «+» ни в «-»)
8) «Сильно ли влияет работа «спарки» на ресурс дрона»?
Есть дроны, которые улетали на «спарке» десятки вылетов и продолжают работать
9) «Почему разъем XT30?»
Чтобы случайно не подключить батарею от обычного коптера, которая не подходит по
напряжению
10) «У меня есть идеи и предложения!»
Пишите нам (см. раздел контакты)
-13-
БC-1 Модернізація акумуляторів DJI Mavic 3 для можливості одночасної роботи на борту
7 Перелік необхідних матеріалів (BOM)
На пару акумуляторів:
Позиція Ціна, $ К-ть Сума, $
Провід AWG 16 гнучкий у силіконовий ізоляції (чорний) 1.15 0.34 0.39
Провід AWG 16 гнучкий у силіконовий ізоляції (червоний) 1.15 0.34 0.39
Роз’єм XT30 (пара мама-папа) 1.10 2 2.20
Термоусадка 3.5мм 0.14 0.05 0.01
Термоусадка 9мм (на з’єднувач простий) 0.44 0.02 0.01
Разом, USD 3.00
Перелік наведено на 2 акумулятори та 1 з’єднувач простий (див. 3.8.1).
На кожні ~6 акумуляторів (3 пари) радимо додавати 1 з’єднувач розширений (див. 3.8.2).
8 Перелік змін
Версія Дата Опис
1.0 11.10.2022 Початкова редакція
1.1 12.10.2022 Орфографія та незначні правки
1.2 12.10.2022 Додано пункт 3.3.2 про модификацию боковин
1.3 12.10.2022 Додано результати тестування «трійки»
Для отримання останньої версії документу, звертайтесь на нашу контактну адресу або отримуйте
останню версію документа в хмарі (оновлюються):
https://drive.google.com/file/d/18NajmmGlCCAnVm0pJFaNUGZMGuhIbsq3/view
9 Контакти
FB сторінка: https://www.facebook.com/TechSupportArmyUkraine
Email: ukrainian.people.army@gmail.com
-14-
Веб-страница создана автоматически на основе поста пользователя NP268