リポ対応スピコン

電動飛行機用のモーターアンプです。入力電圧はLi-Poならば3S(11.1V)まで、NiCdならば8セル(9.6V)まで使えます。出力電流は8A位までが安全です。ブレーキ機能はありません。

BECは2A定格です。高効率のスイッチングレギュレータにより、ほとんど発熱無く使えます。アクロフライトのような激しいサーボの動きにも余裕です。入出力に有機半導体アルミ電解コンデンサを使用していますので、急激な負荷変動に強くなっています。

送信機スティック最スローからフルハイまでおおよそ36ステップ(分解能)ありますので、スムースにモータ回転が追随します。

モータカット電圧(放電終止電圧)は、8.2/5.4Vのいずれかに設定出来ます。出荷状態では5.4Vにジャンパーしてありますので、Li-Poを3Sで使用する時はジャンパー(ワイヤー)をカットして8.2Vに変更してください。バッテリー電圧がこれら電圧に降下した時、モータ回転をカットすると同時に基板上のLEDが点灯します。

写真は納品状態のスピコンです。この他に熱収縮チューブを添付します。バッテリー接続ケーブル、およびモータ接続ケーブルはユーザにて用意し、ハンダ付けしてください。ケーブルの半田付け後、熱収縮チューブにて絶縁処理をして機体に取り付けて下さい。

• 入力電圧: Li-Po 3S(定格11.1V), 2S(定格7.4V)
• 出力電流: 8A(2SK2957:VDSS=30V,IDS=50A,RDSon=0.007Ω)
• モータカット電圧: 8.2V あるいは 5.4V
• 表示: モータカット時に赤色LEDにて警告
• ブレーキ機能: 無し
• BEC機能: 5V(typ)出力,連続最大電流2A,JR型コネクタ約20cm
• 寸法: 56x24mm,厚み:11mm(実装後最大厚)
• 重量: 15g(写真の出荷状態にて)

出荷時にはモータカット電圧は5.4Vに設定してあります。Li-Po2S用です。写真の0Ω抵抗を取り省いて4.7KΩ抵抗に換えると、モータカット電圧は8.2Vになって3S対応になります。ただしこれは計算値であり、部品のバラつき、使用時温度により若干変化します。検出回路はトランジスタのVBEによりますので正確とは言えません。ディフォルトでは2Sの設定で3S用抵抗付属ですが、逆に3S用の設定でも出荷可能ですので注文時に指定してください。

入力電圧は絶対16Vを超えないようにしてください。これは入力の電解コンデンサ(16V,68uF)の仕様による制限です。およびスイッチングICの入力電圧が最大16.5Vなのでこれによっても16V以上は禁止です。と言う事で、NiCdなら8セル,Li-Poなら3セル直列までで使用してください。

出力回路のFETには2SK2957(RENESAS)を1個使っています。データシートによればこの絶対最大定格はIDS=50Aになっています。当然これを超える事は出来ません。が、一方「安全動作領域」の表によれば直流動作時、VDS=10V:ID=8Aとなっています。8Vでは10A位です。微妙な値です。直流動作はスティック=フルハイに相当します。よって出力電流は8Aとしておきます。以下に実験結果を示します。

モータカット〜フルハイ間36ステップ(分解能)です。-100%〜+100%で動作します。-100%以下であればモータカット(stop)です。+100%以上でフルハイです。フルハイ時は電源電圧をそのままモータに供給します。(注:スティックもフルハイと言いますが、動作方向が同じなので混同したまま使っています)
受信機のパルス幅は以下の値を固定的に使っています。学習方式ではありませんので、動作量の調整は送信機のATV機能で調整してください。

BEC機能(受信機への電源供給)はスイッチングレギュレータ方式により高効率で、発熱がほとんどありません。しかも電源の入出力には有機半導体アルミ電解コンデンサを使用し、低ESRで負荷の瞬間変動に強くなっています。
そのICの定格から連続2A出力になります。BECでこれほどの出力は本来必要は無いのですが、サーボモータの動作(起動)時に瞬間的に電流が流れます。オシロスコープで見ていて、ピーク1.5Aは(スピコン#2の写真参照)ありました。サーボの数が増えて来るとそのピークが連なって来て、平均電流が上がってきます。これが三端子レギュレータ(シリーズレギュレータ)だとたちまち触れないほど熱くなってしまいます。しかも電源電圧が高くなると損失が大きく、より発熱してしまいます。スイッチング方式は高効率ゆえ、そういう事は無く、安心して使えます。
本来、安全の為に電流制限の保護回路が必要ですが、このスピコンには電流制限がありません。よって出力をショートすると、発熱、発火、破壊の恐れがあります。使用には十分注意してください。責任は持てません。このBEC側電流強化の為に上掲写真のように一部ジャンパー処理しています。

ブレーキ機能はありません。基板パターンにはその機能部分はありますが、実装していません。その分コストは下がっています。softにおいては、ブレーキ機能を入れると分解能が下がりそうなので止めました。

バッテリー側ケーブルおよびモータ接続ケーブルは写真を参照してハンダ付けしてください。十分な知識あるいは技術を持って作業してください。自信がなければ誰かに頼んでください。もしくは必要な長さ、コネクタ種類を連絡いただければあらかじめ取り付けた状態で納品します。

写真の左側太い赤色ワイヤーが電源(電池)のプラス側になります。太い黒色ワイヤーは電源のマイナス側です。逆接続は絶対禁止です。壊れます。

一方、右側のダイオード両端から出ているワイヤーはモータへ接続します。赤色を左側の電源と同じく上側に取り付けてください。モータへの接続は回転方向に合わせる事になりますが、コネクタの勘合方向で回転方向を合わせてください。

灰色・赤色・黒色のフラットケーブルは受信機のスロットルに差してください。5V電源をこのケーブルで供給します。受信機のスロットルパルスは灰色ケーブルで入力します。

バッテリーケーブル、モータケーブル供になるべく短くして、受信機アンテナから離してください。またこれらケーブルはひねったり平行にして漏れ磁束が打ち消しあうような配置が好ましいと思います。なお、本スピコンはスイッチング電源方式なので、装置自体も受信機から離して設置してください。

本スピコンには電源スイッチはありません。必要であればバッテリーの接続自体を切断する形で接続してください。電源の切断を半導体で行うとアンプと同じ大きさのFETを追加することになるので搭載していません。フライトが終了したらバッテリーをはずす。これに勝る安全策は無いでしょう。スイッチを切り忘れていて、誰かの電波で急にモータが回りだしたら怖いですからね。またバッテリーの放熱、充電の為にも機体から取り出した方が良いでしょう。
ただし、モータカットするだけの予備入力はCPUに準備してあります。その機能もソフトに取り込んでいます。回路図で場所を言わなければ分かりにくいので、改造する自信のある人は連絡いただければお教えします。

仕様でも述べていますが、BECの過電流保護回路がありません。BEC出力のショートには十分気を付けてください。のみならず、他の部分もショートするとどうなるか保障出来ませんので、熱収縮チューブをかぶせるなどして絶縁対策をしてから使用してください。
使用開始当初は良いとしても、しばらく使うとワイヤーの素線が切断して来て、ショートあるいは断線と言う事もあり得ます。接着剤でワイヤーの根元を固めとく方が良いと思います。ついでにコイル、電解コンデンサも振動対策で接着材を根元に少し付けておくとベストです。シリコン系の柔らかい接着をお勧めします。

モータカットの検出電圧設定は合っていますか。抵抗の取り付け種類によります。ディフォルトの出荷状態では0Ωでモータカット電圧は5.4V、Li-Po 2Sに対応します。

送信機、受信機のXTALは合っていますか。PPM,PCM等の変調方式は合っていますか。それらを確認したら先に送信機の電源を入れます。ラジコンの決まり事ですが、特にエンジン機を普段やっている人、電動は怖いですよ。

最初はモータを接続しないで、動作の確認をしてください。バッテリーを接続するといきなりサーボが動きます。エルロン、エレベータ等スロットル以外を調整確認してください。通常の4.8V受信機バッテリーで動作確認しておいても良いと思います。OKであれば一端バッテリーを外して、スピコンを電源OFFの状態にしてください。LEDが一瞬光る事があるかも知れませんが、正常です。

送信機スロットルの向きを合わせます。ちなみにX3810(JR)ではnormal,FF9(Futaba)ではリバースでした。受信機との組み合わせで異なるかも知れません。送信機のATVは最小-100%,最大+100%に合わせておきます。dualレートは100%です。スロットルトリムは最小にします。この状態でスティックを再スローにして、バッテリーを接続してください。
モータは接続していないので、下の表で1〜4までの動作でLEDの状態をチェックしてください。もしも3でLEDが点灯しなければ、あるいは4で点灯するようであればスロットルのリバース設定を変更してみてください。リバースを変更したらもう一度バッテリーを外して、最初からやってください。
本スピコンは、電源が入って後、スロットル・スロー状態から一旦ハイになって再度スローになって後、モータを回すようにしています。LEDはその確認と、バッテリーのロー状態を知らせます。

1〜4のスティックの動きとLEDの状態が同じである事を確認出来たら、もう一度バッテリーを外して(安全であれば外さなくてもいいですけど)、モータを接続して1〜5の動作を確認してください。最初はいきなりモータを回さずに、ゆっくり回転を上げて様子を確認してください。5でゆっくりスティックを上げていくと、「チッチッチッチッ」とモータから音が聞こえて来て、モータが回り始めます。

モータ回転中にバッテリー電圧が下がって来て、検出電圧に達するとモータ回転を止めます。この状態になれば一旦スティックをローにしてください。負荷が無くなりバッテリーは一旦電圧が上がっているので、スティックを上げると再びモータは回り始めます。ただし容量は無いのですぐ止まるはずですが、検出に多少の時間遅れを設けているので、スティックの上下で少し動いては止まり、動いては止まり、を繰り返すようになっています。

下記プロポで動作確認しています。

• JR送信機:X3810,JR受信器:R500
• Futaba送信機:T9CHP(FF9),Futaba受信器:R149DP
• モータ:EPS-350C(GWS),ペラ:EP-9070(GWS)

• 本装置の使用による損害、使用不能から生ずる損害、事故による損害、または事故責任等に関し弊社は一切責任を負いません。自己の責任において十分注意して安全に御使用ください。
• 本ページの内容を十分理解した上で、本スピコンを購入、使用してください。分からない事は質問していただくか、回りのベテランに聞いて対処してください。
• 電動機はエンジン機よりクリーンかも知れませんが、安全ではありません。手軽かも知れませんがその分のリスクはあります。エンジン飛行機は墜落するとエンジンがほぼ止まり、バッテリーも受信機系統のみで火災の心配はそれほどありません。一方電動機は墜落してもモータは回り続けようとします。バッテリーも大容量です。それゆえエンジン機よりも火災の心配があります。ましてやLi-Poを使うとなおさらです。本スピコンの使用に限らず、電動機のリスクを承知の上、全ては自己責任において対処してください。
• 本装置は半キットの状態で出荷しています。コード類の取り付けはユーザにゆだねています。それゆえハンダ付けは確実に作業してください。隣のパターンとショートしない様に、中途半端なハンダ付けでフライト中に外れる事が無い様に、確実に接続してください。
• 負荷電流が適正になるように、バッテリー、モーターおよびプロペラを選択してください。消費電流を計って目で安全を確認してください。
• 部品の発熱に注意してください。使用中あまり熱くなるようであれば直ちに使用を中止してください。触れない程熱くなっていれば危険です。やけどにも注意してください。
• 受信機用BECケーブルのハンダ付け部分はフライト毎にチェックしてください。素線間に半田がしみて固くなっていますから、振動で折れやすくなっています。断線、ショートに注意してください。モータ、バッテリー用のケーブルも同様にチェックしてください。
• 本装置にマニュアルは用意していません。このページがマニュアル替わりなのでブックマークしておいてください。また、仕様は予告なく変わる事があります。