Hubsan X4 rozpoznanie usterek i naprawa

hubsanMoje małe latające ustrojstwo uległo już różnym awariom, więc postanowiłem napisać kilka słów o ich naprawie. Niektóre są oczywiste, niektóre nie tak bardzo, więc będzie parę słów o tym jak zdiagnozować niektóre problemy, jakich części zamiennych użyć, no i przede wszystkim jak nie dopuścić do awarii. Opis ten nie dotyczy jedynie hubsana, ale również wszystkich podobnych modeli.


Bateria

dis_500mAh_2CZa kiepskie osiągi i krótki czas lotu na początku będziemy podejrzewali baterię, i niby słusznie, ale jak się okazało w moim przypadku to właśnie baterie trzymały się najlepiej. Bateria może się zużywać naturalnie (ilość cykli pracy dla LiPo jest szacowana na około 300), może być używana pod zbyt dużym obciążeniem (tutaj nam to nie grozi chyba że model działa wadliwie), bateria może stracić swoje właściwości jeśli jest przechowywana w niewłaściwy sposób (w pełnym naładowaniu, w podwyższonej temperaturze). Baterię warto sprawdzić jeśli dysponujemy ładowarką z taką funkcją. Tutaj krzywa rozładowania odpowiada prawidłowemu rozładowaniu ogniw lipo, czyli utrzymywanie napięcia na w miarę stałym poziomie 3,7V a następnie gwałtowny jego spadek. Jeśli charakterystyka rozładowania będzie bardziej liniowa, tzn napięcie będzie spadało jak kamień bez tego skoku na końcu, to znaczy że bateria jest zużyta. Test robiony przy prądzie 4C wykazał 440mAh pojemności z 500mAh deklarowanych, ale nie sądzę aby kiedykolwiek te aku miały po 500mAh, na pewno nie przy takim prądzie.

Śmigła

hubsan_propellersSprawdź śmigła – czy nie są mocno uszkodzone. Czym bardziej ich powierzchnia jest nierówna tym mniej energii zostaje zamienione w ciąg, a więcej w hałas i ciepło. Małych modeli tyczą się te same zasady co dużych – śmigła dla poprawnej pracy powinny być wyważone i równe, a jeśli ktoś pisze że mały hubsan może mieć krzywe śmigła to są to bzdury. Krzywe i niewyważone śmigła wprowadzają wibracje. Ich skutki to po pierwsze zmniejszenie sprawności napędu, dużo energii się będzie marnowało, i w efekcie model może latać ociężale, powoli się wznosić, a bateria zostanie wyczerpana dużo szybciej. Drugi skutek to szybkie zużywanie się łożysk silników, które to są bardzo nietrwałe. Pojawienie się nawet niewyczuwalnych luzów na osiach szybko doprowadzi do uszkodzenia silników. Tylko niektóre śmigła są wykonane w miarę dobrze i nadają się do bezpośredniego użytku, niestety większość z nich wibruje, a w skrajnych przypadkach wibracje są tak duże że przy kilku niewyważonych śmigłach model będzie miał dużo gorsze osiągi. Czy wyważać? Myślę że warto, przygotowanie sobie odpowiedniego stanowiska zaowocuje szybkim powyważaniem wszystkich śmigieł, różnicę przed i po nie tylko słychać, bo hałasu będzie dużo mniej, ale trzymany model w ręku nie będzie wibrował jak głupi. Do wyważania użyłem imadła, dwóch małych magnesów, szkiełka które niweluje tarcie, oraz wiertła 1mm które nie dość że będzie proste, to świetnie pasuje w śmigło. Poniższy film przedstawia pracę przed wyważeniem i po.

A jeśli chodzi o luźnie śmigła spadające z osi – cóż, nie warto się z nimi męczyć i ryzykować zgubienia modelu gdzieś w krzakach. Podkładanie papierków spowoduje że śmigło nie będzie obracało się centrycznie – wibracje.

Silniki

hubsan_motorsMoc całego modelu będzie ograniczona jeśli nawet tylko jeden silnik będzie uszkodzony, ponieważ aby model mógł się poziomować, ciąg reszty silników będzie ograniczony do tego najsłabszego. Silnik może mieć duże opory podczas obrotu, może być to efektem uderzenia i przesunięcia osi wewnątrz. Jeśli jedno ze śmigieł zatrzymuje się od razu po wyłączeniu przyśpieszenia, to znaczy że jest coś z nim nie tak. Również zakręcenie śmigła palcem może dużo powiedzieć o stanie silnika. Inna przypadłość to luzy, będą one wyraźnie słyszalne zaraz przed każdym zatrzymaniem się śmigła – taki silnik już niedługo zacznie wpadać w wibracje i jego wymiana jest nieunikniona. Film poniżej pokazuje stan silników. Silnik trzeci (sprawdzany jako trzeci) ma wyraźnie słyszalne luzy podczas swobodnego obracania, czego nie mają silniki 1 i 2, silnik ten jest na wymarciu i będzie wymagał wymiany. Silnik czwarty natomiast jest w takim stanie, w jakim będzie silnik trzeci jeśli go nie zmienimy. Czwarty kompletnie nie nadaje się do użytku, luzy i wibracje są tak duże że sam się blokował podczas próby wystartowania.

Jeśli nie mamy silników na wymianę, lub czekamy na dostawę, to naprawą doraźną jest wprowadzenie niewielkiej ilości oliwy w miejscu górnego łożyska. Uczyniłem to dla wszystkich silników, i nawet nr 4 który blokował się podczas lotu zaczął działać jak nowy. Oczywiście nie na długo.

hubsan_x4_motor_powerJeśli silnik nie wykazuje objawów mechanicznych, może mieć inne uszkodzenie, np uszkodzone szczotki wewnątrz lub przegrzane i uszkodzone uzwojenie. W celu sprawdzenia każdy silnik można odlutować z płytki i ręcznie podłączyć pod baterię tak aby pracował z pełną mocą (z założonym śmigłem, umocowany w imadełku lub w modelu), i zmierzyć jego prąd i napięcie pracy. Jeśli śmigła testowanych silników są identyczne, każdy silnik powinien mieć podobny pobór mocy. Jeśli któryś z nich pobiera więcej mocy, to prąd będzie wyższy a napięcie bardziej przysiądzie. A jeśli przysiądzie, to przysiądzie wszędzie, więc dla pozostałych silników oznacza to mniejszą moc. Jeśli silnik pobiera mniej mocy niż pozostałe, może to oznaczać kiepski kontakt szczotek no i ten silnik będzie powodował osłabienie całego modelu. Na fotografii widać pomiar jaki zrobiłem, poszczególne silniki różnią się od siebie ponieważ taki test powinno się robić pod zasilaczem, w przeciwnym wypadku napięcie baterii dla kolejnych silników będzie nieco niższe. Tak czy siak, silnik nr 4 pobiera wyraźnie więcej prądu od pozostałych – jest to ten ze zużytymi łożyskami.

hubsan_wiresWymiana silnika – dosyć prosta robota, należy pamiętać aby wymienić silnik na taki sam dedykowany dla takiego samego modelu, ponieważ inny będzie miał inne parametry pracy. Należy pamiętać że silniki dzielą się na te projektowane dla obrotów lewych i te dla obrotów prawych, wizualnie różnią się od siebie kolorami przewodów (w hubsanie są to niebiesko-czerwone dla silnika CW i biało-czarne dla silnika CCW), a konstrukcyjnie ich szczotki są zamontowane w kierunku ich obrotów – podłączając przewody odwrotnie silnik będzie pracował z odwrotnymi obrotami, ale nie wolno go stosować w miejsce innego typu silnika ponieważ odwrotnie zamontowane szczotki bardzo szybko się zużyją. Odlutowujemy przewody zapamiętując jaki był gdzie (najlepiej zrobić zdjęcie), wymieniamy silnik, i ponownie je lutujemy – to wszystko.

Awaria elektroniki, elementy na płytce

IMG_20150814_131713Po za uszkodzeniami silników występują również uszkodzenia elektroniki, nie do końca dobrze zaprojektowanej, lub po poprawkach naniesionych przez księgowego. Uszkodzeniu ulegają dwa elementy – stabilizator napięcia 3V, oraz tranzystor któregoś silnika. Tranzystor zazwyczaj ulega uszkodzeniu z powodu przeciążenia, np podczas pracy z uszkodzonym silnikiem lub zablokowanym śmigłem, ale może też wystrzelić podczas lotu bez powodu. To znaczy, nie bez powodu, bo powodem jest indukujący się w cewce silnika prąd, cofający się w układ w odwrotnej polaryzacji i uszkadzający tranzystor – przydała by się jakaś dodatkowa dioda na zaciskach silnika blokująca taki przepływ prądu, ale jej nie ma. Uszkodzony stabilizator napięcia to usterka rzadsza, ale również występująca, i nie taka prosta do usunięcia, ponieważ potrzebujemy stabilizatora o konkretnych parametrach którego nie da się kupić „za rogiem”. W ogóle obydwa przypadki to układy w obudowach SOT23 bardzo trudne do wymiany dla osoby bez doświadczenia w lutowaniu.

mcp1700t3002ettUkład scalony o oznaczeniu 65Z5 to stabilizator liniowy LDO o symbolu katalogowym LM6206 z napięciem dropout na poziomie 250mV. Jak można wyczytać w nocie (tabelka „ordering information”), 65Z5 odpowiada wersji LM6206-3.0 N3 o napięciu 3.3V. Ale UWAGA – w tabelce jest błąd – ten stabilizator pracuje przy napięciu wyjściowym 3.0V i właśnie taki jest nam potrzebny. LM6206 nie jest łatwo dostępny (gdzieś na aliexpress znalazłem), ale da się kupić zamiennik. Stabilizator koniecznie musi mieć napięcie dropout na poziomie 250mV lub mniejszym, większy spadek spowoduje że nie wykorzystamy całej baterii (zastosowanie zwykłego stabilizatora powoduje że można wykorzystać tylko około 20% baterii i model przyziemia). Dobrze gdyby był także w obudowie SOT-23 z tak samo ułożonymi wyprowadzeniami, ale nie jest to konieczne, ważne aby go jakoś dopasować i aby się nie oderwał podczas uderzeń. Prąd pracy 250mA. Świetnym dostępnym zamiennikiem jest MCP1700T3002ETT, dropout voltage na poziomie 178mV, prąd 250mA, obudowa SOT-23 pasująca wyprowadzeniami. Dostępny w TME – MCP1700T3002ETT – w cenie 1,70zł, niestety najtańsza przesyłka stamtąd to około 12zł i jest to średnio opłacalny interes, więc zawsze można poszukać innego zamiennika dostępnego np. na allegro, choć ja takiego nie znalazłem.

irlml6244trpbfTranzystory oznaczone jako 122W lub 122T to nieznane tranzystory mosfet z kanałem N. Należy dobrać coś podobnego, co w pełni otworzy się już przy napięciu 3V i pozwoli na obciążenie 2A. Ze znalezieniem zamiennika nie będzie problemu, IRLML2502TRPBF lub IRLML6244TRPBF spokojnie podołają zadaniu, do znalezienia również na TME, ale pewnie i bez problemu na allegro, kosztują grosze. Podobne tranzystory (tzn n-mos) stosowane będą w większości takich zabawek, tj małych modeli z silnikami szczotkowymi. Awaria takiego tranzystora to nie tylko zwykłe nie działanie, może on stale przewodzić prąd (silnik pracuje z pełną mocą po podłączeniu baterii) lub może „przeciekać”, to znaczy że silnik będzie się lekko obracał bez naszej kontroli, lub będzie pracował w niepełnym zakresie regulacji, np może mieć mniejszą moc, i będziemy tutaj obwiniali silnik. Jeśli coś takiego występuje i nie wiesz czy to tranzystor czy silnik, zamień dwa silniki miejscami i wszystko stanie się jasne :)

Ładowarka

hubsan_usb_chargerTo coś widoczne na zdjęciu ma ponoć ładować akumulatory hubsana. W moim przypadku nie ładowało, tzn próbowało nabić do jakichś 4V i na tym funkcjonalność się kończyła. A 4V to sporo za mało aby zapewnić jakiś normalny czas lotu, o prawidłowym ładowaniu nie wspominając. Czytając różne posty można odnieść wrażenie że ta „ładowarka” działa jak chce, ładuje do napięcia jakiego chce, albo w ogóle nie ładuje, albo zajmuje jej to całe wieki. W środku znajduje się układ ładowarki li-ion DW01 chyba w standardowej aplikacji z dwoma tranzystorami (nie chce mi się tego rozrysowywać ani robić jakichkolwiek pomiarów), może i by działała dobrze, ale dodanie półmetrowego przewodu z żyłami grubości włosa powoduje że na tym przewodzie występuje tak duży spadek napięcia, że układ nie jest w stanie poprawnie naładować akumulatora.

hubsan_tp4056Na kolejnym zdjęciu ładowarka którą wyrzeźbiłem, podstawą była gotowa płytka z ładowarką na układzie TP4056 oraz dodatkowym zabezpieczeniem PCB, które tutaj nie jest potrzebne. TP4056 to bardzo dobry wybór, jest tani jak ryż, ładuje prądem 1A (w sumie to można go zmniejszyć), pięknie wykrywa naładowanie, a tolerancja na poziomie 1,5% jest w pełni wystarczająca. Do płytki przylutowałem cały rząd podwójnych goldpinów tak aby można było wygodnie wpinać baterie, potem całość zalałem klejem dwuskładnikowym, i ładowarka sprawuje się świetnie. Muszę tylko dopisać że wtyczki stosowane w bateriach (micro t-connector) są zbyt ciasne na goldpiny, i oczywiście można je podpiąć ale blaszki w środku się rozepchają i nie będą zbyt dobrze kontaktować w samym modelu. Z tym poradziłem sobie bardzo łatwo – lekko pocynowałem blaszki gniazda hubsana i nie ma żadnych problemów. Układ TP4056 domyślnie ładuje prądem 1A i należy ładować przynajmniej 2 baterie jednocześnie, najlepiej 3. Oczywiście nie łączymy ze sobą baterii rozładowanych i naładowanych bo popłynie duży prąd, należy o tym pamiętać – to znaczy że nie wolno do już ładujących się baterii dołączać kolejnej świeżo rozładowanej bo różnice napięć będą zbyt duże i dołączona bateria może się uszkodzić.



5.00 avg. rating (98% score) - 3 votes

3 komentarze

  1. Witaj.

    Widzę, że masz pojęcie to może mi pomożesz, otóż dostałem h201f uszkodzonego, a mianowicie nie chce latać, nawet nie kręci śmigłami. Obraz z kamery jest co prawda z minuty na minute coraz bardziej śnieży ale jest. Sprawdziłem silniki działają pięknie, komunikacja niby jest skoro kamera działa a nie chce latać to założyłem albo pilot albo odbiornik w dronie tylko nie mam pomysłu jak to sprawdzić i co ewentualnie wymienić. Doradź coś proszę.

  2. lysyufo22@wp.pl

    Witam Mam Hubsan 107D pewnego dnia po rozładowaniu sie bateri normalnie bez upadku wyladowalem i po wymienie bateri niby wszystko sie połączyło ale zero reakcji na ruchy gałkami w kontrolerze. Oddawałem dronika do naprawy facet od telewizorów naprawiał usterkę tak latałem tydzień i to samo, ponownie go naprawił było ok kilka dni a potem to samo facet nie chciał powiedzieć co i jak zastanawiam jaka jest przyczyna możne ty mi pomożesz?

    • Niestety nie wiem. Jak jest taki cwany to weź rachunek, a jak po naprawie nawali to idź zareklamuj usługę i niech naprawia tak w kółko, bo po mojemu to żadna naprawa jak usterka wróciła po tygodniu.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Proszę pozostawić te dwa pola tak jak są: