Нужна ли модернизация питания в TURNIGY TGY 9x с прошивкой ER9x-FRSKY

На Форуме много сообщений о замене линейных стабилизаторов напряжения на импульсные. Какая реальная выгода от этого? Ясно, увеличение времени работы аккумулятора без подзарядки. А на сколько и в какой комплектации аппаратуры? Описываю свой вариант переделки. Прежде чем сразу брать паяльник в руки рекомендую дочитать заметку до конца.

Начитавшись Форума, купил Пульт TURNIGY TGY 9x и комплект передатчика DJT с приемниками V8HT и D8R-11 FrSKY. Микроконтроллер ATMEGA64 перепрошил на ER9x-FRSKY, добавил ADM202 (вместо MAX232, в 4 раза меньше потребляет), заменил звуковую плату полностью. На звуковой плате разместил импульсный преобразователь напряжения (ИПН) 12В/5В, микроконтроллер управления звуком, звуковой модуль с SD карточкой и УНЧ с громкоговорителем. Описание звуковой платы приведу в следующем сообщении.

Перед переходом на импульсное питание провел измерения.
Исходные данные:

• пульт без передающего модуля от 11,88 В потребляет 46 мА (процессорная с дисплеем и звуковая платы);
• родной модуль FR9x v2 от 12,06 В потребляет 29, 5 мА;
• модуль DJT от 11,55 В потребляет 63,4 мА;
• процессорная плата с дисплеем по 5 В потребляет 35,8 мА.

Подключение 5 В на процессорную плату.

Аккуратно отпаять аналоговый стабилизатор 78L05. Для этого заменить стержень паяльника на аналогичный с плоским торцом и 2,5 мм разрезом.

Облудить его и приложить к контактам. Через 2…3 секунды сдвинуть микросхему отверткой. Промыть контакты спиртом.
Изолированный провод продеть 5 раз в ферритовое кольцо диаметром 4…6 мм. Один конец припаять к контакту 5 В на месте отпаянного стабилизатора, второй припаять к выходу импульсного преобразователя. Кольцо зафиксировать термоклеем.

Перевод модуля DJT на питание от ИПН.
В паспорте DJT указан диапазон питающих напряжений (6…13) В, рабочий ток 50 мА (замечу, это только при 13 В, при уменьшении напряжения ток возрастает). Микросхемы модуля питаются напряжением 5 В и 3,3 В. Измерил внутренние напряжения: 4,77 В и 3,20 В. Подключение 5-и вольтового источника к +5 В контакту разъема телеметрии показало работоспособность модуля и, даже, небольшое увеличение сигнала. Для питания от ИПН проделал следующее:

• внутри модуля к среднему контакту входного разъема припаял проводник с разъемным наконечником и подключил к штырьку +5 В разъема телеметрии.

С этой стороны проводник подключаю, а не паяю с целью быстрого восстановления оригинальной схемы при необходимости подключения модуля к недоработанному Пульту. Полезно, для исключения путаницы, промаркировать доработанный модуль наклейкой.

• В Пульте необходимо перерезать печатный проводник 12 В около разъема подключения модуля.

Изолированный провод продеть 5 раз в ферритовое кольцо диаметром 4…6 мм. Один конец припаять к контакту 5 В разъема, второй к контакту 12 разъема JP201 (+5 V). Пульт также необходимо промаркировать наклейкой на задней крышке. Там надо добавить: звуковой отсчет времени в режиме ВЗЛЕТ и ПОЛЕТ.

Результаты доработки.
После перевода DJT на питание от 5 В ожидаемой экономии электроэнергии не получилось.
Какой там преобразователь питания? Схемы нет, данных нет, провел испытания.

Из таблицы видно, что при напряжении питания 5 В, подключенном ко входу 12 В и ко входу 5 В, потребляемый ток уменьшился всего на 3,2 мА. Значит в модуле DJT используется импульсный, а не аналоговый стабилизатор напряжения, причем с очень высоким КПД более 90%. Отсюда вывод: перевод модуля DJT на питание от 5 В нецелесообразен в Пультах с напряжением батареи более 6 В.
В результате через некоторое время вернулся к недоработанному варианту питания. модуля DJT.
От ИПН в Пульте теперь питаются только процессорная и звуковая платы. При питании от батареи LiPo 3S 2200 мАч Пульт потребляет ток при заряженной до 12,5 В батарее 87,5 мА, при разряженной до 9,6 В батарее ток 112,6 мА. Средний потребляемый ток 100мА. Батарея обеспечит непрерывную работу в течение 22 часов. До переделки средний потребляемый ток составлял 119 мА (с модулем DJT) и время непрерывной работы в течении 18,5 часов.
Разница получилась незначительная. Заметный выигрыш будет только в Пультах без телеметрии с оригинальным передающим модулем FR9x v2, в котором используется аналоговый стабилизатор 7805.
Еще одно замечание. На Форуме встречаются сообщения о выходе из строя аппаратуры TURNIGY TGY 9x при включении свежезаряженного аккумулятора 3S. Проверим. Свежезаряженный 3S может достигать 12,69 В. Рассеиваемая на 78L05 мощность составит (12,69-5)х (0,0385+0,025+0,008)= 0,549 Вт (0,025 – это ток оригинальной звуковой платы с Beeper-ом при длительном БИП, а 0,008 – ток MAX232, если с телеметрией). Смотрим datascheet 78L05. Максимальное входное напряжение 35 В, максимальный ток 100 мА, рассеиваемая мощность при температуре +50 град. 0,6 Вт. Все параметры с запасом, кроме рассеиваемой мощности, которая на пределе. А если еще посветку дисплея подключить на 5 В, то выгорание 78L05 вполне вероятно. Перевод Пульта на питание от ИПН повышает надежность.

На снимке дисплея мой TURNIGY TGY 9x принимает данные о состоянии бортового аккумулятора 2S (вход А1 приемника) и выходном напряжении ВЕС (А2). На нижнем снимке бортовой комплект без Servo. Приемник включен, для выключения необходимо вставить заглушку в разъем, отверстия которого доступны без открывания фонаря.

В заключение, как принято отмечать, все доработки аппаратуры снимают гарантию производителя, их надо выполнять очень аккуратно с соблюдением всех предосторожностей от пробоя микросхем статическим электричеством с рук, с пинцета или с паяльника и за любые повреждения я тоже никакой ответственности не несу. Каждый модернизирует аппаратуру на свой страх и риск.