Érkezett hozzánk egy hibás Mavic Pro akkumulátor, és miután meggyőződtünk róla, hogy nem tudjuk életre kelteni, szétszedtük, hogy megtudjuk, mi rejtőzik a burkolat alatt, és mitől kerül egy kisebb vagyonba egy DJI drónakkumulátor.
Ha nyommentesen szeretnénk szétszedni az akkumulátort, nem lesz könnyű dolgunk, de kis türelemmel és a hasonló eszközök szerelésével szerzett rutinunkkal végül sérülés nélkül szét tudtuk nyitni az akku házát.
Az akkut lényegében 3 darab sorba kapcsolt 3830 mAh kapacitású Lítium-ion Polimer cella, illetve egy komplett töltésvezérlő áramkör alkotja. A cellák sorba vannak kapcsolva, és az akku így éri el a névleges 11,4 Voltos feszültségét, ugyanakkor a sorba kapcsolt cellák külön is ki vannak vezetve a töltőelektronikához, mivel az külön-külön figyeli a cellák állapotát, vezérli az egyenletes töltést, és hiba esetén tiltja le a teljes akkumulátor működését (valószínűleg ez történt ezzel az akkuval is).
A Mavic Pro akkumulátorának főbb alkotórészei
Az akku főbb paraméterei a hátoldalára vannak nyomtatva
A cellapakk elején láthatjuk a cellák kivezetéseit és egy balansz-csatlakozót
A töltőelektronikát megvizsgálva több érdekességet is találhatunk. Egyrészt ezen a panelen van a négy LED, ami a töltöttségi állapotot mutatja, és egyéb információkkal is tud szolgálni a LED-ekkel megjelenített hibakódok által. Másrészt van a panelre kötve egy hőérzékelő is, ami alapesetben a cellák közé van bevezetve, és ha az bármi rendellenes hőmérsékletet észlel (túl hideg vagy túl meleg), közbe tud avatkozni.
A töltésvezérlő panel hátoldalán elég sok tesztpontot is találhatunk. Ezek egy része (GND, V1, V2, V3) a cellákhoz vezet közvetlenül, mérési lehetőséget biztosítva. Találtam még SDA, SCL nevű pad-eket is, ezek az I2C protokollhoz kapcsolódó pontok, segítségükkel újra lehetne programozni az akku működését vezérlő Texas Instruments BQ30Z55 69TG4 ATG3 töltésvezérlő IC-t és az MSP430 mikrokontrollert, ami a töltésvezérlő IC és a drón közötti kommunikációt biztosítja. Utánaolvasva elég mély és érdekes témának ígérkezik, de nem tudom, mikor lesz időm elmélyedni jobban a témában.
Valószínűleg sok olyan akkut meg lehetne menteni, ami csak a vezérlő hibája vagy félreprogramozódása miatt nem használható már. Volt még egyébként TXD és RXD pad is a lapon, ami az akkucsatlakozó két oldalsó érintkezőjére van kivezetve, és valószínűleg a vezérlőáramkör programozását, frissítését teszi lehetővé. Van egy BAT+ és egy BAT- pad is, ami a sorba kapcsolt cellákra kapcsolódik egy kellően vastag kábellel, illetve egy PACK+ és egy PACK- pad is, amin az akkucsatlakozóra kimenő feszültség mérhető az akku bekapcsolt állapotában. Amit nem tudtam még megfejteni az a TEST, DIS, RST (reset?), SWI, TP1, TP2, PRES_N, AD_PACK+ pad-ek funkciója. Majd egyszer talán még megfejtem jobban a témát!
A töltésvezérlő elektronika teteje
A töltésvezérlő elektronika hátoldala
Bal oldalon a töltésvezérlő IC, jobb oldalon a kommunikációért felelős vezérlő
Középen a kis gomb, amivel a drón akkumulátorát be lehet kapcsolni
Közeli kép az MSP430-as IC-ről
A biztonságos repülés feltétele az, hogy a drón ismerje a tápellátást adó akkumulátor paramétereit. Ezt úgy lehet megvalósítani, hogy egy teljes vezérlést is bele kell építeni az akkumulátor-csomagba, ami felügyeli és nyomon követi a töltés során felvett és a kisütések során leadott energia mennyiségét, ezáltal ki tudja számolni az akku valós kapacitását. Ez a beépített vezérlés további fontos információkkal szolgál a drón repülésvezérlő szoftvere számára, jelzi, ha túl hideg vagy túl meleg az akku, illetve előre tudja jelezni a fennmaradó töltésmennyiséget a drón számára. Ettől lesz “intelligens” az akku, és emiatt kerül viszonylag sok pénzbe egy új akkumulátor.
Egyébként ugyanilyen elven működik az összes DJI drón akkumulátora. A Spark, Phantom sorozat, Inspire akkumulátoraiban is megtalálható a cellák mellett a töltésvezérlő elektronika. Az Inspire 2 akkumulátorába egyébként még külön fűtőelemet is épített a gyártó, hogy hideg időben egy kis előmelegítést is biztosíthasson saját magának az akku, így jobb teljesítményt nyújtson repülés közben.
Még egy érdekesség: a DJI akkumulátorokhoz nem szükséges különleges töltő: elég hozzájuk egy stabil tápegység, amin pontosan be lehet állítani a töltőfeszültséget. Az akku meghatározott “lábaira” kapcsolva ezt a feszültséget, a beépített töltőáramkör megoldja a drón akkumulátorcelláinak egyenletes töltését a beépített balanszcsatlakozón keresztül.
