Jak zapojit externí BEC nebo-li UBEC

Externí BEC nebo-li UBEC je elektronický obvod, který slouží jako hlavní nebo přídavný zdroj napájení pro elektronickou výbavu RC modelu. UBEC poskytuje stabilní výstupní napětí v rozsahu obvykle 5 až 6V s výstupním proudem o velikosti až několik desítek ampér. Dá se použít všude tam, kde chybí interní BEC (například některé regulátory Tamiya), nebo pro posílení napájení tam, kde je to potřebné. Časté dotazy RC automodelářů směřují právě k tomu, jak správně UBEC obvod zapojit.

Pro zajímavost, samotný název UBEC (Ultimate Battery Eliminator Circuit, občas též Universal Battery Eliminator Circuit) byl poprvé použit americkým modelářským výrobcem Kool Flight Systems v roce 2002 jako "brand name" (značkové označení) jejich řady externích BEC obvodů. Během doby pak označení UBEC "zlidovělo" mezi modelářskými výrobci i veřejností jako obecné označení externích BEC obvodů.

UBEC obvody vyrábí velké množství modelářských výrobců. Je tedy možné vybrat si vhodný UBEC podle požadavků na vstupní a výstupní napětí, výstupní proud a další parametry. Některé spíše speciální typy UBECů jsem u sebe představil v článku Obvody UBEC z Hobbykingu - High Voltage nebo s RC spínačem. UBEC obvody s běžným výstupním napětím 5 až 6V určitě najdete v nabídce mnoha modelářských prodejců nejen lokálních, ale například i na známém Hobbykingu, na Ebayi, apod.

Jaký UBEC vybrat

Považuji za vhodné alespoň stručně se zmínit o výběru vhodného UBECu pro vaší aplikaci. Dle mého názoru je potřeba se držet několika základních pravidel:

1. Vstupní napětí UBECu volit podle používaného pohonného akumulátoru.
   Příklad - U modelu používám 3S LiPo akumulátor, UBEC by tedy měl zvládnout vstupní napětí 3x4,2V=12,6V, s nějakou rezervou tedy 13-14V. Dnešní UBECy zvládají obvykle vyšší napětí, okolo 20V a více. Kromě max. velikosti vstupního napětí je dobré zkontrolovat i jeho min. velikost - většina UBECů udává spodní hranici, od které by měly ještě spolehlivě fungovat, od 6V.
2. Výstupní napětí UBECu volit podle připojené elektroniky.
   Zkontrolujte si, jaké napájecí napětí trvale vydrží přijímač, serva, světelný modul, apod. Výstupní napětí pak zvolte podle komponenty s nejnižším napájecím napětím. Většina z uvedených komponent by měla bez problémů snést napájení 6V, ale vyjímky existují. Výstupní napětí UBECů je obvykle 5 nebo 6V, občas se vyskytne nějaká hodnota mezi tím, např. 5,5V. Některé UBECy mají možnost přepnutí mezi uvedenými hodnotami výstupního napětí. Existují i UBECy s výstupním napětím např. 7,2V, 9V, 12V.
3. Výstupní proud UBECu volit podle celkové spotřeby připojené elektroniky.
   Celkovou spotřebu připojené elektroniky získáme sečtením max. spotřeby jednotlivých připojených komponent. Tohle je trochu problém, protože údaj o spotřebě je často ten, který u modelářských komponent chybí. Nejhorší je situace u serv, která jsou právě nejžravější. Navíc je potřeba vzít v potaz, že komponenty jako serva mají v zátěži vysokou impulzní spotřebu. Tu musí UBEC také zvládnout bez takového poklesu výstupního napětí, které by mohlo negativně ovlivnit ostatní připojené komponenty, např. přijímač. Zde se těžko zobecňuje, nejlepší je si spotřebu komponent, které se budou připojovat k uvažovanému UBECu, změřit alespoň orientačně multimetrem. UBEC pak zvolit s proudovou rezervou raději větší než menší. Některé UBECy mají uvedený pouze max. trvalý výstupní proud, některé i krátkodobý (časově omezený) špičkový proud.

   Velmi orientační spotřeba některých modelářských komponent:
   - běžný přijímač ....... řádově desítky mA
   - světelný modul se 12-18x 20mA LED ....... cca 170-250mA
   - světelná rampa se 4x 20mA LED ....... cca 40-80mA
   - 1x běžná 3mm/5mm vysokosvítivá LED dioda ....... 20mA
   - 1x 1W LED dioda ....... cca 350mA
   - RC spínač ....... jednotky až pár desítek mA (řídící elektronika, ne spínaná zátěž)
   - 5 nebo 6V relé s kontakty pro spínání proudů v jednotkách A ....... 30-70mA (proud cívkou relé)

4. Značka UBEC obvodu.
   Na trhu jsou samozřejmě UBECy od zavedených značek, třeba od firmy Castle Creations, nebo ty od čínských výrobců, které prodává například Hobbyking nebo prodejci na Ebayi či ti lokální. Ono je stejně asi všechno z Číny ;) - nejlepší je zkusit si najít uživatelské zkušenosti s konkrétním typem UBECu. Zvlášť na Hobbykingu je to jednoduché - názory a zkušenosti najdete u každého produktu.

Ukázky některých typických provedení UBECů

UBEC s výstupním proudem 3A (5A/1s), přepínatelné výstupní napětí 5/6V: UBEC s výstupním proudem 6A (10A/1s), přepínatelné výstupní napětí 5/5,5/6V: UBEC s výstupním proudem 4,5A a výstupním napětím 7,2V: UBEC s výstupním proudem 5A (max. 6A), přepínatelné výstupní napětí 7,2/12V: UBEC s výstupním proudem 8A (max. 15A), přepínatelné výstupní napětí 5/6V:

Jak zapojit UBEC

Existují dvě základní možnosti, jak zapojit a využít UBEC pro napájení elektroniky - výhradně nebo ve spolupráci s BEC regulátoru.

Napájení výhradně z UBEC

V prvém případě se UBEC použije pro napájení kompletní elektroniky, obvykle tehdy, když nechceme použí BEC v regulátoru (je slabý, poškozený, regulátor jej nemá, nebo prostě tak ;) ...). BEC v regulátoru je nutné vyřadit z činnosti! Na to stačí z konektoru, kterým je regulátor připojen k přijímači, odpojit (vystrčit) plus kontakt s rudým kablíkem a zaizolovat.

Napájení BEC + UBEC

V druhém případě je možné současně používat BEC z regulátoru a UBEC a vhodně mezi ně rozložit napájení elektronických komponent. BEC i UBEC by měly mít stejné výstupní napětí. Z BEC regulátoru (obvykle ten slabší) lze napájet například přijímač, běžný světelný modul, apod. K UBECu pak lze připojit žravé komponenty jako servo (serva), výkonné LED osvětlení, apod.

Propojování komponent s UBEC

V článku se řeší správnost zapojení a ne vlastní mechanicko-elektrické provedení propojení elektronických komponent s UBECem i mezi sebou. Zde záleží na konkrétní aplikaci, jaké používáte nebo preferujete komponenty, konektory, atd. Hodně modelářských komponent používá pro napájení běžné 2 a 3-pinové modelářské konektory. UBECy jej mají obvykle na výstupní straně, na vstupu mají volné kablíky. Ty můžete například připájet na napájecí konektor regulátoru, který se připojuje do konektoru pohonného akumulátoru. V případě nižších požadovaných proudů (cca do 3A) lze UBEC opatřit konektorem, který pasuje do balančních konektorů LiPo akumulátorů.

Připomínám své starší články, související s otázkou modelářských silových (napájecích) rozvodů:

• Přehled modelářských silových konektorů
• Malý přehled typů a průřezů vodičů - převodní tabulka AWG
• Jak na barvy vodičů

Za konzultaci a pomoc při přípravě článku děkuji Eosovi.

- Obrázky, fotografie - Michal Nováček, Hobbyking, Pelikan -