HUINA TOYS RC 중장비 굴삭기 포크레인 장난감 개조

- 18650 홀더를 이용한 배터리 개조 -




몇 해전 저렴한 가격에 비해 높은 퀄리티로 각종 뽐뿌 커뮤니티에서 한 번 휩쓸었던 RC 장난감이다.
하나를 산 후 부담되지 않은 가격에 종류별로 3대를 샀는데,,
사고 나서 한 때 잠깐 가지고 놀다가 거의 사용을 안하고 장난감 박스에서 잠만 자고 있엇다.


여러가지 원인이 있겠지만,
400mAh의 너무 작은 배터리 용량도 한 몫을 하는지라 맘먹고 개조해주었다.
1년 전부터 바꿔준다는 것이... 이제야..
사실 곧 다가오는 캠핑장에 가져갈 생각에 겸사겸사다..

^^;;




내장된 배터리다.
니카드(NiCd, 니켈카드뮴) 배터리로 1.2V 6개가 직렬로 구성된 7.2V다.
여튼 이 배터리는 이제 과감히 버린다.

체급이 깡패라고 보유한 18650배터리가 못해도 2,000mA는 넘는 것들이라 이론상 사용시간이 5배 이상 증가한다.



18650 중고 배터리들...
왼쪽의 필름이 벗겨진것처럼 보이는 배터리는 투명 수축튜브로 씌워둔 것들이다.
노파심에 언급하지만,, 몸통 자체가 마이너스라서 절대로 벗겨진 배터리를 사용하면 안된다. 큰일난다. ㅎ


위 18650규격의 리튬 배터리 2개를 직렬(2S, Serial)로 연결하여 사용할 생각이다.
2S 구성이면 최대 8.4V로 7.2V보다는 살짝 높지만, 최대 출력은 100%충전 후 잠깐이고 그렇다고 하더라도 모터에 무리가 가는 수준은 아니라 생각한다.


+
초보에게 살짝 어려운 얘기지만 도움될까 덧붙이자면,,,

리튬계열의 배터리는 보통 1셀에 일반적으로 언급하는 전압인
공칭 전압3.7V(혹은 3.8V, ), 만충 전압 4.2V(Full Storage, 혹은 4.35V),  종지 전압 2.7V(Cutt Off) 전압을 가진다.

리튬 이온 배터리의 경우 규격화(높이 지름등으로 18650, 26650등으로)가 되어있어 응용이 쉬운편이고,
리튬 폴리머의 경우는 특수 용도에 맞게 제작되어 천차만별이다.
그래서 한번 사용한 폴리머는 또 구하기가 어렵기 때문에 리튬이온, 특히 18650 배터리를 많이 사용하는 편이다.



18650 리튬이온 배터리의 작업
비보호 배터리는 종지전압과 만충전압을 벗어나면 차단해주는 보호회로(PCM)를 달아 주어야 배터리를 오래 쓸 수 있다.
보호회로없이 사용하다가 종지전안 밑으로 떨어지면 시한부 선고를 받게되고,, 만충 전압이상으로 충전을 하면 불꽃쇼를 볼 수 있다.

2셀 이상 직렬구성은 모든 셀이 같은 전압을 유지시키기 위한 특별한 기능을 포함한 BMS를 달아주기도 하는데,,
밸런싱 충전을 지원하는 충전기를 사용할 경우 굳이 없어도 무방하다.
PCM와 BCM의 장단점과 더불어 호불호의 문제지만 BCM의 밸런싱 전류가 미세하기 때문에 외부 충전기를 사용하는 편을 추천한다.

또한 배터리의 연결은 납땜이 어려워 스폿용접을 하게 되는데,,
스폿용접기가 없을 경우 끌 같은 도구로 양쪽 극판을 갈아준다음 알미납과 같은 특수 제작된 납으로 땜을 하기도 한다.

스폿용접기도 없고 용접도 힘들면 할 수 있는 대안이 배터리 홀더다.

필자의 경우도 자작한 스폿용접기가 있지만 배터리 홀더만의 장점이 적잖아 공간이 충분하거나 잦은 배터리 교체가 예상되면 배터리 홀더를 애용한다.
다만, 홀더를 사용할 경우에 청소기와 같이 고방전의 경우에는 열로 화재가 발생할 수 있으니,,
사용 전류를 꼭 체크
해보야 한다.







개조 작업


다행이 배터리 수납공간에 2개의 홀더가 위와 같이 중앙의 위치에서 커버에 간섭없이 들어간다.
- 이 공간이 안나오면 스폿을 쳐서 작업했을 것이다. -




보호회로
모 제품에서 배터리를 적출하고 남은 2S PCM이다.
재활용.. ㅎ




1구짜리 배터리 홀더만 있어 2개를 글루건으로 붙여주었다.

이렇게 생긴 홀더가 배터리 탈착이 상대적으로 쉽지만 플러스와 마이너스 극이 구분이 잘 안되고 직접 전선을 땜질 해주어야한다.
- 특히 반대로 꽂을 경우 사망하는 보호회로가 있으니 주의를 요한다. -

+
참고로 요 배터리 홀더는 2개의 핀이 아래로 튀어 나와있는데 그냥 구부리면 부러져버린다.
열풍기로 살짝 가열한 다음에 롱노즈로 구부리면 된다.





플러스와 마이너스 핀에 전선을 땜질해준다.
다른 쪽은 핀들을 서로 이어주어 직렬 구성을 만들어 준다.
지지대가 플라스틱이라 녹을 수 있으니 가급적 짧은 시간에 작업을 마무리한다.


추가
배터리 홀더의 핀은 낚시바늘처럼 핀 중간에 걸리는 부분을 눌러주면 쉽게 탈거가 가능하다.
탈거 후에 납땜을 추천한다.








충전을 위한 DC잭을 달기

충전은 2S 충전기(8.4V 정전압)를 사용할 생각이다.
다만 100% 충전이후에 전압 측정시 8.4V가 나오지 않는다면 밸런싱이 틀어진 경우라서 따로 밸런싱 충전을 해주어야 한다.
뭐 소비 전류가 많지 않아 밸런싱이 심하게 틀어지거나 하지는 않을것 같다.




가장 많이 사용하는 DC잭(허용전류 3A)이다.
지름이 7.5m인데, 8m로 홀가공해주면 된다.




스텝드릴이나 비트를 사용하여 홀가공을 해준다.




그리고 보호회로(PCM)의 출력(P+, P-)에 직결해준다.
두 개의 케이블 중 하나는 본체와 연결되는 출력이고, 3선 케이블은 보험삼아 달아준 밸런싱 충전을 위한 케이블이다.




본체와 고정
배터리 홀더 아래에 3M 양면테이프를 이용하여 고정해준다.
글루건보다는 탈착이 쉽겠다.








2S 밸런싱 케이블이다.
앞서 여러번 설명했지만, 밸런싱이 틀어진 경우 iMAX b6 와 같은 별도의 충전기를 이용하여 틀어진 전압을 맞추는 용도이다.




캠핑장과 같은 야외에서 사용할 계획이라,,
방수 커버도 달아주었다.

쇼트시에 PCM이 차단을 해주겠지만 좋은 게 좋은거..




직접만든 간이 전압계로 DC잭으로 전압을 재어본다.
이 전압으로 배터리의 상태를 알 수가 있다.



충전


8.4V 정전압 출력의 2S 충전기다.
아마 2S 구성이 RC 장난감중에 가장 많을 듯 싶다.



만충 전압을 프린팅해서 붙여주고, 햇갈리지 않도록 한다.








밥주는 모습




아이들이 열어보면 위험할 수 있기에 커버는 글루건으로 살짝 밀봉을 했다.
밸런싱 충전 혹은 사망시에만 열어볼 생각이다.





테스트 영상








포크레인 사고 만족스러운 퀄에 2개를 더 샀던지라,,
집게크레인 그리고 쓰레기 하역장 같은 데서 쓰는 볼그래버(?) 뭐 여튼 이렇게 3개를 가지고 있다.

이녀석을 먼저 캠핑장에 가져가서 써보고 괜찮으면 마저 개조를 할 생각이다.


+
앞서 밝혔듯이 이 글에 소개된 개조기는 정석이 아니다.

가장 편한 방법은 18650 배터리를 주문하면서 업체에 2S 스폿을 부탁하고 BMS를 장차과 출력부에 하네스 케이블을 달아주라고 부탁하면 된다.
그렇게 해주는 업체가 적잖을 것 같다.

다만, 몇 해전 마리오카트 배터리를 고방전으로 그런식으로 주문한 적이 있었는데,,
시간이 지나 수축필름을 벗겨보니 보호회로도 없고 일반 방전 배터리를 넣어준 경우가 있어,,
잘 알아보고 믿을만한 없체를 사용하는 것이 좋겠다.


PCM의 사용과 밸런싱 등 리튬배터리 관리와 충방전의 기본이 되는 내용들에서 크게 벗어나지 않으니 참고를 하시고,,
배터리 홀더를 이용하여 이렇게도 할 수 있구나라고 편하게 봐주면 좋겠다.




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  1. 궁금 2019.05.24 09:12  address  modify / delete  reply

    이러면 시간은 얼마나 가나요??.
    저도 이렇게 배터리 하고 싶은데...여러운듯 하네요 ㅠㅜ

  2. 궁금이 2019.05.24 10:55  address  modify / delete  reply

    혹시 스폿용접 해주는 업체 아시는데 있나요??

    • Favicon of https://mindeater.tistory.com BlogIcon MindEater™ 2019.05.24 11:32 신고  address  modify / delete

      알고 있는 업체는 없지만 요즘은 그렇게 요구하시는 분들이 많아서 배터리 취급하는 오픈몰이면 대부분 가능하지 않을까 추측됩니다.

  3. 69FA 2019.05.27 16:46  address  modify / delete  reply

    안녕하세요.
    혹시 이게 가능할까 해서 여쭤봅니다.
    2000mAh 1.2V의 에네루프 여섯개를 직렬연결해도 잘 잘동할까요?
    공간은 안나올거 같지만 배터리 홀더를 이용하려고 합니다.
    충전은 배터리를 빼써 별도 충전기에 할거구요.
    (저렇게 직렬 연결하면 2000mAh에 7.2V가 되는게 맞는지요?)
    감사합니다.

    • Favicon of https://mindeater.tistory.com BlogIcon MindEater™ 2019.05.27 17:23 신고  address  modify / delete

      원래는 배터리마다 순간 낼 수 있는 전류량이 스펙으로 정해져있습니다.
      이 장난감 같은 경우 모터가 큰 출력을 요하는 것같지는 않으니 전압만 맞으면 동작 할 것 같습니다.

      네 그렇게 계산하는 것이 맞습니다.
      다만 100%충전시 1.5V로 계산하면 9V정도 되겠네요.
      모터의 경우 전압은 회전수 전류는 토크와 관련됩니다.
      모터에 무리가 가기는 하겠지만 자세한 것은 모터의 스펙에 따라 다르겠지요..


  4. 69FA 2019.06.19 15:07  address  modify / delete  reply

    안녕하세요.
    지난번에 여쭤봤었는데
    결국 배터리 홀더에 18650 배터리 두개를 직렬연결하여 사용하게 되었습니다.
    (충전은 배터리를 빼서 별도의 충전기에서 충전을 하구요)
    그런데,
    원래의 배터리를 끼워서 작동하면 아무 문제가 없는데
    18650 배터리를 끼운 다음
    궤도 레버 두개를 동시에 작동하면 크레인 몸체가 멈춰 버립니다.

    글쓴 분 영상을 봐도
    궤도 레버 두개를 동시에 작동할때 (직진 또는 후진) 전혀 문제가 없는데 말이죠.

    글쓴 분께서 만든 배터리와 제가 만든 배터리 뭐가 다른걸까요?
    도움 좀 부탁합니다.

    • Favicon of https://mindeater.tistory.com BlogIcon MindEater™ 2019.06.20 12:07 신고  address  modify / delete

      이제야 봅니다.
      궤도 레버 한개는 정상인가요??

      저도 작업하면서 비슷한 현상이 있었는데 자주 발생하지 않아서 대수롭지 않게 생각했습니다.
      추정건대 7.2V 이상에서 오동작할 가능성으로 생각됩니다.

      만약 그렇다면 100%충전시 8.4가 나오고 조금씩 사용하면서 7.2V아래로 내려가면 그런 증상이 없어지는 지 체크해 볼 필요가 있네요.
      이럴경우 강압모듈을 하나 달아주어야 할 수도 있습니다.

      18650 배터리 자체의 문제는 아닌 것 같구요..
      제가 다른일보 바뻐서 테스트하는데 시간이 걸릴것 같습니다.
      시간이 나는대로 파서에 물려 테스트해보고 결과를 알려드리도록 하겠습니다.

  5. 69FA 2019.06.20 18:26  address  modify / delete  reply

    안녕하세요.

    궤도레버 한개만 작동할 경우는 아무 문제 없습니다.
    똑바로 직진 또는 후진하기 위해 두개를 동시에 작동하면 몸체가 멈추는거죠.

    제 추측에도 전압이 높아서 그런듯 합니다.
    아무튼 판매업자도 아니신데 테스트 해보신다니 감사할 따름입니다^^

    • Favicon of https://mindeater.tistory.com BlogIcon MindEater™ 2019.06.23 21:10 신고  address  modify / delete

      가변파워서플라이로 6V 대부터 전압을 높였을때 8.4V까지 이상없이 동작하네요.
      예전에 저도 그런 증상을 한 두번 겪을 적이 있어서 뭐라 단정지을 수는 없고,,
      제가 테스트 할 수 있는 것은 여기까지인 것 같습니다.

      이게 쉽지 않은 것이 무선통신부터 좌우 모터로 연결되는 부분까지 디버깅하기가 제 수준을 넘어서는 부분이라서요..ㅎ
      다만 69FA님께서 증상이 나오니 저보다는 좀더 시도해볼 수 있는 것이,,
      사용해보시면서 전압때문이라고 판정이되면 LM2596 모듈을 사서 7.2V로 강압해주면 될텐데 원하는 전압을 맞추려면 전압 테스터기가 있어야합니다.

      안타깝네요...^^;;

  6. 69FA 2019.06.25 11:00  address  modify / delete  reply

    안녕하세요.
    답변 주셔서 감사합니다.
    제가 전기전문가가 아니다 보니 이거저거 해보려면
    공부를 많이 해야할듯 합니다.
    일단 아쉬운대로 번들 배터리로 버텨야죠.
    어쨌든 많은 도움이 되었고 다시 한번 감사드립니다.