Внешний литий-полимерный аккумулятор для Canon: надёжный блок питания в автономной фото-экспедиции


Li-Po аккумуляторный блок питания в полевых условиях и разобранный на компоненты: 1 - фотокамера, 2 - муляж аккумулятора, 3 - T-коннектор, 4 - силовой провод, 5 - Li-Po аккумулятор, 6 - самодельный чехол для аккумулятора с креплением на пояс.

Проблема

Есть ситуации, когда съёмка в экспедиции идёт долгое время и вдали от электророзетки. В таком случае ёмкости фирменного аккумулятора может не хватить на всю поездку. Проблему с электропитанием можно решить несколькими способами. Обычно люди покупают ещё один или два аккумулятора, но это в общем-то недёшево. Экономить и покупать поделки сторонних производителей рискованно: как показывает практика, их ёмкость, а также срок службы могут оказаться существенно ниже, чем у фирменной батареи. Вторая проблема – при съёмке при пониженных температурах и особенно в сильные морозы даже фирменные аккумуляторы теряют заряд слишком быстро. Покупка батарейного блока, в который можно поставить 2 фирменных аккумулятора, не спасает положение: всё равно температура аккумуляторов падает до температуры воздуха.
Кроме того, аккумуляторы быстро разряжаются при фотосъёмке в режиме LiveView, при видеозаписи, цейтраферной (таймлапс) съёмке и при съёмке на долгих выдержках.

Решение

Логичное решение – изготовить внешний блок питания большой ёмкости самостоятельно. Его можно поместить под одежду в тепло и снабдить аккумуляторами повышенной ёмкости. Как это сделать?
К счастью, производитель предусмотрел для этого всё необходимое. Во-первых, все зеркальные фотокамеры Canon имеют в корпусе специальное отверстие для провода к блоку питания от сети ~220 V, закрываемое плотной резиновой заглушкой. Во-вторых, камеры рассчитаны на использование литий-ионных аккумуляторов с номинальным напряжением 7.4 V. По электротехническим характеристикам они идентичны литий-полимерным (Li-Po) аккумуляторам высокой ёмкости (см. wiki), которыми пользуются моделисты. Конечно, их физические размеры не позволяют разместить аккумулятор в камере, но это не проблема – мы подключим его к камере проводом! В батарейном отсеке камеры за подключение аккумулятора отвечают только две группы контактов (+/–), и к ним необходимо подключить блок питания. Для этого можно либо использовать корпус уже имеющегося аккумулятора (например, неисправного), либо изготовить муляж фирменного аккумулятора с контактными площадками, расположенными на нужном месте.

        Схема Canon EOS 40D с отмеченным отверстием
        для провода адаптера переменного тока

Техника безопасности

Внимание: соблюдайте правила работы с литий-полимерными аккумуляторами и будьте внимательны при их зарядке! Игнорирование правил техники безопасности может привести к расплавлению, взрыву или возгоранию Li-Po аккумулятора, а в дальнейшем – к пожару!

Никогда не заряжайте литий-полимерный аккумулятор до выходного напряжения выше 4.23 V на банку (ячейку) и не разряжайте Li-Po аккумулятор до напряжения ниже 2.7 V на банку!
Выход значений напряжения за указанные рамки ведёт к выходу аккумулятора из строя. В общем случае внешний Li-Po аккумулятор нельзя заряжать от зарядника, прилагаемого в комплекте к фотокамере. Для зарядки аккумулятора используйте только его балансировочный разъём и только специальные зарядные устройства! Не оставляйте без присмотра заряжаемый аккумулятор!

Однако при правильном подходе литий-полимерные аккумуляторы – самые выгодные по цене и с точки зрения соотношения ёмкость/масса, ёмкость/габариты и прослужат не один год.

Сборка

Теперь к делу. Для сборки понадобятся: корпус аккумулятора или его муляж, силовой провод с двумя медными многожильными проводками внутри (2 метра), плавкий предохранитель на 2-5 А, T-коннектор, сигнализатор разряда аккумулятора (aka „пищалка Li-Po“), термоусадочные трубки диаметром 6 мм и 12 мм и, собственно, сам аккумулятор.


Комплектующие для сборки внешнего блока питания: 1 - сигнализатор разряда, 2 - T-коннектор, 3 - плавкий предохранитель, 4, 5 - корпус неисправного аккумулятора, 6 - Li-Po аккумулятор, 7 - силовой провод

Силовой провод нужно покупать такой, чтобы он обладал возможно низким сопротивлением. Каждый из двух проводков в его составе должен состоять из десятка тонких медных проволочек и быть покрыт своей изоляцией. Нельзя использовать провод, в котором каждая жила состоит только из одной проволоки. Этот тип провода предназначен для стационарной проводки, его прокладывают раз и навсегда, а при полевом использовании он очень быстро просто сломается.
Первоначально я хотел использовать в качестве силового витой провод, соединяющий трубку с телефонным аппаратом, и в результате первая версия сборки не работала: из-за большого сопротивления провода ток в цепи был очень малым, и фотоаппарат попросту не включался, хотя вольтметр показывал правильное значение напряжения.
Если у вас нет неработающего или испорченного аккумулятора, несложно изготовить муляж из дерева (как в моей версии) или другого непроводящего материала. Один из вариантов – пластика для лепки, на которой можно разместить контакты, сделать канавки для проводов и затем прогреть в печи для затвердевания.


Электрическая схема конструкции исключительно проста и приведена на рисунке выше. Литий-полимерные аккумуляторы, которые используют моделисты, могут длительное время отдавать ток, измеряемый десятками ампер. В силу этого нужно особо тщательно относиться к контактам муляжа и не допускать их короткого замыкания во время эксплуатации прибора. Чтобы не допустить пожара в случае повреждения цепи сразу за аккумулятором мы установили плавкий предохранитель. В общем случае его установка не обязательна и не влияет на функционирование схемы.


Инструменты и материалы, которые понадобятся для сборки внешнего блока питания

Инструменты и материалы, которые понадобятся, разложены на фото. Это (1) пинцет, (2) паяльник, (3) паяльная кислота, (4) канцелярский нож, (5) отвёртка, (6) термоусадочные трубки, (7) мультиметр, (8) канифоль, (9) оловяно-свинцовый припой, (10) кусачки и (11) круглогубцы.


Силовой провод помещён внутрь корпуса старого аккумулятора, проводки припаяны к новым контактам. После сборки блока питания аккумулятор нужно будет просто заклеить.

Сборка. В общем-то всё просто и понятно. К контактам на одном конце кабеля припаиваем контакты муляжа аккумулятора. В качестве контактов мы использовали либо жестяные полоски шириной 3 мм, либо жёсткий провод 1 мм, уложенный в канавки корпуса старого аккумулятора. Для более надёжного контакта в каждую канавку поместили по 2 параллельных проводника.
Далее надеваем на провод небольшой отрезок 6 мм термоусадочной трубки, т.к. потом одеть её будет невозможно. У свободного конца провода убираем изоляцию на протяжении 6 см и вырезаем из одного провода фрагмент ≈3 см. Впаиваем в это место торец предохранителя, с другого торца подпаиваем отрезок провода, чтобы в итоге оба конца силового провода были одинаковой длины. Провод с впаянным предохранителем можно закрыть тонкой термоусадочной трубкой. Далее их нужно подпаять к коротким контактам T-коннектора, обязательно учитывая полярность. Теперь пора сдвинуть термоусадочную трубку с середины провода к месту пайки и усадить её, после чего закрыть всю пайку, включая T-коннектор, широкой термоусадочной трубкой и аккуратно усадить её. Мы пользовались „воздушным“ паяльником паяльной станции, но можно с осторожностью воспользоваться горячим воздухом от пламени зажигалки.


Δ∇  Этапы сборки внешнего блока питания для фотокамеры

Готово! Теперь, проверив полярность контактов сборки и напряжение, можно подключить конструкцию к фотокамере. К балансировочному разъёму при съёмке следует подключить индикатор разряда („пищалка Li-Po“), который предупредит фотографа о приближающемся разряде какой-либо из банок аккумулятора. Это нужно для того, чтобы не разряжать аккумулятор ниже порога необратимой деградации. Подключая индикатор разряда, совместите отрицательный полюс балансировочного разъёма аккумулятора (чёрный проводок) с самым левым контактом индикатора. Если раздаётся звук и индикатор показывает статус батареи или напряжение, то сборкой можно начинать пользоваться, если же ничего не происходит, попробуйте подключить „пищалку“ наоборот. Не бойтесь её испортить, устройство имеет защиту от неправильной полярности.


Готовая сборка второй версии. В этом более благовидном экземпляре мы разместили контакты на корпусе старого неисправного аккумулятора для фотокамеры, использовали аккумулятор большей ёмкости и в качестве индикатора разряда поставили более новое устройство с пищалкой и цифровым индикатором напряжения.

Преимущества и недостатки

 ёмкость в 3 раза больше ёмкости фирменного аккумулятора
 возможность съёмки при пониженных температурах
 возможность съёмки на очень долгих выдержках
 возможность долгой видеосъёмки
 существенно выгоднее „родных“ аккумуляторов (в 5–6 раз)
 провод может быть неудобен при съёмке
 бóльшие размеры аккумулятора
• необходимость соблюдения тех.безопасности при зарядке
 литий-полимерные аккумуляторы нельзя провозить в багажном отделении самолёта, только в ручной клади в салоне

Расчёт ресурса

Фирменные аккумуляторы Canon по спецификации производителя должны обеспечить съёмку 800 (850) кадров при +20°C или 640 (750) кадров при 0°C в фотокамере EOS 50D (EOS 5D MarkII). Учитывая независимость заряда Li-Po аккумулятора от температуры окружающей среды (если он находится под курткой при температуре тела), можно рассчитывать на 3000 (2000) снимков в любых условиях при использовании литий-полимерного аккумулятора 4250 mAh. Современные Li-Po аккумуляторы имеют ресурс около 500 циклов зарядки/разрядки, что даст возможность фотографировать в течение нескольких лет.

Цена решения

Литий-полимерный аккумулятор 7.4 V, 4250 mAh 1690 руб. Для сравнения: один фирменный аккумулятор Canon BP-511A 1390 mAh обойдётся примерно в 2400÷3500 руб., два – уже по меньшей мере в 4800 рублей. Аккумуляторы Canon LP-E6 стоят примерно столько же.
Силовой провод, 2 м 48 руб.
T-коннектор 29 руб.
Плавкий предохранитель 5 руб.
Термоусадочная трубка 70 руб./м
Зарядное устройство для Li-Po аккумуляторов 570 руб.
Индикатор разряда аккумулятора 349 руб.
Итого: 2761 руб.

Расчёт: ноябрь 2011, Санкт-Петербург. Подразумевается, что все необходимые для сборки инструменты уже имеются.


Кадры из последней поездки в Хибины (10 дней автономно, питание фотокамеры от внешнего аккумулятора)

Замечание 1: мой конкретный экземпляр зарядного устройства не отключает мгновенно питание по достижении максимального напряжения, поэтому я всегда контролирую на последней стадии зарядки напряжение на силовом разъёме вольтметром и отключаю зарядник вручную после того, как оно достигнет 8.46 V.

Замечание 2: звукоизлучатели на „пищалке Li-Po“ изначально рассчитаны для использования моделистами и поэтому слишком громкие, но их можно эффективно заглушить до приемлемого уровня, залив отверстия силиконовым герметиком :)

Удачных экспедиций!

Реализация: Александр Рюмин, Дмитрий Григорьев, Григорий Пожванов
Идея: Григорий Пожванов.

Автор благодарит Александра Рюмина за интерес и великолепную пайку элементов сборки, Дмитрия Григорьева за предоставленные для иллюстрирации статьи фотографии блока питания в полевых условиях и Александра Рюмина за работой; а также всех читателей за интерес к теме. Возможные вопросы не стесняйтесь задавать в комментариях.

Вы тоже можете или заказать у него сборку супер-аккумулятора.

Внешний литий-полимерный аккумулятор для Canon: надёжный блок питания в автономной фото-экспедиции: 3 комментария

  1. Добрый день.

    Спасибо за статью.

    Есть дополнение. В некоторых аккумуляторах, например серии NB-2LH (350d, 400d) есть третий контакт термодатчика. Вероятно, он имеется и у других аккумуляторов canon. Рекомендуется его через сопротивление 10 кОм завести на минусовой провод (-) батареи.
    Источник:
    http://club.foto.ru/forum/11/311141

    Например, при разборке батарейной ручки от Ansmann видно, что этот контакт так же заведен через аналогичное сопротивление на минусовой провод аккумулятора:
    http://s018.radikal.ru/i515/1405/4a/b401c74be14c.jpg

Добавить комментарий