Úprava přijímače Lego 8884-1 pro větší napětí

Tento článek popisuje velmi jednoduchou úpravu kostky 8884-1 (verze 1). Podstata úpravy spočívá ve výměně původního H-můstku On Semiconductor/Sanyo LB1836M, který je poněkud zastaralý, za můstek Toshiba TB6612FNG. Jeden z hlavních cílů je umožnit přijímači pracovat s vyšším napětím baterií. Tedy aby bylo možné používat tříčlánkové modelářské baterie.
Můstek TB6612FNG připouští dlouhodobé pracovní napětí 13,5 V. To je pro naše potřeby dostatečné (tří článková baterie mají 3×4,2V=12,6V).
Nejprve jsem si myslel, že použiji nějaký hotový modul, který se prodává jako příslušenství k Arduinu. To se mi však neosvědčilo. Tyto moduly jsou příliš velké a nevejdou se do vnitřku kostky. Takže jsem si musel vyrobit vlastní modul, který není tak velký.

Modul se připojí pomocí drátků na místo původního čipu.
Nejprve je nutné odstranit původní čip. V praxi se mi osvědčilo se nesnažit čip zachránit. Prostě pomocí žiletkové pilky odříznu nožičky od vlastního pouzdra. Pak odpájím jednu nožičku po druhé.
Na modul si připájím drátky, kterým předem odizoluji a pocínuji konce. To je celkem dobrý zvyk, při vlastním pájení pak člověk nepotřebuje tolik prostoru. Drátky nenechávám moc dlouhé, stačí něco kolem 2 cm, aby se do kostky daly zavřít. Jedinou výjimku tvoří drát "Vcc" (u mne červený), který je dlouhý zhruba 3,5 cm.
Vývody připojíme podle následující tabulky. Pozor na vývod Vcc, který je u LB1836M připojen na napětí pr motor, zatímco na TB6612FNG je nutné jej zapojit na nízké napětí procesoru. To je přítomné na například vývodu 1 infra detektoru (blízko elektrolytického kondenzátoru 6.3V).

LB1836M	TB6612FNG	Poznámka
1 - Vcc	-	Nezapojovat (připojeno na VS)
2 - In1	AI1	Vstup A1
3 - Out1	AO1	Výstup A1
4 - VS	VM	Napětí pro motor
5 - Out2	AO2	Výstup A2
6 - In2	AI2	Vstup A2
7 - GND	(GND)	(Zem - zapojeno na 14)
8 - Vcont	-	Nepoužito
9 - In4	BI2	Vstup B2
10 - Out4	BO2	Výstup B2
11 - VS	(VM)	(Napětí pro motor - zapojeno na 4)
12 - Out3	BO1	Výstup B1
13 - In3	BI1	Vstup B1
14 - GND	GND	Zem
-	Vcc	Nutno zapojit na pin 1 infra detektoru

Nakonec jsem zajistil pomocí pásky bezpečnou izolaci mezi pouzdrem přepínače a novým modulem. Také na spodní straně, kde jsou drátky připájené na plošky po LM1836M jsem dal pro jistotu malý plátek pásky.
Vzniklé desky znovu vložíme do kostky a vyzkoušíme funkčnost. Je potřeba pracovat pečlivě a opatrně, v kostce není místa nazbyt.

V mém případě kostka fungovala správně, práce s výměnou zabrala zhruba dvě hodiny. Je velmi zřejmé, o kolik má nový obvod menší vnitřní odpor, takže se motory mnohem lépe rozbíhají.
Při použití modelářských tří článkových baterií pozor na jednu věc - servo 88004 není připraveno na napětí větší než 10V!

Fotografie

Download: TB6612FNG_gerber.zip gerber soubor pro výrobu desky u AllPCB nebo JLCpcb (max tloušťka 1mm).