Батарейки для квадрокоптера: виды, характеристики

Батарейки для квадрокоптера: виды, характеристики Квадрокоптеры
Содержание
  1. Что взять?
  2. Вес и габариты
  3. Виды зарядок
  4. Внутреннее сопротивление
  5. Выбор
  6. Ёмкостные характеристики
  7. Зарядное устройство
  8. Как заряжать аккумулятор квадрокоптера
  9. Как подобрать аккумулятор для квадрокоптера
  10. Какое зарядное устройство для квадрокоптера выбрать
  11. Маркировка характеристик на аккумуляторе для rc моделей
  12. Особенности выбора акб для квадрокоптера
  13. Отличия 18650 li-ion и li-pol аккумуляторов для квадрокоптеров
  14. Отрицательные качества
  15. Параметры зарядного устройства
  16. Правила безопасности при зарядке
  17. Преимущества li-ion 18650 аккумуляторов для квадрокоптеров
  18. Преимущества li-pol аккумуляторов для rc моделей
  19. Режим хранения для аккумулятора квадрокоптера
  20. Результат сравнения li-ion 18650 и li-pol аккумуляторов для дрона
  21. Рекомендации по выбору производителя аккумуляторов для квадрокоптеров
  22. Сага о коптерах, часть 4 / квадро и прочие коптеры / сообщество
  23. Соединение аккумуляторов
  24. Соединители и разъёмы
  25. Сравнение li-ion 18650 и li-pol аккумулятора для квадрокоптера
  26. Строение литий полимерной батарейки для квадракоптера
  27. Уровень токоотдачи
  28. Фирмы производители батареек для квадракоптера
  29. Ценные советы

Что взять?

Специальные зарядные устройства:

  • Бренд iSDT – большой выбор и разброс цен. Хорошее качество
  • Turnigy Accucel 6 – Дёшево и с мозгами. За 50 ватт хотят 38$
  • Turnigy Reaktor 300W – мощная, умная и безопасная зарядка за 130$
  • SkyRC Q200 – мощнейшая штука. По сути, 4 зарядника в одном (имеет 4 независимых канала, что позволяет заряжать все АКБ одновременно, даже с разными параметрами). Подойдёт для больших аккумуляторов. 240$

Вес и габариты

Ну тут всё просто. Если ты хочешь поменять аккумулятор на серийной дроне, то тебе нужно подобрать батарею так, чтобы она влезла в отсек для аккумулятора. При этом масса дрона с новым аккумом не должна превышать его максимальный взлётный вес.

Если же он нужен для самоделки, то снова нужно уложиться во взлётный вес (суммарная тяга всех двигателей), но на этот раз с солидным запасом. Естественно, чем больше запас мощности, тем лучше будут полётные характеристики дрона.

Установка аккумулятора вне отсека, или не по центру самоделки может привести к нарушению баланса, повышенному сопротивлению воздуха, да и банально повреждению батарейного блока.

Виды зарядок

Непрограммируемые — Обычные зарядки. Включил – заряжай. Самые простые, дешёвые и скучные.Умные – следят за параметрами и показывают их. К примеру температуру, вольтаж, внутреннее сопротивление, или параметры сборки.

Программируемые – для продвинутых юзеров. Так же могут показывать и учитывать кучу параметров, но ещё позволяют настройку процесса. Можно самому выставить количество ячеек, ток заряда, время, или даже настроить графики.

Внутреннее сопротивление

От внутреннего сопротивления зависит токоотдача, ёмкость и нагрев АКБ под нагрузкой. Оно зависит от двух факторов – температуры и старости.

Оптимальная температура работы LiPo ячейки находится в районе 40 градусов цельсия. Тогда сопротивление наименьшее. Функция зависимости является параболической, так что отклонение в любую сторону влечёт за собой увеличение сопротивления и падение ёмкости. (поэтому то твой телефон и садится на морозе)

Возраст АКБ тоже влияет. Как ты уже знаешь, стареть они начинают на заводе. Соответственно, чем старше банка, тем выше сопротивление. В итоге, в конце жизненного цикла, полностью заряженная батарея просто не сможет отдавать заряд, как бы ты не старался.

Выбор

Будем считать, что у тебя уже есть сборка, которую ты хочешь запитать. Если нет, то советую сначала заняться ей, и только потом выбирать аккумулятор. Как минимум, у тебя должны быть на примете двигатели. Ну и по традиции, чтобы сразу упростить себе жизнь и выбор аккумулятора, советую поэкспериментировать с калькулятором Ecalc.

В него тебе нужно забить все параметры, которые тебе уже известны (ну, или прикинуть). Далее можно с лёгкостью подставлять разные батарейные блоки (battery cell), и смотреть на прогноз. (Калькулятор показывает ориентировочные показатели, но их хватит, чтобы прикинуть результат).

Ну а начать статью стоит с небольшого пояснения. Мы будем рассматривать только литий-полимерные аккумуляторы (LiPo). На самом деле, никто не запрещает запитать сборку от тех же литий-ионных аккумуляторов, и даже NiCd или Ni-MH, но это будет уже не то. Если очень хочется, то механика работы у всех одинаковая. Различаются только параметры самих банок.

Ёмкостные характеристики

Ёмкость любой АКБ измеряется в мАч (миллиампер*час). Это ток, который может разрядить батарею за один час. К примеру батарею в 2000 мАч за час высосет потребитель на 2 ампера.

При подборе ёмкости батареи не стоит гнаться за топовыми показателями. С увеличением ёмкости увеличивается также вес и размер модуля. А так как зависимость времени полёта от ёмкости батареи является нелинейной функцией, то рано или поздно наступает тот момент, когда увеличение ёмкости уменьшает время полёта. Заветная точка равновесия находится примерно на 70 – 75% веса, от максимального веса коптера.

Например, если подъёмная сила равна 1000 грамм, а сам беспилотник, включая движки и прочую требуху весит 500 грамм, то аккумулятор стоит брать весом 200-250 грамм.

Зарядное устройство

Зарядка 1S банки ничего интересного из себя не представляет. Можно использовать шнур УСБ и ПК. А вот зарядка 2 S потребует специальную зарядную станцию. В ней должна иметься функция балансировки аккумуляторов.

И снова нюанс. Зарядка происходит в два этапа. На первом зарядник быстро загоняет примерно 90% ёмкости. После этого НУЖНО дождаться окончания заряда. Остальные 10%, это не просто заряд. Это балансировка.

После первого этапа ячейки заряжены абы как. После этого их напряжение балансируется слабым током. Этот процесс может занять больше времени чем первый, но его пропуск чреват плачевными последствиями. В лучшем случае быстрый износ ячеек, в худшем – уход одной из ячеек в глубокий разряд, и последующая утилизация.

Как заряжать аккумулятор квадрокоптера

Скажу сразу – нужно зарядное устройство с экраном и возможностью настройки параметров зарядки. Хотя бы самое дешевое из этого сегмента!

Заряжается LiPo аккумулятор квадрокоптера током 1С, для емкости 4000мАч это 4 Ампера, для 4200 – 4.2А, для 2800мАч – 2.8 Ампера и так далее. В этом случае зарядка длится около часа.

Зарядное устройство идущее в комплекте с квадрокоптером обычно имеет ток зарядки 0.5-0.8А. 

Вот оно – на переднем плане фотографии. Такой зарядник (он 0.8А) будет заряжать аккумулятор 2700 мАч (там же на фото) в течении 3 с четвертью часов! А если у вас 4 аккумулятора? 

К тому же, современные аккумуляторы можно заряжать повышенным током, на первой фото на AgaPower в правом нижнем углу написано “Change 1-2C (max 5C)” – это означает, что можно поставить не 4.2А, а 8.4А и зарядка будет длиться около 30 минут. В поле можно и 5С – 21А (если имеете зарядное устройство с таким током), тогда время зарядки будет около 12 минут!!!

Сравните 3 часа 20 минут и  12 минут на зарядку аккумулятора – есть разница? 🙂

Синий зарядник на фото выше имеет максимальный ток 5А, им заряжает 4200 за минут 40, к тому же он не дорогой и я имею их 2 штуки 🙂

Как подобрать аккумулятор для квадрокоптера

Первое, на что надо обратить внимание – размеры батарейного отсека вашего квадрокоптера!

Согласитесь, это весьма неприятно, если аккумулятор не влазит в корпус вашего квадрика.

Второе, на что стоит обратить свое внимание – вес аккумулятора!

Для примера посмотрим вес аккумуляторов с первой фотографии: Zippy весит 309 грамм, AgaPower 294 грамма. При этом у последнего емкость и токоотдача выше.

Если выбирать из этих двух – то AgaPower 

Токоотдача – желательно брать максимальную. Но, чем выше токоотдача – тем тяжелее и дороже аккумулятор. Так что балансируем между весом и токоотдачей.

Причина простая – из заявленной емкости 4200 в полете отдается около 3000 мАч. Чем дольше летаете тем ниже напряжение на аккумуляторе, при низком токопотреблении можно вытянуть практически все 4200, но квадрокоптер в полете кушает весьма прилично. Вот и получается, под нагрузкой аккумулятор имеет напряжение 10.2 вольта, а посадишь квадрокоптер – на нем 11 вольт.

Практика показывает – чем больше токоотдача аккумулятора, тем больше он сможет отдать без просадки напряжения и тем длиннее будет полет!

Разница между 25C, 30С и 35С при одинаковой емкости аккумуляторов одной фирмы может быть в 10-25 грамм и нескольких долларах цены. Размеры при этом могут быть одинаковы. Так что имеет смысл пожертвовать деньгами и небольшим весом, но получить возможность продержаться в воздухе не 18, а 22 минуты. При таком подходе 4 минуты – это на четверть полетного времени дольше!

Смотрите про коптеры:  Чит-коды GTA: San Andreas на PC (компьютер)

Какое зарядное устройство для квадрокоптера выбрать

Я дам ссылки на те устройства, которые есть сейчас в продаже, а так же поясню их преимущества.

iMax – достаточно известная фирма, 6 лет назад подобный зарядник стоил около 200$, сейчас около 33$. Позволяет заряжать аккумуляторы током до 5А, подключается как к розетке (100-240 Вольт), так и к внешнему питанию 10-30 Вольт (аккумулятор автомобиля в поле).

OCDAY DP6 180W 16A – зарядник требует внешнего питания 10-30 Вольт, удобен в поле, в домашних условиях требуется источник питания (я использую БП от старого компьютера). Максимальный ток зарядки 16 Ампер.

Skyrc SK-100078 RacingStar RS16 – питание  11-18 Вольт, максимальный ток 16 Ампер. 

Маркировка характеристик на аккумуляторе для rc моделей

Для правильного выбора аккумулятора для RC моделей ниже описаны характеристики акб и соответствующая им маркировка, наносимая на корпус батареи.

  1. Напряжение.
  2. Максимальный ток отдачи.
  3. Номинальная емкость.
  4. Структура сборки.
  • Напряжение измеряется в Вольтах и на элементах обозначается числом с символом “В” (вольт) или “V” (Volt). Напряжение, необходимое для работы квадрокоптера или RC модели, определяется используемыми моторами и платой управления. 
  • Максимальный ток отдачи батареи измеряется в Амперах (А) или миллиамперах (мА), в зарубежном обозначении mA или A. Максимальный ток акб должен быть выше суммарного тока, потребляемого всеми вместе двигателями на максимальной мощности. Ток остальной электроники очень мал, в сравнении с этим значением. Максимальный ток обозначается на корпусе батареи числом с буквой “С”. Это означает, что ток численно равен емкости, умноженной на число перед символом “С”. Например, обозначение 15С на аккумуляторной батарее с емкостью 900 mAh показывает, что акб может отдавать ток 15*900=13500 мА, то есть 13.5 Ампер.
  • Емкость аккумулятора показывает, как долго батарея может отдавать номинальный ток. Емкость измеряется в миллиАмпер*часах (мАч) или Ампер*часах (Ач), в зарубежном написании mAh или Ah. Чем выше емкость, тем дольше от одной зарядки может работать квадрокоптер или любая другая RC модель. 
  • Структура аккумуляторной сборки записывается в формате xSyP, где x и y – числовые значения. S (Serial) – означает последовательное включение элементов (ячеек) батареи, а P (Parallel) – параллельное. Таким образом, запись 3S2P означает батарею из трех последовательно соединенных групп ячеек, в каждой из которых по два элемента включено параллельно. При последовательном включении аккумуляторных элементов суммируется напряжение, при параллельном – суммируется ток. Если ячейки включатся только последовательно (без параллельного включения), то надпись 1P может исключаться.

Особенности выбора акб для квадрокоптера

Оптимальный выбор аккумулятора для квадрокоптера – аккумуляторная батарея типа LiPo/LiPol. В числе ее главных достоинств:

  1. возможность применения в широком диапазоне температур;
  2. малый процент саморазряда;
  3. незначительный перепад напряжения при разрядке;
  4. отсутствие «эффекта памяти»;
  5. сочетание высокой энергоемкости и небольшой массы, играющее весомую роль при запуске квадрокоптеров.аккумулятор для квадрокоптера фото

Структура LiPo батареи бывает 2-баночной (2S), 3-баночной (3S) и т.д. От количества последовательно соединенных ячеек в батарее зависит выходное напряжение. При 1-баночной структуре выходное напряжение равно 3,7 В, при структуре 2S – 7,4 В, при 3S – 11,1 В.

От значения выходного напряжения зависит максимальная скорость вращения двигателей, установленных на беспилотнике, и скорость его полета. Но при этом важно помнить, что бортовая электроника квадрокоптера имеет верхний предел питающего напряжения, и превышать его нельзя.

Отличия 18650 li-ion и li-pol аккумуляторов для квадрокоптеров

18650 Li-Ion и Li-Pol аккумуляторы, применяемые для квадрокоптеров и RC моделей, в своей основе имеют одну и ту же литий-ионную технологию. То есть, по сути литий-полимерный аккумуляторный элемент является всего-лишь разновидностью литий-ионного. 

Основное отличие литий-ионных и литий полимерных аккумуляторов для RC моделей:

  • в 18650 Li-Ion элементе пластины положительного и отрицательного электрода скручены в рулон, 
  • в Li-Pol сборках эти пластины могут принимать любую форму, благодаря полимерному электролиту.

Поэтому Li-Pol аккумуляторы можно делать любой формы, в том числе очень плоскими, что позволяет лучше заполнить объем аккумуляторного отсека квадрокоптера или любой другой радиоуправляемой RC модели.

Отрицательные качества

  1. Дороговизна.
  2. Быстро происходит процесс старения. Он начинается еще на производстве. Из-за окисления электролита он постоянно теряет свою энергетическую емкость. Поэтому внутреннее сопротивление возрастает, и он быстро выходит из строя.
  3. Очень пожара опасен. В момент механического повреждения пластины лития соприкасаются и происходит замыкание. Которое в свою очередь вызывает воспламенение.

Параметры зарядного устройства

Максимальный ток – нужно 1С. Высчитывается просто. Например нужно зарядить модуль на 3000 мАч. 3000*1 =3000 мА=3 А. Нужна станция на 3 ампера.

Мощность – измеряется в ваттах. Ватт = вольт * ампер. Чтобы зарядить сборку 3s (11.1В) током 3A нужно зарядное устройство мощностью 33 Ватт. Это минимальное значение. Смело можно и нужно брать больше. Вдруг разживёшься второй АКБ, и понадобится 66 ватт.

Полезные функции:

  • Индикатор заряда
  • Измерение напряжения
  • Защита от перегрева
  • Вольтметр

Правила безопасности при зарядке

Во-первых, заряжать под присмотром. Не уходи из дома, пока батареи заряжаются, не оставляй их на ночь. Это обусловлено тем, что дешёвые зарядники и не пойми какие аккумы являются гремучей смесью, и ты не знаешь, встретятся они у тебя в дома, или нет.

Во-вторых, быстрая зарядка не про них. (снова из за сомнительного качества). Не пытайся заряжать большими токами. Нормальная скорость зарядки, это 1C.

В-третьих, не заряжай холодные и горячие аккумы. Вспоминаем про 40 градусов. Тут есть один нюанс. Если нагрузить ячейку с температурой -20 градусов, то она очень быстро нагреется до 60 и рванёт, а с 40 температура может подняться совсем чуть-чуть. Это связано с сопротивлением.

Ну и на последок, не советую использовать блоки питания с контактами. Или USB именно от компьютера, или зарядная станция (для сборок). Зарядка от УСБ компьютера практически безопасна, из-за маленького тока, а от блока питания, через тот же УСБ – совершенно не предсказуема.

Преимущества li-ion 18650 аккумуляторов для квадрокоптеров

Li-Ion 18650 аккумуляторы перед Li-Pol батареями имеют следующие преимущества для квадрокоптеров :

  1. Большая удельная емкость.
  2. Больший разрядный ток.
  • Литий-ионные аккумуляторные батареи 18650 Li-Ion имеют большую удельную емкость в пересчете на единицу веса. Это очень важное преимущество, так позволяет взять на борт батарею большей емкости при том же взлетном весе. 
  • Больший разрядный ток Li-Ion 18650 аккумуляторов позволяет использовать мощные двигатели и не бояться перегрузки акб при резкой “подаче газа”.

Несмотря на явные преимущества современных литий-ионных 18650 акб для применения в квадрокоптерах, батарею приходится собирать самостоятельно из отдельных Li-Ion ячеек.

Преимущества li-pol аккумуляторов для rc моделей

Литий-полимерные Li-Pol аккумуляторы для RC моделей с радиоуправлением имеют следующие преимущества:

  1. Снабжены двумя разъемами.
  2. Прямоугольный формат элементов.
  3. Входят в заводскую комплектацию RC моделей.

Li-Pol аккумуляторные сборки изначально имеют два разъема для RC моделей: силовой XT или Т-коннектор для подключения питания и балансировочный JST-XH, используемый для контроля равномерности заряда ячеек батареи. 

Прямоугольный формат Li-Pol акб позволяет полнее использовать пространство отсека для батареи. Именно литий-полимерными аккумуляторами комплектуются с завода серийные радиоуправляемые модели RC.

Режим хранения для аккумулятора квадрокоптера

Полностью заряженный LiPo аккумулятор теряет свои свойства! Разряженный тоже, но медленнее. Хранить надо при напряжении 3,85 Вольта на элемент.

Забытый на месяц заряженный LiPo аккумулятор может потерять или снизить токоотдачу, а может и вовсе помереть.

Компютеризированные зарядные устройства (с экраном) имеют специальный режим Storage – в этом режиме аккумулятор дозаряжается или разряжается до напряжения хранения.

Результат сравнения li-ion 18650 и li-pol аккумуляторов для дрона

Результат сравнения Li-Ion и Li-Pol аккумуляторов для дрона получился следующим:

Литий-ионный акб 18650 Sony VTC5A имеет:

  • емкость на 25% выше,
  • ток отдачи на 17% больше.
  • вес на 13% меньше.
  • объем на 20-50% больше.

Вывод: для дронов и квадрокоптеров, в частности, выгоднее использовать Li-Ion 18650 аккумуляторы во всех случаях, когда хватает места для их размещения. К тому же, литий-марганцевые 18650 аккумуляторные батареи не склонны с самовозгоранию при превышении тока, перегреве или перезаряде, в отличие от литий-полимерных.

Смотрите про коптеры:  Купить мини квадрокоптер в Москве | Маленькие дроны в магазине База Дронов

Рекомендации по выбору производителя аккумуляторов для квадрокоптеров

При выборе Li-Ion 18650 аккумуляторов для квадрокоптеров рекомендуем акб следующих производителей:

  1. LG.
  2. Sony.
  3. Samsung.

При выборе Li-Pol аккумуляторов для небольших RC моделей квадрокоптеров или вертолетов рекомендуем акб отечественного производителя Robiton.

Купить аккумулятор для квадрокоптера, дрона или машинки на радиоуправлении  с доставкой в ваш город Вы можете в нашем интернет-магазине “Вольта”. На онлайн витрине представлен большой выбор аккумуляторных батареек для RC моделей по выгодной цене. В нашем интернет-магазине предлагаются только лучшие Li-Ion 18650 акб и Li-Pol сборки ведущих производителей:

Sony, Samsung, LG, Panasonic, Fenix, Robiton, A123 Systems. Выбрать и купить аккумулятор для коптера с необходимыми характеристиками очень легко, используя точные описания и фотографии для каждой модели акб.

Сага о коптерах, часть 4 / квадро и прочие коптеры / сообщество

Батарейки для квадрокоптера: виды, характеристики

Это часть четвертая.

Первая часть.
Вторая часть.
Третья часть.

В этой статье я постараюсь описать подбор аккумуляторов для квада, а также всякие мелочи, типа выбора коннекторов и проводов для коптера.
Выбор аккумулятора — еще один очень важный шаг, ошибка в котором ведет к невозможности получить приемлемое время полета, а также, в особо тяжких случаях (как у меня 🙂 — неожиданный краш. Обычно в коптерах используют литий-полимерные аккумуляторы (LiPo), обладающие в настоящий момент наибольшим коэффициентом емкость/масса и при этом приемлемой ценой.
В радио-пультах используют как LiPo аккумуляторы, так и другие, например, литий-железо-фосфатные аккумуляторы (LiFePo4). Использование последних в пультах — наиболее удачное решение, т.к. данный вид аккумуляторов имеет высокую емкость и, в отличии от LiPo, морозоустойчивость.

Для выбора аккумулятора необходимо сначала выбрать двигатели, регуляторы, пропеллеры и раму, т.к. именно от них будет зависеть:
1. Необходимое напряжение
2. Максимальное энергопотребление

Напряжение аккумулятора
Необходимое напряжение напрямую зависит от выбранных двигателей и регуляторов, т.к. остальные компоненты (полетный контроллер и приемник в минимальном варианте) все равно питаются от отдельных источников (ВЕС). В характеристиках двигателей и регуляторов указывается максимальное напряжение питания.
Для литиевых аккумуляторов напряжение обычно измеряется в количестве банок в батарее. Одна банка (обозначается 1s) литий-полимерного аккумулятора дает примерно 3.7В. Более подробно про все это можно почитать тут.
Для коптеров применяются аккумуляторы от 2s (7.4В), причем для более тяжелых берут с бОльшим напряжением, начиная с 3s (11.1В). Причина тут проста — уменьшить ток, т.к. пиковые токи потребления нескольких мощных двигателей могут потребовать нетривиальных решений в проводке (толстенные и тяжелые провода) и других узлах коптера, а также бешенной токоотдачи аккумуляторов. Я использую 3s, пробовал 4s, но «пожадничал» и купил сразу 5000мАч — он попался очень громоздкий и тяжелый (600грамм!!!), не получилось прикрепить его к коптеру так, чтобы он нигде не выпирал, не мешался и не перевешивал квад в какую-либо сторону. Квад с ним летает как раненая беременная корова, вобщем в итоге от него отказался после пары крашей. На текущий момент оптимальным для себя считаю 3s, 5000мАч, 30С, его вес примерно 350 грамм.
В полете очень важно контролировать напряжение аккумулятора, т.к. при глубокой разрядке можно убить батарею полностью или частично. Для контроля есть несколько способов:
1. Пищалка нацепляемая на балансировочный разъем, — самый дешевый способ. Тут важно услышать сигнал, поэтому на системах FPV практически не применяется. Я использую подобную, наверное, буду делать сам такую с повышенной мощностью пищания.
2. Система телеметрии, передающая на землю полетные параметры в том числе напряжение. Самый лучший, но и самый дорогой способ. Самое то для систем FPV и им подобных. Я заказал вот такой телеметрийный комплект, но он пока еще не пришел. Тут проблема в том, что эту телеметрию еще и выводить куда-то нужно, и анализировать хотя-бы на упавшее напряжение, а еще лучше, чтобы время полетное рассчитывалось автоматом.
3. Система автопосадки коптера, если ее поддерживает пилотный контроллер. Применять нужно с умом, иначе коптер сядет куда-то не туда (в лес, в озеро, кому-то на голову и т.п.). Я у себя ее отключил, т.к. я лучше испорчу батарею, чем потеряю коптер или причиню какой-либо ущерб кому-то.
Обозначения
Токоотдача аккумулятора
Особое внимание при выборе аккумулятора нужно обратить на отдаваемый им ток, который измеряется как произведение коэффициента на емкость аккумулятора и обозначается «C». Т.е. если у вас есть аккумулятор на 2500мАч (2.5Ач) и на нем указан ток 20С, это обозначает, что он может отдавать непрерывно (constant) ток 20*2.5 = 50А до истощения емкости. Также на аккумуляторах обычно указывают пиковый ток — максимальный кратковременно (до 10 сек) отдаваемый ток без разрушения аккумулятора (burst). Если этого параметра на аккумуляторе нет, нужно смотреть его на сайте производителя (продавца).
Подсчитать на какой ток необходимо покупать аккумуляторы для коптера достаточно просто: нужно взять ток потребления двигателя и умножить его на их количество. Для моего коптера ток двигателей 15А, пиковый 18А, их в коптере 4 шт., значит получаем 60А, а в пике — до 72А (кстати, на эти токи подбираются также и регуляторы двигателей). При этом потребление остальных устройств коптера (мозги, приемник) можно не учитывать, т.к. они внесут в эти рассчеты очень небольшое дополнение. Таким образом, получается, что для моего коптера при выборе, например, аккумулятора емкостью 4000мАч, он должен обеспечивать не менее 60А токоотдачи, получаем 60/4=15С, а пиковый ток 72/4=18С. Лучше брать аккумулятор с запасом, особенно в холодное время года. Я брал на 20С, а также на 35С. Так вот, в холодную погоду нормально летать на 20С не получается, т.к. в моменты больших нагрузок (быстрый взлет, например) напряжение просаживается, срабатывает защита и… коптер плавно плюхается в снег где-нибудь далеко в поле. На 35С таких проблем не наблюдается.
Казалось бы — возьми самый могучий аккумулятор и не парься. Ан нет! Тут вступают в силу два других фактора: вес и цена. Правила такие: чем больше «С» — тем больше вес и чем больше «С» — тем больше цена. Вес напрямую влияет на длительность полета, а учитывая, что общий взлетный вес коптера не очень большой, то можно поставить емкий и дорогой аккумулятор, но при этом не останется возможности навесить на коптер что-либо еще, например, камеру и т.п.

Подключение
В связи с большими токами и необходимостью обеспечения высокой надежности при подключении аккумуляторов встают вопросы выбора правильных проводов и разъемов. Я с удивлением обнаружил, что у нас купить нужные провода практически нереально. В магазинах моделистов можно купить в очень ограниченном ассортименте и задорого, а в других — их просто нет. О чем я говорю — о мягких многожильных силиконовых проводах. Например, выводы аккумулятора на приведенной выше фотографии как раз из такого провода (чтобы понять о чем я говорю, нужно хотя бы один раз их пощупать и попаять 🙂 Я пробовал применить другие, брал и в автомузыке и в электрике, но это все не то — они жесткие и на морозе не гнутся, вызывая ненужные натяжения и не давая подключить аккумулятор правильно. Кто и где их берет???
Мне пришлось заказывать на ebay, взял всяких диаметров вот у этого продавца, например, для силовых цепей(от аккумулятора к разветвителю на регуляторы двигателей) вот такие.
Провода есть, теперь нужно подумать о разъемах. Их превеликое множество, но для применения в моделях не так и много. Я использовал вот такие.
Батарейки для квадрокоптера: виды, характеристики
Все приходящие аккумуляторы сразу снабжаю ими. При выборе обратите внимание на три вещи:
1. Ток, на который рассчитаны разъемы.
2. Надежность соединения — разъем не должен выпасть от вибраций!
3. Возможность легко отсоединить — в поле не очень хочется долго копаться или применять специальный инструмент для отсоединения заупрямившегося разъема.
При запайке всегда используйте разъем «мама» на стороне аккумулятора, так, чтобы на нем не было рядом расположенных оголенных штырей. Это исключает опасность случайно их замкнуть при транспортировке, например, отверткой. Все штыри — со стороны потребителей!
Для подсоединения регуляторов двигателей я применял вот такие разъемы. В принципе, если коптер собирается на металлической раме, все остальные соединения можно припаять — надежнее будет. Для многих моделей рам предусмотрены специальные распределительные платы, к которым припаиваются все провода от регуляторов, мозгов и т.п. Единственные провода с разъемами в таком случае — от аккумулятора. Это, как мне кажется, наиболее правильный вариант как по надежности, так и по эстетике — не люблю, когда торчит все в разные стороны.

Смотрите про коптеры:  Чертежи ЛМ-16 — FPV самолета из потолочки | Записки Механика

Еще пару слов про транспортировку и хранение аккумуляторов. Литиевые аккумуляторы большой емкости требуют бережного обращения, т.к. в случае замыкания, протыкания, перегрева при перезаряде и т.п. могут загореться, а то и взорваться. При этом потушить их крайне проблематично — от воды они только сильнее горят. Поэтому я купил специальный противопожарный пакет (мешок). Рекомендую всем что-либо подобное. Правда, мне попался гигантских размеров, лучше было бы взять несколько поменьше.
В этом вот мешке я и храню и вожу и заряжаю аккумуляторы. Чего и всем желаю 🙂

Пятая часть

Соединение аккумуляторов

У начинающих часто возникает вопрос – а можно ли соединять аккумуляторы между собой. Ответ – да, но есть нюансы.

Самое главное – для соединений используются одинаковые аккумуляторы, это важно! 

Первый вариант – параллельное соединение LiPo аккумуляторов.

Параллельное соединение LiPo используется для увеличения емкости, а значит и полетного времени. На фотографии выше – переходник для такого подключения аккумуляторов к квадрокоптеру.

Допустим вы имеете два LiPo акка 3S 2200 20С, при параллельном подсоединении вырастает их емкость и получается аккумулятор 3S 4400 20C.

Использовать надо именно одинаковые аккумуляторы, так как если один будет разряжаться сильнее, то возникнет эффект подзарядки слабого аккумулятора от более сильного, а ток зарядки тут не регулируется, слабый (или с меньшей емкостью) аккумулятор через десяток другой полетов может просто придти в негодность.

Последовательное соединение LiPo – используется для увеличения напряжения питания.

Обычно такое соединение используется для удешевления стоимости аккумуляторов. Как ни странно, два 3S аккумулятора зачастую дешевле, чем 6S той же емкости.

Если соединить два 3S 2200 20C последовательно, то получится аккумулятор 6S 2200 20C.

Наиболее часто такое соединение встречается у любителей радиоуправляемых вертолетов и на больших квадрокоптерах. Используются моторы с малым kv и соответственно большим напряжением. Повышая напряжение питания можно увеличить мощность, не увеличивая токи.

Если у вас есть вопросы по аккумуляторам или зарядным устройствам – задавайте их в комментариях, обязательно отвечу!

Обзор квадрокоптеров

Соединители и разъёмы

Количество проводов и их разъёмы зависят от сборки аккумуляторного блока. В 1S блоках не нужен балансировочный разъём, поэтому они имеют только один основной выход – силовой. Через него аккум подключается к плате, от которой ток уходит на полётные контроллеры и двигатели, или зарядному устройству.

Балансировочный провод нужен в сборках 2s и больше. Он используется только в режиме подзарядки, для того, чтобы уравнять уровень заряда в каждой из банок.

Сравнение li-ion 18650 и li-pol аккумулятора для квадрокоптера

Для сравнения возьмем две батареи аккумуляторов для квадрокоптера, Li-Ion и Li-Pol, с примерно одинаковыми параметрами:

  1. Li-Pol – Robiton LP-STT3-2000 Lipo 11.1 В 2000 мАч. 
  2. 3S1P из ячеек Li-Ion 18650 – Sony US 18650 VTC5A 35A 2600mAh.

Сравним их по трем параметрам:

  1. Напряжение.
  2. Емкость.
  3. Ток отдачи.
  4. Вес.
  5. Габариты.
  • Напряжение обоих аккумуляторных сборок одинаковое и составляет 11.1 Вольта.
  • Емкость сборки 3S1P из трех ячеек 18650 Li-Ion аккумуляторов – 2500 мАч, у Li-Pol сборки – 2000 мАч.
  • Ток отдачи сборки из Li-Ion 18650 Sony VTC5A  – 35 А. Ток Li-Pol батареи 15*2000 = 30000 мА = 30 А.
  • Вес трех Li-Ion акб составляет 44*3= 132 грамма, а с учетом соединений и разъемов вес 3S1P – 142 грамма. Вес Li-Pol сборки 160 граммов.
  • Габариты Li-Pol аккумулятора для квадрокоптера 1.38×1.8×16.5 см, объем 41 куб см. Размеры одной ячейки 18650 Li-Ion – диаметр 18 мм, длина 65 мм. Объем трех 18650 акб –  16.5×3 = 49.5 куб см, а если эти цилиндрические ячейки сложить в плоскую батарею для квадрокоптера, то 63 куб см.

Строение литий полимерной батарейки для квадракоптера

Состав АКБ представляет из себя несколько последовательно соединенных частей. Такое устройство требуется для получения определенного тока. В результате емкость не меняется, а ток возрастает. В одном блоке имеется несколько банок которые обозначаются буквенным индексом S или serial.

Существует параллельное и последовательное соединение блоков в одно целое. Параллельный контакт хорошо увеличивает емкость. Чтобы сделать 2000 mAh, достаточно соедините 2 блока емкостью по 1000 mAh.

Буквенным индексом «P» маркируется количество параллельных блоков.

Это говорит о том, что если батарейка для квадрокоптера именуется как «1500 2s3p», то это сборка из 6-и банок емкостью в 500 mAh 3.7 вольт. В сумме они выдадут порядка 1500 mAh и 7.4 V.

Уровень токоотдачи

Токоотдача обозначается буквой С. Один из важнейших параметров. Этот параметр отражает допустимую скорость разряда. Обратное значение этого параметра отражает минимальное время, за которое аккумулятор может разрядится без ущерба для себя. Например, имея значение 10С АКБ может разрядится за 1/10 часа, то есть за 6 минут.

Помнишь про перегрев и взрывоопасность? Если разряжать аккум быстрее, чем можно, то он будет нагреваться, и в итоге может рвануть или умереть (в лучшем случае). В то же время батареи с высоким показателем С имеют больший вес, а значит разрядятся быстрее. Нужно выбирать точно, без запаса.

Чтобы определить нужную величину, нужно знать потребление системы. Суммарное потребление электронных систем, как правило, незначительно, и им можно пренебречь. (Но лучше проверь свет и видеокамеру. Контроллер точно можно не учитывать).

Фирмы производители батареек для квадракоптера

Перечислим самые основные бренды компаний.

  • Thunder power и Kokam эти две компании являются лидерами рынка. Первые изготавливают АКБ для средних моделей, а вторые для легких.
  • Turnigy Graphene компания которая производит хорошие батареи для квадракоптера по низкой цене, но с высоким весом.
  • Zippy Compact – вполне хорошие АКБ.
  • B-Grade – имеют низкую стоимость и подходят для начальных полетов.
  • Turnigy nano-tech – элементы питания этой компании являются высокого качества.

Ценные советы

  • Когда приземляться?
    Оставляй примерно 20 процентов заряда. Это сэкономит срок службы АКБ точно не даст твоему летательному аппарату внезапно разбиться.
  • Как хранить и перевозить аккумы?
    Так, чтобы их было невозможно повредить механически. В интернетах советуют ведро с песком, но я бы не гипертрофировал и остановился на заматывании в тряпочку при перевозке. Хранить нужно при комнатной температуре. В идеале, купить для всего этого огнеупорный пакет (Safe bag).
  • А что же такое огнеупорный пакет (Safe bag)?
    А это специальный пакетик, которые призван сдержать любой ад, который может устроить в нём аккумулятор. Крайне полезная вещь. Они бывают разных форматов, цен и качества. Можно смело заказывать в китае на сдачу. Оно того стоит.
  • Что делать с переразряженными аккумуляторами?
    Мне жаль тебя расстраивать, но они мертвы… крепись. Литий-полимерные аккумы вообще не терпят переразряд. Остаётся только нести в переработку. Те же литий-ионные можно попытаться оживить очень слабыми токами, но тут нужно специальное оборудование.
  • Как и когда утилизировать?
    Когда поймёшь, что он тебе не нужен. У тебя в городе должны быть специальные урны (как правило в госучреждениях и больших магазинах), куда можно отнести старые аккумуляторы. Не выбрасывай в обычные мусорки! Перед утилизацией желательно его разрядить слабой нагрузкой, но если нечем, то и так сойдёт.
  • Раскачка аккумов
    Первые несколько циклов желательно проделать от 0 до 100. Полностью заряжаешь АКБ, а потом высаживаешь его до отказа. Проделать раза 3. Это продлит срок службы и «растянет» ёмкость.

Как и ожидалось, тема не очень сложная, но с кучей нюансов. Здесь главное найти баланс, и не забывать про технику безопасности. Изделие крайне непредсказуемое, особенно если ты последовал зову сердца, и взял у непонятного Китайца.

Оцените статью
Радиокоптер.ру
Добавить комментарий

Adblock
detector