Аккумулятор для квадрокоптера описание

Как выбрать аккумулятор для квадрокоптера.

Аккумуляторная батарея является одним из важнейших элементов любого летательного аппарата, работающего на электричестве. Именно бортовая АКБ обеспечивает энергией все системы мультикоптера, от нее зависит и продолжительность полета. Основными критериями, определяющими выбор той или иной АКБ, является емкость, токоотдача, внутренняя структура батареи, вес и габариты.

Чаще всего на RC беспилотники устанавливают литий-полимерные (LiPo) аккумуляторы, обладающие значительным структурным разнообразием, достаточно высокой плотностью энергии и большой скоростью разряда при относительно малых размерах и весе. К достоинствам LiPo аккумуляторов можно также отнести отсутствие эффекта памяти, малые токи утечки и широкий диапазон рабочих температур. Из недостатков выделим не слишком большое число рабочих циклов (800-900) и значительную опасность возгорания при перегреве или перезарядке.

Вес и габариты АКБ

При выборе аккумуляторной батареи нужно исходить из параметров самого летательного аппарата. Если вы хотите поменять АКБ на серийном изделии, то габариты батареи должны вписываться в габариты аккумуляторного отсека квадрокоптера. При этом масса беспилотника с обновленной батареей не должна превышать его максимальный взлетный вес. Невыполнение этих требований ведет к перегреву и выходу из строя элементов винтомоторной группы или к установке АКБ вне аккумуляторного отсека. Последнее может нарушить центровку машины, снизить ее управляемость и повысить лобовое сопротивление. Увеличивается и риск нарушения целостности аккумулятора при столкновениях с препятствиями или падениях.

Структура LiPo аккумулятора

Еще одним важным решением является выбор структуры АКБ. Напомним, что LiPo аккумулятор состоит из одной или нескольких ячеек (иногда их называют банками), соединенных последовательно. Каждый структурный элемент обеспечивает номинальное напряжение 3,7 В. Узнать о количестве ячеек (то есть о выходном напряжении всей АКБ) можно по цифровому индексу, нанесенному на корпус батареи перед буквой S. Например, надпись 1S указывает на однобаночную структуру АКБ и выходное напряжение 3,7 В. Обозначения 2S или 3S говорят о наличии двух или трех ячеек и выходном напряжении 7,4 или 11,1 В соответственно.

Уровень выходного напряжения напрямую влияет на предельную скорость вращения установленных на коптере электромоторов. Напомним, что важнейшим параметром электродвигателя является зависимость скорости вращения его вала от питающего напряжения (без нагрузки). Этот параметр называется KV и измеряется в оборотах на вольт. При прочих равных условиях, чем больше выходное напряжение батареи, тем выше предельная скорость вращения несущих винтов квадрокоптера, а значит и скорость всего воздушного судна. Двигатели с высоким KV устанавливают на скоростные машины. Они способны обеспечить необходимую моделям гоночного класса высокую динамику полета без применения сложной (и тяжелой) АКБ. Если выбор делается в пользу продолжительности и плавности полета, то используются двигатели с меньшим KV. Они могут потребовать от бортового аккумулятора несколько большего выходного напряжения. Отметим, что продолжительность пребывания квадрокоптера в воздухе возрастает не за счет увеличения емкости полетной батареи, а за счет снижения уровня выходного тока при выполнении аналогичного объема работ.

Необходимо иметь в виду, что двигатели, ESC и другая бортовая электроника имеют верхний предел питающего напряжения, который не должен нарушаться структурой выбранной пользователем АКБ.

Уровень токоотдачи

Токоотдача отражена на корпусе АКБ в виде индекса, стоящего перед буквой C. Этот параметр демонстрирует допустимую скорость разряда данного аккумулятора. Величина, обратная значению C, показывает минимальное время (выраженное в часах), за которое данная батарея может отдать всю свою энергию. Скажем, значение 20C указывает на то, что соответствующая АКБ может без ущерба для себя разрядиться за 1/20 часа или 3 минуты.

Скорость разряда является одним из самых важных, но часто упускаемым из виду факторов, влияющих на выбор аккумуляторной батареи. Слишком низкая токоотдача может привести к повреждению бортового аккумулятора, а батарея с излишне высоким индексом C является более тяжелой и способна ухудшить полетное время.

Чтобы определить оптимальные параметры батареи нужно знать сумму токов, потребляемых всеми системами летательного аппарата. Расчеты упрощает тот факт, что суммарное потребление электронных систем квадрокоптера пренебрежимо мало по сравнению с потреблением его силовой установки.

Допустим, на квадрокоптере установлены двигатели, каждому из которых необходим ток 15 А. Имеется батарея 5100 мАч 10C. Вопрос: подойдет ли она для данного БПЛА?

Суммарное потребление четырех двигателей равно 60 А. Выходной ток аккумуляторной батареи можно получить умножением емкости, выраженной в Ач, на числовой коэффициент C. Умножаем 5,1 Ач на 10, получаем 51 А. Вывод: батарею использовать нельзя.

Отметим, что батареи малой емкости обычно имеют более высокую скорость разряда.

Емкостные характеристики

Емкость LiPo АКБ определяется током, который может полностью разрядить аккумулятор за один час. Например, постоянный ток 1,3 А (или 1300 мА) способен за час истощить LiPo батарею емкостью 1300 мАч.

Изменение этого показателя в большую сторону может увеличить полетное время, но ведет к ухудшению весовых и габаритных характеристик самой аккумуляторной батареи. Отметим, что зависимость времени полета от емкости аккумулятора не является линейной функцией. Наступает момент, когда вес более мощной батареи становится помехой, останавливающей рост продолжительности полета или даже снижающей его.

В общем случае, можно порекомендовать выбирать аккумулятор, имеющий максимально возможную емкость при весовых характеристиках, позволяющих получить взлетный вес квадрокоптера на уровне 70-75% от максимального значения этого параметра.

Соединители

Все полетные батареи LiPo (за исключением аккумуляторов 1S и батарей, имеющих специальный дизайн) выпускаются с двумя наборами проводов и разъемов. Через силовой кабель выполняется подключение батареи к квадрокоптеру или силовому выходу зарядного устройства. Дополнительный балансировочный кабель используется только в режиме подзарядки и позволяет заряжать все ячейки аккумулятора равномерно.

Выбор соединителя для силового кабеля зависит от максимального выходного тока батареи. Наиболее популярными типами силовых разъемов являются XT30, XT60 и XT90, выдерживающие силу тока в 30, 60 и 90 A соответственно. В качестве соединителей для балансировочного кабеля обычно используются разъемы JST-XH.

Количество батарей

Производители некоторых премиальных квадрокоптеров устанавливают на свое изделие две одинаковые аккумуляторные батареи, соединенные параллельно. При создании собственных моделей аналогичным образом могут поступать и любители.

У такого подхода есть свои плюсы и минусы. Во-первых, дублирование источника питания повышает надежность всего летательного аппарата. Во-вторых, увеличивается общая емкость двойной АКБ. Кроме того, параллельная зарядка двух батарей уменьшает время подготовки к полету. В то же время, применение двух батарей чревато превышением допустимого взлетного веса и увеличением расходов на приобретение дополнительного оборудования.

Бренды

Очень хорошую репутацию среди пользователей завоевали аккумуляторные батареи Kokam, Thunder Power, Gens Ace, Turnigy и Zippy.

• Лидерами продаж являются аккумуляторы Kokam и Thunder Power. Первые из них устанавливаются на легкие квадрокоптеры, а вторые – на средние и большие летательные аппараты. Такое распределение обусловлено номенклатурой выпускаемых АКБ.
• С точки зрения производительности и качества одним из лучших является бренд Gens Ace. Единственным недостатком этих аккумуляторов является их сравнительно высокая цена.
• Жизненный цикл аккумуляторов Turnigy не столь продолжителен, как у Gens Ace. Популярность Turnigy базируется на хороших качественных показателях при относительно низкой стоимости. Кроме того, под этим брендом выпускаются довольно хорошие зарядные устройства.
• Батареи Zippy показывают очень хорошее соотношение цены и качества. Этот один из самых дешевых брендов вполне справляется с поставленными перед ним задачами, демонстрируя при этом неплохую производительность и долговечность. АКБ Zippy можно порекомендовать новичкам или создателям бюджетных квадрокоптеров.

Надеемся мы помогли вам разобраться в характеристиках АКБ и вы сделаете правильный выбор.

Будем благодарны вам, если поделитесь с друзьями:

Вас приветствует команда mykvadrocopter.ru! Наше хобби — дроны. Здесь мы описываем их модели, характеристики, делимся новостями и выкладываем инструкции по применению. Вступайте в наше сообщество любителей дронов в Контакте.

Опубликовано 11 Сен 2017 12:07 © Всё о квадрокоптерах

Источник

Батарейка для квадрокоптера

Не так давно в техническом мире стали пользоваться широкой актуальностью квадрокоптеры. Эти летающие устройства могут не только выполнять наблюдение, но и быть авиационными курьерами. Кроме этого ими запросто могут воспользоваться злоумышленники.

Батарейка для квадрокоптера к сожалению, оставляет желать лучшего. Время, на которое хватает одного заряда едва дотягивает до 30-35 минут. И это у моделей стоимостью от 70 000 до 120 000 рублей. Те же что продаются за 5 000 – 10 000 р, на одном заряде могут продержаться всего 5 – 10 минут. После чего приходится ставить аккумулятор на подзарядку.

Как выбрать аккумуляторную батарейку для квадаракоптера?

Первым делом требуется примерно просчитать все параметры. Для этого воспользуйтесь онлайн калькулятором для батареек квадракоптера или скачайте на ПК нужную программу. Дальше просто введите исходные данные и на выходе получите нужную информацию.

Сейчас рассмотрим самые ходовые аккумуляторные батарейки для квадракоптера. По сути таковыми являются Литий – полимерные или Li-Po.

Положительные качества

1. Малый саморазряд.
2. Толщина начинается от 1 мм.
3. В отличие от другие при той же массе имеет большую емкость.
4. За счет большого напряжение в производстве можно задействовать меньше ячеек, соединенных последовательно между собой. Напряжение у данных АКБ 3.6-3.7 вольт.

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.

Размеры и масса

Чтобы сделать замену на обычно квадракоптере требуется отыскать такую батарею чтобы она вошла в нужный отсек.

Помните! Общий взлетный вес квадракоптера вместе с аккумулятором не должен быть превышен! Чем выше запас по мощности, тем лучше будут летные параметры!

Ставя АКБ вне отсека и не по центру, вы рискуете получить нарушение баланса, повреждение блока с батарейками и повышенному сопротивлению воздуха.

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.

Параметр токоотдачи

Он обозначается буковкой «С». Именно по нему можно сказать как быстро разрядится аккумулятор. К примеру 10 С говорит нам о том, что он сядет за 1/10 часа или за 6 минут.

Не следует забывать о том, что он боится высоких температурах. При быстром разряде АКБ сильно нагревается, а это значит, что она может взорваться или в лучшем случае быстро выйти из строя. Так же знайте, что высокое значение «C» приведет к быстрому разряду батарейки для квадракоптера.

Сколько требуется именно вам? Для этого необходимо знать прожорливость своей системы. Следует проверить сколько потребляет видео камера и встроенные осветительные лампы.

Приблизительные подсчеты

1. Для некоторых двигателей хватает вполне 10 Ампер.
2. Если у вас встроено 4 движка, то им потребуется целых 40 А. Это на максимальных оборотах.
3. Допустим батарейка квадракоптера 4000 mAh, тогда это будет 4 Ач и где-то 8 С или 1 ампер будет равен 1000 mAh.
4. Умножим 4 Ач на 8 С получаем 32
5. В итоге 32 меньше 40 А, поэтому батарею придется поискать хотя бы на 5000 mAh.

Параметры емкости

У каждой батареи квадракоптера имеет энергетическая емкость. По сути это ток, разряжающий батарею в течение одного часа. В итоге АКБ 2000 mAh будет полностью съедена за 1 час устройством который потребляет 2 Ач.

Следует помнить, что если вы берете батарею с повышенной емкостью, то ее вес будет выше чем у элемента питания с емкостью по меньше. Через некоторое время большая емкость будет уменьшать время полета.

Уровень равновесия находится в пределах 75% от наивысшего веса квадракоптера.

К примеру, если ваш аппарат может поднимать 1000 грамм, а его реальная масса со всем что к нему крепится равна 500 гр, то АКБ стоит приобретать весом 200 – 250 гр.

Внутреннее сопротивление

От этого параметра зависит токоотдача, нагрев под нагрузкой и емкость батареи квадракоптера. Самая лучшая температура для работы ячейки литий полимерного аккумулятора находится в пределах +40 градусов. В этом случае сопротивление будет самым малым. Нарушение баланса приведет к изменению емкости в сторону падения и повышение внутреннего сопротивления.

Возрастные изменения так же оказывают сильное значение на ВС. Чем старее встроенная батарея, тем выше будет ее сопротивление. В результате в конце своей жизни у АКБ не получится полностью отдавать свой заряд.

Основные требования по безопасности при заряде литий полимерных аккумуляторов

Ниже приведем основные правила:

1. Заряжать под присмотром. Не стоит ставить на зарядку на ночь.
2. Не нужно пытаться произвести быструю зарядку лучше заряжать со скоростью 1 С.
3. Нельзя подзаряжать, когда АКБ горячая или холодная. Причина простая, может рвануть.
4. Не пользуйтесь блоками питания с контактами и не выполняйте зарядку через USB порт вашего компьютера. Заряд через ПК будет идти медленно, но безопасно. А вот от блока питания может поступать большой ток и вызывать, нагрев батареи для квадаркоптера.

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.

Дельные советы потребителям!

Как узнать, что нужно уже выполнять приземление?

Если заметите что осталось 20% заряда АКБ сразу ищите место посадки.

Как транспортировать батарейки для квадрокоптера?

Старайтесь сделать все для того, чтобы не вызвать механическое повреждение. Просто замотайте их в ткань. Температура должна быть комнатной. Лучше всего приобрести огнеупорный пакет он сдержит любые выходки вашего источника тока.

Если перезарядил аккумулятор, то что делать?

Увы, ничего сделать нельзя, ты его испортил. Остается только отнести в пункт для утилизации.

Каким образом выполнять утилизацию и когда?

Ставать в переработку следует тогда, когда он уже больше не потребуется. Посмотрите в своем городе специализированные урны для этого дела. Обычно их ставят в больших магазинах и гос учреждениях.

Как раскачать новую батарейку для квадракоптера?

Несколько циклов зарядки разрядке лучше всего выполнить от 0 до 100. Заряжаешь и разряжаешь его полностью до нуля и до ста. Так нужно сделать 3 раза. Это позволит увеличить энергетическую емкость и продлить срок его жизни.

Источник