Самый емкий аккумулятор для квадрокоптера

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

Батареи дронов: все, что вы должны о них знать

Одной из самых больших инноваций этого века должны по праву считаться дроны. Они стали настолько популярными, настолько быстрыми, что в настоящее время используются практически во всех сферах деятельности. От безопасности до развлечений, дроны стали неотъемлемой частью нашей жизни. Так же, как и любая другая вещь, они нуждаются в источнике питания, чтобы продолжать работать. Здесь и приходит на помощь бьющееся сердце этого устройства: батарея дрона. Батареи отвечают за питание дронов энергией для обеспечения их работы.

Также вы должны помнить, что, как и люди, все дроны разные. Вот почему нужно знать некоторые параметры, по которым вы сможете выбрать подходящую батарею для вашего квадрокоптера

Выбираем батарею

Размер имеет значение

Есть ряд критериев, которым батарея должна соответствовать. Следует их проверить, прежде чем использовать ее в вашем дроне. Первый из них — это размер батареи. Вы должны понимать, что это не только физический размер, но и емкость.

Пока сосредоточимся на весе и размере. Действительно, когда мы стремимся продлить время полета нашего дрона, мы обычно обращаемся к батареям с наибольшей емкостью. Но вам также нужно будет проверить, совместима ли такая батарея с вашим дроном и не возникнет ли каких-либо проблем во время взлета дрона. Вес батареи является решающим фактором относительно максимального взлетного веса дрона.

Кроме того, выбранная батарея должна легко помещаться в дрон. Поэтому вам нужно тщательно измерить длину и ширину батарейного отсека беспилотника, чтобы получить его точные размеры. Наконец, чтобы убедиться, что вы выбрали подходящую батарею для дрона, было бы разумно тщательно проверить максимальный вес различных дронов, чтобы рассчитать оптимальный вес аккумулятора для вашего девайса.

Количество элементов питания

Одним из наиболее важных аспектов, которые должны быть охвачены при выборе батареи, является количество элементов питания или напряжение батареи. Причиной того, что игнорировать эту особенность аккумулятора нельзя, является простой факт: напряжение прямо пропорционально мощности двигателей. Именно поэтому батареи с достаточным или более высоким напряжением позволяют двигателям обеспечивать большую мощность. Однако вы должны знать, что такие батареи, как правило, тяжелее, чем обычно.

Если вы пытаетесь подобрать батарею с точки зрения выходного напряжения, вы потерпите неудачу. Хотя один разумный способ выбора правильного напряжения, необходимого для вашего дрона, может быть достигнут путем сравнения эффективности со значениями силы тяги двигателя вашего дрона.

Мы можем сказать вам наверняка, что батарея с большим количеством элементов питания обязательно обеспечит лучшее напряжение, но ее цена будет выше, а вес больше.

Наконец, самый важный момент, который вам нужно учесть при выборе аккумулятора — это сколько моторов имеет ваш дрон. Более того, вы обязательно должны обратить внимание на то, сможет ли электроника и двигатель вашего дрона, поддерживать напряжение которое обеспечивает выбранная батарея.

Важно, чтобы вы знали, что двигатели некоторых дронов довольно специфичны в отношении напряжения, и любые изменения могут повредить им.

Сколько приобрести аккумуляторов?

Один из вопросов, который должен прийти вам на ум при выборе батарей, — это сколько их действительно нужно вашему дрону. Это важный нюанс, на который вы должны ответить тактично, так как он имеет свои преимущества и недостатки.

Например, если вы планируете установить несколько дополнительных батарей, вы в основном обеспечите дополнительную защиту дрона в случае сбоя одной из них в процессе полета.

При таком сценарии вы сможете посадить дрон с другой батареей, пока вам не удастся выяснить, что пошло не так. Кроме того, это дает возможность замены старых батарей, что является определенным преимуществом для вас. Использование двух зарядных устройств было бы также оптимальным вариантом, поскольку вы сможете заряжать обе батареи одновременно, что означает, что вы сэкономите общее время зарядки.

Теперь давайте посмотрим на отрицательные стороны такого механизма. И первая проблема, с которой вы столкнетесь, — это трудоемкость. Мы имеем в виду установку и подключение батареи к дрону.

Во-вторых, покупка сразу двух аккумуляторов, безусловно, выйдет дороже, чем использование одного более емкого. Наконец, следует помнить, что если вы планируете использовать две батареи, то вполне возможно, что это может создать проблему с максимальной взлетной массой дрона.

В конце концов, выбор количества аккумуляторов в конечном счете зависит от типа дрона, который вы используете или собираетесь использовать.

Разъем

Если вы когда-либо пытались установить батарею в беспилотник, то вы должны знать, что это не так просто, как кажется. Именно по этой причине вы встретите немало людей, пытающихся найти хороший разъем для батареи дрона. Такие разъемы способны обеспечить максимальное качество работы батареи. Соответственно, если вы собираетесь использовать 2 аккумулятора, то вам нужно выбрать модульный разъем.

Во-первых, это не только поможет вам легко заменять батарею, но и позволит использовать те же батареи, если вы в будущем решите поменять дрон. В продаже вы можете найти достаточно хорошие разъемы, поэтому выбирайте мудро. Но имейте в виду, что нет смысла менять разъемы для батареи, если вас все в них устраивает.

Скорость разряда батареи

Не многие знают, что производительность дрона зависит от коэффициента разряда (C-Rate), поэтому большинство, как правило, упускают из виду эту важную характеристику батареи. 9 из 10 специалистов рекомендуют проверить ее для того, чтобы убедиться что вы приобретаете батарею с оптимальным значением C-рейтинга.

Например, если вы используете аккумулятор с низким коэффициентом разряда, то вполне возможно, что ваш беспилотник будет работать хуже, потому что двигатели не смогут генерировать для него оптимальную мощность. Кроме того, таким образом можно повредить батарею, чего вам бы, наверное, хотелось избежать.

С другой стороны, если вы решили установить батарею с более высоким коэффициентом разряда, то вес вашего дрона увеличится, что уменьшит общее время полета дрона.

Оценка С-рейтинга для батареи сложная работа, но есть шаги, которые могут помочь вам сделать это. Один из вариантов — проверка спецификаций моторов и определение максимального потребляемого тока. Простой способ расчета постоянного тока выглядит следующим образом:

Максимальный постоянный ток = Емкость батареи х Коэффициент разряда.

Емкость батареи

Следующая характеристика вашей батареи, которая требует внимания, — емкость батареи. От нее зависит очень многое, включая общее время полета дрона. Итак, какую емкость аккумулятора следует рассматривать?

Мы, конечно, считаем, что лучше выбирать аккумулятор с максимальной емкостью. Но нужно иметь в виду, что даже если вы выберете подобную батарею, вам все равно придется убедиться, что ее масса в сочетании с массой квадрокоптера не превышает максимальный взлетный вес. Также желательно свериться со спецификациями вашего дрона, особенно тяги двигателя, чтобы выбрать для него подходящий аккумулятор.

Всегда помните, что скорость разряда батареи зависит от емкости, поскольку она обозначает время работы от батареи.

Бренд

Когда речь идет о бренде, который выпускает аккумуляторы, было бы уместно сказать, что марка батареи важна не меньше, чем марка самого беспилотника.

Сначала поговорим об аккумуляторах. Если вы спросите любого любителя дронов, он подтвердит, насколько важен бренд. Есть целый ряд фирменных батарей на рынке, которые известны своей производительностью и качеством. Правда, эти батареи будут стоить немного дороже, но, выбрав более дешевый вариант, вы можете поставить под угрозу безопасность беспилотника.

Это, определенно, любительская ошибка. Вы вряд ли хотели бы, чтобы ваш беспилотник упал с неба из-за неисправной батареи. Кроме того, более дешевые батареи имеют тенденцию снижать общую производительность дрона и существенно сокращать время полета.

Теперь давайте сосредоточимся на марке дрона, который вы используете. После небольшого анализа вы обнаружите, что в некоторых дронах могут использоваться только собственные батареи, выпущенные их производителем. Эти проприетарные батареи в первую очередь придают дрону эксклюзивность. Проблема заключается в том, что это может ограничить ваш выбор.

Таким образом, вам необходимо выяснить какие батареи подходят именно для вашего дрона.

Замена батареи

Вам должно быть известно о возможностях замены аккумулятора для вашего дрона, чтобы, если по какой-то причине вы не смогли найти свои стандартные батареи, вы знали, чем их можно заменить.

Кроме того, такие аналоги обычно дешевле, чем фирменные аккумуляторы, но, несмотря на цену, они могут предложить довольно неплохую производительность. Однако помните обо всех деталях, о которых мы говорили выше.

Теперь, когда вы знаете все, что нужно для выбора батареи, мы дадим вам несколько советов и рекомендаций, как продлить время работы от аккумулятора.

Советы и рекомендации по продлению времени работы от батареи

Правильные условия

Было бы неплохо управлять дроном при правильных погодных условиях. Если вы управляете беспилотником в холодную или дождливую погоду, это может создать стрессовую нагрузку для аккумулятора.

Беспилотнику потребуется больше мощности, что может поставить под угрозу срок службы батареи. Будет разумно летать на беспилотнике при ясной погоде, что позволит вам насладиться полетом в течение более длительного времени.

Снимите камеру

Камера на дроне действительно помогает вам снимать процесс полета и окрестности, но если вам это не нужно, мы рекомендуем вам время от времени летать без нее. Это не только уменьшает вес дрона, но и снижает нагрузку на батарею.

Нужно понимать, что камера на борту дрона питается от аккумулятора. Поэтому, сняв ее, вы получите большее время полета. Кроме того, если вы хотите использовать свой беспилотник для развлечения, а не для съемок, мы рекомендуем вам обратить внимание на системы FPV, которые поставляются с гораздо более легкой камерой и обеспечивают возможность полета от первого лица.

Зарядка

Один из самых разумных способов сохранить батарею — заряжать ее вовремя. Если вы используете перезаряжаемые батареи, то вы должны знать, что они имеют тенденцию разряжаться даже тогда, когда вы их не используете. Поэтому вы должны подзаряжать их примерно через день, чтобы держать их в форме. И последнее: не забудьте подзарядить батареи за несколько часов до использования.

Источник