Как выбрать аккумулятор для квадрокоптера
Выбор регулятора и аккумулятора
Как выбрать регулятор для квадрокоптера
У регулятора скорости вращения двигателя фактически есть два параметра которые необходимо учитывать при выборе.
1. Максимально допустимый рабочий ток
2. Диапазон рабочих напряжений
Значение максимального тока который может выдать регулятор и не сгореть обычно прописано в названии контроллера, пример – «Emax Simonk Series 20A» означает, что максимальный рабочий ток у этого регулятора 20 Ампер.
Регулятор не выдает максимальный ток самостоятельно, ток потребляет мотор!
Таким образом получается, что регулятор на 100 Ампер прекрасно сможет работать с БК мотором формата микро, потребляющим всего 5 Ампер!
Да, это будет не эффективное вложение денег, но мотор не сгорит, так как регулятор не выдаст больше, чем требуется двигателю.
По этому при выборе регулятора надо смотреть – какой максимальный ток потребляет мотор и накидывать запас, я обычно накидываю 10-15% или больше.
Так, к примеру, если двигатель потребляет 10-12А, то регулятор ставлю 15-18 Ампер, а если двигатель в максимуме кушает 15 Ампер, то регулятор будет установлен на 20А.
Второе значение – это напряжение. Чаще всего встречаются регуляторы для 2-3S аккумулятора и их максимальное напряжение 12.6 Вольта.
Если такой регулятор подключить к 4S аккумулятору, то он может сгореть. Для полетов с 4S и большим количеством банок – надо смотреть и подбирать соответствующие регуляторы.
Еще не маловажным является прошивка регулятора. Она указывается или в названии или в описании регулятора. Я не хочу углубляться в теорию, кому интересно – тот сможет найти много материалов о том как прошить регулятор, чем прошивки отличаются между собой и тд.
Скажу только то, что на сегодняшний день под квадрокоптер подходят регуляторы с прошивками Afro, SimonK, BLHeli-S.
Моторы квадрокоптера
Так же стоит учитывать и то – выдержат ли моторы повышенное напряжение. Если у мотора указано 2-3S, то в полете на 4S на полном газу он легко может сгореть, точнее случится межвитковый пробой и короткое замыкание. Это может вывести из строя и регулятор, а если ваш квадрокоптер не четырех лучевой октокоптер, то и мультикоптер окажется на земле.
Как выбрать аккумулятор для квадрокоптера
У аккумулятора есть три параметра. Все они отражены в названии.
Пример: 3S 1500mAh 25C.
3S –это количество банок. Напряжение на одной банке 3-4.2 Вольта. 3S значит 3 банки и напряжение заряженного аккумулятора будет 12.6 Вольта.
1500 мАч – это количество милиАмперЧасов. То есть емкость аккумулятора.
25C – это коэффициент токоотдачи. В данном случае 1500*25 = 37.5 Ампера.
Аккумулятор тоже отдает ровно столько, сколько потребляют, не больше. Так что с указанного регулятора можно питать регулятор с мотором потребляющие и 5А и 37А.
Опять таки, в 90% случаев указывают пиковую токоотдачу, реальная обычно ниже на 20-30%. Это надо учитывать.
К тому же, на квадрокоптере 4 мотора, даже если каждый потребляет всего 10А (это как раз токопотребление моторов 250 квадрокоптера), то суммарный ток на полном газу составит 40А и регулятор не сможет его выдать. Начнется просадка напряжения.
Если у вас установлен OSD, то в полете можно заметить – летите на средних оборотах – напряжение 11.8 Вольта, даете полный газ и полный вперед – напряжение падает до 10.7.
И это на первой минуте полета! А через 5 минут, при 10.6 на среднем газу, скоростной полет может привести к падению напряжения до включения защиты от низкого напряжения, если аккумулятор просядет до 9.3 Вольта – регуляторы просто отключат моторы!
С аккумуляторами есть нюанс! В процессе эксплуатации падает токоотдача. Через год 25С превратятся в 20 а то и 15С.
Я старые аккумуляторы, которые отслужили по 5 лет использую в шуруповерте – там токоптребление всего 5-8А и просевшие аккумуляторы его отлично тянут!
Выбирать аккумулятор надо начиная с количества банок и габаритов, последнее немаловажно! Аккумулятор может просто не влезть в батарейный отсек квадрокоптера. 🙂
Затем смотрим на максимальное токопотребление моторов. Допустим оно 12А. Выбираем для квадрокоптера, у него 4 мотора.
В отсек можно поставить 1500 и 1800 мАч – первый для скоростных полетов, второй для более длительных и неспешных.
Считаем, нам надо получить с аккумулятора не менее 48 Ампер.
Для 1500 это будет 32С и более. Учитываем любовь к припискам и берем аккумулятор на 35-40С.
А для 1800 значение С будет 26.6, то есть 30-35С хватит с запасом.
Если в отсек влезает аккумулятор на 2500 мАч, то потребуется не менее 19С, округлим до 20-25С.
При этом аккумуляторы с большей токоотдачей дороже и тяжелее. Иной раз получается, что 1500мАч 40С стоит гораздо дороже, чем 2500 мАч 25С. А вес у них – примерно равный.
В этом случае лучше взять аккумулятор с большей емкостью (который 2500), при сопоставимом весе летать с ним получится гораздо дольше, почти в 2 раза!
Как правильно выбрать аккумулятор для квадрокоптера: полный гайд
Здравствуй, пилот! Продолжаем тему о комплектующих. Сегодня я постараюсь разложить по полочкам всё, что касается обеспечения энергией твоего самодельного дрона. В этой статье будет вся нужная информация о том, как выбрать аккумулятор для квадрокоптера, и о всех нюансах этого процесса. Начнём!
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.
Плюсы LiPo
Недостатки
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.
Структура LiPo аккумулятора
Литий-полимерный аккумулятор, обычно, состоит из нескольких, последовательно соединённых, элементов (банок, в простонародии). Это нужно для получения нужного напряжения выходного тока. При последовательном соединении ёмкость сборки остаётся той же, а напряжения складываются.
Количество банок в блоке обозначается буквой S (serial).
Блоки можно соединять параллельно. Это соединение повышает (суммирует) ёмкость. То есть, чтобы получить блок большой ёмкости, к примеру 2000 мАч, можно соединить два блока по 1000 мАч. Количество параллельных блоков обозначается буквой P.
Это значит, что если аккумулятор называется «Марка 1500 2s3p», то это будет сборка из шести банок на 500 мАч 3.7 вольт, которые в сумме дадут 1500 мАч 7.4 вольт.
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).
Расчёты
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.
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. Силовые разъёмы маркируются аббревиатурой XT (XT30/XT60/XT90), где число обозначает максимальную силу тока, в амперах, которую способен выдержать разъём.
Балансировочный провод нужен в сборках 2s и больше. Он используется только в режиме подзарядки, для того, чтобы уравнять уровень заряда в каждой из банок.
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.
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. Здесь нет такого сурового контроля, как у производителей мобильных телефонов (Привет, Самсунг), так что надо быть аккуратнее.
Во-вторых, быстрая зарядка не про них. (снова из за сомнительного качества). Не пытайся заряжать большими токами. Нормальная скорость зарядки, это 1C.
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.
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.
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.
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.
Что взять?
Специальные зарядные устройства:
Аккумуляторные батареи
Ценные советы
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.
На у на сегодня всё. Теперь ты знаешь чуточку больше. Поздравляю! Если остались вопросы – задавай в комментарии, и подписывайся на наши группы в социальных сетях. До встречи, пилот!
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.
Надеемся мы помогли вам разобраться в характеристиках АКБ и вы сделаете правильный выбор.
Будем благодарны вам, если поделитесь с друзьями:
Как выбрать LiPo аккумулятор для квадрокоптера, безопасность, зарядка и хранение
В статье рассмотрим вопрос по расшифровке маркировки аккумуляторов, как правильно выбрать аккумулятор под вашу сборку, а также уделим особое внимание безопасности эксплуатации самой опасной детали нашего хобби.
Аккумулятор для квадрокоптера, расшифровка маркировки
Все объяснения в данной статье будут на основе LiPo аккумулятора Infinity 1500mAh 4SP1, как самого доступного.
Давайте разберем подробнее всю маркировку этого аккумулятора.
LiPo — Литий-полимерный аккумулятор (литий-ионный полимерный аккумулятор (lithium-ion polymer battery))
У нас есть аккумулятор Infinity 1500 mAh:
Итак, слово Infinity это обычное торговое название и никакой полезной информации не несет.
Как выбрать LiPo аккумулятор для квадрокоптера
Для этого нужно задать вопрос, какой квадрокоптер вы собираете? Потому что для готового дрона вы бы не задавали такой вопрос, так как ответ дан производителем, да и у вас скорее всего уже есть LiPo аккумулятор от покупного готового дрона.
Какой дрон вы собираете:
Съемочный квадркоптер (самосборный):
Отличия понятны — съемочный дрон большой, тяжелый, может поднять много оборудования, также он не очень маневренный и медленнее гоночного.
Гоночный — маленький, легкий, очень маневренный и очень мощный (в плане скорости).
LiPo аккумуляторы для гоночных дронов
Если вы собираете гоночный квадрокоптер, вам нужен аккумулятор со следующими характеристиками для наиболее эффективных полетов:
Вам может помочь и эта таблица зависимости аккумулятора от размера рамы:
При полетах на LiPo 4S 1300 и 1500 mAh уже ощущается разница в весе, дрон становится тяжелым, хотя разница в полете по времени — всего минуты 2.
LiPo аккумуляторы для съемочных дронов, долголетов и дальнолетов
Тут все проще — выбирать нужно большую емкость, например 5000 или 6000 mAh, с бОльшей емкостью дрон будет слишком тяжелым и вес/эффективность будут стремиться к отрицательному значению. По рейтингу С — вполне хватит 30С, так как для съемочных дронов используют маломощные двигатели, потому что там не нужен большой крутящий момент.
Почему рейтинг С не менее 80?
Рейтинг отображает токоотдачу и если она маленькая, то вашим двигателям просто не хватит энергии, чтобы взлететь. Это правило только для гоночных дронов! Для других рассчитывайте рейтинг по формуле через потребляемый ток.
Как считается рейтинг С
Берут аккумулятор, подключают к стенду или аппаратуре, снимают пиковый момент токоотдачи, то есть сколько он сможет выдать ампер в единицу времени.
Рейтинг считается по формуле:
Где 105 это амперы, которые показал прибор при измерении, а 1500 — емкость аккумулятора в mAh. Так мы узнаем рейтинг.
А чтобы узнать сколько LiPo аккумулятор может выдать ампер, считаем по формуле:
Где 1500 — емкость аккумулятора в mAh, а 70 — это рейтинг аккумулятора. Так мы узнаем сколько ампер может выдать наш аккумулятор.
А чтобы понять, хватит ли вам этой энергии — смотрим на сколько Ампер вы купили или купите регуляторы оборотов (ESC), обычно пилоты собирают дроны на регуляторах мощностью 30-40А. Если на 30А, то 30*4 = 120А, энергии не хватит, если 40*4 = 160А.
В первом случае нужен аккумулятор с рейтингом 80С, а во втором 90С.
LiPo аккумуляторы это самая опасная часть квадрокоптера, да и всего хобби в целом. Причина простая — это запас большого количества энергии в маленьком объеме, который при повреждении или при воздействии других факторов стремится к высвобождению с выделением огня и дыма.
Почему нужно серьезно относиться к безопасности при эксплуатации аккумуляторов LiPo
LiPo — это литий-полимерный аккумулятор, он высокотоковый и в малом объеме может мешать в себя очень большое количество энергии, к примеру, 4S LiPo 1500 mAh будет содержать в себе энергию в количестве 25 ватт-часов! Оболочка аккумуляторов не такая уж прочная, при сильном ударе тупым предметом (или падении на камни), оболочка может повредиться и вся накопленная энергия начнет стремиться наружу, а что хуже всего — начнется химическая реакция с воздухом, в результате чего будет образовываться сильный огонь и едкий дым.
Пример видео с воспламенившимся LiPo аккумулятором, здесь они взорвались из-за перезаряда, но при ударе может случиться тоже самое, но с меньшим огнем, так как чем выше заряд, тем сильнее реакция:
Причины воспламенения или взрыва аккумулятора LiPo
Есть 3 основные причины, почему взрываются или как минимум вздуваются аккумуляторы.
Перезарядка
Здесь все дело в химии. Стандартный аккумулятор нужно заряжать до напряжения 4.2 вольта и 4.35 вольта для высокотоковых. Когда такие аккумуляторы начинают перезаряжать сверх этих лимитов, запускается химическая реакция, что приводит к испарению электролита, хоть в этом типе аккумулятора он в твердом виде (полимерный). Газ накапливается, выходить ему некуда из-за герметичности.
Чтобы такого не происходило, заряжать LiPo аккумуляторы нужно строго специальными зарядными устройствами и лучше всего токами 1С. Подробнее о зарядке в главе ниже.
Сильная разрядка
LiPo аккумуляторы обладают особенностью очень быстро отдавать огромные токи и в процессе такой токоотдачи они греются, так как высвобождается энергия. Если в единицу времени будет потребляться огромный ток, на который он не рассчитан, то аккумулятор сильно нагреется и это приведет к образованию избыточного количества газа внутри упаковки, что приведет к ее разрыву с сопутствующими последствиями.
Чтобы такого не происходило, нужно правильно выбирать рейтинг аккумулятора — С. Если вы поставите на мощный гоночный квадрокоптер аккумулятор с рейтингом 30С (4S 1500 mAh) и дадите полный газ на несколько секунд, он непременно перегреется и вздуется и вам повезет, если не взорвется. Как рассчитать рейтинг по потребляемым амперам, написано в главе выше.
Механическое повреждение
Если вы летаете в каменистой или скалистой местности, лучше дополнительно защитить аккумулятор от повреждений, для этого его можно обклеить пластиковыми уголками, этот материал очень легкий и прочный.
Когда повреждается оболочка аккумулятора, начинается химическая реакция с воздухом, выделяется дым и газ, это все может и воспламениться. Но может быть и так, что не обязательно повредить оболочку, можно просто упасть аккумулятором на камень, будет сильная вмятина и это может привести к образованию газа с последующим повреждением оболочки.
Старайтесь не падать аккумулятором на твердые поверхности и ни в коем случае не протыкайте аккумуляторы, даже старые и разряженные!
Как и где заряжать LiPo аккумуляторы
Для того, чтобы зарядить LiPo аккумулятор, необходимо специальное зарядное устройство, например, IMAX B6 mini. В чем отличие от обычных зарядок? В многосекционных аккумуляторах необходим тщательный контроль за зарядом всех секций, чтобы они заряжались одинаково. Каждая секция заряжается до напряжения в 4.2V, и если одна из 4 перезарядится и будет, например, 4.4, то эта ячейка скорее всего вздуется, а если газа будет слишком много, то повредится оболочка и газ воспламенится, вот для этого и используются такие компьютеризированные зарядные устройства. К тому же, в таких есть обычно много программ для различных типов аккумуляторов.
К зарядному устройству подключаются силовые проводы и балансировочные, чтобы устройство точно определяло напряжение на каждой секции аккумулятора. У батареи 4S это будет 5 проводов с белым небольшим разъемом: 4 плюсовых провода и 1 минусовой.
У всех «умных» зарядных устройств есть балансировочный режим, когда он строго проверяет напряжение каждой секции и включает или отключает нагрузку на ту или иную секцию, чтобы дозарядились слабые. Всегда заряжайте именно в этом режиме, это наиболее безопасный.
Заряжать рекомендуется токами 1С, если ваш аккумулятор емкостью 1500 mAh, значит можно спокойно заряжать током 1,5 ампера. При необходимости быстро зарядиться, то на батарее указывается максимально допустимый ток, но лучше не заряжать токами больше 3С, для 1500 mAh это 4,5А.
Безопасность процесса зарядки
Для того, чтобы уберечь себя от пожара, продаются специальные огнеупорные пакеты, подключается LiPo аккумулятор к зарядке и помещается в этот пакет.
Также есть и кейсы. Это отличный способ обезопаситься, если нет возможности контролировать процесс заряда лично.
Я, например, сделал для себя мини сейф из двух металлических кожухов от какого-то устройства, металл из нержавеющей стали, от огня точно не прогорит. Помещаю туда аккумуляторы и закрываю половины зажимами, соединение получается прочным, но от дыма не спасет, впрочем как и огнеупорные пакеты. Но главное обезопаситься от огня, дым быстро выветривается.
Не заряжайте аккумуляторы вблизи штор или каких-либо легко воспламеняющихся частей интерьера. Если живете в квартире, заряжайте на балконе/лоджии, а лучше вообще в кастрюле. Если в частном доме, то где-нибудь на бетонном полу или в стороне от дома.
Не помешает приобрести порошковый или углекислотный огнетушитель, другими тушить такого типа аккумуляторы нельзя!
Поверьте, такие меры максимально оправданы, когда на кону стоит сохранность вашего имущества и ничего смешного в том, что вы будете заряжать аккумуляторы в кастрюле!
Как хранить LiPo аккумуляторы
Это важный момент, на который следует обратить пристальное внимание. Если просто зарядить LiPo аккумулятор до конца и не использовать его — он стремительно начнет терять емкость и вскоре придет в негодность. Если раздрядить и тоже не использовать — тоже придет в негодность, причем это произойдет в течение 1-2 месяцев. Нужна золотая середина.
В зарядном устройстве IMAX B6 mini (я пользуюсь таким, оригиналом, поэтому все на этом примере) есть специальный режим STORAGE, то есть, хранение. В этом режиме каждая секция заряжается или разряжается до 3.85V. При таком напряжении в аккумуляторе все химические процессы происходят на минимальном уровне, в следствии чего, аккумулятор прослужит намного дольше.
После того, как вы переведете аккумуляторы в режим хранения, положите их в холодильник, при низкой температуре процессы замедлятся еще больше. Я храню в холодильнике и полностью заряженные аккумуляторы, но при условии, что использую их в течение 1-2 дня.
Как определить состояние аккумулятора
Как понять, что аккумулятор пора менять и он потерял значительную часть емкости? Считается, что даже если не использовать аккумулятор и держать его в режиме хранения, за год он будет терять минимум 10% емкости. Чтобы точно знать текущее состояние, нужно измерить внутреннее сопротивление секций. Такая функция есть в любом «умном» зарядном устройстве. Подробнее как измерить, читайте по ссылке ниже.
Хорошее состоянии — сопротивление менее 10. Плохое — более 20 миллиом.
Что делать, если нужно выкинуть аккумулятор
Подготовка аккумулятора к полету, есть ли у LiPo эффект «памяти»?
Никакой подготовки делать не нужно, зарядили и полетели. У LiPo нет «памяти» и не нужно делать цикл разряд-заряд, можно дозаряжать и доразряжать, ничего ему не будет.
Рекомендованные LiPo аккумуляторы
Хорошие аккумуляторы для гоночных квадрокоптеров на раме 220-250 мм. Особенно присмотритесь к TATTU:
TATTU FUNFLY 1300mAh и 1550mAh
HRB Lipo (есть много разных)
Infinity 4S 120С (Banggood 85C)
TATTU LiPo 4S 1300mah и 1550mah 95C
OVONIC 1550mAh и 1300mAh 4S 50C, 80C, 100C
Это примерный набор аккумуляторов для типичного размеры дрона, но если вы в поиске аккумулятора для TinyWhoop, CineWhoop и прочих маленьких дронов, то ищите характеристики рекомендуемых аккумуляторов на странице ваших дронов или на странице с двигателями, сейчас производители всегда дают такие рекомендации, а далее вбиваете в поиск то, что советует производитель и выбираете по цене то, что вам нравится.
Чаще всего в карточках товаров пишут «Рекомендуемый аккумулятор: 2-3S 350-450 mAh», вот от этого и нужно отталкиваться.
Надеюсь, вы почерпнули для себя из этой статьи новую информацию, которая поможет вам грамотно и главное безопасно эксплуатировать LiPo аккумуляторы для сохранности вашего имущества и вас самих!
Если у вас остаются вопросы, задавайте в комментариях!