Можно ли заряжать аккумулятор квадрокоптера от розетки. Литий полимерный аккумулятор
В этой статье мы расскажем об основных видах зарядных устройств (ЗУ), приведем технические данные некоторых из них и подскажем, как выбрать зарядное устройство для LiPo аккумуляторов без риска переплатить или приобрести модель, слабо подходящую для ее целевого применения. Пользователям, плохо знающим структуру и принципы работы аккумуляторных батарей, мы рекомендуем предварительно ознакомиться с опубликованной на нашем сайте тематической статьей .
Виды зарядных устройств
Программируемые ЗУ гарантируют, что аккумулятор будет заряжен максимально точно, быстро и безопасно. Эти изделия стоят дороже простых адаптеров, поэтому их оптимальное использование предполагает повышенные требования к безопасности и/или наличие у владельца нескольких летательных аппаратов разных марок.
Основные характеристики ЗУ
При покупке зарядки для квадрокоптера стоит обратить внимание на следующие параметры этого устройства:
- Тип и структура поддерживаемых АКБ;
- Выходная мощность ЗУ;
- Максимальный зарядный ток;
- Наличие или отсутствие параллельного подключения нескольких АКБ.
Современные ЗУ обладают высокой универсальностью и поддерживают широкую номенклатуру типов АКБ (никель-кадмиевые, литий-полимерные и др.). Для ЗУ, применение которых предполагает работу с аккумуляторами квадрокоптеров, необходимо присутствие в этом списке батарей LiPo.
Важным показателем является внутренняя структура АКБ, для которой предназначено данное зарядное устройство. Так, некоторые зарядки могут работать с мощными шестибаночными (6S) батареями, однако не способны подзарядить простейшую 1S батарейку.
Мощность зарядного устройства должна соответствовать параметрам АКБ и зависит от выходного напряжения и тока зарядки. Обычно рекомендуется заряжать LiPo батареи током 1C или ниже. Напомним, что величина, обратная параметру C характеризует допустимую скорость разряда аккумулятора (в часах). Фактически, числовой показатель 1C соответствует максимальной емкости батареи.
Допустим, что нам необходимо зарядить аккумулятор LiPo 3S 2500 мАч током 1C (2500 мА или 2,5 А) Для определения необходимой мощности ЗУ достаточно умножить 2,5 А на 12,6 В - максимально допустимое напряжение для 3S батареи. Получаем, что в нашем случае выходная мощность зарядного устройства должна превышать 31,5 Вт. Компенсировать неизбежные потери в электрических цепях поможет запас мощности, составляющий 15-20% от расчетной величины этого параметра. Отметим, что при зарядке того же аккумулятора током 2C (5 А), необходимая выходная мощность зарядного устройства также удвоится.
Максимальный выходной ток зарядного устройства обычно указывается в руководстве пользователя или может быть написан на заводском шильдике. Этот параметр отражает верхний предел выходного тока, который данное зарядное устройство способно выдать без повреждения или срабатывания защиты.
Некоторые ЗУ могут заряжать несколько аккумуляторов одновременно. Каждый канал такого устройства настраивается индивидуально, поэтому типы параллельно заряжающихся АКБ могут кардинально отличаться. Отметим, что полная выходная мощность многоканального ЗУ обычно равна сумме мощностей всех каналов.
Время необходимое для зарядки аккумулятора
Мы уже отмечали, что для большинства аккумуляторов рекомендованный зарядный ток равен 1C. Этот вариант является оптимальным как с точки зрения временных затрат, так и с точки зрения безопасности. Зарядка током 1C минимизирует повреждения аккумуляторной батареи и гарантирует ей долгую жизнь. Именно по этой причине данный режим достаточно часто применяют и для работы с АКБ, чьи зарядные токи превышают 1C.
При работе с LiPo аккумуляторами применяется особый алгоритм. На начальном этапе ячейки АКБ заряжаются постоянным током, а когда уровень напряжения на каждой из них достигнет примерно 95% от номинала, ЗУ начинает снижать ток заряда, что позволяет избежать опасности выхода напряжения каждой ячейки за максимально допустимые пределы (4,2 В). Отметим, что увеличение напряжения до 4,3 В или выше может вызвать возгорание LiPo АКБ. При работе в поле второй фазой обычно пренебрегают, так как при использовании токов 1C она занимает почти половину общего времени, а прибавка емкости составляет лишь 5%.
Для приблизительной оценки времени зарядки применяется формула T=1,4 C/I , где T — значение времени (в часах), C - емкость (в мАч), I - зарядный ток (в мА), а 1,4 - поправочный коэффициент.
Добавим, что некоторые новейшие АКБ (например, Hyperion G3) допускают заряд токами до 5C, что позволяет значительно снизить временные параметры их полной зарядки.
Как правильно заряжать аккумулятор для дрона
Зарядка LiPo АКБ будет простой и безопасной, если придерживаться нескольких элементарных правил:
- Применяйте только специальные зарядные устройства для LiPo аккумуляторов или программируемые устройства, предварительно настроенные на данный тип АКБ;
- Не оставляйте ЗУ и подключенную к нему АКБ без присмотра, так как батареи LiPo склонны к перегреву и самовоспламенению;
- Никогда не заряжайте многобаночные литиевые батареи без подключения балансировочного разъема;
- При работе с ЗУ типа iMax B6 и им подобными рекомендуется использовать режим Balance Charge, а не Charge, так как последний не имеет функции балансировки;
- Если в инструкции на АКБ отсутствуют специальные требования, используйте зарядный ток не выше 0,5-1C;
- Всегда используйте функцию защиты от перенапряжения;
- Задавайте в настойках предельно допустимую температуру и включайте защиту от перегрева;
- Очень полезной является функция тайм-аута и наличие предупреждающего зуммера.
Наши предложения
Как видите, возможности современных зарядных устройств велики. Мы выбрали три устройства, которые наиболее полно отвечают нашим требованиям и широко представлены на рынке.
Обзор SkyRC iMAX B6
Если вы ищете простое и безопасное зарядное устройство для LiPo аккумуляторов, то одним из лучших решений станет покупка программируемого зарядного устройства SkyRC iMAX B6. Эта зарядка очень популярна среди пилотов радиоуправляемых моделей и обладает хорошим соотношением цены и качества.
Последний вариант этого изделия получил название SkyRC iMAX B6 mini и представляет собой высокопроизводительное зарядное устройство с мощным микропроцессором, LCD экраном и широким перечнем поддерживаемых аккумуляторов, среди которых присутствуют литиевые (LiPo, LiIon, LiFe), никелевые (NiCd и NiMH) и свинцово-кислотные (Pb). Отметим, что литиевые аккумуляторы могут иметь внутреннюю структуру до 6S включительно, а никелевые - до 15S.
Очень важным является то, что iMax B6 контролирует баланс заряжаемых ячеек, позволяет устанавливать верхний порог допустимых температур и времени зарядки. Любые нарушения в работе устройства вызывают автоматическое отключение выходных цепей и срабатывание звуковой сигнализации.
Кроме зарядки аккумуляторных батарей в нескольких режимах, iMax B6 может разряжать АКБ до безопасного для хранения уровня, а также тренировать батареи в циклическом режиме, выполняя до пяти последовательных циклов зарядки и разрядки.
Технические характеристики ЗУ iMax B6:
- Количество сохраняемых профилей зарядки/разрядки: 10;
- Выходная мощность: 60 Вт;
- Мощность цепи разряда: 5 Вт;
- Зарядный ток: 0,1-6,0 А;
- Напряжение питания: 11-18 В;
- Таймер безопасности: от 1 до 720 минут;
- Диапазон емкости заряжаемых аккумуляторов: 100 — 5000 мАч;
- Вес: 233 г;
- Размеры: 102x84x29 мм.
Установка внешнего модуля WiFi позволяет удаленно управлять устройством и следить за его работой. Купить iMax B6 можно на многих интернет-площадках приблизительно за US $40.
Обзор Pulsar BX-07
Еще одним удачным решением может стать покупка зарядного устройства Pulsar BX-07 - полного функционального аналога iMax B6, предназначенного для отечественного рынка.
Характеристики Pulsar BX-07:
- Типы поддерживаемых АКБ: LiIon, LiPo, LiFe, NiCd, NiMH, Pb;
- Количество ячеек для хранения профилей заряда/разряда: 5;
- Выходная мощность: 50 Вт;
- Мощность цепи разряда: 5 Вт;
- Зарядный ток: 0,1-5,0 А;
- Напряжение питания: 11-18 В;
- Допустимая структура NiCd/NiMH АКБ: 15S;
- Допустимая структура LiIon/LiPo АКБ: 6S;
- Уровень напряжения для Pb батарей: 2-20 В;
- Таймер безопасности: до 720 минут;
- Отсечка по емкости: до 5000 мАч.
Как видим, характеристики Pulsar BX-07 очень близки к характеристикам ЗУ iMax B6, чьим функциональным аналогом это изделие и является. Из основных настроек BX-07 назовем верхнее ограничение по емкости, установка температурного предела, максимальное время зарядки и контроль входного напряжения. Все установки можно запоминать, корректировать и использовать в дальнейшем.
Стоимость Pulsar BX-07 колеблется в районе 2 тыс. рублей.
Обзор Turnigy Accucel 6
Положительные отзывы пользователей получил еще один функциональный аналог iMax B6 - Turnigy Accucel 6. Его возможности практически полностью соответствуют прототипу, поэтому не будем акцентировать на них особого внимания. Отметим только, что это изделие имеет две модификации, отличные по выходной мощности и цене. Turnigy Accucel 6 в варианте 50 Вт стоит около US $38, а в исполнении 80 Вт - почти US $42.
Заключение
Выбор зарядного устройства может быть непростой задачей для новичка. Мы считаем, что при покупке такого прибора необходимо уделить особое внимание не только его цене или техническим параметрам, но и вопросам безопасности. Предложенные нами три варианта ЗУ полностью отвечают нашим критериям отбора. Они хорошо подходят для зарядки LiPo батарей, относительно дешевы и достаточно безопасны.
Мы надеемся, что данная статья содержит информацию, полезную для любителей полетов на квадрокоптерах, и поможет им выбрать правильное зарядное устройство. Правы мы или нет - судить нашим читателям.
Аккумулятор — одна из важнейших частей коптера. В этой статье речь пойдет о том, как выбрать, заряжать и использовать специализированные
аккумуляторы для коптеров и о том, что необходимо для долгой и безопасной службы.
Особенности аккумуляторов для коптеров
Двигатели квадрокоптера в зависимости от размера могут потреблять значительные токи. На нашем коптере суммарный ток может достигать 100А при наборе высоты. С другой стороны вес аккумулятора должен быть как можно меньше и не получится взять в полет аккумулятор большой емкости. Следовательно основным требованием к аккумуляторам является высокая токоотдача. И наилучшими характеристиками с этой точки зрения обладают литий-полимерные аккумуляторы . Для нашего, относительно большого коптера с диагональю 600мм, мы купили аккумуляторы на 2200 и 3000мА.
Характеристики LiPo аккумуляторов
- Емкость . Записывается в ампер-часах. Это такой ток который до полного разряда может выдавать аккумулятор в течении часа. Например, если емкость аккумулятора 3А/ч, то значит он может в течении одного часа выдавать ток 3А. При токе 1А его хватит на 3 часа, а при токе 30А он разрядится за 6 минут.
- Максимальный разрядный ток . Указывается во сколько максимальный разрядный ток превышает емкость. Например значение «30-40C» для аккумулятора с емкостью 3А/ч означает, что он кратковременно может выдавать ток 90-120А. Естественно, при выборе аккумулятора необходимо руководствоваться меньшим значением.
- Напряжение . Зависит от количества «банок» или ячеек аккумулятора. Напряжение одной ячейки LiPo аккумулятора составляет порядка 3,7В. Соответственно, чем больше ячеек, тем больше напряжение. Соединяя аккумуляторы последовательно можно набрать достаточно большое напряжение, как это делают, например, в электровелосипедах.
Кроме перечисленных достоинств LiPo-аккумуляторы обладают низким саморазрядом, отсутствие эффекта памяти, большой диапазон рабочих температур и малый перепад напряжения по мере разряда. К недостаткам можно отнести не самую высокую плотность заряда, малое количество рабочих циклов и пожароопасность. Кроме того для заряда LiPo-аккумуляторов, состоящих из нескольких ячеек необходимо применять специальные зарядные устройства, обеспечивающие равномерный заряд ячеек.
Зарядка LiPo-аккумуляторов
Для зарядки придется обзавестись специальным зарядным устройством. Мы купили свое на сайте HobbyKing . Практически все модели питаются не от сети, а от постоянного напряжения 12В. Такой блок питания можно заказать там же, но мы предпочли приобрести блок питания от Mean Well NES-100-12 . Зарядник мы объединили с блоком питания навсегда.
Особенность этого зарядного устройства в том, что он умеет делать балансировку ячеек аккумулятора. То есть аккумулятор подключается к нему не только силовым разъемом, но и дополнительным балансировочным разъемом на который выведены все ячейки по отдельности. Это дает возможность заряжать все ячейки равномерно, что дает одинаковое распределение нагрузки на банки аккумулятора в процессе эксплуатации.
Помимо LiPo, это зарядное устройство умеет заряжать все основные типы аккумуляторов (я, например, заряжал им автомобильный аккумулятор), а также измерять внутреннее сопротивление и проводить цикл измерения емкости. В последнем случае он полностью разряжает и заряжает аккумулятор и выдает информацию о том, какой реальной емкостью обладает батарея.
Сделан зарядник достаточно добротно. Особенно меня удивила система его охлаждения. Кулер в нем обдувает непосредственно выходные клеммы к которым подводится тепло.
Зарядное устройство в разобранном виде
Также мы сняли видео о том, как заряжать LiPo-аккумулятор:
Применение LiPo-аккумуляторов
Для подключения аккумуляторов используют специальные коннекторы. Диаметр пистонов в них 4мм и они дополнительно подпружинены для обеспечения большой площади контакта. Еще для подключения используют специальные провода в силиконовой изоляции, которая способна выдерживать высокие температуры.
Рекомендуем вам купить ответные части разъемов к аккумуляторам и, по-возможности, силиконовых проводов для коммутации.
Одной из причин выхода из строя аккумулятора может быть сильный разряд одной из ячейки. Очень часто полетные контроллеры или регуляторы оборотов имеют функцию контроля напряжения аккумулятора, но они измеряют напряжение на аккумуляторе и не контролируют каждую конкретную ячейку. Во избежание разбалансировки лучше использовать специальные тестеры:
Они осуществляют индикацию напряжения на каждой банке, а в случае сильного разряда одной из них издают громкий звуковой сигнал. Они подключаются к аккумулятору и летают вместе с ним.
А вот такой несложный тестер можно собрать самостоятельно.
Меры предосторожности
На YouTube можно найти много видео о том, что произойдет, если проколоть LiPo-аккумулятор. Если вы не хотите, чтобы после неудачного падения аккумулятор «заживо» сжег весь коптер обязательно надо позаботиться о механической защите батареи. Например, можно купить для своего аккумулятора
Переносное зарядное устройство — это способ зарядить LiPo аккумуляторы в поле, чтобы дольше летать. Ниже мы рассмотрим способы и решения зарядки аккумуляторов в поле. Я считаю, что это выгоднее и проще, чем покупать кучу аккумуляторов.
Когда я иду летать, я запросто могу разрядить за день более 20 аккумуляторов, летая на гоночном. Можно, конечно, купить столько батарей, сколько нужно для сеанса полетов, но я считаю, что зарядка в поле является более экономичным и практичным решением.
Что входит в полевое (переносное) зарядное устройство
- Зарядник iSDT SC-200 (banggood)
- 1 LiPo аккумулятор 6S 10000mAh (aliexpress)
- Адаптер XT90 на XT60 (banggood)
- Параллельная плата зарядки (Parallel Charging Board) (banggood)
- Вольтметр (banggood)
Давайте я расскажу, почему мне так нравится полевая зарядка и почему она выгоднее.
Полевая зарядка — это дешево
Как вы уже наверное знаете, полностью заряженные LiPo не рекомендуется оставлять на хранение, это приводит к ухудшению характеристик батарейки, а главное, это небезопасно, так как возможно воспламенение.
Поэтому, если вы зарядили лишние аккумуляторы и не успеете их отлетать, вам придется их разряжать зарядником.
Но в полевой сборке, вы сможете «вернуть» заряд обратно в большой аккумулятор-донор или подзарядить совсем разряженные батареи, а также зарядить очки или шлем.
Портативность
Вес полевой зарядки ниже, чем 18 аккумуляторов, да и места занимает намного меньше.
- Общий вес 18 4S примерно 3.4кг
- Вес 8 4S + 1 большая + ЗУ + параллельная плата = 1513г + 1211г + 451г = 3,1 кг
Общая экономия веса конечно не такая большая, но тут больше играет роль экономия места. 6S чуть чуть больше, чем четыре 4S аккумуляторов.
Полевая зарядка безопаснее
Так как вместо 18 батареек, у нас 8, то по сути шанс воспламенения или любой другой опасной неполадки сокращается в 2 раза.
Минусы полевого зарядного устройства
У любой вещи есть свои минусы, в нашем случае их несколько:
- Нужно купить новое зарядное устройство для LiPo, которое будет поддерживать подключение в качестве источника аккумулятор LiPo. Если оно у вас уже есть, то этот минус исключается.
- Такая зарядка актуальна для тех, кто много летает. Если вы разряжаете менее 15-20 аккумуляторов за сеанс, то это будет уже не так привлекательно для вас.
- Чтобы обеспечить параллельный заряд, ваши батареи должны быть на одинаковом уровне напряжения. Это означает, что вы должны уделять дополнительное внимание напряжению во время полета и решать, когда вы должны приземлиться. Это просто сделать, если у вас есть OSD, которое отображает количество потребленного тока.
Выбор зарядного устройства для полевой зарядки
Зарядник нужен такой, который сможет работать на постоянном токе.Диапазон входного напряжения должен быть широким, чтобы можно было подключать любой аккумулятор в качестве источника питания.
Мне особенно нравятся серии iSDT (SC608, Q6, SC620) для зарядки батарей LiPo в полевых условиях из-за их компактных и легких конструкций. Они поддерживают вход 9V-32V и поставляются с разъемом XT60, который позволяет использовать LiPo-батареи в качестве источника питания. Они также отлично подходят для повседневной зарядки.
Выбор источника питания для полевой зарядки
Для такой зарядки, вам понадобится какой-нибудь емкий источник питания, ниже таблица с вариантами:
| Название | LiPo аккумуляторы высокой ёмкости | Портативный генератор | Аккумулятор с глубоким разрядом | Генератор на солнечных панелях |
| Топливо | Перезаряжаемые | бензин/ДТ | Перезаряжаемые | Перезаряжаемые — солнце |
| Напряжение | 11.1V – 25.2V (3S-6S) | Различное – AC и DC | 12V | Различное – AC и DC |
| Ёмкость | Низкая (10Ah – 16Ah+) | Высокая | Высокая (20Ah – 120Ah) | Средняя |
| Вес | Легкие (1Kg – 2Kg) | Тяжелые | Тяжелые (5Kg – 35Kg) | Средние |
| Цена | Недорого | Дорого | $50 – $300 | Дорого |
Для зарядки некоторые используют автомобильный аккумулятор, но это не рекомендуется делать, так как вы его просто испортите. Вместо него нужно использовать аккумуляторы глубокого разряда.
Если у вас много аккумуляторов и летаете вы всегда с кем-то, то отличным решением будет купить все же генератор на бензине или ДТ. Они мощные и часто выдают постоянный ток, который совместим с большим диапазоном зарядных устройств. Но они дорогие и шумные, в отличие от других источников питания.
Солнечные генераторы — отличный вариант, если там, где вы живете много солнца, ну или просто солнечный день во время полетов.
Я же предпочитаю заряжать с помощью большой Lipo батареи — это просто и дешево.
Здравствуй, пилот! Продолжаем тему о комплектующих. Сегодня я постараюсь разложить по полочкам всё, что касается обеспечения энергией . В этой статье будет вся нужная информация о том, как выбрать аккумулятор для квадрокоптера, и о всех нюансах этого процесса. Начнём!
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
- При одинаковом весе превосходят остальные по ёмкости
- Низкий саморазряд
- Высокое напряжение одного элемента (3.6 – 3.7 вольт, против 1.2-1.4 у NiCd) позволяет использовать меньше последовательно соединённых ячеек
- Толщина от 1 мм
Недостатки
- Старение. Жизненный цикл начинается прямо на заводе. Аккумулятор постепенно теряет ёмкость даже пока просто лежит без дела, из-за окисления электролита, и, как следствие, повышения внутреннего сопротивления. В итоге он просто умирает
- Более высокая цена
- Пожароопасность. Из-за неправильной зарядки, или механических повреждений вспыхивает хлеще чем сентябрь. Особо опасны именно механические повреждения, ибо они просто замыкают пластины лития, он загорается из-за КЗ, и выстреливает струю огня и электролита
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
- Потребление двигателя 10 А
- Значит потребление четырёх двигателей 10*4 = 40 А, во время полёта на максимальных оборотах
- Батарея, предположим, на 5000 мАч = 5 Ач, 10С. (1 ампер = 1000 миллиампер)
- Умножаем 5 Ач на 10С = 50
- 50 больше 40, а значит батарею использовать можно, или взять меньшую ёмкость.
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.
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.
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.
Полезные функции:
- Индикатор заряда
- Измерение напряжения
- Защита от перегрева
- Вольтметр
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:
- 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$
Аккумуляторные батареи
- Turnigy Graphene – Надёжные и проверенные временем модули, за низкую цену. Единственных недостаток- вес
- B-Grade – Значения «немного» приукрашены, но для первого раза самое оно. Дешевле некуда
- Turnigy nano-tech – наиболее качественная серия
- Zippy Compact – маленькие и достаточно бодрые
- Kokam и Thunder power – лидеры рынка. Первые для лёгких моделей, вторые для средних.
- 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.
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!
Моделизме, а сейчас расскажем о том, как по-максимуму выжать АКБ, да так чтобы ей продлить жизнь, а себе – удовольствие от классных полетов или увлекательных покатушек.
Для зарядки аккумуляторов любого типа (наиболее часто встречающиеся – Ni Cd (никель-кадмиевые), Ni MH(никель-металл-гидридные), Li Ion (литий-ионные) Li Po или Li pol или Li polymer (литий-полимерные) и Li FePO 4 или Li Fe или Li Fo (литий-железо-фосфатные) вам потребуется зарядное устройство.
Простота или универсальность?
Простейшие устройства для зарядки моделей на радиоуправлении (от обычных игрушек до сложных в техническом плане вертолетов, дронов, наземных машин или судомоделей), как правило, идут в комплекте (RTR/RTF-комплектация), но они рассчитаны на «свой» установленный аккумулятор, настроены для зарядки батареи определенной емкости.
Совсем другое дело – универсальные зарядные устройства , которые справляются со всеми видами батарей, обеспечивают им любой режим заряда/разряда/хранения и которые способны балансировать каждый отдельный элемент АКБ.
Разница между первыми и вторыми не только в цене. Если радиоуправляемые модели стали вашим любимым хобби, наращивать количество зарядок, заточенных под определенный тип аккумулятора, не имеет смысла. Поэтому, каждый моделист со временем приходит к необходимости покупки универсального (многофункционального) ЗУ.
Основные правила зарядки
Выключенное состояние . Если ваш дрон заряжается через USB-разъем, всегда проводите подзарядку аккумулятора в выключенном состоянии радиоуправляемой модели. Зарядка с включателем в положении «On» грозит тем, что акум просто выйдет из строя.
Сколько времени заряжать аккумулятор . Для расчета времени зарядки разделите значение емкости аккумулятора (мАч/ mAh ) на силу тока используемого ЗУ.
Например, акум емкостью 2000 мАч, ЗУ – 2 Ач (или 2000 мАч). 2000/2000=1 (час). Время зарядки и точные характеристики каждого аккумулятора описаны в инструкции.
Если модель заряжается от компьютера или ноутбука через USB-разъем, то обычно оптимальное время для полной зарядки колеблется от 40 до 70 минут. Но, опять же, нужно смотреть инструкцию.
Когда ставить RC-модель на зарядку . Правильный ответ: как только тяги недостаточно для запуска винтов авиамодели (или для старта машины). Правило особенно актуально для литиево-полимерных аккумуляторов, которые не терпят полного разряда.
Нельзя оставлять акум на зарядке дольше расчетного времени . Это выводит его из строя.
Ток заряда для Li Po не должен быть выше значения емкости (от 0,5 С до макс 1 С). Например, для АКБ емкостью 1000 мАч, ток должен быть равен или ниже 1,0 А (но не ниже 0,5 А).
Нельзя оставлять аккумулятор на долгое время в разряженном состоянии . После запуска модели, если вы не планируете использовать ее несколько дней, зарядите АКБ, и только тогда ставьте на полку.
Литиевые аккумуляторы не имеют «эффекта памяти», поэтому хранить их нужно в заряженном состоянии. Оптимальный заряд для хранения – 60% (но не меньше 40% при напряжении 3,7 В на каждый элемент).
Зарядные устройства нового поколения: упрощаем себе жизнь
Наиболее часто в RC-моделях (особенно это касается вертолетов, квадрокоптеров и самолетов) используют литий-полимерные (Li Po или Li pol или Li polymer) аккумуляторы, которые обладают высокой энергоемкостью при малом весе.
Однако главный минус таких АКБ – привередливость к условиям эксплуатации.
Малейший выход из «зоны комфорта» по параметрам силы тока и напряжения грозит возгоранием. Для зарядки таких батарей без специального ЗУ для LiPo не обойтись, поскольку они требуют балансировки (выравнивания) напряжения по всем банкам.
Современные ЗУ имеют встроенный балансир для литий-полимерных аккумуляторов и таймер отключения.
Если раньше зарядные устройства были громоздкими и сложными в понимании, то новейшие ЗУ – это компактные девайсы, по габаритам сравнимые с пачкой сигарет. При миниатюрных размерах они показывают чудеса мощности и продуктивности.
Например, при размерах 12 см * 11 см дает ток заряда от 0,1 до 12,0 А и может заряжать сразу два аккумулятора. В нем уже встроен блок питания, так что дополнительно ничего покупать не нужно.
А работает такой прибор со всеми типами аккумуляторных батарей. Если ваш комнатный дрон заряжается через USB, то и для него в ISDT D2 Dual предусмотрено гнездо.
Настройки производятся через удобное меню, они просты в эксплуатации и имеют функцию обновления прошивки путем подключения к ПК через адаптер.
Правильная зарядка аккумуляторов любого типа обеспечивает им сохранение емкости и продолжительную жизнь.
Идите в ногу со временем и не заморачивайтесь сложностями!
