با عرض سلام و تبریک سال نو، از تاریخ 6 فرودین به صورت اینترنتی (غیرحضوری) فعالیت خود را آغاز کرده ایم و سفارشات مشتریان عزیزمان را ارسال خواهیم کرد. 

با شماره تماس 09027242828 پاسخ گو و میزبان صدای گرم شما در ساعات اداری هستیم. 

در این روزهای سخت باهم مهربان تر باشیم (شرکت رها)


نحوه انتخاب باتری لیتیوم پلیمری برای کوادکوپترهای کوچک

نویسنده bahrami 2017/09/15 0 دیدگاه باتری لیتیوم پلیمری,

مبانی پایه باتری‌های لیتیوم پلیمری برای مینی کوادکوپترها

 

باتری‌های لیتیوم پلیمری دارای چگالی انرژی بالا، نرخ دشارژ بالا و وزن سبکی هستند که باعث می‌شود به بهترین گزینه برای پرنده‌های بدون سرنشین تبدیل شوند. مطالعه مبانی پایه در مورد این باتریها، شما را در فهم مشخصات و ویژگی‌های این باتری‌ها کمک خواهد کرد.

blog-970127-lipo-battery-guide-01

ولتاژ باتری و تعداد سلول‌های آن

 

باتری‌های لیتیوم پلیمری که در محصولات آرسی از جمله کوادکوپترها مورد استفاده قرار می‌گیرند، از سلول‌های جداگانه‌ای تشکیل شده اند که به صورت سری به یکدیگر متصل شده‌اند. ولتاژ هر سلول به صورت اسمی 3.7 ولت است بنابراین ولتاژ یک باتری به صورت تعداد سل های آن و با نماد "S" نشان داده می شود.

1S = 1 cell = 3.7V
2S = 2 cells = 7.4V
3S = 3 cells = 11.1V
4S = 4 cells = 14.8V
5S = 5 cells = 18.5V
6S = 6 cells = 22.2V
برای مثال یک باتری 14.8 ولتی به صورت 4 سل یا 4s عنوان می‌شود.

 

ولتاژ به صورت مستقیم بر روی RPM موتورهای براشلس تاثیر می‌گذارد، بنابراین میتوانید برای افزایش سرعت کوادکوپتر خود (در صورتی که اسپید کنترل و موتور شما اجازه می‌دهد) از ولتاژهای بالاتر استفاده کنید. در این مطلب از باتری های 3 و 4 سل برای تغذیه مینی کوادکوپترها استفاده شده است.
نکته‌ای که باید به آن توجه داشته باشید این است که طبیعتا باتری‌هایی با تعداد سل‌های بیشتر سنگین‌تر هستند، بنابراین شاید گاهی بهتر باشد به عنوان مثال از ترکیب 2 باتری دو سل 1000 میلی آمپر (یا حتی یک باتری 3 سل 1000 میلی آمپر و یک باتری تک سل 1000 میلی آمپر) به جای یک باتری 4 سل 1000 میلی آمپر استفاده کنید.

ولتاژ اسمی برای هر سل از باتری‌های لیتیوم پلیمری 3.7 ولت است. البته این میزان ولتاژ برای حالت نگه‌داری (storage) باتری‌های لیتیوم پلیمری است و ولتاژ هر سل در حالت شارژ کامل یا دشارژ با این میزان متفاوت است.

باتری‌های لیتیوم پلیمری به گونه‌ای طراحی شده‌اند که بین ولتاژ 3 تا 4.2 ولت به خوبی و با امنیت بالا کار کنند. تخلیه باتری به میزان کمتر از 3 ولت میتواند عملکرد غیر قابل بازگشتی برای باتری داشته و حتی به آن آسیب بزند. از سوی دیگر شارژ باتری بیشتر از حد معمول (4.2 ولت) نیز می‌تواند علاوه بر آسیب رساندن به آن خطراتی چون آتش سوزی را در پی داشته باشد.
با این وجود توصیه می‌شود که دشارژ باتری بیشتر از 3.5 ولت انجام نشود تا به سلامتی باتری آسیب نرسد. به عنوان مثال، برای یک باتری لیتیوم پلیمری 3 سل ، حداکثر ولتاژ 12.6 ولت بوده و شما باید زمانی که ولتاژ آن به 10.5 ولت (یعنی 3.5 ولت بر هر سل) می‌رسد، آن را شارژ کنید.

 

ظرفیت و اندازه باتری‌های لیتیوم پلیمری

 

ظرفیت باتری‌های لیتیوم پلیمری به صورت mAh عنوان می‌شود. میلی آمپر ساعت به مفهوم میزان جریانی است که میتوانید در یک ساعت از باتری بکشید.

برای مثال، برای یک باتری لیتیوم پلیمری 1300 میلی آمپر، اگر یک ساعت به صورت مداوم با جریان 1.3A انرژی بکشید، به صورت کامل دشارژ می‌شود. اگر جریانی که می‌کشید، دو برابر شود، زمان دشارژ باتری نصف می‌شود و این نسبت برای مقادیر بالاتر همچنان ادامه دارد.

افزایش ظرفیت باتری شما معادل افزایش زمان پرواز شماست، اما باید درنظر داشته باشید افزایش ظرفیت باتری با افزایش سایز و وزن آن همراه است و این دو فاکتور خود باعث کاهش زمان پرواز می‌شوند. در حقیقت باید تعادلی بین سایز و ظرفیت برقرار شود که تاثیر مثبتی روی زمان پرواز و توانایی پرنده داشته باشد. در این میتوانید یک مدل ریاضی ساده برای پیدا کردن رابطه ای منطقی بین ظرفیت باتری‌های لیتیوم پلیمری، وزن و زمان پرواز را مشاهده کنید.

 

ضریب تخلیه C (نرخ دشارژ)

 

تمام باتری‌های لیتیوم پلیمری که برای استفاده در کوادکوپترها طراحی و ساخته می‌شوند، دارای نرخ دشارژ هستند که روی باتری نوشته شده است. با اطلاع از نرخ دشارژ و ظرفیت باتری میتوانید حداکثر جریانی که میتوانید در امنیت کامل از باتری بکشید به راحتی محاسبه کنید.

حداکثر جریان دشارژ = ضریب تخلیه C * ظرفیت
برای مثال برای یک باتری 1300 میلی آمپر با ضریب تخلیه 50c ، حداکثر دارای جریان تخلیه 65 آمپر است.

برخی باتری ها دارای دو نرخ دشارژ یا ضریب تخلیه C هستند : "مداوم" و "آنی" . باید توجه داشته باشید که نرخ دشارژ آنی فقط میتواند در یک بازه زمانی کوتاه (به عنوان مثال 10 ثانیه ) کار کند.
باید توجه داشته باشید که اگر ضریب تخلیه C خیلی پایین باشد، باتری زمان زیادی را برای تحویل جریان به موتورها نیاز خواهد داشت، از سوی دیگر بالا بودن بیش از حد مقدار ضریب تخلیه، میتواند به سلامت موتورها و در نتیجه کوادکوپتر شما آسیب بزند.
باید توجه داشته باشید اگر مقدار c باتری شما، بیشتر از چیزی باشد که برای کاربردتان احتیاج دارید، نه تنها راندمان و کارایی بالاتری نخواهید داشت بلکه زمان پرواز شما نیز به دلیل افزایش وزن باتری کاهش می‌یابد. بنابراین باید حتما به باتری انتخاب کنید که ضریب تخلیه آن متناسب با میزان کار شما باشد.

 

کانکتور

 

همه باتری‌های لیتیوم پلیمری دارای دو مجموعه سیم/کانکتور هستند. یک lead بالانس و یک lead اصلی (یا دشارژ) ، البته به جز باتری های تک سل که فقط یک lead اصلی دارند. باتری های لیتیوم پلیمری دارای کانکتورهای متفاوتی است که از نظر ظاهری ، شکل ، اندازه و نرخ جریان با یکدیگر تفاوت دارند.

 

کانکتورهای باتری های 1S

 

کانکتورهای باتری های تک سل کوچک هستند و نرخ جریان بسیار کمی را از خود عبور می‌دهند. این باتریها اصولا برای موتورهای براش در کوادکوپترهای کوچک کاربرد دارند.

blog-970127-lipo-battery-guide-02

در این دسته بندی میتوانید انواع مختلفی از کانکتورهای باتری را ببینید که همه آنها در اینجا لیست نشده است. البته لازم به ذکر است اکثر کانکتورهایی که لیست نشده اند دیگر مورد استفاده قرار نمیگیرند. کانکتور XT60 در بین تمامی این کانکتورها، محبوب ترین و پر استفاده ترین کانکتور است.
Balance lead اساسا برای بالانس شارژ استفاده می‌شود تا اطمینان حاصل شود که ولتاژ تمام سلولهای باتری معادل هم هستند. با اینکار میتوانید ولتاژ هر یک از سلولهای باتری را به صورت جداگانه مانیتور کنید.

blog-970127-lipo-battery-guide-03

تعداد سیم های Balance lead از سه سیم برای باتری های دو سل لیتیوم پلیمری شروع می شود و به ازای هر سلول یک سیم افزایش پیدا می کند.

blog-970127-lipo-battery-guide-04

مقاومت داخلی (IR)

مقاومت داخلی در هر یک از سلولهای باتری وجود دارد که مقدار آن میتواند در سلولهای مشابه همان باتری متفاوت باشد. هرچقدر مقاوت داخلی باتری بالاتر باشد، حداکثر جریانی که باتری میتوانید تولید کند کاهش میبابد. بر اثر استفاده زیاد از باتری مقاومت داخلی آن افزایش پیدا میکند و همین امر باعث کاهش توان باتری های لیتیوم پلیمری خواهد شد.
مقاومت داخلی باتری های با برچسب روی آنها نمایش داده نمیشوند چون به مرور زمان تغییر خواهد کرد. اما باید توجه داشته باشید که این مقدار توسط عوامل زیر تغییر کرده و افزایش می یابد:

  • زمان / سن
  • ضربه (آسیب های فیزیکی)
  • تخلیه بیش از حد
  • حرارت بیش از حد مجاز
  • دیگر استفاده‌های غیر اصولی از باتری

شما میتواند میزان مقاومت داخلی را با ابزارهای مخصوص اندازه گیری کنید. برخی از شارژهای باتری نیز این مقدار را به شما اعلام می کنند.
اطلاعات و جزئیات بیشتر را در مقاله ضریب تخلیه C در باتری های لیتیوم پلیمری پوشش داده ایم.

 

باتری های LIHV

 

LIHV نوع دیگری از باتری لیتیوم پلیمری است که HV در آن به ولتاژ بالا اشاره دارد. این باتری ها انرژی بیشتری نسبت به باتری‌های لیتیوم پلیمری عادی دارند و این امکان را فراهم میکنند تا ولتاژ هر سلول به 4.35 ولت برسد. با این حال محسوس ترین نقطه ضعف آنها را میتوان طول عمر پایینشان دانست که باعث شده در مقایسه با باتری های لیتیوم پلیمری عادی از محبوبیت و کاربرد بسیار کمتری برخوردار باشند.
تا این قسمت از آموزش در رابطه با باتری های مناسب برای کوادکوپترها اطلاعات جامعی ارائه شد. نحوه‌ی انتخاب باتری مناسب برای کوادکوپترها را میتوانید در قسمت بعدی این آموزش مطالعه فرمایید.
منبع : سایت oscarliang

نوشتن دیدگاه