Посібник із компонентів Розуміння культури LiPo - FPV
Сьогодні на FPV з культури настав час повернутися до основ. Цей новий розділ буде спрямований на вивчення різних елементів, що складають гонщик, і для початку ми поговоримо про важливий елемент, акумулятор, який також називають "LiPo".
У цій статті я спробую використовувати точні терміни для всіх одиниць виміру та інших кваліфікаційних показників, щоб кожен міг виробити хороші звички. Ось чому я навмисно не використовував би слово "безпілотник", оскільки семантично кажучи, воно стосується лише пристрою військового типу, тож це неправильна назва, яку я б не заохочував.
По-перше, давайте встановимо сцену! Ми опишемо, яка точна роль цієї батареї у Racer.
На наших машинах акумулятор підключається через розетку пристрою XT60 і дозволяє йому забезпечувати електричну енергію. Існують інші типи розеток, такі як XT30 (менший розмір) або формат Dean. Ця енергія розподіляється через PDB (Блок розподілу електроенергії) і забезпечує всі компоненти квадроцикла. Двигуни є найбільшим елементом споживання на цьому типі моделі. Тому вибір акумулятора в основному ґрунтується на двигунах.
У нашій дисципліні переконатися, що ви правильно харчуєтесь, є важливим, оскільки є дуже важливий параметр, який слід враховувати:
У літаку ми маємо так звану конструкцію "нерухомого крила", що означає, що підйом моделі (той факт, що вона поміщається в повітрі) залежить від крила, яке ... Фіксоване! Добре, що ви стежите !
У випадку гонщика він не має крила, він тримається в повітрі підйомником, створеним силою його 4 двигунів, розташованих вертикально.
Якщо ми наслідуємо цей приклад, то легко помітити, що без потужності двигуна літак буде паріти на землю, тоді як Гонщик буквально впаде як камінь. Це дуже важлива річ, оскільки це безпосередньо стосується безпеки пристрою та людей, незалежно від того, присутні вони на полі або навколо поля (ви ніколи не знаєте, коли може впасти гонщик).
Всі батареї, звичайно, не однакові. Будь-якому пілоту важливо знати та опановувати ці концепції, оскільки це залежить як від якості ваших польотів, так і від вашої безпеки.
Давайте подивимось разом, які ці параметри слід враховувати при виборі та обслуговуванні акумулятора:
Напруга
Напруга - це електрична одиниця виміру, виражена у вольтах. На акумуляторі напруга, яка подається, безпосередньо пов’язана з кількістю комірок, що складають цей LiPo. Щоб виразити це, ми пишемо кількість клітинок, після яких ставиться «S». Наприклад, батарея з 3 елементами буде кваліфікована як "3S".
Що стосується акумулятора типу LiPo, кожен елемент має номінальну напругу 3,7 вольт. Елементи (або комірки) з'єднані послідовно. Їхні значення складаються, і ми отримуємо такі напруги для кожної батареї:
- 3,7 вольт для акумулятора 1S
- 7,4 вольт для акумулятора 2S
- 11,1 вольт для акумулятора 3S
- 14,8 вольт для акумулятора 4S
Я міг би продовжити цей список, але, думаю, ви всі зрозуміли принцип. Ці 4 версії акумуляторів є найпоширенішими на сьогоднішній день на машинах типу Racer.
Ця напруга називається номінальною, тобто надається як така, що подається в нормальному робочому стані. Це буквальне визначення, за винятком того, що елемент буде бачити зміну напруги в залежності від стану заряду. Коли він буде заряджений, він дорівнюватиме 4,2 вольта, і він буде спорожнюватися під час використання машини.
Місткість
Потужність - це величина, виражена в міліамперах на годину (мАч). Цей пристрій дає можливість кількісно визначити кількість енергії, яка присутня в батареї. Акумулятор 1500 мАч може подавати інтенсивність 1,5 ампера протягом однієї години (незалежно від напруги).
Чим більше ємність, тим більше струму акумулятор зможе подавати протягом тривалого періоду часу. Можна було б зробити висновок, що для того, щоб літати довше, достатньо взяти батареї великої ємності. На практиці це не так, і ми побачимо, чому далі, у цій статті.
Кількість С (на звалищі)
Інтенсивність струму - це одиниця виміру, виражена в амперах. Кількість C, записаних на етикетці, є коефіцієнтом множника сили струму, яку акумулятор зможе відновити під час розряду. Тобто, якщо у мене є акумулятор на 1500 мАч 75C, він теоретично зможе забезпечити 1,5 х 75 = 112,5 ампер.
Але яка функція цього коефіцієнта і чому вона теоретична ?
Функція:
Це значення дозволяє вибрати акумулятор, який може подавати необхідний струм на ваш апарат. Щоб відповісти на це питання, важливо знати, скільки споживає ваш пристрій. В основному ми візьмемо до уваги споживання двигунів, причому інші компоненти будуть незначними.
У тому випадку, якщо у мене є Racer з двигунами, кожен з яких споживає максимум 30 ампер (тобто повний газ), я маю максимальне споживання близько 30 х 4 = 120 ампер. Для належного функціонування машини та працездатності її акумулятора буде потрібно, щоб останній міг забезпечити таку інтенсивність. В іншому випадку ваш Racer не тільки буде стриманий через відсутність доступної електричної енергії, але і ваш акумулятор, швидше за все, погіршиться передчасно, або навіть гірше, загориться ...
Кредит: Том Сміт
Виробники рекомендують вибрати LiPo, який може забезпечувати подвійну інтенсивність, ніж потрібна вашому квадрокоптеру, щоб зберегти стан акумулятора. Насправді дуже рідко вдається виконати цю умову. Споживання наших двигунів занадто велике порівняно з ємністю поточних батарей, щоб забезпечити таку інтенсивність. Пілоту часто доводиться задовольнятися акумулятором, який забезпечує напругу, рівну або ледве більшу, ніж споживання його машини. Тому цей вибір зроблено на шкоду життєвому циклу LiPo.
Чому це число теоретичне ?
Просто тому, що це єдиний параметр, над яким виробники не мають контролю під час виробництва. Ця характеристика безпосередньо зумовлена якістю клітин, що складають зграю. Астрономічні цифри, написані на етикетках, тому суто маркетингові. У кращому випадку бренд буде чесним і відображатиме номер, що відповідає фактичній якості його продукції, в гіршому - ця цифра буде абсолютно нереальною стосовно реальності, і в кінцевому підсумку у вас буде низький розмір акумулятора.
Вага
Вага LiPo виражається як усі ваги в грамах. Доброю практикою є вибір максимально легкої батареї. Дійсно, більша вага вимагає більшої тяги від двигунів, а отже, і більшого споживання. Це причина, чому бажання взяти більшу ємність (і логічно важчу) батареї не означає більший час польоту. Дуже важливо вибрати акумулятор із вигідним співвідношенням ємність/вага, щоб оптимізувати політ та його тривалість.
Слід пам’ятати, що масштабна модель, така як квадрокоптер, повинна мати свої маси по центру, наскільки це можливо, навколо центру ваги. Зазвичай це розташовується в центрі Х, утвореного рамою. Якщо ваш акумулятор знаходиться не в центрі моделі, чим він важчий, тим більше буде відчуватися керованість і мотори змусять підтримувати рівновагу гонщика !
Внутрішній опір
Електричний опір - це величина, яка визначається кількісно в Омах. Це значення може значно відрізнятися залежно від якості акумулятора, його стану та типу використовуваної комірки. Це важлива характеристика, оскільки, дотримуючись закону Ома, це безпосередньо визначає струм, що подається на машину. Чим більший опір, тим менше ваш блок зможе подати підсилювачі, необхідні квадрокоптеру. Вважається, що для звичайного LiPo, чим ближчий опір клітини до нуля, тим краща якість та здоров'я останнього.
Будьте обережні, однак, деякі LiPo матимуть внутрішній опір у стані спокою, що може виглядати астрономічно перед іншими батареями. Однак це не обмежить експлуатаційні характеристики! Тип клітин, що використовуються в цих упаковках, бачить, що їх опір різко падає після того, як він нагріється та використовується. Цей опір підвищується під час фаз відпочинку, щоб надати їм кращий термін життя. Наприклад, це стосується акумуляторів марки EPS.
Однак можна вважати хорошою практикою відзначати ІЧ-коефіцієнт вашої упаковки, коли він новий, а потім спостерігати за зміною цього значення по мірі старіння акумулятора. Коли елементи приймають більше ніж на 15 або 20 мОм більше, ніж їх початкове значення, це означатиме, що акумулятор закінчується.
Після цього огляду ви побачите трохи чіткіше про характеристики LiPo. Тепер, коли ви знаєте основи, приступимо до практики !
Причиною номер 1 погіршення стану LiPo є неправильне використання при розряді, а особливо розрядка занадто глибоко.
Акумулятор типу LiPo повинен працювати у відносно вузькому діапазоні напруги, щоб залишатися здоровим. Максимальний поріг напруги встановлений, він становить 4,20 вольт на комірку для звичайного LiPo і 4,35 вольт на комірку для LiPo LIHV. З іншого боку, поріг мінімальної напруги залишається на опіку користувача. Цей поріг є джерелом дискусій протягом тривалого часу, але, на мій погляд, корисно підійти до нього в іншому світлі. Наведене нижче відображення є результатом мого дослідження щодо інформації в мережі та обговорень з пілотами та виробниками акумуляторів.
LiPo буде подавати свою силу протягом усього використання, але спостерігатиме різке падіння напруги приблизно до 3,5 вольт. Загальновідомо, що небезпечно опускатися нижче 3,3 вольт на клітинку. Цей ризик тим більший, чим більше споживання вашої машини та/або кількість Cs, що подається акумулятором. Розряд відбуватиметься лише швидше. Ваш зарядний пристрій просто відмовиться заряджати LiPo, елементи якого демонструють напругу менше 3 вольт.
Якість клітин
Наші упаковки складаються з клітин, якість яких кваліфікується за “сортом”. Класичні сорти варіюються від «А» для клітин хорошої якості до «С» для тих, які не відповідають умовам, необхідним для продажу. Деякі рідкіші клітини мають оцінки вищі, ніж такі, як "A +" або "A ++". Я не думаю, що звичайні люди можуть отримати до нього доступ, щоб використовувати його на гоночній машині, як ми, можливо колись ...!
Різні марки, які ми використовуємо на нашому квадроциклі, мають здебільшого доступ до клітин класу B. Інші менш численні до клітин класу A. Отримана крива розряду безпосередньо пов’язана з цією якістю виготовлення. Поведінка акумулятора логічно буде відрізнятися під час польоту.
Звичайна батарея має криву розряду, подібну до тієї, що показана на графіку вище, її напруга буде падати більш-менш лінійно, поки вона не опуститься майже вертикально в останній частині кривої. Акумулятор з більш якісними елементами буде мати вищу криву, підтримуючи вищу напругу протягом розряду. Зазначимо, що якісний акумулятор буде мати менше "SAG", тобто, що напруга буде падати менш різко під час струмових струмів.
Доказ на прикладі
Щоб проілюструвати це, я представляю порівняння 2 LiPo взятої з сайту lipobench.com. На цьому графіку ми порівнюємо акумулятори, ємність і число яких мають бути однаковими, одна від марки Infinity, а інша від марки ThunderPower. Їх продуктивність насправді зовсім інша, і ми спостерігаємо, що ThunderPower вдається підтримувати вищу напругу, маючи при цьому менше "SAG". Ми також можемо помітити, що при глибокому рівні розряду наша якісніша батарея матиме великі труднощі під час вищої напруги, пошкодження елементів неминуче при цій напрузі.
Однак дуже важко зрозуміти, які типи клітин використовує кожна марка. Але якщо одне є впевненим, це те, що ви можете дуже легко знищити акумулятор, літаючи занадто довго, коли невикористання повної ємності на це не вплине. На цей тип акумуляторів немає ефекту пам’яті, як це можна було побачити на свинцево-кислотних акумуляторах.
Який урок вивчити ?
З цього роздуму ми можемо отримати хорошу практику. Це дотримуватися рекомендацій певних компаній, що спеціалізуються на цьому типі акумуляторів, воліючи приземлятися, коли ваш LiPo досягає 3,7 вольт на осередок. Вибір якісних акумуляторів гарантуватиме вам потужність та автономність протягом усього польоту без необхідності знижувати напругу. Ви повинні бути обережними, щоб повністю не спорожнити LiPo, щоб оптимізувати термін його служби. Бажати розрядитися занадто глибоко обов’язково означає потрапляння в область, де артеріальний тиск різко впаде і пошкодить клітини. Тому прагнення до абсолютного збільшення тривалості польоту матиме лише один ефект: безповоротне пошкодження вашої зграї. Дорого заплатити за кілька секунд польоту, ні ?
Що стосується заряду, запевняю вас, це буде набагато простіше, ніж для розряду !
Для того, щоб зарядити LiPo, вам, звичайно, знадобиться ... Зарядний пристрій, сумісний з цими акумуляторами. Я не буду детально розповідати про цей матеріал, який буде предметом іншої статті.
Як ми вже бачили, у вашому акумуляторі є кілька C, призначених для розрядки. Уявіть, що в ньому також є ряд C, присвячених зарядці! Часто набагато стриманіше на етикетці, це дає змогу знати, якою інтенсивністю ви можете зарядити акумулятор.
Незважаючи на наявність цього множника, прийнято заряджати батареї при температурі 1С. Це дорівнює одноразовій ємності акумулятора. Якщо у вас акумулятор на 1500 мАч, ви виберете інтенсивність зарядки 1,5 ампера на зарядному пристрої. Так само, якщо ви заряджаєте акумулятори на 450 мАч, виберіть на зарядному пристрої 0,45 ампер. Вам навіть не потрібно добре володіти математикою, вам просто потрібно розділити ємність акумулятора на 1000, легко !
Приклад лічильника
В Інтернеті з’являються нові веб-сайти, такі як lipobench.com, які дозволяють нам точніше знати, скільки коштують наші акумулятори. Стаття на цьому сайті демонструє той факт, що зарядка LiPo до значення, яке перевищує 1С, не шкодить здоров’ю акумулятора (тестується при 5С), тому ви можете проводити тести, але пам’ятайте, що заряд "традиційний" при 1С залишається надійною ставкою на випадок сумнівів.
Слід пам’ятати, що для збереження батарейок у найкращому варіанті бажано заряджатись у режимі «баланс», щоб підтримувати баланс клітин.
Хто каже, що легкозаймистий та хімічний продукт каже відповідні умови зберігання.
Акумулятори LiPo легкозаймисті, чутливі до нагрівання (певною мірою) та проколів. Тому забороняється дозволяти вашому меншому братові грати з ними або тримати їх перед вікном під прямими сонячними променями. На мою думку, найкращою практикою є:
- Уникайте прямого та тривалого контакту з сонцем (ризик перегрівання)
- Зберігати в середовищі, не дуже чутливому до вогню (наприклад, вогнетривкий мішок або теракотовий горщик)
- Зберігати при кімнатній температурі та провітрюваному середовищі
Щодо цього аспекту, я можу порадити вам лише адекватний конверт, наданий для цієї мети. М'які сумки "Lipo safe" доступні скрізь у мережі за доступними цінами. Вони є першим кроком до вашої безпеки. Більш безпечним способом є зберігання акумуляторів у коробці, призначеній для зберігання боєприпасів. Це дорожче і громіздкіше, але також більш стійке і адекватне.
Ваш зарядний пристрій також має режим під назвою "зберігання", який можна використовувати без модерації! Цей режим дуже корисний, щоб заряджати акумулятори між кожним сеансом. Він зарядить або розрядить вашу батарею до напруги 3,8 вольт на клітинку, щоб вона не старіла передчасно. Я особисто використовую цей режим, щоб відновити всі мої батареї до цієї напруги після польоту. Це трохи довго, але воно максимально збільшує термін служби ваших улюблених акумуляторів. Наявність хорошої граничної величини в кінці польоту також дозволяє наблизити напругу накопичення один раз до землі. Однак перехід на зарядний пристрій дозволяє напевно досягти контрольованої напруги і в той же час оптимального балансу між елементами.
LiPo - це як двигун, він потребує обкатки, коли він новий. Чому? Оскільки хімічні елементи, що його складають, потрібно стимулювати кілька разів, щоб відновити їх повний потенціал. Вас не просять пробігти марафон від народження? ви навчитеся ходити, а потім бігати, перш ніж розглянути можливість змагатися? добре для вашого акумулятора, він точно такий же! Вважається, що акумулятор цього типу можна вважати таким, що зламався через 5 - 10 циклів. Після завершення обкатки різниця в потужності повинна бути значною, а термін служби упаковки збільшений.
Як зламати акумулятори ?
Бажано здійснювати обкатку принаймні протягом перших 3 циклів упаковки. Виконуйте польоти, що перевозяться, переклади або точкові дослідження, але будьте обережні з ручкою дроселя, щоб не вимагати занадто багато струму від LiPo. Якщо ви вимагаєте занадто багато свого акумулятора, він буде "шрамом" на все життя вашим зловживанням і буде затриманий. Тим більше прикро, що ми тут говоримо про нову батарею, тож ви могли б про неї подбати !
Крім того, я пропоную вам переглянути відео Пабло Сотеса, в якому описується процес злому, а також його наслідки:
Сподіваюся, ця стаття про наші улюблені LiPos була корисною вам у вашому житті як викрадача! Зустрінемось із вами дуже скоро за іншими статтями про культуру FPV !