باتری

َآشنایی با مشخصات باتری لیتیم پلیمر و نحوه کار با آن در کوادکوپتر{جلسه هفتم}

باتری لیتیم پلیمر

باتری لیپو

باتری لیتیم پلیمریکی از بخش های مهم کوادکوپتر است و دانستن مشخصات یک باتری لیتیم پلیمر جهت ارتباط با موتور و انتخاب ملخ و اسپیدکنترل از موارد مهم طراحي است. در کوادروتور از باتری لیتیم پلیمر(Lithium-Polymer) که به اختصار LiPo یا Li-Poly می نامند استفاده می کنیم .

 

دیتاشیت باتری لیتیم پلیمر

در شکل فوق اطلاعات اصلی که روی باتری لیتیم پلیمر نوشته می شود را مشاهده می کنید.

اطلاعات روی باتری لیتیم پلیمر

اطلاعاتی  رو که در عکس میبینید باهم تحلیل می کنیم:

2200mAh  : یعنی اینکه این باتری لیتیم پلیمر در یک ساعت 2200 میلی آمپر به ما جریان میده.

m: milli  به معنای 0.001  می باشد.

A: Amper به معنای آمپر می باشد.

h: hour به معنای ساعت می باشد.

طبق توضیحات فوق 2200 میلی آمپر معادل 2.2 آمپر است.

2200*0.001=2.2

سلول در باتری

سلول در باتری

در شکل فوق 3تا لایه میبینید. اسم هر لایه سلول نام دارد. یکی از این سلولها 3.7 ولت رو برای ما تامین میکنه. و در این باتری که ما 3تا سلول داریم 11.1 ولت انرژی  رو میتونیم به اجزای  ربات بدیم:

3*3.7 =11.1 :ولتاژ باتری

نقل یک تجربه: این باتری لیتیم پلیمر که در شکل بالا می بینید به دليل اتصال نامناسب ولتاژ تركيده است. اين باتري 3سلول دارد كه با شارژر 11.1ولت شارژ مي شود ولي به دليل كم دقتي و اتصال شارژر 14.8ولت به آن تركيده است. موقع شارژ باتری هاتون حتما دقت کنید رو چندولت تنظیم میکنید.

برای نشان دادن تعداد سلولهای باتری بصورت 3S  و یا 3Cell  می نویسند.

باتری 4 سلول لیتیم پلیمر

در شکل فوق یک باتری لیتیم پلیمر 4 سلولی را مشاهده می کنید. ولتاژ هر سلول آن 3.7  ولت است پس ولتاژ نهایی برابر است با:

4*3.7=14.8

به همین ترتیب برای بقیه باتری ها از روی ظاهر آن می توانید ولتاژ آن را حدس بزنید:

باتری 5سلولی: 5*3.7=18.5

باتری 6سلولی: 6*3.7=22.2

به همین ترتیب هر باتری دیگری رامی توانید محاسبه کنید.

  • 3.7 volt battery = 1 cell x 3.7 volts (1S)
  • 7.4 volt battery = 2 cells x 3.7 volts (2S)
  • 11.1 volt battery = 3 cells x 3.7 volts (3S)
  • 14.8 volt battery = 4 cells x 3.7 volts (4S)
  • 18.5 volt battery = 5 cells x 3.7 volts (5S)
  • 22.2 volt battery = 6 cells x 3.7 volts (6S)
  • 25.9 volt battery = 7 cells x 3.7 volts (7S)
  • 29.6 volt battery = 8 cells x 3.7 volts (8S)
  • 37.0 volt battery = 10 cells x 3.7 volts (10S)
  • 44.4 volt battery = 12 cells x 3.7 volts (12S)

 

ضریب تخلیه باتری

پارامتر دیگری که باید بررسی شود 25C  است که در شکل فوق گوشه سمت راست می بینید. این عدد یعنی اینکه این باتری 25 برابر قدرت خالی کردن شارژ دارد. این ضریب تخلیه برای مواقعی که ربات حرکات نمایشی و آکروباتیک انجام می دهد و جریان بسیار زیادی می کشد مناسب می باشد. هر چه این عدد بالاتر رود وزن باتری هم بیشتر می شود پس باید دقت کنید که میزان متناسب با کوادکوپترتان چقدر است. حالا این قدرت خالی کردن شارژ که در بالا گفته شد یعنی چی؟! به مثال زیر دقت کنید تا کاملا متوجه شوید.

در تصویر بالا عدد 2500mAh  را می بینید و این یعنی اینکه اگر 2.5 آمپر از باتری جریان بکشیم 1ساعت طول می کشد تا کل باتری تخلیه شود. اگر 5 آمپر از باتری جریان بکشیم نیم ساعت طول می کشد تا کل باتری تخلیه شود و اگر 7.5 آمپر از باتری جریان بکشیم 20 دقیقه طول می کشد تا کل باتری تخلیه شود. این یعنی اینکه هر چه ما جریان بیشتری از باتری بکشیم باتری زودتر تخلیه می شود. 

حالا عدد 25C  را در نظر بگیرید:

حداکثر ظرفیت تخلیه بار باتری 25Cاست از طرفی جریانی که باتری برای ما تامین میکنه 2.5 آمپر است پس برای بدست آوردن حداکثر جریانی که ما می توانیم از باتری بکشیم باید 2.5آمپر باتری را در عدد 25 که قدرت تخلیه شارژ باتری می باشد ضرب کنیم:

حداکثر ظرفیت تخلیه بار: 25*2.5=62.5A

حالا بنظرتون اگه ما 62.5 آمپر از باتری جریان بکشیم چقد طول میکشه تا کل باتری خالی بشه؟؟

جواب: در بالا گفتیم که اگه 2 برابر جریان بکشیم باتری نیم ساعت دوام داره حالا اگه 25 برابر جریان بکشیم کافیه 1ساعت یا همون 60 دقیقه رو به 25 تقسیم کنیم:

60min/25=2.4min

یعنی باتری ما در عرض 2.4 دقیقه به طور کامل خالی میشه  و اگه حواستون نباشه یا تنظیماتی انجام نداده باشید کوادکوپترتون از اون بالا پرت می شه روی زمین!!!

 در جدول زیر هم مشاهده می کنید که چنانچه 1C دوام 1ساعته داشته باشد بقیه نرخ ها به صورت زیر می شود.

C-rate Time
5C 12 min
2C 30 min
1C 1h
0.5C or C/2 2h
0.2C or C/5 5h
0.1C or C/10 10h
0.05C or C/20 20h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

حالا شاید یکی بخاد مثلا 4.03 از باتری جریان بکشه اونوقت چقدر باتری دوام داره؟

در صورتی که سوال بالا را پاسخگو باشید مفاهیم را به طور کامل متوجه شده اید.

سیم های متصل به باتری

در شکل زیر نمای داخلی سیم کشی های باتری لیتیم پلیمر 2 سلول و 4 سلول را مشاهده می کنید. همانطور که در شکل ها مشخص است شرکت های سازنده سلول های باتری ها را به صورت سری به هم متصل می کنند. این سلول ها دارای ظرفیت و ولتاژ یکسان هستند.

سیم کشی باتری لیتیم پلیمر

در زیر هم سیم کشی یک باتری لیتیم پلیمر سه سلولی را مشاهده می کنید.

سیم کشی باتری سه سلولی لیتیم پلیمر

دو تا سیم بزرگ مشکی و قرمز به ترتیب قطب های مثبت و منفی باتری هستند که برای شارژ استفاده میشه و در همه باتری ها مشترک است. ولی اون 5 تا سیم کوچک در باتری ها متفاوت است. این سیم های کوچک  فقط در زمان شارژ باتری استفاده می شود و کاربردشان این است که باعث می شوند همه سلولها بطور یکسان شارژ شوند. بطور کلی یک سیم از این 4سیم بطور مشترک به زمین متصل است و سه سیم دیگر به قطب های مثبت سلولها وصلند. به این سیم ها اصطلاحا بالانسر گفته می شود.

 1-اگر باتری 3 تا سلول داشت 4 تا سیم کوچک به اون متصل میشه.

2-اگر باتری 4 تا سلول داشت 5 تا سیم کوچک به اون متصل میشه.

3-اگر باتری 5 تا سلول داشت 6 تا سیم کوچک به اون متصل میشه.

و به همین ترتیب یک سیم به آن اضاف می شود.

حالا فرض کنید یه باتری 4سلولی داریم پس 4تا سیم جهت اتصال به قطب های مثبت و 1سیم مشترک بین همه جهت اتصال به زمین است که 5 تا می شوند.

عمر باتری

سعی کنید برای افزایش عمر باتری کوادکوپترتون حداکثر تا نصف ضریب تخلیه ای که شرکت سازنده اعلام کرده بالاتر نروید. در حقیقت هر چه شما به عدد C نزدیکتر شوید عمر باتری هم سریع تر کاسته می شود. به عنوان مثال اگر باتری شما دارای ضریب تخلیه 25C است سعی کنید حداکثر تا 12.5C اون رو استفاده کنید و بالاتر از این محدوده نروید.

محل مناسب شارژ

سعی کنید هنگام شارژ باتری ها آنها را در محل های مناسب شارژ کنید. شارژرها و باتری ها در زمستان حساس هستند و در صورتی که در یک گاراژ در زمستان آنها را شارژ می کنید روند شارژ به کندی صورت می گیرد و یا حتی بازدهی لازم را ندارند و ممکن است به باتری آسیب برسد.

ایمنی باتری

هر باتری متناسب با کارکردش ویژگی های خاصی داره. باتری های لیتیم پلیمر را در کاورهای مخصوص خودش قرار دهید تا از اتفاقات احتمالی جلوگیری شود. این کاور ها در صورت ترکیدن باتری از پاشش آن به اطراف جلوگیری می کنند در شکل زیر نمونه ای از این کاورها را مشاهده می کنید.

battery cover

 

برای دریافت آخرین مطالب سایت  و همچنین مطالب منحصر به فرد دیگر که در سایت منتشر نمی شوند میتوانید در کانال تلگرام ما عضو شوید و یا در اینستاگرام ما را فالوو کنید:

 

31 نظر

  • مهرداد

    سلام. سوال من اینه که میزان آمپر موردنیاز برای کوادکوپتر رو اسپیدکنترلرها تعیین میکنن؟ یعنی اگر من 4 تا اسپید کنترل 20 آمپر داشته باشم، نیاز به تولید 80 آمپر دارم؟

    اگه میشه در این مورد توضیح بدید. باتشکر

    • قاسم قاسمی

      با سلام
      خیر. میزان آمپر مورد نیاز برای کوادکوپتر را موتورها تعیین می کنند یعنی اگر شما 4 تا موتور 20 آمپر داشتید نیاز به تولید 80 آمپر دارید. دقت کنید که اگر متعلقاتی همانند LED و دوربین هم داشته باشید مصرف خیلی پایینی در حد 1 آمپر دارند که ناچیز است ولی باز هم جهت اطمینان آمپر مصرفی آنان را چک می کنیم. انتخاب اسپیدکنترل به انتخاب موتور بستگی دارد و بعد از اینکه حداکثر جریان لازم در موتور را تعیین کردیم کافی است به سراغ اسپیدکنترلرهایی برویم که حداقل 5 تا 10 آمپر بيشتر از جريان مورد نياز موتورهامون تحمل كنند. در اینجا با توجه به اینکه حداکثر جریان ما 20 آمپر برای هر موتور بود پس ما اسپیدکنترلی را انتخاب می کنیم که 25آمپر يا 30 آمپر برای ما جریان تامین کند.
      موفق باشید

  • مرتضی فتوت

    سلام وقتتون بخیر

    ببخشید برای محدوده وزنی 1.5 کیلوگرم (با باتری) و با توجه به موتورهای air gear350 شما برای باتری کدام یک از موارد زیر رو مناسب تر میدونید و پیشنهاد میدید

    باتری لیتیوم پلیمر 3 سل Gens Ace Tattu 7000mAh 25C
    باتری لیتیوم پلیمر 4 سل Gens Ace Tattu 5000mAh 35C
    ممنون میشم راهنماییم کنید یا اگر پیشنهاد دیگری دارید بفرمایید.سپاس

    • قاسم قاسمی

      سلام جناب فتوت
      براي مواردي كه بيان نموديد ذكر چند نكته ضروري است:
      1- در صورتي كه نياز به زمان پرواز بالاتري داريد قطعا بايد ظرفيت باتري شما بيشتر باشد. با اين حساب ابتدا نياز است كه حداكثر ضريب تخليه اي(C rating) كه شما نياز داريد تعيين شود تا پس از آن بتوانيم در بين باتري هاي فروشگاهها دنبال باتري بگرديم كه ظرفيت آن حداكثر باشد.
      2- بايد دقت كنيم در بين باتري هايي كه انتخاب مي كنيم نسبت تراست به وزن كل كوادكوپتر از 2 كمتر نشود.
      3- نسبت وزن باتري به وزن كوادكوپتر بدون باتري حدودا 0.7 باشد.
      4- حال با توجه به اينكه جرم كوادكوپتر شما حدودا 1.5 كيلوگرم مي باشد تراست هر موتور حدودا بايد 750 گرم باشد كه با اين شرايط در تراست حداكثر هر دو باتري سه سلولي و چهار سلولي قابل كاربرد است. حال براي باتري سه سلولي در تراست حداكثر حدودا 40 آمپر نياز است كه هر دو باتري كه ذكر كرديد اين قابليت را دارند.
      5- نكته اي كه مهم است اين است كه سلول بيشتر باعث مي شود وزن افزايش يابد و به هيچ عنوان نبايد بدون دليل تعداد سلول ها را افزايش داد. در كنار اينكه باتري 3 سلولي شما ظرفيت بالاتري نسبت به 4 سلولي دارد باعث افزايش بازده موتور نيز مي شود. در شكل زير كه مربوط به جدول تراست موتور مي باشد اين مقادير بازده را مي توانيد مشاهده كنيد و اختلاف آنها را ببينيد.

      با آرزوي موفقيت

      • مرتضی فتوت

        آقای قاسمی سپاس از لطفتان

        ممنون بابت راهنمایی کامل و جامع تون. راهنمایی تون خیلی کمکم کرد برای انتخاب باتری. چون واقعا حیرون شده بودم بین این دو باتری کدام رو انتخاب کنم

        در حین مراحل ساخت کواد هر کجا نیاز یه راهنمایی داشتم از این طریق ازتون میپرسم. بازم ممنونم از پاسخ گویی تون و از سایت خوبتون..

        • قاسم قاسمی

          خواهش می کنم جناب فتوت. انجام وظیفه بود. ان شاالله در طی ساخت هر گونه کمکی از بنده و بقیه همکارانم از دستمون بر بیاد صمیمانه در خدمتتون هستیم.
          با آرزوی بهترین ها

          • مرتضی فتوت

            سپاس از لطفتون

          • قاسم قاسمی

            خواهش می کنم. موفق باشید

  • احسان

    پاینده باشی دوست عزیز از اینکه اینقدر با علاقه و صبر اطلاعات دقبق خودتون رو به اشتراک می گذارید.ممنون از شما

    • قاسم قاسمی

      سلام دوست عزيز
      از اظهار لطف جنابعالي سپاسگزاريم.
      با آرزوي بهترينها براي شما و تمامي دوستان

  • نوشتن نظر

    نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

    Optionally add an image (JPEG only)