ชมรมโดรน

7. แบตเตอรี่และพลังงาน

แบต 3S 1200 mAh ให้พลังงานเท่าไร ทำไมบินได้ 10 นาที และทำไมแบกของแล้วบินสั้นลง

แบตเตอรี่เป็นสิ่งที่กำหนด "เวลา" ของทุกภารกิจ และเป็นตัวแปรที่แอบเปลี่ยนค่าที่เรา calibrate ไว้มากที่สุด หน้านี้ตอบว่า 3S 1200 mAh คืออะไร ใช้ได้นานแค่ไหน และผลกับโค้ดเป็นยังไง

อ่านป้ายบนแบตให้ออก

บนแบตของ RCSA EDU เขียนว่า 3S 11.1 V 1200 mAh

  • 3S คือเซลล์ลิเธียมโพลิเมอร์ 3 เซลล์ต่ออนุกรม แต่ละเซลล์ราว 3.7 V (ค่าเฉลี่ยตอนใช้) รวม 11.1 V
  • 1200 mAh คือความจุ จ่ายกระแส 1,200 mA (1.2 A) ได้นาน 1 ชั่วโมง หรือ 12 A ได้ 6 นาที

พลังงานรวมในแบต

พลังงาน = แรงดัน × ความจุ = 11.1 V × 1.2 Ah = 13.3 วัตต์-ชั่วโมง (Wh)

แรงดันบอกว่าแบตเหลือเท่าไร

แต่ละเซลล์ LiPo มีแรงดันตามสถานะ

ต่อเซลล์ทั้ง 3Sความหมาย
4.2 V12.6 Vชาร์จเต็ม
3.7 V11.1 Vค่ากลางตอนใช้
ราว 3.3–3.5 Vราว 10–10.5 Vควรหยุดใช้ ต่ำกว่านี้แบตเสื่อม

ที่ชาร์จของ RCSA แสดงแรงดันรวมของแบตก้อนที่เสียบอยู่ ถ้าเห็นต่ำราว 10.8 V แปลว่าแบตก้อนนั้นใกล้หมดแล้ว ถ้าโดรนไฟแดงกะพริบเร็ว คือแรงดันต่ำ ระบบบังคับลงจอดเอง

ทำไมบินได้ 10 นาที

กำลังที่โดรนใช้ตอนลอยนิ่ง คำนวณย้อนจากเวลาที่ผู้ผลิตระบุ

กำลังเฉลี่ย = พลังงาน ÷ เวลา = 13.3 Wh ÷ (10 / 60 ชม.) ≈ 80 W
กระแสเฉลี่ย = ความจุ ÷ เวลา = 1.2 Ah ÷ (10 / 60 ชม.) ≈ 7.2 A

ตัวเลขนี้ใช้ความจุทั้งหมด จริงๆ ไม่ควรใช้แบตจนเกลี้ยง (เหลือไว้ราว 20%) กำลังที่ใช้จริงจึงต่ำกว่านั้นเล็กน้อย แต่ความหมายคือ ตอนลอยนิ่ง โดรนกินกระแสราว 6–7 แอมแปร์ ซึ่งเยอะกว่าที่คิด ESC ของโดรนรับได้ถึง 40 A สำหรับช่วงเร่งแรงๆ

ของหนักขึ้น เวลาหายเร็วกว่าที่คิด

เพิ่มน้ำหนัก 100 กรัม (ชุดปล่อยลูกบอลกับลูกบอลที่โหลด) น้ำหนักรวม 410 แทนที่จะเป็น 310 กรัม ใครๆ ก็คิดว่า "แค่ 30% เวลาลดลง 30%" แต่จริงๆ ลดมากกว่า

ทฤษฎีโมเมนตัมของใบพัดบอกว่ากำลังที่ใช้ตอนลอยนิ่ง โตตามแรงยกยกกำลัง 1.5

กำลังใหม่ / กำลังเก่า = (410 / 310)^1.5 ≈ 1.52
เวลาบินใหม่ ≈ 10 นาที ÷ 1.52 ≈ 6.6 นาที

เพิ่มน้ำหนักแค่ 32% กินกำลังเพิ่ม 52% เวลาบินเหลือ 6.6 นาที นี่เป็นการประมาณเชิงทฤษฎี ค่าจริงต่างกันได้ แต่ทิศทางถูกเสมอ ทุกกรัมที่ลดได้ช่วยจริง

แบตส่งผลต่อโค้ดของเรายังไง

  1. ความเร็วเปลี่ยนตามแรงดัน เมื่อแบตเต็ม (12.6 V) กับแบตใกล้หมด (10.5 V) มอเตอร์ให้แรงต่างกัน ค่า MS_PER_CM_FWD = 15.46 ที่ calibrate ไว้ ถูกต้องที่ช่วงแรงดันที่วัดตอนนั้น เมื่อเปลี่ยนแบตหรือแบตใกล้หมด ระยะที่บินได้ในเวลาเท่ากันจะต่างไป
  2. ขึ้นบินไม่ทัน ในช่วงท้ายของแบต อัตราเร่งต่ำลง ระยะช่วงเริ่มเคลื่อนที่ (ซึ่งรวมอยู่ในเวลา) จึงยาวขึ้น
  3. บินต้านลมก็กินแบต ภารกิจที่ใช้เวลานานต้องเผื่อเสมอ

ทำอะไรได้บ้าง

  • ใช้แบตเต็มทุกครั้งที่ซ้อมและแข่ง ค่าที่วัดไว้จะตรงกัน (ชาร์จเต็มก่อนวัดค่า calibrate)
  • ดูแรงดันก่อนลงสนาม แบตที่เพิ่งชาร์จต่างจากแบตที่ใช้ไปรอบหนึ่ง
  • ซ้อมด้วยแบตก้อนเดียวกับที่ใช้แข่ง เพราะแต่ละก้อนเสื่อมไม่เท่ากัน
  • ติดป้ายเลขบนแบตทุกก้อน แล้วจดค่า ms/cm ที่วัดกับก้อนนั้น
  • ถอดของที่ไม่จำเป็น (สายยาวเกิน เทปเยอะ) ออกจากโดรน

ลองทำ

  1. ชั่งโดรนจริงพร้อมชุดปล่อยลูกบอล แล้วใช้สูตร (m / 310)^1.5 ประมาณเวลาบิน
  2. ใช้ที่ชาร์จดูแรงดันแบตแต่ละก้อนก่อนซ้อม จดไว้
  3. บินระยะ 250 ซม. ด้วย fw(250) ซ้ำ 5 ครั้งด้วยแบตเต็ม วัดระยะจริง แล้วทำใหม่ตอนแบตเหลือครึ่ง เปรียบเทียบ

พังตรงไหนบ่อย

  • ภารกิจที่เคยผ่านเริ่มพลาดช่วงท้ายของวันซ้อม → แบตเริ่มหมด ค่า ms/cm เปลี่ยน
  • แบตบวมหรือร้อนผิดปกติ → หยุดใช้ทันที ดู ความปลอดภัย

On this page