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
| ต่อเซลล์ | ทั้ง 3S | ความหมาย |
|---|---|---|
| 4.2 V | 12.6 V | ชาร์จเต็ม |
| 3.7 V | 11.1 V | ค่ากลางตอนใช้ |
| ราว 3.3–3.5 V | ราว 10–10.5 V | ควรหยุดใช้ 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 Aตัวเลขนี้ใช้ความจุทั้งหมด 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 นาทีเพิ่มน้ำหนักแค่ 32% กินกำลังเพิ่ม 52% เวลาบินเหลือ 6.6 นาที นี่เป็นการประมาณเชิงทฤษฎี ค่าจริงต่างกันได้ แต่ทิศทางถูกเสมอ ทุกกรัมที่ลดได้ช่วยจริง
แบตส่งผลต่อโค้ดของเรายังไง
- ความเร็วเปลี่ยนตามแรงดัน เมื่อแบตเต็ม (12.6 V) กับแบตใกล้หมด (10.5 V) มอเตอร์ให้แรงต่างกัน ค่า
MS_PER_CM_FWD = 15.46ที่ calibrate ไว้ ถูกต้องที่ช่วงแรงดันที่วัดตอนนั้น เมื่อเปลี่ยนแบตหรือแบตใกล้หมด ระยะที่บินได้ในเวลาเท่ากันจะต่างไป - ขึ้นบินไม่ทัน ในช่วงท้ายของแบต อัตราเร่งต่ำลง ระยะช่วงเริ่มเคลื่อนที่ (ซึ่งรวมอยู่ในเวลา) จึงยาวขึ้น
- บินต้านลมก็กินแบต ภารกิจที่ใช้เวลานานต้องเผื่อเสมอ
ทำอะไรได้บ้าง
- ใช้แบตเต็มทุกครั้งที่ซ้อมและแข่ง ค่าที่วัดไว้จะตรงกัน (ชาร์จเต็มก่อนวัดค่า calibrate)
- ดูแรงดันก่อนลงสนาม แบตที่เพิ่งชาร์จต่างจากแบตที่ใช้ไปรอบหนึ่ง
- ซ้อมด้วยแบตก้อนเดียวกับที่ใช้แข่ง เพราะแต่ละก้อนเสื่อมไม่เท่ากัน
- ติดป้ายเลขบนแบตทุกก้อน แล้วจดค่า ms/cm ที่วัดกับก้อนนั้น
- ถอดของที่ไม่จำเป็น (สายยาวเกิน เทปเยอะ) ออกจากโดรน
ลองทำ
- ชั่งโดรนจริงพร้อมชุดปล่อยลูกบอล แล้วใช้สูตร (m / 310)^1.5 ประมาณเวลาบิน
- ใช้ที่ชาร์จดูแรงดันแบตแต่ละก้อนก่อนซ้อม จดไว้
- บินระยะ 250 ซม. ด้วย
fw(250)ซ้ำ 5 ครั้งด้วยแบตเต็ม วัดระยะจริง แล้วทำใหม่ตอนแบตเหลือครึ่ง เปรียบเทียบ
พังตรงไหนบ่อย
- ภารกิจที่เคยผ่านเริ่มพลาดช่วงท้ายของวันซ้อม → แบตเริ่มหมด ค่า ms/cm เปลี่ยน
- แบตบวมหรือร้อนผิดปกติ → หยุดใช้ทันที ดู ความปลอดภัย