1S LiPo baterie: napájení Tiny Whoopů, 3,7 V vs. 3,8 V LiHV a základy nabíjení

Baterie 1S LiPo obsahuje jediný lithium-polymerový článek, takže uvnitř akumulátoru nejsou žádné sériově zapojené články. Běžná baterie 1S LiPo má obvykle jmenovité napětí 3,7 V a při plném nabití přibližně 4,20 V, zatímco mnohé moderní baterie pro mikro FPV jsou typu 1S LiHV, mají jmenovité napětí přibližně 3,8 V a při plném nabití až 4,35 V, pokud baterie toto napětí výslovně podporuje.

Zní to jednoduše, ale 1S je ve skutečnosti jednou z nejvíce specializovaných tříd baterií v RC modelářství. Dominuje ultralehkým modelům, u nichž záleží na každém gramu, zejména modelům Tiny Whoop a mikro letadlům FPV. Zároveň ale úplně jiná větev tohoto koníčku využívá velkokapacitní baterie 1S Shorty v pan cars měřítka 1/12.

„1S“ tedy automaticky neznamená „malá baterie“. Udává počet článků a napěťovou třídu. Kapacita, chemické složení, konektor, schopnost vybíjení i fyzické provedení se přitom mohou výrazně lišit.

1S LiPo v kostce

Co vlastně znamená 1S?

Písmeno S v označení LiPo baterií udává počet skupin článků zapojených sériově.

Baterie 2S má dvě sériově zapojené skupiny článků. Baterie 4S má čtyři. Baterie 6S má šest.

Baterie 1S je jiná, protože obsahuje pouze jednu skupinu článků:

U běžné LiPo:

Není co sčítat, protože žádný druhý článek neexistuje.

Proto běžný akumulátor 1S obvykle nepotřebuje samostatný konektor pro balancování. Balancovací nabíjení slouží k porovnání a vyrovnání rozdílů napětí mezi více sériově zapojenými články. Jednočlánková baterie nemá druhý článek, vůči kterému by bylo možné napětí vyrovnat.

Úplný přehled vztahu mezi počtem článků a napětím akumulátoru najdete v článku Průvodce napětím LiPo baterií: vysvětlení 1S až 8S pro RC modely.

1S LiPo 3,7 V vs. 1S LiHV 3,8 V: na tomto rozdílu záleží

Jednou z nejdůležitějších věcí, které je třeba vědět o moderních bateriích 1S, je, že ne každý akumulátor označený „1S“ používá přesně stejné nabíjecí napětí.

Běžné jsou dvě varianty:

Toto rozlišení je zvlášť důležité u Tiny Whoopů, protože mnoho současných mikro baterií 1S jsou baterie LiHV.

Nabíjení běžné baterie LiPo 3.7V, jako by šlo o baterii LiHV 4.35V, může článek přebít. Vždy se řiďte použitou chemií a maximálním napětím uvedeným na baterii, místo abyste předpokládali, že se každá baterie 1S nabíjí stejně.

Proč Tiny Whoop používá baterie 1S

Tiny Whoop je jedním z nejjasnějších příkladů, proč je 1S stále důležité.

Tato letadla jsou velmi malá. Přidání dalšího článku nezvyšuje jen napětí, ale také hmotnost baterie. U letadla vážícího pouhých několik desítek gramů může i malé zvýšení hmotnosti znatelně změnit letové vlastnosti.

Dobře zvolená sestava 1S tak může nabídnout:

• Nízká hmotnost baterie
• Nízká celková hmotnost letadla
• Rychlá odezva na plyn
• Nižší energie při nárazu
• Dobrá ovladatelnost v interiéru
• Snadná výměna baterií
• Kompaktní nabíjecí vybavení

Proto se 1S stále běžně používá u platforem Tiny Whoop třídy přibližně 65mm a 75mm a dalších ultralehkých mikro FPV konstrukcí.

Baterie ale musí odpovídat více než jen napětím. Baterii Tiny Whoop vybírejte také podle:

• Kapacita
• Hmotnost
• Konektor
• Rozměry baterie
• Schopnost vybíjení
• Zda letadlo vyžaduje nabíjení standardní baterie LiPo, nebo LiHV

Těžší baterie 1S může uchovávat více energie, ale malý kvadrokoptéře může připadat méně svižná. Menší baterie může letadlo učinit obratnějším, ale zkrátit dobu letu.

Proč je u 1S výběr konektoru tak důležitý

U velkého RC systému s vysokým napětím představuje malý odpor konektoru jen jednu část mnohem větší elektrické soustavy. U nízkonapěťového letadla 1S může mít konektor překvapivě výrazný vliv.

Důvod je prostý: u 1S je napěťová rezerva od začátku velmi malá.

Pokud se kvůli odporu v malém konektoru, opotřebovaném kontaktu nebo tenkém vodiči ztrácí napětí, ESC a motor dostávají méně využitelného napětí.

To je jeden z důvodů, proč může stav konektoru ovlivnit:

• Odezva na plyn
• Pokles napětí
• Chování upozornění na nízké napětí
• Doba letu
• Stálost mezi bateriemi

PH2.0

PH2.0 se hojně používá u baterií pro mikro RC modely 1S a Tiny Whoop. Mnoho stávajících letadel a nabíječek tento systém konektorů stále využívá.

BT2.0

Konektor BT2.0 je běžný také v moderních výkonově zaměřených systémech micro-FPV 1S. Jeho obliba odráží rostoucí důraz na odpor konektoru a přenos proudu v malých letadlech.

Nevybírejte mezi nimi pouze podle specifikací baterie. Zástrčka baterie musí odpovídat letadlu a nabíjecímu zařízení.

Nelze předpokládat, že konektory podobného vzhledu jsou elektricky nebo mechanicky zaměnitelné, pokud není jejich kompatibilita výslovně potvrzena.

Kapacita 1S: 300mAh, 450mAh, 500mAh - co se vlastně mění?

Kapacita udává, kolik elektrického náboje baterie uchovává. V modelech Tiny Whoop mají běžné baterie 1S kapacitu jen několik set miliampérhodin.

Příklady:

• 300mAh = 0.30Ah
• 350mAh = 0.35Ah
• 450mAh = 0.45Ah
• 500mAh = 0.50Ah
• 650mAh = 0.65Ah

Baterie s vyšší kapacitou obvykle uchovává více energie, ale bývá také větší a těžší.

U Tiny Whoopu záleží na tomto kompromisu mnohem víc než u velkého RC auta.

Baterie s větší kapacitou může prodloužit dobu letu, ale zároveň může:

• Zvýšení vzletové hmotnosti
• Snížení obratnosti
• Změna odezvy plynu
• Zvýšení energie při nárazu
• Změna polohy těžiště

Proto je „nejlepší“ kapacita obvykle ta, pro kterou bylo letadlo navrženo, nikoli jednoduše největší baterie, kterou lze fyzicky připojit.

Ne každá baterie 1S je malá: výjimka v podobě pan carů 1/12

Právě tady začíná být kategorie 1S mnohem zajímavější.

Některé závodní pan cary v měřítku 1/12 a platformy GT12 a LMP12 také používají baterie 1S, ale tyto baterie vůbec nevypadají jako baterie do Tiny Whoopů.

Baterie 1S do pan caru může mít místo několika set miliampérhodin kapacitu několika tisíc miliampérhodin a pevné pouzdro typu Shorty.

Proč používat v závodním autě jen jeden článek?

Vozidlo a závodní elektronika totiž mohou být navrženy speciálně pro nízkonapěťové uspořádání s vysokým proudem. V tomto případě se 1S nepoužívá proto, že je model maličký nebo má nízký výkon. Je součástí konstrukce celé platformy.

To ukazuje jeden důležitý bod:

Potřebuje LiPo baterie 1S balanční kabel?

Obvykle ne.

U baterií s více články se používá balanční konektor, který umožňuje nabíječce samostatně sledovat napětí každého článku zapojeného v sérii.

Například baterie 4S má čtyři články, jejichž napětí musí zůstat přibližně vyrovnané.

Baterie 1S má pouze jeden článek.

Není tedy třeba vyrovnávat napětí mezi články.

Proto mnoho baterií 1S používá tentýž hlavní dvouvodičový konektor pro nabíjení i vybíjení.

To neznamená, že baterie 1S nepotřebuje kontrolu napětí. Nabíječka musí nabíjení ukončit při správném maximálním napětí pro dané chemické složení baterie.

Jak nabíjet baterii LiPo 1S?

Elektrické zapojení při nabíjení 1S je jednodušší než u vícečlánkové baterie, ale nastavení chemického složení a napětí musí být stále správné.

Pro běžnou LiPo 1S s napětím 3,7 V:

• Zvolte chemické složení LiPo.
• Použijte nabíječku podporující 1S.
• Ověřte správný nabíjecí proud.
• Nabíjejte na maximální napětí stanovené výrobcem baterie, u standardní LiPo obvykle přibližně 4,20 V.

Pro akumulátor LiHV 1S s napětím 3,8 V:

• Pokud nabíjíte na vyšší napětí HV, použijte nabíječku, která výslovně podporuje LiHV.
• Ověřte, že je baterie skutečně dimenzovaná na maximální napětí LiHV.
• Nepředpokládejte, že běžná nabíječka LiPo 1S automaticky nabíjí na 4,35 V.

Další informace o výběru nabíječky najdete v článku Existuje univerzální nabíječka baterií LiPo 1S až 4S?.

Proč jsou vícep ortové nabíječky 1S tak užitečné

Piloti Tiny Whoopů často absolvují během jednoho létání několik krátkých letů. Tím se mění způsob nabíjení.

Místo jedné velké baterie si pilot může přivézt šest, osm nebo i více malých akumulátorů 1S.

Specializovaná vícep ortová nabíječka 1S proto může být užitečnější než běžná vysokovýkonná nabíječka pro RC, zejména když lze každý port správně nastavit podle chemického složení baterie a nabíjecího proudu.

Zásadní rozdíl je v tom, že nabíjení 1S přes více portů automaticky neznamená paralelní nabíjení.

U nabíječky s nezávislými výstupy může každý port samostatně kontrolovat připojenou baterii. Při skutečně paralelním zapojení se několik baterií elektricky spojí a musí splňovat přísnější požadavky na shodu.

Vždy se řiďte konstrukcí a pokyny konkrétní nabíječky, místo abyste předpokládali, že všechna nabíjecí zařízení se šesti porty fungují stejně.

Jaký nabíjecí proud zvolit pro baterii 1S?

Stejný základní výpočet nabíjecího proudu, který se používá u větších baterií, platí i pro 1S:

Některé baterie podporují vyšší nabíjecí proudy, ale specifikace výrobce baterie má přednost před obecným pravidlem.

Proč výkon nabíječky obvykle není hlavním problémem u 1S

Velké baterie 6S a 8S mohou při rychlém nabíjení vyžadovat stovky wattů. Malý akumulátor 1S potřebuje jen velmi málo energie.

Například nabíjení standardní baterie LiPo 1S 500mAh proudem 1C při napětí blízkém plnému nabití vyžaduje přibližně:

Uživatelé Tiny Whoopů si obvykle kladou spíše tyto praktické otázky ohledně nabíječky:

• Kolik baterií mohu nabíjet?
• Podporuje nabíječka můj konektor?
• Mohu správně zvolit LiPo nebo LiHV?
• Mohu pro každou baterii nastavit správný proud?
• Jsou výstupy nezávislé?

To se velmi liší od výběru nabíječky pro baterii 6S nebo 8S s kapacitou 5000mAh, u níž se výstupní výkon stává hlavním omezením.

1S vs. 2S: Nejde jen o dvojnásobné napětí

Přechod ze standardního 1S na standardní 2S změní jmenovité napětí z 3.7V na 7.4V.

Baterie 2S proto není pro model 1S pouhým „vylepšením“ typu zapoj a používej.

ESC, motor a další elektronika musí být navrženy pro vyšší napětí. U ultralehkého letadla ovlivní další článek také hmotnost baterie a ovladatelnost.

Úplné srovnání najdete v článku Jaký je rozdíl mezi LiPo 1S a 2S? Komplexní průvodce.

Můžete místo 2S použít 1S?

Pouze pokud jsou elektronika a model navrženy pro provoz při napětí 1S.

Model 2S nemusí s baterií 1S fungovat správně, protože napětí může být nižší než zamýšlený provozní rozsah. Motory mohou mít velmi slabý výkon a některá elektronika se nemusí správně spustit.

Fyzická kompatibilita konektoru nezaručuje elektrickou kompatibilitu.

Můžete místo 1S použít 2S?

Nedělejte to, pokud celý elektronický systém výslovně nepodporuje 2S.

Standardní baterie 1S dosahuje při plném nabití přibližně 4.2V. Standardní baterie 2S dosahuje přibližně 8.4V.

To je přibližně dvojnásobné napětí baterie.

Připojením baterie 2S k elektronice určené pouze pro 1S můžete velmi rychle překročit její napěťové limity.

Jak vybrat správnou baterii 1S

Můžete porovnat aktuální baterie CNHL 1S 3,7 V a 3,8 V podle kapacity, konektoru, chemického složení a zamýšleného použití.

Časté chyby při používání baterií 1S

• Předpoklad, že se všechny baterie 1S nabíjejí na 4,2 V: Mnohé moderní mikro baterie 1S jsou LiHV a mohou podporovat jiné maximální napětí.
• Nabíjení standardní baterie LiPo na 4,35 V: Vyšší napětí používejte pouze tehdy, pokud je baterie výslovně určena k nabíjení LiHV.
• Představa, že baterie 1S potřebuje vícečlánkový balanční kabel: Ke sledování je pouze jeden článek.
• Předpoklad, že každá nabíječka 1S s více porty nabíjí paralelně: Některé konstrukce používají nezávislé výstupy.
• Opomíjení odporu konektoru: U mikro systémů s nízkým napětím mohou nekvalitní kontakty znatelně ovlivnit výkon.
• Výběr baterie s největší dostupnou kapacitou pro Tiny Whoop: Vyšší hmotnost může změnit letové vlastnosti.
• Použití 2S jako automatického vylepšení: Napětí standardní baterie 2S je zhruba dvojnásobné, proto vyžaduje kompatibilní elektroniku.
• Předpoklad, že „1S“ znamená nízkou kapacitu: Závodní baterie pro pan cary mohou mít velkou kapacitu.
• Výběr pouze podle konektoru: Musí odpovídat také chemické složení, rozměry, kapacita a hmotnost.
• Dlouhodobé skladování malých baterií LiPo v plně nabitém stavu: Pokud s nimi nebudete brzy létat, použijte vhodný postup pro skladování.

Časté dotazy k bateriím LiPo 1S

Jaké napětí má baterie LiPo 1S?

Běžná baterie LiPo 1S má obvykle jmenovité napětí 3,7 V a při plném nabití dosahuje přibližně 4,2 V.

Proč jsou některé baterie 1S označeny jako 3,8 V?

Mnohé baterie 1S s napětím 3,8 V jsou články LiHV určené pro vyšší maximální nabíjecí napětí, běžně až přibližně 4,35 V, pokud to výrobce uvádí.

Má baterie 1S napětí 3,7 V, nebo 4,2 V?

U standardní baterie LiPo je jmenovité napětí 3,7 V a napětí při plném nabití přibližně 4,2 V.

Má baterie LiHV 1S napětí 3,8 V, nebo 4,35 V?

Její typické jmenovité napětí je 3,8 V. Kompatibilní článek LiHV může při plném nabití dosáhnout přibližně 4,35 V, jak uvádí jeho specifikace.

Je třeba baterii 1S nabíjet s balancováním?

Vyvažování jednotlivých článků není nutné, protože baterie obsahuje pouze jednu skupinu článků. Stále však potřebuje nabíječku se správnou chemií a ukončením nabíjení při správném napětí.

K čemu se používá baterie 1S?

Mezi běžné použití patří Tiny Whoopy, mikro FPV letadla, ultramikro letadla a auta a specializované platformy pro závody pan carů v měřítku 1/12.

Jaký konektor používá 1S Tiny Whoop?

PH2.0 a BT2.0 jsou běžné konektory, ale správný typ závisí na konkrétním letadle a bateriovém systému.

Mohu nabíjet baterii 1S LiHV běžnou nabíječkou LiPo?

Běžný program LiPo obvykle ukončí nabíjení při standardním napětí LiPo, nikoli při vyšším maximálním napětí LiHV. Chcete-li baterii LiHV nabít na její stanovené napětí HV, nabíječka musí výslovně podporovat správný režim LiHV.

Jaký nabíjecí proud mám použít pro baterii 1S s kapacitou 450 mAh?

Při proudu přibližně 1C činí nabíjecí proud 0,45 A. Vyšší nabíjecí proud použijte pouze tehdy, pokud to výrobce baterie povoluje.

Je BT2.0 lepší než PH2.0?

Výkon konektorů se může lišit, ale při výběru je nejdůležitější kompatibilita. Používejte konektorový systém určený pro daný letoun a nabíjecí sestavu, místo abyste měnili konektory pouze podle jejich názvu.

Mohu místo 1S použít 2S?

Pouze pokud regulátor ESC, motor a celý elektronický systém výslovně podporují 2S. Nikdy nepředpokládejte, že model 1S bezpečně snese dvojnásobné napětí baterie.

Jsou všechny baterie 1S malé?

Ne. Baterie Tiny Whoop jsou obvykle velmi malé, ale krátké baterie 1S pro pan cary v měřítku 1/12 mohou mít kapacitu několik tisíc miliampérhodin.

Shrnutí

1S je nejjednodušší napěťová konfigurace LiPo, ale baterie této kategorie nejsou nijak jednoduché.

Běžná LiPo 1S má jmenovité napětí přibližně 3,7 V a plně nabitá dosahuje 4,2 V. Moderní baterie 1S LiHV mívají jmenovité napětí kolem 3,8 V a při správném návrhu se mohou nabíjet až na přibližně 4,35 V.

U modelů Tiny Whoop a mikro RC se používá 1S, protože nízká hmotnost a kompaktní rozměry jsou důležitější než vyšší napětí. Odpor konektoru, hmotnost baterie a její chemické složení mohou výrazně ovlivnit výkon tak malého letadla.

Na opačném konci světa 1S specializované závody pan carů ukazují, že jednačlánková baterie nemusí být nutně malá ani mít nízkou kapacitu.

Při výběru baterie 1S je proto správné začít napětím a chemií, pro které je model určen, a poté zvolit kapacitu, hmotnost, rozměry a konektor podle konkrétního použití.

Prohlédněte si nabídku baterií CNHL 1S LiPo a LiHV s aktuálními variantami 3,7 V a 3,8 V.

Pokud zvažujete přechod na vyšší napětí, pokračujte článkem Jaký je rozdíl mezi LiPo bateriemi 1S a 2S?. Celý přehled napětí najdete v článku Průvodce napětím LiPo baterií: vysvětlení 1S až 8S pro RC modely.