Jak obliczyć czas lotu baterii LiPo

Jedno z najczęstszych pytań w hobby RC brzmi: "Jak długo mogę latać?" Znajomość czasu lotu to nie tylko ciekawość; to kluczowe dla bezpieczeństwa i planowania. Poprawne oszacowanie pozwala bezpiecznie sprowadzić drona lub samolot do domu przed wyczerpaniem się energii, zaplanować idealne ujęcie wideo bez ryzyka rozładowania baterii i uniknąć nadmiernego rozładowania kosztownej baterii LiPo, co może spowodować trwałe uszkodzenia. Ten przewodnik rozłoży na proste kroki matematykę i metody, które możesz zastosować, aby to obliczyć.

Jakie są kluczowe składniki do obliczenia?

Zanim przejdziemy do wzoru, musimy zrozumieć trzy kluczowe liczby, które się w nim pojawiają. Większość z nich znajdziesz wydrukowanych bezpośrednio na baterii.

Pojemność traktuj jak rozmiar zbiornika paliwa. Mierzy się ją w miliamperogodzinach (mAh) lub amperogodzinach (Ah). Większa liczba oznacza większy zbiornik i zwykle dłuższy lot. Ponieważ nasz wzór używa amperów, musisz przeliczyć mAh na Ah, dzieląc przez 1000. Tak więc bateria 5000mAh to to samo co 5Ah.

Napięcie baterii LiPo zależy od liczby ogniw w środku. Zobaczysz to zapisane jako liczba z literą "S" (np. 3S, 4S, 6S). Każde ogniwo ma "nominalne" lub magazynowe napięcie około 3,7V i jest w pełni naładowane przy 4,2V. Tak więc bateria 4S ma około 14,8V (4 x 3,7V). Chociaż napięcie jest kluczowe dla systemu zasilania twojego statku powietrznego, to pojemność jest potrzebna do wzoru na czas lotu.

To najważniejsza — i najtrudniejsza — liczba do znalezienia. Mierzy, ile "paliwa" zużywają twoje silniki średnio. Podobnie jak MPG samochodu zmienia się, gdy naciskasz pedał gazu lub jedziesz spokojnie, tak pobór prądu twojego statku powietrznego ciągle się zmienia. Agresywny lot pobierze znacznie więcej amperów niż delikatne zawisanie. Dlatego musimy znaleźć średni pobór prądu dla typowego lotu.

Oto kluczowa zasada dla każdej baterii LiPo: nigdy nie rozładowuj jej całkowicie do 0%. Spowoduje to nieodwracalne uszkodzenie chemii baterii. Bezpieczną i powszechnie akceptowaną praktyką jest "zasada 80%", co oznacza, że powinieneś używać tylko 80% całkowitej pojemności baterii. Pozostawia to 20% zapasu, aby chronić zdrowie i żywotność baterii.

Podstawowy wzór na obliczenie czasu lotu

Teraz połączmy to wszystko. Matematyka jest zaskakująco prosta.

W istocie, obliczenie to po prostu rozmiar twojego zbiornika paliwa podzielony przez tempo zużycia paliwa.

Czas lotu (w minutach) = (Pojemność baterii (Ah) / Średni pobór prądu (A)) * 60

Aby zastosować zasadę 80%, najpierw musimy obliczyć naszą pojemność użytkową.

Pojemność użytkowa (Ah) = Pojemność baterii (Ah) * 0.8

Wprowadzając margines bezpieczeństwa do naszej głównej formuły, otrzymujemy tę, którą faktycznie powinieneś używać do realistycznego i bezpiecznego oszacowania czasu lotu.

Czas lotu (w minutach) = (pojemność użyteczna (Ah) / średni pobór prądu (A)) * 60

Załóżmy, że mamy baterię LiPo 5000mAh (5Ah) i ustaliliśmy, że nasz dron pobiera średnio 20 amperów podczas normalnego lotu.

1. Znajdź pojemność użyteczną: 5 Ah * 0,8 = 4 Ah

2. Oblicz czas lotu (w godzinach): 4 Ah / 20 A = 0,2 godziny

3. Przelicz na minuty: 0,2 godziny * 60 = 12 minut

Możesz więc oczekiwać bezpiecznego czasu lotu około 12 minut.

Jak określić średni pobór prądu

To najtrudniejsza część, ale istnieje kilka dobrych metod.

Metoda 1: Użycie watomierza/analityka mocy

To najdokładniejszy sposób. Możesz podłączyć to urządzenie między baterię a statek powietrzny i przeprowadzić test na stole (bez śmigieł dla bezpieczeństwa!), aby zobaczyć pobór prądu. Jeszcze lepiej, niektóre zaawansowane kontrolery lotu mogą rejestrować pobór prądu podczas rzeczywistego lotu, dając najprecyzyjniejsze dane.

Metoda 2: Szacowanie na podstawie testu zawisu

To prosta, „wystarczająco dobra” metoda dla początkujących. Naładuj baterię do pełna, zawieś drona w powietrzu przez ustalony czas (np. 3-5 minut), wyląduj, a następnie użyj ładowarki LiPo, aby sprawdzić, ile mAh włożyłeś z powrotem do baterii. Na podstawie tych danych możesz obliczyć średni pobór prądu podczas zawisu.

Metoda 3: Korzystanie z kalkulatorów online

Strony internetowe takie jak eCalc mogą oszacować Twój czas lotu, jeśli wprowadzisz wszystkie dane komponentów (silniki, śmigła, wagę itp.). To świetny punkt wyjścia, ale pamiętaj, że to tylko szacunki i mogą być niedokładne, jeśli Twoje dane nie są idealne.

Metoda 4: Analiza logów lotu

Dla bardziej zaawansowanych pilotów kontrolery lotu takie jak Betaflight, Ardupilot czy iNav mogą rejestrować szczegółowe logi lotu, w tym dokładny pobór prądu w każdej chwili. Analiza tych danych da Ci najdokładniejszą średnią dla Twojego stylu latania.

Czynniki wpływające na rzeczywisty czas lotu

Obliczony czas lotu to punkt wyjścia. W rzeczywistości wpływ na niego mają następujące czynniki:

• Waga statku powietrznego (AUW): Im cięższy jest Twój statek powietrzny (np. z zamontowaną kamerą GoPro), tym ciężej pracują silniki, a czas lotu jest krótszy.
• Rozmiar i skok śmigła: Większe lub bardziej agresywne śmigła pobierają więcej prądu.
• Styl lotu: Agresywne, akrobatyczne latanie rozładuje baterię LiPo znacznie szybciej niż łagodne, filmowe krążenie.
• Warunki środowiskowe: Lataniem pod silny wiatr jest jak chodzenie pod górę — wymaga więcej energii. Zimna pogoda również obniży wydajność baterii i czas lotu.
• Stan i wiek baterii: Stara, mocno używana bateria nie będzie trzymać tak dużo ładunku jak nowa, więc czasy lotu naturalnie będą się skracać w trakcie jej żywotności.

Wskazówki, jak zmaksymalizować czas lotu baterii LiPo

Chcesz zostać w powietrzu trochę dłużej? Wypróbuj te wskazówki:

• Redukuj wagę tam, gdzie tylko możesz.
• Upewnij się, że kombinacja śmigła i silnika jest wydajna.
• Lataj płynnie i unikaj gwałtownych, agresywnych zmian przepustnicy.
• Dbaj dobrze o swoje baterie LiPo, stosując się do właściwych praktyk ładowania i przechowywania.
• Wybierz baterię o większej pojemności, ale pamiętaj, że większa bateria dodaje też więcej wagi.

Wniosek

Obliczanie czasu lotu nie polega na znalezieniu jednej, idealnej liczby. Chodzi o zrozumienie zależności między pojemnością baterii, zużyciem energii przez Twój model i stylem latania. Korzystając ze wzoru i metod w tym przewodniku, możesz przejść od zgadywania do wykształconego oszacowania. Pomoże Ci to latać bezpieczniej, lepiej planować loty i utrzymać baterię LiPo w dobrej kondycji na wiele kolejnych przygód.

Najczęściej zadawane pytania (FAQ)

Czy mogę obliczyć czas lotu tylko na podstawie mAh i napięcia?

Nie. Bez znajomości średniego poboru prądu Twojego konkretnego modelu, brakuje Ci najważniejszego elementu układanki.

Czym jest zasada 80% dla baterii LiPo?

To wytyczna bezpieczeństwa, która mówi, że nigdy nie powinieneś rozładowywać baterii LiPo poniżej 20% jej całkowitej pojemności, aby uniknąć trwałych uszkodzeń i wydłużyć jej ogólną żywotność.

Jak dokładne są internetowe kalkulatory czasu lotu?

Mogą być dobrym punktem wyjścia do planowania nowej konstrukcji, ale są tylko szacunkami. Warunki rzeczywiste i różnice w komponentach oznaczają, że Twój rzeczywisty czas lotu prawdopodobnie będzie inny.

Czy temperatura wpływa na czas lotu?

Zdecydowanie. Niskie temperatury obniżają chemiczną wydajność baterii LiPo, co oznacza, że będziesz miał mniej dostępnej mocy i zauważalnie krótszy czas lotu. Zawsze trzymaj baterie w cieple przed lataniem w zimnie.