Corrida de Drones FPV: baterias 4s vs 6s

Corrida de drones com lipos de 4 células versus 6 células, qual é a grande diferença?

Vamos descobrir.

Antes de mais, o que é a corrida de drones. A corrida de drones envolve pilotar aeronaves como esta, que atingem velocidades superiores a 8200 milhas por hora, os pilotos usam óculos para ver uma perspetiva em primeira pessoa da aeronave e utilizam rádios como este para as controlar.

Um formato típico de corrida envolve voar num percurso com portões e bandeiras durante dois minutos. No final desses dois minutos, os pilotos podem terminar a sua última volta, no entanto, o maior problema é conseguir terminar essa corrida de 2 a 2 minutos e meio. A tecnologia das baterias é atualmente o fator mais limitativo na corrida de drones, o que significa que as baterias de polímero de lítio como esta são praticamente a única opção que temos, e também significa que a densidade de energia deve ser mantida relativamente constante em todas as configurações. Isto obrigou muitos pilotos a procurar configurações mais eficientes, frequentemente usando motores de maior voltagem e KV mais baixo. O Sam da a future está aqui para explicar o KV, que é simplesmente as RPM teóricas de um motor sem carga por volt. Isto faz sentido usando a equação p igual IV, podemos manter a potência relativamente constante aumentando a voltagem e diminuindo o consumo de amperes. Também podemos ver que configurações de 4 células com 16,8 volts combinadas com motores de 2600 KV têm saídas teóricas de RPM relativamente semelhantes às de uma configuração de 6 células com 25,2 volts e motores de 1750 KV.

Outras vantagens das 6 células incluem maior consistência durante todo o voo, mais binário nos motores tornando o voo melhor e também menos stress para a eletrónica, o que significa que menos energia é perdida em forma de calor. Podemos comparar a bateria de 6 células de 1,05 ampere-hora e a bateria de 4 células de 1,55 ampere-hora e ver que têm classificações de watt-hora muito semelhantes. Isto significa que também têm pesos muito semelhantes, fazendo com que ambas as aeronaves voem de forma muito parecida para fins de teste. Antes de fazer uma comparação mais direta entre 4 células e 6 células, acho importante discutir a recente corrida Open Grove realizada na Califórnia, preste especial atenção aos dois pilotos à direita, estes pilotos estão a voar com configurações de 4 células, enquanto os quatro à esquerda estão a voar com configurações de 6 células. Antes de avançar para uma comparação mais direta entre 4 células e 6 células, devemos primeiro discutir a recente corrida Open Grove realizada na Califórnia. Isto é significativo porque foi a primeira corrida realizada desde a alteração das regras que permitiu configurações de alta voltagem. Também contou com muitos dos melhores pilotos de todo o US e teve um percurso que exigia muito do acelerador, mostrando algumas das diferenças entre configurações de 4 células e 6 células. Este percurso também obrigou muitos pilotos a sobrecarregar as suas baterias, tanto os que voavam com 4 células como com 6 células. A sobrecarga é a prática insegura de carregar baterias para além dos limites recomendados pelo fabricante. As baterias de polímero de lítio devem ser carregadas apenas até 4,2 volts por célula. A sobrecarga padrão carrega até talvez 4,35 volts por célula ou até 4,4 volts por célula. A maioria dos pilotos nesta corrida que voavam com 6 células carregavam até esses limites. Embora alguns pilotos, como o Vanover, o piloto no canto superior direito, estivessem a carregar as suas baterias de 4 células até 4,75 volts por célula. Isto levou a um incêndio numa bateria durante a corrida e mostra a vantagem das configurações de 6 células mais eficientes. Os pilotos que voavam com 4 células tiveram de fazer coisas como limitar a potência e fazer curvas mais apertadas, enquanto os pilotos com configurações de 6 células de maior voltagem tinham uma margem de erro maior e podiam pressionar as suas configurações um pouco mais do que os que voavam com 4 células. No final da corrida, algumas coisas ficaram claras, a mais notável é a vantagem competitiva que as 6 células proporcionam. Os pilotos que voavam com 6 células conseguiram terminar a maioria das suas corridas, enquanto os que voavam com 4 células tiveram de fazer sacrifícios. O Free fall no canto inferior direito estava a voar alguns dos motores de 4 células mais eficientes disponíveis, estes motores também são menos potentes do que as configurações tradicionais, o que significa que fazer curvas mais apertadas é crucial. O Vanover, no canto superior direito, tornou-se mais aberto a configurações de 6 células, dado os seus problemas ao carregar baterias de 4 células até a voltagem de 6 células.

De seguida, vamos ver uma comparação lado a lado de uma configuração de 4 células e uma de 6 células. Ambos os quads que estão a ser pilotados aqui foram construídos para uma comparação quase ideal, usam exatamente os mesmos componentes exceto os motores e as baterias e pesam aproximadamente o mesmo. Por trás dos comandos temos o piloto profissional Zachary Thayer, que voa voltas consistentes entre 19 e 22 segundos. No final do voo, podemos usar a sua experiência e os dados apresentados no ecrã para obter uma ideia precisa das diferenças reais entre 4 células e 6 células.

Vamos avançar para o final do vídeo para ouvir as suas opiniões sobre os voos e analisar os dados registados.

Aqui estamos no final de ambos os voos. Primeiro, no ecrã principal, veremos o quad de quatro células a aterrar enquanto o quad de seis células no canto superior esquerdo consegue voar mais tempo e completar mais uma volta. Os dados do final do voo mostram que a aeronave esteve armada durante um total de 2 minutos e 39 segundos, puxou um máximo de 114 amperes e consumiu 16 miliampere-horas da bateria. Isto comparado com o quad de seis células que voou mais tempo, puxou um máximo de 64 amperes e consumiu apenas 170 miliampere-horas da bateria, mostra a maior eficiência da configuração de seis células, dado que conseguiu voar mais tempo e usar uma percentagem menor da capacidade da bateria.

Agora vamos ouvir o que o piloto teve a dizer sobre o voo e as suas opiniões sobre as 6 células: Para mim, as duas partes mais evidentes foram o arranque a fundo até à divisão, pois foi mais difícil recuperar e atingir aquele ângulo realmente plano de que falaste, onde eu desço e simplesmente bato direto, isso foi mais difícil. Acho que se assistires vais ver que ele oscila um pouco mais, e depois a curva apertada logo a seguir pelo portão, estava cada vez mais difícil sair daquela curva. Esta potência que dura mais no final da bateria é uma das características mais notáveis dos quads de 6 células. Também é consistente com o menor consumo de amperes nas baterias e leva a uma maior consistência, como o Nube vai discutir a seguir.

A maior diferença que eu diria é que as 6 células foram muito mais fáceis de pilotar devido à sua consistência, isso é algo que vai ser difícil de evidenciar enquanto tentamos fazer testes científicos, porque sentes-te mais confiante. As pessoas vão dizer que isso é subjetivo. Portanto, a corrida é subjetiva, é um jogo mental para além de ser um jogo de equipamento, por isso o que eu diria que é a minha maior diferença é que quando fiz o envio total com as 6 células, ainda senti que podia ir rápido, enquanto aqui, com a consistência das 4 células, que não é um envio total, para o final estava a lutar para manter-me.

A consistência durante todo o voo é uma das coisas mais importantes para os pilotos, porque pequenas mudanças na pilotagem perto do final do voo podem levar a quedas.

Quando a bateria cai de voltagem nas 4 células, a maior coisa que comecei a notar é que a tua afinação realmente fica mais solta, é como se estivesses a voar com 3 células agora com a lipo de 6 células 1300mah, por exemplo, eu consegui ainda acertar nas minhas linhas facilmente devido a isso, foi algo que me veio à cabeça agora, com as 6 células, como a tua voltagem mais baixa é realmente mais alta em relação à voltagem mais baixa nas 4 células, sente-se muito mais consistente, o teu quad realmente voa de forma mais consistente, penso eu.

Para resumir, penso que as 6 células são realmente o futuro das corridas à medida que as habilidades dos pilotos continuam a aumentar

e à medida que as corridas se tornam cada vez mais competitivas, temos de levar os limites da tecnologia mais longe

para alcançar tempos de voo mais longos e voos mais consistentes. Mas como é que tudo isto se relaciona com a física?

Bem, é uma nova aplicação empolgante de uma teoria que visa manter a potência enquanto diminui o consumo de amperes para benefício das nossas baterias. A corrida FPV é realmente uma F1 para pessoas com menos recursos, onde os consumidores têm de continuar a impulsionar a tecnologia disponível para maximizar o desempenho. Não tenho dúvidas de que o futuro da corrida de drones envolve alta voltagem, é emocionante ver teorias como esta combinadas com testes no mundo real que realmente mudam o desporto como o conhecemos.