Данные устройства должны обладать целым рядом важных характеристик. Среди базовых – невысокая масса и предельно возможная емкость. На сегодняшний день с этой задачей наиболее успешно справляются литий-полимерные конструкции. Кроме уже указанных характеристик, они могут похвастаться незначительной разрядкой в пассивном состоянии, расширенным дифференциалом рабочих температур, отсутствием негативного эффекта памяти. Недостатки таких батарей – максимальная плотность заряда и, как следствие, пожароопасность.
Содержание:
Типы существующих источников питания и их использование в современной робототехнике
Что влияет на заряд батареи и как добиться максимальной эффективности
Правила зарядки и вспомогательные устройства
Типы существующих источников питания и их использование в современной робототехнике
Если брать не только прямые затраты батареи, но и косвенные, то на заряд влияет огромное количество факторов. Существует множество предложений на рынке этой продукции. Аккумулятор для мультикоптера — это сердце, без которого невозможно летать.
Однако не все квадрики требуют аккумулятора. Существует несколько предложений, которые не используют аккумулятор. Такие коптеры соединены с наземной станцией посредством прочного провода, что позволяет находиться в воздухе очень долгое время, однако это очень сковывает возможности полета и заставляет использовать дрон лишь на небольшом расстоянии от наземной станции.
Об этих дронах нужно говорить отдельно. В нашей статье поговорим о стандартных мультикоптерах, питание которых происходит от установленных на них силовых накопителях энергии. Все мультикоптеры, будь это вертолет, квадрокоптер, гексакоптер или октокоптер, питаются от аккумулятора. Видов аккумуляторов много, а отличающихся по емкости еще больше.
С развитием технологий аккумуляторы также прогрессируют, уменьшая свой вес и увеличивая емкость. В маленькие простые модели, которые создавались в начале эры мультикоптеров, устанавливались обычные алкалиновые батарейки, которые очень быстро теряли заряд и не могли долго служить пользователю.
Если взять перечень, то прогресс выглядит примерно так:
- В самом начале использовались алкалиновые источники питания;
- Примерно в тот же период были батареи на топливных элементах (FuelCell);
- Свинцово-кислотные источники (LeadAcid);
- Никель-кадмиевые акомы (NiCad) уже устанавливались на более современных радио-игрушках и даже сейчас имеют место в различных моделях;
- Из той же серии – никель-металлогидридный (NiMН);
- И открывает эру более улучшенных АКб — LiOn/Lithium (литиево-ионная) батарея, которая имеет высокие показатели;
- Литиево-полимерные накопители наиболее часто используются в современных дронах (LiPo);
- И совсем редкие, которые практически отсутствуют на моделях, это: литий-железо-сульфидный и литий-железо-фосфатный.
Это если в двух словах сказать о развитии силовых накопителей.
Что влияет на заряд батареи и как добиться максимальной эффективности
Возьмем любой дрон, который имеет довольно высокие характеристики, и рассмотрим, что именно влияет на длительность полета и качество использования аккумулятора. Открыв поисковик и выбрав цену от 50000 рублей, прочтя характеристики, вы сможете убедиться, что в современном понятии мультикоптеры перестали быть детскими игрушками.
Естественно, как и на всех дронах, основная доля потребления электроэнергии приходится на электродвигатели. Если рассматривать в качестве примера квадрокоптеры, то их четыре единицы.
Благодаря им приводятся в действие винты моделей, и наша машина поднимается в воздух, выполняя для вас те или иные задачи, ради которых вы и приобрели данный дрон.
Двигатели могут быть:
- Коллекторные (присутствует щеточно-коллекторный узел). Они наиболее распространены, так как более просты в изготовлении, соответственно и более дешевые;
- Бесколлекторные (главное отличие заключается в том, что за очень малый промежуток времени они могут набрать максимальный режим вращения вала).
- Шаговые (они практически не используются, и уделять внимание им не будем).
Если сравнивать по количеству потребляемой энергии, то у коллекторного она меньше, но набор высокого крутящего момента гораздо ниже. Для больших моделей чаще всего используют именно этот тип двигателя, так как набор скорости не так важен, а длительность пребывания дрона в полете необходима. Поэтому вывод очевиден.
А вот для выполнения трюков и различных флипов в игровые моделях вы можете часто встретить именно бесколлекторные двигатели. Можно предположить, что большинство команд участников чемпионата по гонке среди дронов также, возможно, выбирают бесколлекторные двигатели, что приводит к более частым пит-стопам, но увеличивает их скорость.
Внимание! В некоторых спортивных соревнованиях регламентом чётко указывается тип используемого двигателя. Модификация может коснуться лишь размера, и то в допустимых пределах.
Влияют на расход энергии и модули, которые установлены на борту дронов. К ним можно отнести модули связи GPS и ГЛОНАСС, которые просто необходимы современным устройствам для точного движения по маршруту. В более сложных моделях расположены дополнительные камеры и датчики для автоматического определения и облета препятствий на пути движения.
К пассивным характеристикам можно отнести:
- Аэродинамику;
- Вспомогательное оборудование;
- Дополнительные модули.
Говоря об аэродинамических показателях, стоит отметить их важное значение для движения квадрокоптера к цели. Чем выше сопротивляемость аппарата воздушным потокам, тем ниже скорость, и тем больше времени необходимо, чтобы дрон достиг цели, поэтому расход питания при плохих характеристиках повышен.
Поэтому, глядя на дрон, в большинстве случаев вы видите мягкие, овальные, обтекаемые формы, которые изготовлены и протестированы для наиболее свободного продвижения в воздушных потоках. Также необходима уверенность, что при попадании в критические ситуации, такие как, например, воздушные ямы, дрон может быть в кратчайшие сроки стабилизирован.
За это отвечают такие устройства, находящиеся на борту аппарата:
- Акселерометр (наряду с гироскопом отвечают за стабилизацию полета при внешних возмущениях);
- Гироскоп (смотрите выше);
- Барометр;
- Электронный компас (для стабильного ориентирования в пространстве).
Внимание! Мы перечислили лишь основные вспомогательные устройства. Также за стабилизацию отвечает программное обеспечение, о работе которого вы сможете прочесть на специализированных форумах.
Все это дает основную нагрузку на накопитель энергии и производители аккумуляторов. Не первый год бьются, для того чтобы повысить качество данных источников питания, увеличить их ёмкость и токоотдачу. В свою очередь те, кто производит дроны, максимально снижают энергопотребление токоприёмников.
Правила зарядки и вспомогательные устройства
Не забывайте, что основные правила зарядки батарей отличаются друг от друга в зависимости от типа аккумулятора. Литиевые батареи могут быть повреждены различными токами, которые необходимы для заряда разных банок. Зарядные устройства, которые поставляются с дорогостоящими моделями, довольно неплохи, но, как правило, поддерживают заряд всего одного накопителя, во-вторых, не дают того качества заряда, которое может обеспечить специальный зарядный блок.
Поэтому мы рекомендуем купить для заряда специальные блоки, которых есть множество на рынке. Они позволяют, помимо одновременного заряда шести накопителей, еще и в автоматическом режиме регулировать напряжение на каждую из банок силового устройства.
Для никелевых аккумуляторов в блоке существуют специальные режимы, которые снизят заряд до нуля, а затем зарядят его до максимальных параметров, что вернет уровень заряда в максимальные пределы. С этим отлично справляется блок Imax. При покупке будьте внимательны — существует множество подделок.
Для того чтобы отличить качественное изделие, почитайте статьи в интернете. Там вы найдете подробные способы, благодаря которым вы сможете приобрести оригинальный продукт.
[total-poll id=»7822″]
