وبلاگ

معرفی کامل باتری لیتیوم پلیمر و کاربرد آن در کوادکوپترها

معرفی کامل باتری لیتیوم پلیمر و کاربرد آن در کوادکوپترها

در هر کوادکوپتری که شما تهیه می‌کنید، یک منبع تغذیه وجود دارد که انرژی موردنیاز برای پردازنده‌ی مرکزی و مدارهای الکتریکی و در ادامه به حرکت درآوردن موتورها و ملخی‌ها به‌منظور پرواز کوادکوپتر را تأمین می‌کند. باتری‌ها این کار را برای ما انجام می‌دهند. باتری لیتیوم پلیمر نوعی خاص از باتری‌های به‌کاررفته در کوادکوپترهاست که در اینجا به بررسی آن و مطالعه ویژگی‌هایش می‌پردازیم.

از کوادکوپترهایی که از باتری لیتیوم پلیمر استفاده می کنند می توان به موارد زیر اشاره کرد:

کوادکوپتر کنترلی ، که نوع کلی کوادکوپتر ها به حساب می آید و به صورت کنترل از راه دور پرواز می کند

کوادکوپتر بدون دوربین که همان کوادکوپتر است اما فاقد دوربین می باشد و بیشتر برای تفریح و سرگرمی از آن استفاده می شود

کوادکوپتر دوربین دار که مخصوص عکس برداری و فیلم برداری هوایی است و کیفیت دوربین بی نظیری دارد ، حتی بیشتر از گوشی های هوشمند

کوادکوپتر حرفه ای که عملا برای افراد حرفه ای طراحی و ساخته شده است و در بعضی اوقات دارای دو دوربین با کیفیت بالا 4K و قابلیت های بی نظیری مثل سیستم اجتناب از موانع می باشد.

حتی می توانید از کوادکوپتر های ارزان قیمت استفاده کنید که هزینه های کمتری نسبت به دیگر کوادکوپتر ها دارند.

باتری لیتیوم پلیمر چیست؟

باتری لیتیوم پلیمر یک باتری قابل شارژ از فناوری لیتیوم یون است که به‌جای الکترولیت مایع از الکترولیت پلیمری استفاده می‌کند. برای ساخت آن از پلیمرهای نیمه جامدی که ازلحاظ رسانایی خیلی قوی هستند، در الکترولیت آن استفاده‌شده است. از ویژگی‌هایی که این باتری‌ها دارند این است که نسبت به سایر انواع باتری‌های لیتیومی که در بازار وجود دارند، انرژی وِیژه بیشتری را ارائه می‌کنند. درجاهایی مانند کوادکوپترها که وزن باتری برای شخص مهم است، این دسته از باتری‌ها بیشتر مورد استقبال قرار می‌گیرند زیرا وزن کمتری دارند. LIPO مخفف باتری لیتیوم یون پلیمر یا باتری لیتیوم پلیمری است. اختصارات این باتری به‌صورت Lipo، LIP، Li-poly و غیره است.

تاریخچه‌ی باتری لیتیوم پلیمر

این باتری‌ها ادامه‌دهنده‌ی راه باتری‌های لیتیوم یون و لیتیوم فلز هستند که در دهه 1980 بر روی آن‌ها مطالعات گسترده‌ای انجام گرفت. زمانی که سونی در سال 1991 توانست اولین سلول تجاری استوانه‌ای لیتیوم یونی را تولید کرد، یک نقطه‌ی عطف در تاریخ این باتری‌ها رقم خورد. بعدازآن این باتری‌ها در اشکال و ابعاد مختلفی ساخته شدند.

تاریخچه‌ی باتری لیتیوم پلیمر
تاریخچه‌ی باتری لیتیوم پلیمر

طراحی و اصلاحات روی باتری لیتیوم یونی

باتری‌های لیتیوم پلیمر از باتری‌های لیتیوم فلز و لیتیوم یون نشات گرفته و تکامل پیدا کردند. یکی از تفاوت‌هایی که بین این دودسته از باتری‌ها وجود دارد، در نوع الکترولیت آن‌ها است. در انواع قبلی از یک الکترولیت مایع لیتیوم که در یک حلال آلی نگهداری می‌شد، استفاده می‌کردند؛ اما انواع جدیدتر الکترولیت را به‌صورت جامد به کار می‌بردند. این الکترولیت‌های جامد هم خود سه نوع بودند، خشک، ژلی و متخلخل.

نوع خشک آن قدمت بیشتری دارد و به سال 1978 در کانادا برمی‌گردد. نوع ژلی آن در سال 1990 و نوع متخلخل در سال 1996 رونمایی شد.

پیکربندی باتری لیتیوم پلیمر به چه صورت است؟

از سلول‌های مستطیلی برای ساخت باتری لیتیوم پلیمری استفاده می‌کنند. با استفاده از اتصال سری سلول‌ها می‌توانید ولتاژ باتری را افزایش دهید. همچنین با ایجاد اتصال موازی سلول‌ها، جریان باتری افزایش می‌یابد. ولتاژ اسمی یک سلول لیتیوم پلیمری 3.7 ولت است. بسته سه سلولی (3S) 11.1 ولت، بسته چهار سلولی (4S) 14.8 ولت است. محدوده ولتاژ کار ایمن LIPO از 3 ولت تا 4.2 ولت است.

نکاتی در مورد ولتاژهای ایمن برای باتری

برای آن‌که بابت ولتاژ باتری مشکلی پیش نیاید و باعث آسیب دیدن خود باتری و مابقی اجزای کوادکوپتر نشود، دانستن برخی نکات لازم و ضروری هستند.

ولتاژ قطع

ولتاژ قطع، ولتاژی است که در آن باتری به‌طور کامل تخلیه می‌شود. تخلیه باتری زیر ولتاژ قطع 3 ولت می‌تواند باعث از بین رفتن عملکرد غیرقابل‌برگشت و حتی آسیب به باتری شود. این بدان معنی است که شما باید زنگ ولتاژ خود را روی 3.2 ولت یا 3.3 ولت تنظیم کنید.

ولتاژ اسمی

ولتاژ اسمی LIPO 3.7 ولت است. این ولتاژ حالت ذخیره‌سازی باتری است.

پیکربندی باتری لیتیوم پلیمر به چه صورت است؟
پیکربندی باتری لیتیوم پلیمر به چه صورت است؟

ولتاژ حداکثری یا کامل شارژ

ولتاژی است که در آن باتری به حداکثر ولتاژ خود می‌رسد. اگر باتری را بالای 4.2 ولت شارژ کنید خطرناک است و درنهایت باعث آتش‌سوزی می‌شود.

چرا از باتری لیتیوم پلیمری در ساخت کوادکوپتر استفاده می‌شود؟

از باتری‌های لیتیوم پلیمری در کوادکوپترها یا هر سیستم مولتی روتور دیگری و همچنین در هواپیماهای بدون سرنشین بال ثابت استفاده می‌کنیم. همان باتری‌ها در تلفن‌های هوشمند ما استفاده می‌شود. این باتری‌ها نسبت به همتایان خود بسیار محبوب‌تر شده‌اند. دلایل مختلفی وجود دارد که باعث برتری آن‌ها نسبت به سایر باتری‌ها شده است. در ادامه چند مورد از این دلایل را بررسی می‌کنیم.

آن‌ها سبک هستند و در اندازه‌های مختلفی طراحی و ساخته می‌شوند

کوادکوپترها روبات‌های هوایی هستند که از باتری‌هایی استفاده می‌کنند که برای فیلم‌برداری و عکس‌برداری استفاده می‌شوند. این دستگاه کنترل از راه دور سبک‌وزن است و نیاز دارد تا تمامی اجزای آن کارایی بالا و وزن سبکی داشته باشند. دلیل اینکه همه‌چیز باید وزن سبکی داشته باشد واضح است که آن‌ها باید پرواز کنند و اگر وزن متعادل نباشد نمی‌توانند برای مدت طولانی پرواز کنند و ازاین‌رو محبوبیت خود را به دلیل عدم تحقق هدف خود از دست خواهند داد.

ظرفیت بالای باتری

این باتری‌ها ظرفیت بالایی دارند یعنی می‌توانند مقداری زیادی انرژی را در یک بخش کوچک و فشرده نگهداری کنند. واحد ظرفیت باتری‌های لیتیوم پلیمری برحسب میلی‌آمپر ساعت است. این واحد به این معناست که در هر ساعت میزان انرژی یا جریان الکتریکی که از باتری خارج می‌شود چه مقدار است.

هر چه ظرفیت باتری بیشتر باشد، می‌تواند میزان زمانی که در اختیار شما قرار می‌دهد، افزایش پیدا کند. البته این نکته را باید در نظر گرفت که گاهی اوقات، افزایش ظرفیت باتری نیازمند آن است که ابعاد باتری بزرگ‌تر شود؛ بنابراین به شرطی افزایش ظرفیت می‌تواند ارزشمند باشد که وزن باتری خیلی تغییر نکند و مدت‌زمان پرواز بیشتر را در اختیار کاربر قرار دهد.

ظرفیت بالای باتری
ظرفیت بالای باتری

ولتاژ باتری

تعداد سلول‌های باتری، میزان ولتاژ را تعیین می‌کند و یک سرمایه‌گذاری برای شما به‌حساب می‌آید. هر چه ولتاژ یک موتور بیشتر باشد به این معنی است که تعداد دور چرخش در دقیقه یا همان RPM آن بیشتر است. ولتاژ ذخیره‌سازی طولانی‌مدت باتری LiPo مورداستفاده در مدل کوادکوپتر باید 3.6 تا 3.9 ولت در هر سلول باشد، در غیر این صورت ممکن است باعث آسیب به باتری شود.

در انتخاب ولتاژ باتری مطمئن شوید که موتور و سایر وسایل الکترونیکی دیگر کوادکوپتر، قادر به پشتیبانی از ولتاژ باتری هستند. بسته به تعداد کل موتورهایی که استفاده می‌کنید، باید بهترین ولتاژ را برای تنظیمات فعلی خود برگزینید.

درجه تخلیه یا درجه C باتری

درجه C نشانگر عملکرد باتری است. هر چه درجه C باتری بیشتر باشد، به این معنی است که دیرتر تخلیه می‌شود. اگر وزن کوادکوپتر بیشتر از یک مقدار مشخص باشد، این میزان کاهش پیدا می‌کند و باتری سریع‌تر خالی می‌شود؛ بنابراین وزن کوادکوپتر و وزن باتری به‌کاررفته، همگی می‌تواند در مقدار این پارامتر اثر بگذارد.

 نکاتی در مورد نگهداری از باتری لیتیوم پلیمر

امروزه باتری‌های لیتیومی تقریباً در همه دستگاه‌ها استفاده می‌شوند، اما ما به باتری آن‌قدر که به ویژگی‌های مناسبش فکر می‌کنیم، به سلامتی‌اش اهمیت نمی‌دهیم. برای ایمن نگه‌داشتن باتری Li-Po خود باید از موارد زیر اجتناب کنید.

  • چون باتری‌ها به‌صورت چند سلولی طراحی‌شده‌اند، بنابراین لازم است که تعادل در شارژ را رعایت کنید.
  • هرگز باتری Li-Po خود را تا 0 درصد تخلیه نکنید. می‌تواند تا حد زیادی به باتری شما آسیب برساند.
  • ولتاژ قطع پایین برای باتری خود را روی 3.4 ولت قرار دهید. این مقداری در هر سلول، بهترین گزینه برای سلامت باتری است.
  • یک باتری کاملاً شارژ شده که استفاده نمی‌شود و شما آن را به کار نمی‌گیرید، شروع به تخریب سلولی می‌کند و باتری شما را متورم می‌کند یا آن را پف می‌کند. به همین دلیل است که می‌گویند همیشه سعی کنید چندساعتی قبل از پرواز کوادکوپتر آن باتری آن را شارژ کنید نه چند روز قبل‌تر.
  • سعی کنید همیشه به باتری زمان کافی برای خنک شدن را بدهید. بعد از استفاده اجازه‌ی خنک شدن به ژل و قبل از شارژ مجدد و بعد از استفاده از آن همیشه آن را در یک جای خنک قرار دهید.
بازگشت به لیست

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.