ความจริงเกี่ยวกับ Lipo บาลานเซอร์ และเครื่องชาร์จ

โดย T - REX , RC Action ฉบับที่ 32

สำหรับ คุณๆผู้ใช้เครื่องบินไฟฟ้าลิเธียม โพลีเมอร์ (LiPo) คือสุดยอดแพ็คแบตเตอรี่ ทำไมน่ะหรอ? ก็เพราะมันทรงพลัง, เบาและเหมาะกับเครื่องบินในสวนหลังบ้านของคุณ เทคโนโลยีนี้ยังพัฒนาต่อไปและขยายตัวต่อไป แบตเตอรี่ลิเธียมรุ่นใหม่ๆ, เครื่องชาร์จ,บาลานเซอร์ และอุปกรณ์เจ๋งๆ อื่นๆ ยังคงมีวางตลาดอย่างต่อเนื่อง นี่คือภาพรวมของสิ่งที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับ LiPo และ การพัฒนาการล่าสุดของเทคโนโลยีที่น่าตื่นเต้นนี้

ความจริงทั้งหมดเกี่ยวกับ LiPo บาลานเซอร์ และเครื่องชาร์จ

สิ่งที่คุณต้องรู้

แบต LiPo ส่วนมากจะถูกจัดชุด และต่อสายกันเพื่อใ้ห้ได้แรงดัน และความจุไฟฟ้าที่ต้องการ เครื่องบินขนาดเล็กของเราส่วนมากใช้แบตเตอรี่แพ็คแบบ 1-,2- หรือ 3- เซลล์แบตเตอรี่ LiPo 1 เซลล์ให้แรงดันไฟฟ้ัาได้ในราวๆ 3.7 โวลท์ ในการประจุ เซลล์ถูกสร้างมาให้มีความจุต่างๆ ค่าความจุของแพ็คถูกระบุเป็น มิลลิแอมป์ ชั่วโมง (mAh) ซึ่งหมายถึงจำนวนของพลังงานที่สามารถใช้ได้ ยิ่งแพ็คมีความจุเท่าไหร่ ก็สามารถใช้ได้ ยิ่งแพ็คมีความจุมากเท่าไหร่ ก็สามารถใช้งานได้นานขึ้นเท่านั้น ขณะเดียวกันแรงดันของแบตเตอรี่จะช่วยเพิ่มความสามารถมอเตอร์ของคุณได้ ความจุและแรงดันของแบตเตอรี่ เป็นตัวบอกว่าเซลล์เชื่อมต่อกันเป็นแพ็คได้ดีแค่ไหน

แรงดันสูง

ยิ่งมีเซลล์ในแพ็คมากเท่าไหร่ แพ็คก็จะยิ่งมีแรงดันไฟฟ้ามากขึ้นเท่านั้น เซลล์แต่ละเซลล์เชื่อมต่อกันโดยการที่ขั่วลบของเซลล์หนึ่งต่อกับขั่วบวกของอีกเซลล์ ทุกเซลล์ในแพ็คที่เชื่้อมต่อกันด้วยวิธีนี้เพิ่มแรงดันของแพ็คขึ้น 3.7 โวลท์ ถ้าสามเซลล์ถูกเชื่อมต่อกันด้วยวิธีนี้เราก็จะได้แรงดัน 3*3.7 โวลท์ เราจะเรียกแพ็คแบบนี้ว่า "3S"

เคล็ดลับความปลอดภัย
- จะประจุเพ็ค Lipo อย่างปลอดภัย ให้ทำตามกฏง่ายๆเหล่านี้
- หมั่นตรวจดูแพ็คแบตเตอรี่ขณะประจุอยู่เสมอ
- อย่าชาร์จแบ็ตเตอรี่เมื่อมันยังอยู่ในโมเดล
- ประจุแบตเตอรี่ในที่ปลอดไฟ หรือในำภาชนะกันไฟเสมอ
- เก็บแพ็ค LiPo ในที่ปลอดภัย และให้พ้นมือเด็กเสมอ
- อย่าให้แพ็ค LiPo ร้อนเกินไป
- ให้แพ็ค LiPo มีอาการถ่ายเทรอบข้างเสมอ
- อย่าโอเวอร์ - ชาร์จ แพ็ค
- ชาร์จแพ็ค LiPo ที่ 1 C เสมอ
- อย่าชาร์จแพ็คที่บวม หรือร้าว

กำลังลด
แพ็ค LiPo สามารถคายประจุได้เร็วกว่าที่อัดประจุ อัตราคายประจุของแพ็คระบุเป็น "C" ชึ่งหมายความว่ ที่ 15C หมายความว่าแพ็คนั้นสามารถคายกระแสได้ 15 เท่า ของ mAh ของมัน แบตเตอรี่ 1000 mAh ที่มีอัตรา 15 C สามารถดึง ประจุได้ 15,000 mA หรือ 15 แอมป์ บางแพ็คจะมีการระบุค่าเป็น "Continuous (ต่อเนื่อง)",Max Continuous (ต่อเนื่องสูงสุด)"," Sustained (ทนทาน)" และ " Burst (ระเบิด)" ทั้งหมดนี้มักจะุูถูกพิมพ์อยู่บนตราแพ็คแบตเตอรี่ เช่น 15 C Continuous 18 C Sustained และ 20 C Burst แพ็ค 1000 mAh รองรับการดึงกระแส 15 แอป์ต่อเนื่อง,ทนรับการดึงการแสได้ 18 แอมป์ และ ระเบิดกระแสไฟฟ้าได้ 20 แอมป์
ถึงแม้แพ็คจะรับการดึงกระแสแบบต่อเนื่องหรือช่วงสั้น (Burst) คุณก็จะทำให้อายุการใช้งานของมันสั้นลงด้วยการใช้งานมันอย่างต่อเนื่อง แพ็คแบตเตอรี่จะใช้งานได้นานขึ้น และเย็นขึ้นถ้ามันถูกใช้งานต่ำกว่า อัตราดึงกระแสสูงสุดของมัน ว่ากันว่า ถ้าคุณใช้แพ็คอย่างสม่ำเสมอที่ 10 C หรือน้อยกว่า คุณจะใช้มันได้ที่ 300 รอบของการประจุ / คลายประจุ (C/D) ถ้าแพ็คใช้ระหว่าง 10 ถึง 20 C อายุการใช้งานจะลดลงอยู่ระหว่าง 200 ถึง 250 วงจร C/D ถ้ัารันแพ็คแบตเตอรี่ที่ 20 C อายุการใช้งานจะลดลงเหลือ 75 ถึง 125 วงจร C/D สำหรับบางคนพลังงานที่เพิ่้มขึ้นคุ้มค่ากับอายุการใช้งานที่สั้นลง นี่คือสิ่งที่คุณต้องตัดสินเอาเอง

การบำรุงรับษา
มีบางอย่างที่คุณสามารถทำได้ เพื่อช่่วยยืดอายแบต LiPo ของคุณ สิ่งแรกที่คุณต้องรู้ให้แน่ก็คือ เครื่องบินของคุณดึงพลังงานเท่าไหร่กันแน่ การที่รุ้ว่าระบบของคุณดึงพลังงานเท่าไหร่ เป็นขั้นแรกในการปกป้อง Lipo ของคุณไม่ให้ถูกทำลาย วิธีง่ายๆ ที่จะวัดค่านี้ก็คือ การใช้วัตต์มิเตอร์ สำหรับการวัดบนพื้นดินให้ผลอย่างรวดเร็วทันใจ แต่ถ้าคุณอยากรู้ว่าระบบพลังงานเป็นอย่างไรเมื่ออยู่ในอากาศ และดึงพลังงา่นไปจากแบตเตอรี่ก็แอมป์ คุณตัองใช้หนึ่งในบรรดาเครื่องว้ัดบนอากาศเหล่านี้ เช่น Eagle Three,BNB Products หรือ Jeti (Spin Controller) ระุบบนี้บันทึกข้อมูลกับนักบินเกี่ยวกับการดึงกระแสสูง/ต่ำ ,แรงดันสูง/ ต่ำ และค่าอื่นๆ ที่สำคัญ
ตั้งค่า Cutoff Voltage ของ ESC ไว้ที่อย่างน้อย 3 โวลท์ และพยายามอย่าใช้แพ็คแบตเตอรี่ที่ต่ำกว่าโวลเทจนั้นไม่มีอะไรทำลายแพ็คแบตเตอรี่ หรือทำลายความสมดุลของแบตเตอรี่ได้เร็วไปกว่าการใช้แบตเตอรี่ต่ำกว่าโวลเทจที่ต่ำสุดของมัน ส่วนมากเรื่องนี้เกิดขึ้นเพราะการรีสตาร์ท ESC ซ่ำๆ หลังจากการ Cutoff ครั้งแรก จำไว้ว่าอูณหภมิของแพ็คจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อพลังงานสำรองลดต่ำ
รักษาสมดุลของแพ็คโดยการใช้ Balancer หรือเครื่องชาร์จรักษาสมดุล รักษาสมดุลของแพ็คทุกครั้งหลังการบินเที่ยวทีสามหรือราวๆ จะช่วยยีดอายุของแบตเตอรี่ได้อย่างน่าทึ่ง และดูให้แน่ว่ามีอากาศเย็นไหลผ่านแพ็คได้ระหว่างทำการบิน

ประจุ
แพ็ค Lipo มีวิธีประจุที่แตกต่างจาก Ni-Ch และ NiMH และต้องการเครื่องประจุที่ทำมาใช้สำหรับมันโดยเฉพาะ โดยธรรดา Lipo จะประจุที่ 1 C โดยที่ C แทนค่าความจุ 1 แซลของ แบตเตอรี่ ตัวอย่างเช่น 3S ของ แพ็คแบตเตอรี่ 1000 mAh จะสามารถประจุได้่ที่ 1 C แบตเตอรี่ส่วนมากจะใช้เวลาประจุจนเต็นในราว 1 ชั่วโมง
เครื่องประจุส่วนใหญ่จะประจุแพ็ค Lipo เป็นชุด ต้วอย่างเครื่องจะชาร์แพ็ค 3S ที่ 1 แอมป์ ที่ 11.1 โวลท์ เมื่อแพ็คมีกระแสรวมถึง 11.1 โวลท์ เครื่องอัดประจุจะหยุดชาร์จ ปัญหาของเครื่องอัดประจุ 3.7 โวลท์เต็ม (ในความเป็นจริงแต่ละเซลล์ประจุได้ในราว 4.2 โวลท์) เมือเกิดเหตุการณ์ เช่นนี้ขึ้น เซลล์อื่นๆก็จะได้รับแรงดันที่เพิ่มขึ้นมา และถ้าเป็นเช่นนี้ต่อไปเรื่อยๆทุกรอบการอัดประจุ เซลล์ก็จะเสียสมดุลมากยิ่งขึ้น ข่าวดีคือ Lipo ขนาดเล็กมีแนวโน้มจะไม่เสียสมดุล และยังมีสมดุลที่ดีอีกด้วย

ความหมายของกระแส
สำคัญมากที่คุณจะต้องเข้าใจถึงความหมายทีชัดเจนของการดึงกระแส นี่คือโดยทั่วๆไป โปรดตรวจสอบจากผู้ผลิตแพ็คแบตเตอรี่ของคุณเพื่อหาความหมายที่แน่ชัด
Continuous แพ็คจะจ่ายกระแสได้เท่าไหร่ระหว่าง Continuous ก่อนที่มันจะหมด
Max Continuous คือกระแสสูงสุดที่คุณจะสามารถดึงได้จากแพ็คระหว่าง Comtinuous หรือก่อนที่มันจะหมด
Sustained กระแสสูงสุดที่สามารถดึงได้จากแพ็คแบตเตอรี่ใช่ช่วงสั้นๆ โดยทั่วไปน้อยกว่า 4 นาที แพ็คจะต้องใช้กระแส Continuous มาสักพักก่อนที่จะใช้งานกระแส Sustain อีกครั้ง
ฺฺิBurst กระแสสูงสุดที่จะสามารถดึงได้จากแพ็ค ในช่วงสั้นมากๆ โดยทั่วไปเพียงไม่กี่วินาที แพ็คจะต้องใช้การแส Continuous มาสักพักก่อนที่จะใช้งานกระแส Burst อีกครั้ง

พื้นฐานการรักษาสมดุลย์
เครื่องอัดประจุและบาลานเซอร์รุ่นใหม่ เกือบจะขจัดปัญหาสมดุล - เซลล์ของ Lipo ตัวอัดประจุถูกต่อกับปลั๊กแบบขนานแยกแต่ละตัวของแพ็คและชาร์จแต่ละเซลล์ที่ 3.7 โวลท์ (4.2 โวลท์ ) เครื่องชาร์จชนิดนี้ป้องกันไม่ให้เซลล์ใดๆ เสียสมดุลระหว่างวงจรการชาร์จ แม้ว่านี้จะไม่สำคัญเท่ากับที่มีในแพ็คขนาดใหญ่ แต่สมดุลของแบตเตอรี่ก็ช่วยยืดอายุของแบตเตอรี่ เครื่องชาร์จหลายรุ่นมีตัวบอกอุณหภูมิของแพ็คเมื่อถูกชาร์จ ถ้าอุณหภูมิสูงเกินค่าสูงสุดที่ตั้งไว้ก็จะหยุดชาร์จ มันเป็นระบบความปลอดภัยที่สะดวยมาก และคุ้มค่ากับเงินที่ลงไป อุณหภูมิที่เพิ่มสูงขีึ้น อาจเป็นผลของการตั้งค่าชาร์จที่ผิด (กระแสหรือโวลเทจ)หรือ มิฉะนั้นเซลหนึ่งในแพ็คก็อาจผิดปรกติ

Lipo balancer ช่วยให้แพ็คมีประสิทธิภาพสูงสุดและยืดอายุโดยการรักษาสมดุลเซลล์ของมัน บาลานเซอร์ มีอยู่สองชนิด in-line และ Passive แบบ in - line ถูกติดตั้งอยู่ระหว่างชุดตัวชาร์จกับแพ็คแบตเตอรี่บาลานเซอร์ ต่อกับตัวต่อแบบขนาน และส่งกระแสขจากตัวชาร์ฺจ เพื่อให้ทุกเซลล์ได้ 3.7 โวลท์พอดี Passive Baancer ก็ุถูกต่อกับแพ็คผ่านตัวตอแบบ ขนานแ่ต่มันวัดโวลท์จากทุกเซล และดิสชาร์จที่โวลท์สูงกว่าอย่างช้าๆ จนแต่ละเซลล์สมดุลกัน

อนาคต

ลิเธี่ยม + ไออ้อน ของ 123 Racing เผยให้เห็นเทคโนโลยีใหม่ที่สักวันหนึ่งจะเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องบินบังคับวิทยุถ้ามีขนาดเล็กลงและน้ำหนักเบาขึ้น 123 มีความทนทานมากกว่า Lipo ปรกติ สิ่งที่วิเศษคือมันรับกระชาร์จได้สูงกว่า และชาร์จได้เต็มสมบูรณ์ในเวลาน้อยกว่า 15 นาที มันสามารถรับได้ถึงดิสชาร์จ 30 C ต่อเนื่อง ตอนนี้ความจริงที่ว่ามันหนักกว่าแบต Lipo มาตรฐานที่ความจุเท่ากันอยู่ 30-40 เปอร์เซ็นต์ ทำให้การนำไปใช้ในเครื่องบิน Park-Flye ยังมีจำกัด แต่เป็นเรื่องดีที่ได้รู้ว่าเทคโนโลยีนี้ำกำลังจะมาถึง สักวันหนึ่ง เราจะได้ใช้แบตเตอรี่ ที่ทนทาน ดึงแอมป์ และ ชาร์จได้ง่ายและรวดเร็ว