Como construir um drone

Bateria

Baterias para Multicópteros são do tipo LiPo (Lithium Polymer), este tipo de bateria merece uma atenção muito especial, pois é particularmente perigosa. Eu recomendo fortemente que você procure um artigo especialmente dedicado a este assunto. Este aqui é um ótimo exemplo (em inglês).

Mas o que você precisa saber sobre estas baterias é o seguinte:

• Elas são muito leves – mais leves do que as baterias de outros tipos com a mesma capacidade.
• Elas permitem uma descarga bem rápida (acredite, consumir 5 amperes em 5 minutos não é algo trivial em outros tipos de bateria).
• Elas podem se incendiar ou mesmo explodir se houver um curto-circuito em seus polos, ou se for carregada em carregadores inapropriados.
• Também pode acontecer de ela se incendiar ou explodir se ela for severamente danificada em algum impacto.

Juntamente com a bateria, você precisa comprar um carregador especifico para este tipo. O nome é “LiPo Balance Charger”. Você deve tomar cuidados especiais ao carregar essas baterias, como monitorar a temperatura e evitar locais em que ela possa iniciar um incêndio caso pegue fogo. Portanto, nada de deixar carregando a bateria perto da cama ou da cortina.

Sério: Não negligencie essas baterias. Elas se incendeiam por qualquer motivo.

Quando falamos em baterias de LiPo, cada célula possui tensão nominal de 3,7 Volts. Quando totalmente carregada, a tensão é de 4,2 Volts, e quando totalmente descarregada, a tensão é de 3 Volts.

Se você consumir a bateria além do mínimo de 3 volts por célula, a bateria ficará danificada permanentemente, e perderá boa parte da sua capacidade de reter energia. Normalmente a margem de segurança é 3,3 volts. Portanto você só usa a bateria enquanto a tensão de cada célula estiver entre 4,2 e 3,3 volts.

Uma única bateria pode conter uma ou mais células de LiPo ligadas em série. Quando a bateria tem apenas uma célula, o nome dado a ela é 1S, quando tem duas, 2S, e neste caso a tensão nominal da bateria é de 7,4 Volts (3,7 x 2). Quando a bateria é 3S significa que tem 3 células ligadas em série, com tensão nominal de 11,1 Volts, e assim por diante com 4S, 5S, 6S, 8S, etc. As mais comuns são as de 2S, 3S e 4S.

Para monitorar a tensão de cada célula, existem sensores especificamente criados para isso, como este abaixo:

Este aparelho pode medir baterias de 1S a 8S (de uma a oito células). Quando ligado a uma bateria, a tela fica intercalando a cada 1 segundo a tensão de cada célula, e ao final, mostra a tensão total da bateria. Ele também possui 2 “buzzers” (sirene elétrica), que faz barulho quando a tensão de uma das células cai abaixo do limite mínimo ajustado (você pode ajustar este limite de 2,8 a 3,5V). Desta forma, você consegue saber quando a bateria está acabando e ai pode terminar o seu voo.

Quando você decide montar o seu multicóptero, você já deve ter em mente qual motor, ESC e hélices que irá usar, e ai também poderá decidir qual o tipo da bateria.

Você também deve observar a “Capacidade de descarga”, que é justamente o que o nome diz: a capacidade da bateria se descarregar. Essa capacidade deve ser superior ao consumo total de corrente elétrica do seu multicóptero, pois do contrário a bateria não conseguirá alimentar o aparelho quando ele mais precisar de energia, e isso pode prejudicar o voo e também danificar a bateria.

Esta especificação está definida com um número e a letra “C”. Por exemplo: 30C. Este número, multiplicado pela corrente da bateria, diz qual é o consumo constante máximo que a bateria suporta.

Na imagem acima, temos uma bateria de 1.8Ah (1800mAh), 35C. Significa que ela pode suportar um consumo constante de até 63Ah (1,8 x 35 = 63).

Outra especificação que é importante observar é a corrente (medida em [mili]amperes – [m]Ah). Quanto maior a corrente da bateria, maior a capacidade dela em reter energia, e portanto, maior a duração do voo do seu multicóptero. Obviamente, quanto maior a capacidade da bateria, mais volumosa e mais pesada ela será, então é preciso encontrar um equilíbrio. Normalmente se você tiver de 700 a 1000 mAh para cada motor (portanto de 2400 a 4000 mAh em um quadricóptero), você já terá uma experiência satisfatória. Você sempre pode ligar mais baterias em paralelo, caso julgue necessário.

Em alguns casos específicos você pode querer optar por sacrificar tempo de voo para economizar peso. É comum usar baterias de apenas 1Ah (ou até menos) em drones de corrida. O drone vai voar apenas por 2 ou 3 minutos, mas vai ser bem leve e portanto, vai voar mais rápido pela pista.

Note que não há uma relação entre tensão e corrente. Pode haver uma bateria com pouca correte e tensão alta (500mAh e 4S por exemplo), e pode haver também uma bateria com grande corrente e baixa tensão (10000mAh e 2S por exemplo).