Batterie per Droni: Come Funzionano e Quali Scegliere

Le batterie per droni sono uno dei componenti più importanti, in quanto influenzeranno direttamente la vostra esperienza di volo FPV. Ecco quindi una guida per aiutarvi a comprendere meglio tutte le specifiche. E soprattutto per aiutarvi a districare nella sempreverde questione: meglio le batterie 4S o 6S?

Come Funziona una Batteria

Per chi fosse alle prime armi, due parole su come funziona una batteria.

Cominciamo a chiarire alcuni concetti fondamentali:

• Voltaggio, misurato in Volt: è la misura della tensione della batteria, rilevata come differenza tra i due poli della cella della batteria

• Amperaggio, misurato in Ampere: è la misura dell’intensità, ossia dell’energia trasmessa

La “potenza” della batteria, espressa in Watt, è data dal prodotto tra tensione e intensità. Avremo quindi:

Watt = Volt x Ampere

• Milliampere-ora (mAh): è la misura della capacità di una batteria

• Tasso di scarica C: è una misura, influenzata dalla capacità, dell’intensità massima con cui una batteria può scaricarsi senza danneggiarsi. Ad esempio, un tasso di scarica 100C di una batteria di 1.500 milliampere-ora indica che la batteria può erogare energia con l’intensità di 1 Ampere per non più di 15 minuti.

Tutte queste specifiche, sono facilmente conoscibili in quanto riportate sulle batterie.

Batterie per Droni: Le Celle

Le batterie sono composte da una o più celle collegate in serie. La cella di una batteria di tipo LiPo – le più utilizzate in tema di droni – ha un voltaggio nominale di 3,7 Volt. Il voltaggio totale sarà dato dalla somma dei voltaggi delle singole celle.

Avremo così che una batteria a 4 celle riporterà la dicitura 14,8V (3,7V x 4), mentre una a 6 celle avrà 22,2V (3,7V x 6).

Si è soliti riferirsi al numero di celle presenti in una batteria con il termine S. Avremo quindi:

Tipo di batteria	Numero di celle	Voltaggio Totale
1S	1	3,7 V
2S	2	7,4V
3S	3	11,1 V
4S	4	14,8V
5S	5	18,5 V
6S	6	22,2 V

 

ATTENZIONE: Questa tabella fa riferimento al voltaggio nominale. Il voltaggio reale di una cella Li-Po varia durante l’uso, con un range di sicurezza solitamente identificato tra i 3 e i 4,2V.

Attraverso i goggles potrete comunque tenere sotto controllo tutti i parametri necessari.

Mentre siete al comando del drone, tenete a mente che far scendere il voltaggio sotto i 3V può causare danni permanenti alla vostra batteria. I 3,5V vengono già segnalati oltre limite oltre al quale non scendere.

Un voltaggio spinto oltre i 4,2V (quindi 16,8V per una batteria 4S e 25,2V per una batteria 6S) può invece causare il surriscaldamento, e relativo incendio, delle celle.

Batterie per Droni FPV: Quale Scegliere?

Se per il volo di micro-droni senza visuale in prima persona e droni toothpick sono spesso utilizzate batterie 1S, 2S o 3S, solitamente su un drone FPV vengono utilizzate batterie 4S o 6S.

Questo perché un drone FPV, dovendo anche montare sul telaio videocamera e trasmettitore video, avrà un peso maggiore. Necessiterà quindi di più potenza per sollevarsi in volo.

Batteria 4S o 6S?

La scelta della batteria deve tenere in considerazione molti fattori, sia tecnici che relativi all’impiego del drone, come lo stile di volo.

Solitamente le batterie 6S, avendo un maggiore voltaggio, sono associate ad una maggiore potenza, e quindi a maggiori velocità e reattività. Non solo, ma avendo due celle in più, a parità di potenza erogata, garantiscono tempi di scarica più lunghi.

Potrebbe sembrare che una batteria 6S quindi sia sempre preferibile ad una 4S. Bisogna però tenere in conto alcune specifiche tecniche proprie di ciascun drone. E’ infatti indispensabile mettere in relazione il tipo di batteria alla capacità della stessa e al tipo di motori montati.

Batterie 4S, 6S e kV del motore

I motori hanno un ruolo fondamentale nella scelta della batteria. I kV sono il numero di giri (RPM) di un motore in funzione del voltaggio fornito.

Ad esempio, un motore di 1.000 kV alimentato da una batteria 4S (quindi da un voltaggio nominale totale di 14,8V) potrà raggiungere i 14.800 RPM (ossia 1.000 kV x 14,8 V). Un batteria 6S, presentando un voltaggio totale maggiore, farà aumentare anche gli RPM del motore.

Ma è anche possibile che una batteria 4S abbinata a un motore con alto kV abbia gli stessi RPM di una batteria 6S abbinata a un motore con basso kV.

Batterie 4S e 6S in relazione a capacità e peso

Uno degli svantaggi delle batterie 6S è che, a parità di capacità (quindi di mAh) con una batteria 4S, possono arrivare a pesare fino al 50% in più.

Questo potrebbe essere uno svantaggio solo apparente però. Il maggior voltaggio, infatti, fa sì che la stessa potenza possa essere prodotta con una batteria di minore capacità, e quindi più piccola e pesante tanto quanto l’equivalente 4S.

Sullo store VolaFPV potete trovare disponibili entrambe le tipologie

Costi e compatibilità

Mediamente, un sistema 6S costa di più di un sistema 4S. Parliamo di sistemi perché esiste una certa compatibilità tra i vari componenti elettronici di un drone.

Se si vuole cambiare la tipologia di batteria, tutta l’elettronica del drone ne risentirà. Tutti i componenti elettronici dovranno essere infatti in grado di sostenere tensioni più alte. Passare da 4S a 6S significa infatti cambiare anche ESC, FC e motori, per evitare che i componenti si brucino a causa dei maggiori picchi di tensione.

Batterie per Droni: LiPo, LiHV e Li-Ion

LiPo (Lithium Polymers) e LiHV (Lithium High Voltage) sono i due principali tipi di batterie che possiamo trovare montate sui droni. Entrambe a base di polimeri di litio, differiscono per un aspetto: il voltaggio.

Sebbene le LiHV, come intuibile dal lor nome, presentino un voltaggio a piena carica più alto (fino a 4,35V), sulla maggior parte dei droni troveremo montate batterie LiPo.

Perché le LiHV garantiscono sì una scarica di potenza più alta, ma hanno anche mediamente una breve durata. Le batterie LiPo, invece, presentano una curva di scarica molto più costante. In termini di utilizzo di un drone FPV, significa volare più a lungo, prima che essa si scarichi.

Le batterie Li-Ion, invece, sono agli ioni di litio. Rispetto alle due precedenti, hanno una capacità maggiore. Si possono trovare spesso impiegate nel volo long-range, soprattutto con quadrirotori progettati con un occhio di riguardo per l’efficienza energetica.

Conclusioni: Alcuni Consigli Sulla Conservazione

Concludiamo questo articolo con una serie di accorgimenti che dovreste adottare:

• Non utilizzare mai batterie che presentino rigonfiamenti: è altamente pericoloso

• Non scaricare mai completamente le batterie

• Non ricaricarle mai subito dopo averle utilizzate: lasciate che si raffreddino

• Controllatene sempre lo stato, prima e dopo l’utilizzo