Det finns en sak som är mycket frustrerande när man flyger en drönare – precis när man börjar komma in i svängarna måste man landa eftersom batteriet har tagit slut. Det råder ingen tvekan om att batteritekniken har gjort stora framsteg under de senaste åren. Men det saknas fortfarande något när det gäller batteriteknik, vilket innebär att den genomsnittliga flygtiden är någonstans mellan tre och 30 minuter. Allt detta beror på vilken typ av drönare du köper – ju billigare drönare desto kortare flygtid kan du förvänta dig.
Drönarnas flygtider är så korta eftersom det måste finnas en intrikat balans mellan drönarens effekt- och viktförhållande. Den litiumpolymerbatteriteknik som håller majoriteten av drönare i luften är mycket bättre än litiumjonbatterier (eftersom de är mycket lättare), men de behöver särskild omsorg och uppmärksamhet – och bär fortfarande bara på en viss mängd energi för att driva flygningen. Drönare är energikrävande apparater som behöver ett batteri med snabb urladdningshastighet – och tekniken har inte riktigt hunnit ikapp det sätt som vi vill använda våra drönare.
I den här artikeln – kommer vi att gå igenom orsakerna till att drönartiden är så kort och vad du kan göra för att öka flygtiden du får från din drönare. Vi väntar fortfarande på nästa eureka-moment för drönarbatterier, men under tiden finns det några tips och tricks som du kan använda för att få din drönare att flyga längre.
Vi börjar nu!
Table of Contents
Kort flygtid för drönare
Om du upplever betydligt korta flygtider för din drönare kan det tyda på att batteriet håller på att försämras med användningen eller så kan det också vara en indikation på att din flygstil är för aggressiv. Det finns dock bara vissa saker som du inte kan kontrollera, som t.ex. vikten på din drönare som kommer att diktera förhållandet mellan väg och effekt som ditt batteri kan ge. Om du bygger din egen drönare kan du byta ut batteriet mot ett batteri med högre kapacitet, men detta kommer att öka vikten. Om du äger en kommersiell drönare kan du förmodligen inte byta ut batteriet och du måste förlita dig på andra tekniker för att förlänga batteriets livslängd.
Vikt effektförhållande
Lithiumpolymerbatterier var ett viktigt framsteg inom batteritekniken för drönare. Innan dess var vi begränsade till litiumjärnbatterier – samma som du har i din bärbara dator – dessa är mycket tyngre och har ett mycket sämre effekt-viktförhållande än litiumpolymerbatterier.
Dessa batterier erbjuder den bästa kombinationen av vikt och energitäthet. Varje enskilt litiumpolymerbatteri består av enskilda celler. Det i din drönare har mellan en och åtta av dem. Var och en av försäljningen är dimensionerad till 3,7 V och är fulladdad vid 4,2 V.
Litium-polymerbatterierna kräver mycket speciell behandling och om du låter batteriet sjunka under 3,7 V skadar du batteriet permanent. Detta innebär att många drönarentusiaster skadar sina drönare utan att inse det. Du kan helt enkelt glömma att ladda din drönare under några månader och batteriet kan bli en reparationsskada.
Strömsugna komponenter
Dronor är mycket strömhungriga bestar.
Om man tänker på all avancerad programvaruprogrammering samt hårdvara som drönare kör när de är i luften kan det vara häpnadsväckande att de överhuvudtaget lyfter.
Du ser att drönare kör komponenter som:
- inertialmätningsenheter
- motorer
- GPS-enheter
- elektroniska kompasser
- barometrar
- ljus
- kameror
- accelerometrar
- gimbaler
- och massor av datorkraft för att köra algoritmer för artificiell intelligens.
Och när elektriciteten flyter genom drönaren minskar energieffektiviteten på grund av att värme genereras när kretsen leder elektriciteten snabbt till de komponenter som behövs mest.
Smarta batterier som laddas ur under lagring
En annan anledning till att drönare har en kort flygtid beror på hur tillverkarna programmerar sina smarta batterier.
Eftersom litiumpolymerbatterier är mycket temperamentsfulla när det gäller hur de ska förvaras, låter tillverkarna dem fatta vissa beslut om deras urladdning under förvaring.
Ett litiumpolymerbatteri bör inte förvaras vid 100 % laddning. Istället bör det laddas vid någonstans mellan 30 och 50 % av sin maximala laddning. Detta säkerställer att batteriet håller så länge som möjligt under lagringen.
De smarta batterierna laddar av sig själva tills de når ungefär 30 % av sin lagringskapacitet. Detta innebär att om du inte har laddat batteriet nyss innan en drönarflygning kommer batteriet att ha laddats ur lite till mycket beroende på hur länge det har gått sedan den senaste laddningen. Detta innebär att din drönare kanske inte når sin fulla flygtid om batterierna har laddats ur under transport och förvaring.
Ett enkelt sätt att komma runt detta är att se till att drönarens batterier laddas friskt inför varje flygning. Du kan till och med köpa in billaddare för att se till att det inte finns en enda fördröjning mellan laddning och flygning. Detta kommer att öka drönarens flygtid.
Svårt batteriunderhåll
Du kan också oavsiktligt skada dina batterier så att de inte håller lika länge. Litium-polymer-batterier måste hållas rena och torra och tillåtas vara helt kylda innan de laddas.
Och överföringen av den energin till drönaren gör att drönaren och batteriet värms upp avsevärt. Du bör alltid låta batterierna svalna innan du laddar dem för att bibehålla deras maximala effektivitet.
Det finns också en del diskussioner om att cykla dina litiumpolymerbatterier inför deras första användning. Om du har köpt ett nytt batteri kan du cykla batteriet ett par gånger för att bidra till att öka batteriets livslängd. efter ett första par cykler kan du upprepa detta med några månaders mellanrum. Det är att bekämpa något som kallas ”batteriminne” där batteriet kommer ihåg hur långt det senast laddades ur och får det att artificiellt minska sin kapacitet.
Aggressiv flygning
Sist kan det hända att din drönare inte håller så länge i luften som du vill på grund av din flygstil. Aggressiva flygstilar innebär att drönaren använder mycket energi för att övervinna sitt eget momentum när den ändrar riktning eller saktar ner.
Detta kan förvärras om du använder ett sportläge på din drönare, vilket gör att drönaren rör sig med maximal acceleration vid rörelse av joysticken.
Om du vill veta varför batteriet i din drönare dör så snabbt, kolla in min andra artikel där jag går igenom allt du behöver veta om att titta på ditt litiumpolymerbatteri samt en guide till längre flygningar – klicka här för att komma till artikeln.
Se även min YouTube-video nedan:
Vad är den genomsnittliga flygtiden för en drönare?
Den genomsnittliga flygtiden för en drönare mycket signifikant liksom batteriets kapacitet. I tabellen nedan har jag listat några av de mest populära drönare som finns tillgängliga för närvarande och flygtiderna för varje drönare. Observera att dessa flygtider är de som anges i tillverkarens specifikationsblad. Typiskt sett är dessa i svävande läge utan vind att kompensera för.
Tabell över vanliga drönare och deras flygtider
Den genomsnittliga flygtiden för dessa drönare är: 31 minuter.
Denna genomsnittliga flygtid är givetvis beroende av en mängd olika variabler som kan påverka flygtiden för en drönare avsevärt.
Vad är den maximala flygtiden för en drönare?
En av de längsta flygtiderna för drönare som någonsin registrerats är fyra timmar och 40 minuter. Med tanke på att den genomsnittliga drönaren bara kan sväva i endast en halvtimme är detta ganska imponerande. Rekordet hävdas av den spanska drönartillverkaren Quaternium. Drönaren använder en hybridbränslekälla som innehåller en elmotor och en förbränningsmotor. Förbränningsmotorn håller batteriet laddat under hela flygningen.
Företagets uppdrag är att:
Quaterniums uppdrag är att utforma de mest avancerade multirotor-drobotarna på marknaden. Vi kombinerar erfarenhet och högteknologi för att utveckla en disruptiv produkt som syftar till att revolutionera multicopterområdet. Med denna ultimata innovation ökar flygtiden 6 gånger jämfört med befintliga alternativ.
Det är ganska imponerande och det är något som de verkar ha lyckats uppnå. En av de nuvarande modellerna av drönare innebär en tvåtaktsförbränningsmotor som kräver en 95-oktan +4% oljeblandning. Den innehåller också ett litiumpolymerbatteri. Den kan bära upp till 10 kg och vid full belastning kan den hålla sig i luften i ungefär två timmar. Kryssningshastigheten är 50 km/h med en högsta hastighet på 80 km/h.
Det är en ganska imponerande drönare som har en massa potentiella tillämpningar där enbart litiumpolymerbatterier inte räcker till.
Hur kan jag få min drönare att flyga längre?
Om du vill att din drönare ska flyga längre finns det ett antal saker du kan göra för att förlänga flygtiden. Vi har redan täckt några av dem i den första videon men här är de element som du bör titta på för att förlänga flygtiden.
Reducera vikten
Ta en titt på din drönare och se till att det inte finns någon övervikt. Även om du har fått anpassade dekaler eller andra klistermärken på drönaren kan du öka vikten till den grad att drönaren måste spendera lite mer energi för att hålla sig i luften.
Kanske använder du din drönare för fiske eller andra bärande ändamål – om du ser till att minimera den vikt du bär med dig kommer drönarens livslängd att förlängas avsevärt. Om du vill veta mer om drönare som kan bära saker kolla in min andra artikel där jag går igenom alla innovationer och drönare som är speciellt utformade för att bära saker – klicka här för att komma till artikeln.
Batteriets hälsa och underhåll
Om du tar väl hand om ditt batteri och ser till att det förvaras på rätt sätt kommer det att innebära att när du kommer till din flygning kommer din drönare att vara i bästa möjliga skick för att förlänga dina flygtider.
Här är några enkla tips som du kan använda för att hålla dina drönarbatterier friska:
- Håll dem rena och torra – förvara dina batterier i ett rent och torrt område som inte har fukt eller tillgång till damm. Om batteriet kommer i kontakt med fukt kan det korrodera de elektriska kontakterna. Du kan rengöra en del av korrosionen med isopropylalkohol om du hittar några.
- förvara vid 30 till 50 % laddning – låt aldrig drönarbatteriet vara fulladdat om du förvarar det under långa perioder. Vid korttidsförvaring bör ditt batteri laddas ur till mellan 60 och 80 %. Och för långtidsförvaring (mer än 10 dagar) bör du förvara batteriet mellan 40 och 60 %. Batteriet bör inte lämnas i mer än tre månader de vara laddade eftersom batteriets livslängd kommer att minska avsevärt och kan bli helt skadad helt och hållet.
- Lagra på en sval plats – att förvara dina batterier på en sval plats innebär att de kommer att undkomma de extrema värmeböljor som upplevs om du skulle lämna dem på en fönsterbräda et cetera. Litiumpolymerkompositen inuti batteriet påverkas kraftigt av värme och om du bor i ett varmt klimat ska du se till att förvara dem på ett förnuftigt sätt bort från extrema värmesvängningar.
- Färskladdade batterier – strax innan du ska flyga ska du se till att dina drönarbatterier är nyladdade för din flygning. Detta är ett sätt för dig att se till att dina drönarbatterier har maximal laddning för din flygning.
Har du fler batterier med dig
Det är en självklarhet, men genom att bära med dig fler batterier för ditt flyguppdrag kan du tillbringa mer tid i luften. Det är en enkel lösning på ett vanligt problem och allt som krävs är en liten budget för ett andra, eller fler, batterier.
Att ha med sig ytterligare ett batteri innebär också att du kan flyga samtidigt som du laddar upp ett av reservbatterierna. Se bara till att låta drönarbatteriet svalna helt och hållet innan du laddar det.
Flyg under lugna dagar
Ett annat sätt att se till att dina flygtider ökar är att välja dagar där det inte blåser särskilt mycket eller finns andra miljöfaktorer som din drönare måste kämpa mot. Om du har ett flyguppdrag där du är mot klockan kan det bästa sättet för dig att vara säker på att flyguppdraget går som planerat vara att vänta en dag på att vintern ska lägga sig.
Jag gillar att landa med minst 15 % batteri kvar vilket innebär att om det uppstår några problem i sista minuten kan jag säkert återvända till min landningsplats och inte landa kort. Ibland kan vindriktningen ändras vilket innebär att din drönare måste arbeta hårdare mot vinden för att komma tillbaka till landningsplatsen. Det extra batteriet på 15 % innebär att du har en felindikator som räddar dig.
Planera dina flygningar
Slutligt ska du se till att du planerar dina flygningar väl. Mycket flygtid går åt till att täcka sträckor som du inte behöver. Om du inte har kört drönaren nyligen bör du också slå på drönaren hemma så att du kan kontrollera om det finns några uppdateringar som kan ta värdefull batteritid i anspråk före flygningen.
Att se till att din flygplan använder batteriet så effektivt som möjligt innebär också att du får mer gjort under batteriets värdefulla livslängd.
Batteriforskning – drönarens framtid
Hur ser framtiden ut för drönarbatterier? med tanke på de senaste framstegen inom litiumpolymerbatteritekniken är det svårt att föreställa sig hur nästa steg kommer att se ut. Kanske blir det en batteriinnovation eller så kan det vara något annat. Vi kan till exempel få se en blandad bränslecell dominera marknaden, som i videon i den här artikeln.
I den vetenskapliga litteraturen ser vi just nu mycket prat om trådlösa laddningsstationer för drönare. Detta innebär att batteritekniken inte förändras, utan snarare att sättet som drönaren laddas på under flygningen förändras dramatiskt.
Trådlösa laddningsstationer för drönare
En studie som publicerades 2016 ger oss en uppfattning om hur denna teknik kan se ut. Teamet tillverkade en Quadro till trådlös laddningsstation för drönare. Stationen upptäcker drönaren med ultraljudssensorer och skannar den därefter med ett par lasrar för att bestämma dess centralkoordinat.
Under den trådlösa laddningen var den elektriska strömmen som tillhandahölls av mottagaren 30 mA med en spänning på 5 V, vilket är ungefär 65 % av den som man kan få genom att ladda med en tråd. Den genomsnittliga laddningstiden var 75 minuter till skillnad från de 50 minuter som krävs för trådladdning.
Denna teknik kommer att kräva betydande forskning och investeringar innan den blir ett kommersiellt gångbart alternativ till att ladda batterierna via en tråd, men det har talats om att använda trådlös energiöverföring för att ladda drönare medan de är i luften.
Vi får vänta och se vad framtiden har att erbjuda…
Det sista ordet
Drönarflygningar är så korta på grund av litiumpolymerbatteriets begränsningar samt det effekt-viktförhållande som dessa batterier kan uppnå. En genomsnittlig drönare på konsumentnivå flyger i ungefär 30 minuter, vilket är betydligt bättre än vad det var för ungefär fem år sedan.
Du kan också öka dina flygtider genom att minska aggressiviteten i din styrning samtidigt som du tar hänsyn till din flygplan och drönarens vikt.
Det råder ingen tvekan om att det finns spännande teknik i framtiden – vi måste bara vänta på att få reda på hur den ser ut.