Der er én ting ved at flyve en drone, der er meget frustrerende – lige som du er ved at komme godt i gang, er du nødt til at lande, fordi batteriet er løbet tør for strøm. Der er ingen tvivl om, at batteriteknologien har gjort store fremskridt i de seneste år. Men der mangler stadig noget, når det gælder batteriteknologi, hvilket betyder, at den gennemsnitlige flyvetid ligger et sted mellem tre minutter og 30 minutter. Det afhænger alt sammen af, hvilken slags drone du køber – jo billigere drone, jo kortere flyvetid kan du forvente.
Dronens flyvetid er så kort, fordi der skal være en indviklet balance mellem dronens effekt- og vægtforhold. Lithium-polymer-batteriteknologien, som holder de fleste droner i luften, er meget bedre end lithium-ion-batterier (da de er meget lettere), men de kræver særlig pleje og opmærksomhed – og de kan stadig kun bære en vis mængde energi til at drive flyvningen. Droner er energislugende enheder, som har brug for et batteri med hurtig afladningshastighed – og teknologien har ikke helt indhentet den måde, som vi ønsker at bruge vores droner på.
I denne artikel – vil vi gennemgå årsagerne til, at dronetiderne er så korte, og hvad du kan gøre for at øge den flyvetid, du får ud af din drone. Vi venter stadig på det næste eureka-øjeblik for dronebatterier, men i mellemtiden er der nogle tips og tricks, som du kan anvende for at holde din drone flyvende i længere tid.
Lad os komme i gang!
Table of Contents
Korte flyvetider for droner
Hvis du oplever markant korte flyvetider for din drone, kan det være tegn på, at batteriet bliver nedbrudt med brugen, eller det kan også være et tegn på, at din flyvestil er for aggressiv. Der er dog bare nogle ting, som du ikke kan kontrollere, såsom vægten af din drone, som vil diktere den måde til effektforholdet, som dit batteri er i stand til at give. Hvis du bygger din egen drone, kan du udskifte batteriet til et batteri med højere kapacitet, men det vil øge vægten. Hvis du er ejer af en kommerciel drone, kan du sandsynligvis ikke udskifte batteriet, og du bliver nødt til at benytte dig af andre teknikker for at forlænge batteriets levetid.
Vægt-effekt-forhold
Lithiumpolymerbatterier var et vigtigt fremskridt inden for batteriteknologien til droner. Før dette var vi begrænset til lithiumjernbatterier – de samme som du har i din bærbare computer – disse er meget tungere og har et meget lavere effekt/vægt-forhold end lithium-polymer-batterier.
Disse batterier giver den bedste kombination af vægt og energitæthed. Hvert enkelt lithium-polymerbatteri består af individuelle celler. Det i din drone har mellem en og otte af dem. Hver af salgene er normeret til 3,7 V og er fuldt opladet ved 4,2 V.
Lithiumpolymerbatterierne kræver en meget speciel behandling, og hvis du lader batteriet falde til under 3,7 V, vil du skade batteriet permanent. Det betyder, at mange droneentusiaster beskadiger deres droner uden at være klar over det. Du kan blot glemme at oplade din drone i et par måneder, og batteriet kan blive en reparationsskadet.
Strømsultne komponenter
Droner er meget strømsultne bæster.
Hvis man tænker på al den avancerede softwareprogrammering samt den hardware, som droner kører, mens de er i luften, kan det være utroligt, at de overhovedet letter.
Du kan se, at droner kører komponenter som:
- inertiale måleenheder
- motorer
- GPS-enheder
- elektroniske kompasser
- barometre
- lys
- kameraer
- accelerometre
- gimbals
- og masser og masser af computerkraft til at køre algoritmer for kunstig intelligens.
Og når elektriciteten strømmer gennem dronen, sker der også en reduktion af strømvirkningsgraden på grund af varmeudvikling, da kredsløbet leder elektriciteten hurtigt til de komponenter, der har mest brug for den.
Smarte batterier aflader under opbevaring
En anden grund til, at droner har en kort flyvetid, skyldes den måde, som producenterne programmerer deres smarte batterier på.
Da lithium-polymer-batterier er meget temperamentsfulde med hensyn til, hvordan de skal opbevares, lader producenterne dem træffe nogle beslutninger om deres afladning under opbevaring.
Et litiumpolymerbatteri bør ikke opbevares med 100 % opladning. I stedet bør det oplades på et sted mellem 30 og 50 % af sin maksimale opladning. Dette sikrer, at batteriet holder i så lang tid som muligt under opbevaring.
De smarte batterier vil aflade sig selv, indtil de når ca. 30 % af deres lagerkapacitet. Det betyder, at hvis du ikke har opladet batteriet frisk inden en droneflyvning, vil batteriet være afladet en lille smule til meget afhængigt af, hvor lang tid der er gået siden den sidste opladning. Det betyder, at din drone måske ikke når sin fulde flyvetid, hvis batterierne har været selvafladende under transport og opbevaring.
En nem måde at komme uden om dette på er at sørge for, at dine dronebatterier oplades frisk til hver flyvning. Du kan endda købe opladere i bilen for at sikre, at der ikke er et øjebliks forsinkelse mellem opladning og flyvning. Dette vil øge dronens flyvetid.
Dårlig vedligeholdelse af batterier
Du kan også utilsigtet beskadige dine batterier, så de ikke holder så længe. Litium-polymer-batterier skal holdes rene og tørre og skal have lov til at være helt afkølede, før de oplades.
Og overførslen af denne energi ind i dronen får dronen og batteriet til at varme betydeligt op. Du bør altid lade dine batterier køle af, før du oplader dem for at bevare deres maksimale effektivitet.
Der er også en del diskussion om at cykle dine lithium-polymer-batterier til deres første brug. Hvis du har købt et nyt batteri, kan du cykle batteriet et par gange for at bidrage til at øge batteriets levetid. efter et par indledende cyklusser kan du gentage dette med et par måneders mellemrum. Det bekæmper noget, der kaldes “batterihukommelse”, hvor batteriet husker, hvor langt det sidst blev afladet, og får det til kunstigt at skrumpe sin kapacitet.
Aggressiv flyvning
Sidst kan det være, at din drone måske ikke holder så længe i luften, som du ønsker det, på grund af din flyvestil. Aggressiv flyvestil vil betyde, at dronen bruger meget energi på at overvinde sin egen dynamik, mens den ændrer retning eller bremser ned.
Dette kan forværres ved at bruge en sportstilstand på din drone, hvilket vil få dronen til at bevæge sig med maksimal acceleration ved bevægelse af joysticks.
Hvis du vil vide hvorfor dit dronebatteri dør så hurtigt, så tjek min anden artikel, hvor jeg gennemgår alt hvad du skal vide om at kigge på dit lithium polymer batteri samt en guide til længere flyvninger – klik her for at blive ført til artiklen.
Se også min YouTube-video herunder:
Hvad er den gennemsnitlige flyvetid for en drone?
Den gennemsnitlige flyvetid for en drone meget betydeligt samt batteriets kapacitet. I tabellen nedenfor har jeg listet nogle af de mest populære droner, der er tilgængelige i øjeblikket, og flyvetiderne for hver af dronerne. Vær opmærksom på, at disse flyvetider er de flyvetider, der er angivet i specifikationsbladet fra producenten. Typisk er disse i en svævende position uden vind til at kompensere for.
Tabel over almindelige droner og deres flyvetider
Den gennemsnitlige flyvetid for disse droner er: 31 minutter.
Denne gennemsnitlige flyvetid er naturligvis afhængig af en række variabler, som kan påvirke flyvetiden for en drone betydeligt.
Hvad er den maksimale flyvetid for en drone?
En af de længste flyvetider for droner, der nogensinde er registreret, er fire timer og 40 minutter. I betragtning af, at den gennemsnitlige drone kun kan svæve i kun en halv time, er det ret imponerende. Denne rekord er hævdet af den spanske droneproducent Quaternium. Dronen bruger en hybridbrændstofkilde, som omfatter en elmotor og en forbrændingsmotor. Forbrændingsmotoren holder batteriet opladet under hele flyvningen.
Selskabets mission er at:
Quaterniums mission er at designe de mest avancerede multirotor-droner på markedet. Vi kombinerer erfaring og højteknologi for at udvikle et disruptivt produkt, der har til formål at revolutionere multicopterområdet. Med denne ultimative innovation øges flyvetiden 6 gange i forhold til eksisterende alternativer.
Det er ret imponerende, og det er noget, som de tilsyneladende har været i stand til at opnå. En af de nuværende dronemodeller involverer en totaktsforbrændingsmotor, der kræver en blanding af 95 oktan + 4 % olie. Den indeholder også et litiumpolymerbatteri. Den kan bære op til 10 kg og kan ved fuld belastning holde sig i luften i ca. to timer. Krydshastigheden er 50 km/t med en maksimal hastighed på 80 km/t.
Det er en ret imponerende drone, der har et væld af potentielle anvendelser, hvor lithium-polymerbatterier alene ikke rækker.
Hvordan kan jeg få min drone til at flyve længere?
Hvis du vil have din drone til at flyve længere, er der en række ting, du kan gøre for at forlænge flyvetiden. Vi har allerede dækket nogle af dem i den første video, men her er de elementer, som du bør kigge på for at forlænge flyvetiden.
Reducer vægten
Se på din drone, og sørg for, at der ikke er overvægt. Selv hvis du har fået brugerdefinerede decals eller andre klistermærker på dronen, kan du øge vægten i en sådan grad, at dronen skal bruge lidt mere energi på at holde sig i luften.
Måske bruger du din drone til fiskeri eller andre transportformål – hvis du sørger for at minimere den vægt, du bærer, vil du forlænge dronens levetid betydeligt. Hvis du vil vide mere om droner, der kan bære ting, så tjek min anden artikel, hvor jeg gennemgår alle de innovationer og droner, der er specielt designet til at bære ting – klik her for at komme til artiklen.
Batteriets sundhed og vedligeholdelse
Hvis du passer godt på dit batteri og sørger for, at det opbevares på den rette måde, vil det betyde, at når du kommer til din flyvning, vil din drone være i den bedst mulige stand til at forlænge dine flyvetider.
Her er nogle enkle tips, som du kan bruge til at holde dine dronebatterier sunde:
- Hold dem rene og tørre – opbevar dine batterier i et rent og tørt område, som nu har fugt eller adgang til støv. Hvis batteriet kommer i kontakt med fugt, kan det korrodere de elektriske kontakter. Du kan rense noget af korrosionen af med isopropylalkohol, hvis du finder noget.
- Lagre ved 30 til 50 % opladning – lad aldrig dit dronebatteri være fuldt opladet, hvis du opbevarer det i længere tid. Den kortvarige opbevaring bør dit batteri aflades til mellem 60 og 80 %. Og ved langtidsopbevaring (mere end 10 dage) bør du opbevare batteriet mellem 40 og 60 %. Batteri bør ikke efterlades i mere end tre måneder de være opladet, da batteriets levetid vil blive væsentligt reduceret og kan blive helt beskadiget.
- Lagre på et køligt sted – opbevaring af dine batterier på et køligt sted vil betyde, at de kommer til at undslippe de ekstreme varmegrader, som du oplever, hvis du skulle efterlade dem på en vindueskarm osv. Lithiumpolymerkompositten inde i batteriet påvirkes kraftigt af varme, og hvis du bor i et varmt klima, skal du sørge for at opbevare dem fornuftigt væk fra ekstreme udsving i varmen.
- Frisk opladede batterier – lige før du skal flyve, skal du sørge for, at dine dronebatterier er frisk opladet til din flyvning. Dette er en måde, hvorpå du kan sikre, at dine dronebatterier har den maksimale opladning til din flyvning.
Medbring flere batterier
Det er en indlysende ting, men ved at medbringe flere batterier til din flyvemission vil du kunne bruge mere tid i luften. Det er en simpel løsning på et almindeligt problem, og det kræver blot en lille smule budget til et andet eller flere batterier.
At medbringe endnu et batteri betyder også, at du kan flyve, mens du oplader et af reservebatterierne. Du skal blot sørge for at lade dronens batteri køle helt af, før du oplader det.
Flyv på rolige dage
En anden måde at sikre, at dine flyvetider øges, er at vælge dage, hvor der ikke er en betydelig mængde vind eller andre miljøfaktorer, som din drone skal kæmpe imod. Hvis du har en flyvemission, hvor du er i kamp mod uret, kan det at vente en dag på, at vinteren aftager, være den bedste måde, hvorpå du kan være sikker på, at din flyvemission vil forløbe som planlagt.
Jeg kan godt lide at lande med mindst 15 % batteri tilbage, hvilket betyder, at hvis der opstår problemer i sidste øjeblik, kan jeg sikkert vende tilbage til mit landingssted og ikke lande kort. Nogle gange kan vindretningen ændre sig, hvilket betyder, at din drone skal arbejde hårdere mod vinden for at komme tilbage til landingspladsen. De ekstra 15 % batteri betyder, at du har en fejlbar til at redde dig.
Planlæg dine flyvninger
Sidst skal du sørge for, at du planlægger dine flyvninger godt. Meget af flyvetiden går med at tilbagelægge distancer, som du ikke behøver at tilbagelægge. Hvis du ikke har kørt dronen for nylig, bør du også tænde dronen derhjemme, så du kan tjekke, om der er opdateringer, som kan opbruge kostbar batteritid inden din flyvning.
Sikker du dig, at din flyveplan udnytter dit batteri mest effektivt, betyder det også, at du får mere udrettet i den dyrebare levetid for dit batteri.
Batteriforskning – drone futures
Hvordan ser fremtiden for dronebatterier ud? i betragtning af de seneste fremskridt inden for lithium-polymer-batteriteknologien er det svært at forestille sig, hvordan den næste fase vil se ud. Måske vil det være en batteriinnovation, eller det kunne være noget andet. For eksempel kunne vi se en blandet brændselscelle dominere markedet som i videoen i denne artikel.
I den videnskabelige litteratur ser vi i øjeblikket en masse snak om trådløse droneladestationer. Det betyder, at batteriteknologien ikke ændres, men at den måde, som dronen oplades på under flyvningen, ændres dramatisk.
Trådløse opladningsstationer til droner
En undersøgelse, der blev offentliggjort i 2016, giver os en idé om, hvordan denne teknologi kan se ud. Holdet fremstillede en Quadro til drone trådløs opladningsstation. Stationen registrerer dronen med ultralydssensorer og scanner den efterfølgende med et par lasere for at bestemme dens centrale koordinat.
Under den trådløse opladning var den elektriske strøm, der blev leveret af modtageren, 30 mA med en spænding på 5 V, hvilket er ca. 65 % af det, man kan få ved opladning med en ledning. Den gennemsnitlige opladningstid var 75 minutter i modsætning til de 50 minutter, der kræves ved opladning med ledning.
Denne teknologi vil kræve betydelig forskning og investering, før den bliver et kommercielt levedygtigt alternativ til opladning af batterier via en ledning, men der har været talt om at bruge trådløs energioverførsel til at oplade droner, mens de er i luften.
Vi bliver nødt til at vente og se, hvad fremtiden bringer …
Det sidste ord
Droneflyvninger er så korte på grund af begrænsningerne i lithium-polymerbatteriet samt det effekt/vægt-forhold, som disse batterier kan opnå. Den gennemsnitlige drone på forbrugerniveau flyver i ca. 30 minutter, hvilket er betydeligt bedre end for ca. fem år siden.
Du kan også øge dine flyvetider ved at reducere aggressiviteten i din pilotering, samtidig med at du tager hensyn til din flyveplan og dronens vægt.
Der er ingen tvivl om, at der er spændende teknologi i fremtiden – vi må bare vente på at finde ud af, hvordan den ser ud.