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  1. 2013.11.06 쿼드콥터 하드웨어 선정 - 배터리 편 (3)
Quadrotor20132013. 11. 6. 15:51

쿼드콥터나 RC카등 stand-alone이 가능한 기기들은 배터리가 필수입니다.


그리고 전동모터를 사용하는 기기는 배터리의 상태에도 많은 영향을 받습니다.


이번 포스팅에서는 배터리에 관해 알아보려 합니다. 제가 쿼드만들면서 스스로 습득하고 나름대로 정리한 내용을 바탕으로 쓴거라 틀릴 수도 있습니다~ 댓글로 지적해주시면 수정할게요 ㅠ


배터리의 종류에는 여러가지가 있는데 내부에 축전지 재료(?)에 무얼 쓰느냐에 따라 LiPo(리튬폴리머), 리튬이온, NiMH(니켈수소), 수은전지 등이 있습니다.


다른 배터리는 완전 방전 후 충전을 해야 배터리 사용 기간이 길고 용량을 충분히 쓸 수 있는데,(http://blog.daum.net/frei77/14439478 - 메모리효과 참고) 리튬이온, 리튬이온폴리머(=리튬폴리머) 배터리는 완충 또는 방전 주기를 거칠 필요 없이 편할 때 아무 때나 충전해도 최대용량이나 수명에 별로 영향을 끼치지 않는다고 합니다. 또한 가벼우면서도 밀도가 높기 때문에 배터리 사용 시간이 길고 휴대기기에 많이 쓰인다고 합니다.


배터리를 구매할 때 S, V, mAh, C라는 단위가 보이실 겁니다. 차례대로 뭔지 설명 해보겠습니다.


S 는 셀입니다. 배터리 안에 배터리 덩어리 하나가 들어있는게 아니라 여러개가 들어있는 셈이죠.



왼쪽 그림처럼 직렬로 연결하면 각 전지의 전압 합이 출력이 되고, 병렬로 연결하면 출력은 그대로 입니다.


리튬폴리머의 1S은 3.7v입니다. 직렬이니까 2S는 7.4v이고 3S는 11.1v.. 이런 식입니다. 자기가 사용하는 모터에 맞는 전압을 골라야겠죠?


V는 S에 직결되니까 넘어가겠습니다.


mAh 는 밀리 암페어 아워로 2000mAh인 경우에는 "한시간동안 정해진 전압으로 2000mA(2A)를 뿜어낼 수 있다"라는 이야기입니다. 많은 분들이 착각하시는데 이거는 배터리 용량이지 출력이 아닙니다. 용량이 10000000mAh라도 출력이 모자라면 모터가 제 속도를 못낼 수 있습니다.


C 는 쿨롱으로, 바로 출력량입니다. 최대 출력량이므로 RC나 쿼드콥터 할 때는 이게 크면 클수록 좋겠죠. 고등학교 물리에서 배웠던거같은데 단위 시간에 전자가 몇개 지나가느냐 이런 개념인거같은데 이걸 계산해서 최대 A(암페어)출력을 구한 다음에 나누기 모터 개수 하면 각 모터에 공급될 수 있는 최대 전류를 알 수 있겠죠.. 저는 그냥 생각없이 쿼드에 45C을 썼는데 모자르면 큰일날 뻔 했네요 ㅠ 


그리고 배터리에 보시면 +, -로 추정되는 빨간선, 검은선 두개가 나와있고 다른쪽에 검은선, 흰선, 흰선, 빨간선 요렇게 나와있는 부분이 있을겁니다. 두개짜리는 배터리 출력 선이고 여러다발 나와있는건 충전 선입니다. 3S냐 2S냐에 따라 여러다발의 개수는 달라지구요, 각 선을 전압계로 재보면 3.7v, 7.4v, 11.1v로 나오는걸로 봐서 각 셀에 연결되어있는 것 같습니다. 충전시에 각 셀에 똑같이 충전해주기위해 있는거 같구요.


그리고 팁을 드리자면 리튬폴리머라도 완전 방전내는건 비추입니다. 사용하다보니 모터 출력이 눈에 띄게 저하될 때까지 사용해봤는데 배터리가 좀 뜨끈뜨끈해지고 부풀어 오르더라구요.. 적당히 사용하시다가 충전하는게 나은거 같아요.. ㄷㄷ


보통 전기를 물에 비유하시는데 딱 맞는거같아요. 정리 해보겠습니다. 아래 그림을 참고해주세요

배터리는 물탱크입니다. 얼마나 많이 가지고 있느냐(mAh)에 따라 용량이 결정되지만 바닥에 달려있는 배수관(=수도관?)이 작으면 조금씩밖에 물을 내보내지 못합니다.

그리고 전압은 물탱크의 높이죠. 물탱크가 11층짜리 건물 위에 있는거랑 3층짜리 건물 위에 있는거랑 1층에서 나오는 물줄기의 세기는 다릅니다. 11층이 훨씬 세겠죠?

전류는 물입니다. 수도관의 크기가 같다고 가정하면 11층이 3층보다 더 많이 나오겟죠. 더 세게 나올테니까요

저항이 수도관의 크기입니다. 저항이 높다는건 수도관의 크기가 작다는 얘기구요. 전압이 아무리 높아도 저항이 높아서 수도관이 작으면 물줄기는 세지만 물은 조금밖에 못나오게 됩니다.

배터리에 있어서는 저항이 쿨롱이겠네요. 쿨롱이 높으면 수도관이 넓다는 얘기니까 물이 많이 나오게 되는거죠.


마구 휘갈겨 써놨는데 차분히 읽어보시면서 이해해보시길 바랍니다~ 저는 이런게 없어서 고생했어요 ㅠ


------------------------------------------ 11월 11일 추가 ----------------------------------

충전에 관해서 안써놓았네요 ㅠ

리튬폴리머 배터리의 충전은 전용 충전기가 필요합니다. 저는 다행히 기존에 쓰던게 있어서 이어받았지만 없는 분은 사야겠네요 ㄷㄷ




Posted by 너를위한노래

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  1. 들려봅니다.

    RC에 관심이 있어 들려보다.
    리튬에 관해 좀더 적어봅니다~ 일단 리튬은 어느 한 셀이라도 2.8v이하 안전하게 3.0v 이하로 전압이 떨어지면 셀이 죽습니다. 그리고 보통 만충시 3s 짜리는 1s당 4.0v를 기준으로 12v 이상은 충전을 안하게 좋습니다.
    또한 항상 쿼터가 작동중인 상태에서 리튬의 전압 관리를 해줘야 하는데 셀체커기라는게 있습니다. 수시로 각 셀의 전압을 체크하면서 특정 v이하로 떨어지면 경고음을 울려줍니다.
    충전은 셀밸런서를 연결하여 충전하고 리튬이 자연방전이 적다고 하나 만충으로 보관하셔서 셀의 전압을 유지시켜 주셔야합니다. 배터리도 무시할 수 없는 가격이니까요~^^

    2013.11.13 08:22 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 댓글 감사합니다ㅋ
      제 배터리가 부풀어 올랐던게 혹시 너무 전압이 낮아질 때까지 써서 그런거일까요?
      충전은 LiPo전용 충전기로 해서 문제 없을거같은데...

      2013.11.13 10:46 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
  2. 리포배터리는 과방전, 과충전되면 배터리를 더 이상 쓰지 못할뿐더러 부풀어오르면서 폭발할 수 있습니다.
    오래된 포스트인데 잘 폐기하셨는지 모르겠네요.

    2015.03.02 08:51 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]