Baterai LiPo 3S vs. 4S vs. 6S: Konfigurasi Drone Mana yang Cocok?

Memilih konfigurasi baterai LiPo yang benar adalah salah satu keputusan terpenting dalam desain sistem tenaga drone. Baterai 3S, 4S, atau 6S mengubah voltase yang disuplai ke motor dan pengontrol kecepatan elektronik (ESC), yang memengaruhi permintaan arus, kecepatan motor, pemilihan baling-baling, perkabelan, panas, dan perilaku penerbangan.

Konfigurasi terbaik tidak ditentukan oleh kapasitas baterai saja. Baterai bertegangan lebih tinggi dapat mengurangi arus untuk kebutuhan daya tertentu, namun juga dapat meningkatkan kecepatan motor, mengubah efisiensi propulsi, dan memerlukan ESC atau baling-baling yang berbeda. Sistem tegangan rendah mungkin lebih mudah untuk diintegrasikan, tetapi mungkin memerlukan arus yang lebih tinggi dan konduktor yang lebih besar.

Panduan ini membandingkan konfigurasi baterai LiPo 3S vs. 4S vs. 6S untuk drone FPV, rekreasi, pertanian, dan industri. Ini berfokus pada pemilihan konfigurasi. Untuk definisi tegangan dasar, lihat panduan tegangan baterai drone.

Jawaban Cepat

• Baterai LiPo 3S sesuai dengan sistem tegangan rendah, drone ringan, dan sistem propulsi yang dirancang dengan nominal sekitar 11,1V.

• Baterai LiPo 4S memberikan keseimbangan umum antara voltase, arus, ukuran, dan kinerja untuk banyak drone FPV dan daya sedang.

• Baterai LiPo 6S sesuai dengan sistem berdaya lebih tinggi yang dirancang untuk nominal sekitar 22,2V dan dapat menangani sekitar 25,2V dengan pengisian penuh.

• Tak satu pun dari konfigurasi ini yang terbaik secara universal.

• Baterai yang dipilih harus sesuai dengan motor, ESC, baling-baling, pengisi daya, kabel, muatan, dan profil penerbangan.

Apa Arti 3S, 4S atau 6S?

Angka tersebut menunjukkan berapa banyak sel yang dihubungkan secara seri. Huruf 'S' berarti seri.

Menggunakan tegangan sel nominal tipikal sekitar 3,7V:

• 3S = 3 × 3,7V = 11,1V;

• 4S = 4 × 3,7V = 14,8V;

• 6S = 6 × 3,7V = 22,2V.

Saat terisi penuh, sel LiPo umumnya mencapai sekitar 4,2V:

• 3S = 12.6V;

• 4S = 16.8V;

• 6S = 25.2V.

Peringkat S tidak menjelaskan kapasitas, peringkat C, berat baterai, atau waktu penerbangan. Paket 4S 2.200mAh dan paket 4S 6.000mAh memiliki tegangan nominal yang sama namun energi, berat, dan kemampuan arusnya sangat berbeda.

Baterai LiPo 3S: Kelebihan dan Keterbatasan

Baterai LiPo 3S dirancang untuk sistem propulsi bertegangan rendah.

Potensi Keuntungan

• tegangan lebih rendah dapat disesuaikan dengan motor dan elektronik yang lebih kecil;

• berguna untuk platform drone ringan;

• dapat menyederhanakan integrasi untuk sistem yang dirancang berdasarkan 3S;

• dapat mengurangi tekanan tegangan pada perangkat elektronik yang kompatibel;

• Cocok untuk FPV kecil tertentu dan drone rekreasi.

Keterbatasan Potensial

• arus yang lebih tinggi mungkin diperlukan untuk keluaran daya yang sama;

• kabel atau konektor yang lebih besar mungkin diperlukan;

• kerugian saat ini yang tinggi bisa menjadi lebih signifikan;

• mungkin tidak memberikan tegangan yang cukup untuk pesawat yang lebih besar atau lebih berat;

• paket 3S tidak dapat diganti menjadi sistem 4S atau 6S tanpa mengonfirmasi kompatibilitas propulsi penuh.

Konfigurasi 3S mungkin cocok jika pesawat berbobot ringan dan kombinasi motor-baling-baling dirancang khusus untuk rentang tegangannya.

Baterai LiPo 4S: Kelebihan dan Keterbatasan

Baterai LiPo 4S menyediakan nominal sekitar 14,8V dan 16,8V saat pengisian penuh.

Potensi Keuntungan

• banyak digunakan dalam FPV dan sistem drone berdaya menengah;

• menawarkan keseimbangan praktis antara tegangan dan arus;

• dapat mendukung akselerasi yang kuat bila dipasangkan dengan motor yang kompatibel;

• dapat mengurangi arus dibandingkan dengan sistem 3S yang setara;

• umumnya tersedia dalam berbagai kapasitas dan faktor bentuk.

Keterbatasan Potensial

• memerlukan ESC dan motor yang diberi nilai tegangan pengisian penuh;

• dapat meningkatkan kecepatan motor dibandingkan dengan 3S;

• mungkin memerlukan pemilihan baling-baling yang berbeda;

• tidak secara otomatis memberikan waktu penerbangan yang lebih lama;

• mungkin tidak cocok untuk sistem propulsi yang dirancang hanya untuk 3S.

Sistem 4S sering kali menjadi titik awal praktis untuk pengembangan FPV secara umum, namun kompatibilitasnya harus dikonfirmasi melalui pengujian motor dan baling-baling yang sebenarnya.

Baterai LiPo 6S: Kelebihan dan Keterbatasan

Baterai LiPo 6S menyediakan nominal sekitar 22,2V dan 25,2V saat pengisian penuh.

Potensi Keuntungan

• dapat mengurangi arus untuk kebutuhan daya tertentu;

• dapat mengurangi rugi-rugi resistif pada sistem berdaya tinggi;

• dapat mendukung platform propulsi yang menuntut;

• dapat meningkatkan efisiensi sistem tenaga ketika motor dan baling-baling dipasangkan dengan benar;

• Cocok untuk beberapa FPV berkinerja tinggi dan desain industri.

Keterbatasan Potensial

• membutuhkan motor bertegangan lebih tinggi, ESC, dan elektronika daya;

• dapat meningkatkan kecepatan motor melebihi batas desain;

• dapat memerlukan pengaturan baling-baling dan pengontrol penerbangan yang berbeda;

• dapat meningkatkan biaya sistem dan kompleksitas integrasi;

• tidak menjamin waktu penerbangan lebih lama;

• paket 6S tidak boleh dihubungkan ke perangkat elektronik yang tidak dapat menoleransi tegangan pengisian penuh.

6S adalah pilihan sistem, bukan sekadar baterai yang lebih besar. Ini harus dipilih hanya setelah memeriksa keseluruhan rantai propulsi.

Perbandingan 3S vs. 4S vs. 6S

Hubungan saat ini dapat diilustrasikan dengan:

Daya (W) = Tegangan (V) × Arus (A)

Untuk ilustrasi persyaratan 740W:

Ini adalah nilai-nilai yang disederhanakan. Arus sebenarnya bergantung pada efisiensi motor, beban baling-baling, tegangan baterai di bawah beban, mode penerbangan, muatan, dan suhu.

Bagaimana Konfigurasi Mempengaruhi Waktu Penerbangan

Baterai bertegangan lebih tinggi tidak secara otomatis memberikan waktu penerbangan lebih lama. Waktu penerbangan tergantung pada total energi dan permintaan tenaga pesawat.

Energi baterai (Wh) = tegangan nominal (V) × kapasitas (Ah)

Misalnya:

• 3S 5Ah: 11,1V × 5Ah = 55,5Wh;

• 4S 5Ah: 14,8V × 5Ah = 74Wh;

• 6S 5Ah: 22.2V × 5Ah = 111Wh.

Namun, paket bertegangan lebih tinggi mungkin memiliki kapasitas, berat, efisiensi motor, dan kebutuhan daya yang berbeda. Hasil penerbangan sebenarnya bergantung pada keseluruhan sistem.

Untuk penghitungan runtime selengkapnya, lihat berapa lama baterai drone bertahan?.

Kompatibilitas Motor, ESC dan Baling-Baling

Sebelum memilih konfigurasi, verifikasi hal berikut:

Motor

Motor harus mendukung tegangan yang dipilih dan kecepatan putaran yang diharapkan. Menggunakan paket tegangan lebih tinggi dapat meningkatkan kecepatan motor dan panas.

ESC

ESC harus mentolerir tegangan pengisian penuh baterai. Sistem 6S memiliki nominal 22,2V tetapi dapat mencapai sekitar 25,2V saat terisi penuh.

Baling-baling

Mengubah dari 3S ke 4S atau 6S dapat mengubah daya dorong, RPM, dan arus. Baling-baling harus dipilih dengan motor dan baterai sebagai sistem yang lengkap.

Pengendali Penerbangan dan Aksesorinya

Kamera, pemancar, sensor, pengatur tegangan, dan modul daya mungkin memerlukan masukan yang diatur. Konfirmasikan batas tegangannya sebelum mengubah konfigurasi.

Pengisi daya

Pengisi daya harus mendukung jumlah sel yang dipilih dan mode pengisian daya LiPo. Pengaturan pengisi daya untuk 4S tidak boleh digunakan untuk paket 6S.

Konfigurasi Mana yang Sesuai dengan Aplikasi Drone yang Berbeda?

Tabel ini merupakan titik awal dan bukan rekomendasi universal. Konfigurasi sebenarnya harus diuji dengan motor, ESC, baling-baling, dan muatan yang diinginkan.

Bagaimana C-Rating Mengubah Keputusan

Pemilihan tegangan dan peringkat C harus dievaluasi bersama.

Konfigurasi tegangan yang lebih tinggi dapat mengurangi arus yang diperlukan untuk keluaran daya tertentu, namun baterai masih memerlukan kemampuan pengosongan kontinu dan ledakan yang cukup.

Tinjauan:

• arus rata-rata;

• arus puncak;

• durasi ledakan;

• tegangan melorot;

• suhu baterai;

• batas konektor;

• pengukur kawat;

• muatan;

• modus penerbangan.

Untuk informasi lebih lanjut, lihat panduan peringkat c baterai drone.

Kesalahan Seleksi Umum

Dengan asumsi 6S Selalu Lebih Baik

6S dapat bermanfaat dalam sistem daya tinggi yang kompatibel, namun dapat merusak elektronik atau menimbulkan kecepatan motor berlebihan jika platform dirancang untuk 3S atau 4S.

Membandingkan Kapasitas Tanpa Membandingkan Tegangan

Kapasitas dalam mAh tidak menunjukkan total energi dengan sendirinya. Bandingkan watt-jam dan berat paket.

Mengabaikan Tegangan Pengisian Penuh

Selalu desain untuk voltase pengisian penuh, bukan hanya voltase nominal.

Memilih Baterai Sebelum Motor

Motor, ESC dan baling-baling harus dievaluasi terlebih dahulu. Baterai harus mendukung kebutuhan arus dan tegangan yang dihasilkan.

Memperlakukan Tegangan sebagai Jaminan Waktu Penerbangan

Waktu penerbangan bergantung pada energi, beban, berat, efisiensi, angin, suhu, dan perilaku pengoperasian.

Apa yang Harus Disediakan Pembeli OEM

Saat meminta konfigurasi baterai drone khusus, berikan:

• tegangan target atau jumlah sel;

• kapasitas;

• arus rata-rata dan puncak;

• spesifikasi motor dan ESC;

• informasi baling-baling;

• muatan;

• target waktu penerbangan;

• dimensi paket maksimum;

• berat maksimum;

• persyaratan konektor dan kabel;

• metode pengisian;

• suhu pengoperasian;

• Persyaratan BMS atau PCM;

• kebutuhan tes dan dokumentasi.

ZERNE layanan baterai khusus dapat mendukung diskusi tentang konfigurasi sel, dimensi, konektor, komponen perlindungan, dan kondisi aplikasi.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Apakah 4S lebih baik dari 3S untuk drone?

Tidak selalu. 4S dapat memberikan tegangan lebih dan arus lebih rendah untuk kebutuhan daya tertentu, namun motor, ESC, dan baling-baling harus kompatibel.

Apakah 6S lebih baik dari 4S?

6S dapat disesuaikan dengan sistem berdaya tinggi, tetapi tidak selalu lebih baik. Hal ini memerlukan elektronik yang kompatibel, kecepatan motor, pemilihan baling-baling, dan peralatan pengisian daya.

Apakah 6S memberikan waktu penerbangan lebih lama dibandingkan 4S?

Tidak secara otomatis. Waktu penerbangan bergantung pada energi baterai, berat, kebutuhan daya, efisiensi propulsi, muatan, dan cuaca.

Bisakah saya menggunakan baterai 4S pada drone 6S?

Hanya jika sistem propulsi lengkap dirancang untuk beroperasi dengan aman dengan kedua konfigurasi. Konfirmasikan persyaratan motor, ESC, baling-baling, dan sistem kontrol terlebih dahulu.

Berapa tegangan baterai LiPo 3S, 4S dan 6S?

Tegangan nominal tipikal adalah 11,1V untuk 3S, 14,8V untuk 4S, dan 22,2V untuk 6S. Tegangan pengisian penuh sekitar 12,6V, 16,8V, dan 25,2V.

Konfigurasi mana yang terbaik untuk balap FPV?

Banyak sistem balap FPV menggunakan 4S atau 6S, namun pilihan yang tepat bergantung pada KV motor, baling-baling, bobot, permintaan saat ini, dan target performa pilot.

Informasi apa yang dibutuhkan produsen baterai?

Memberikan tegangan, kapasitas, arus, motor, ESC, baling-baling, muatan, dimensi, berat, konektor, dan persyaratan pengisian daya.

Kesimpulan

Pilihan antara baterai LiPo 3S vs. 4S vs. 6S harus didasarkan pada sistem tenaga drone yang lengkap.

3S dapat disesuaikan dengan platform ringan dan bertegangan rendah. 4S menawarkan keseimbangan praktis untuk banyak FPV dan sistem daya menengah. 6S dapat mengurangi arus dalam aplikasi berdaya tinggi, tetapi juga memerlukan kompatibilitas tegangan lebih tinggi dan pencocokan propulsi yang cermat.

Konfigurasi yang benar adalah yang memenuhi persyaratan tegangan, daya, arus, berat, keselamatan, dan waktu terbang drone tanpa melebihi batas motor, ESC, baling-baling, atau pengisi daya.

Butuh bantuan dalam memilih konfigurasi baterai 3S, 4S, atau 6S yang kompatibel? Hubungi ZERNE untuk evaluasi baterai drone khusus.