Czy można ładować mały quadrocopter dowolną ładowarką USB ?

Niedawno dostałem pytanie od jednego z czytelników, który zastanawiał się, czy podłączenie przewodu USB od Cheersona CX-10 do gniazdka z ładowarką z wyjściem USB może uszkodzić baterię. Ostatecznie, jeśli ta ostatnia ma deklarowany prąd wyjściowy 2A to dla małego ogniwa byłoby to groźne. Mimo, iż pisałem już, że ładowarka USB sama dostosuje prąd ładowania, postanowiłem sprawdzić teorię w praktyce.

Zanim przystąpiłem do pisania artykułu dostałem od czytelników kolejne maile w tym temacie. Podobne pytanie do przytoczonego powyżej przyszło od p.Wojciecha:

Pojawiło się jeszcze jedno pytanie, czy kabel/ładowarkę do Xbee można podłączać tylko do komputera, czy można ładować z sieci – podłączając do ładowarki telefonicznej z wejściem usb ?
Wojciech Dzioba

Od innego czytelnika otrzymałem z kolei E-Mail, w którym opowiadał o swoich własnych pomiarach:

„W necie pojawia się wiele wpisów na temat tego czy ładowanie tego modelu przy pomocy ładowarki naściennej (np. 2.8A) nie niszczy baterii. Jedni piszą, że niszczy inni, że nie. Przy którejś z dyskusji znalazłem Twój wpis w którym tłumaczysz, że ładowanie niezależnie do ładowarki będzie ograniczone do 1-1.5C czyli około 100-150mA. Postanowiłem sprawdzić prąd ładowania multimetrem i ostatecznie tę kwestię wyjaśnić. Otóż w cheersonie CX-10 prąd ładownia niezależnie od ładowarki na rozładowanym ogniwie (migające diody na copterze) to ~400mA. Trochę dużo, ale daje to pewnie optymalny czas ładowania. Kombinowanie z ładowarką jest bez sensu.”

Bartosz Wiklak

Nie było innej opcji – musiałem sprawdzić to sam !

Co i czym testowałem ?

Do testu posłużyła mi bateria od Symy X11, która ma pojemność 200 mAh i napięcie znamionowe 3.7V, czyli 1S. Była rozładowana, ale nie mierzyłem dokładnie napięcia – istotne było tylko to, żeby rozpoczął się właściwy proces ładowania.

m_20160110_135313

Miernik, który wykorzystałem przyszedł do mnie z Banggood i mimo, iż kosztował niecałe 40 zł (Banggood – USB OLED Volt & Amp meter), sprawdza się bardzo dobrze.

m_20160110_140350

Do testu wykorzystałem różne porty USB: zarówno z ładowarek 230V, jak i powerbanku oraz bezpośrednio od laptopa.

m_20160110_135017

Sprzęt do testów stanowiły:

Ładowarka od Samsunga Galaxy S4, 2A

m_20160110_135040

Nillikin, także deklarowane 2A (link)

m_20160110_135048

Philips z dwoma wyjściami USB, maksymalne obciążenie 2.1A, około 1A na każde z wyjść.

m_20160110_135106

Powerbank o pojemności 6000 mAh (akurat !) i maksymalnym prądzie wyjściowym 1A (link)

m_20160110_135824

Niech wyniki przemówią same !

Oto, co zobaczyłem na mierniku, gdy podłączałem baterię pod kolejne ładowarki.

m_20160110_135407

m_20160110_135605

m_20160110_135506

m_20160110_135858

m_20160110_135717

Oczywiście prąd wahał się nieco na każdej z ładowarek, ale były to różnice rzędu dziesiątek mA, które nie mają w tym przypadku większego znaczenia.

Zobaczmy jak to wyglądało w tabeli:

Ładowarka Napięcie Prąd ładowania Odchyłka (w %) od zalecanego prądu ładowania 1C (200mA) Orientacyjny czas pełnego ładowania (w min.)
Samsung 5.195 V 345 mA 72.5% 35
Nillikin 5.148 V 327 mA 63.5% 37
Philips 5.106 V 428 mA 114% 28
Powerbank 5.005 V 293 mA 46.5% 41
Laptop 5.100 V 347 mA 73.5% 35

Wnioski

1) Jeżeli ładowarka ma wyjście USB, to znaczy, że na wyjściu będzie tam 5V i możemy podłączyć bezpiecznie każdy sprzęt, który jest ładowany przez ten typ złącza. Potwierdziliśmy również fakt, że ładowarki (i powerbanki) deklarują maksymalny prąd ładowania (np. 2A), a nie ten, jaki zostanie użyty w każdym przypadku. Jego przepływ jest uzależniony od tego, co podłączymy z drugiej strony. Jak widać, mimo wahań, ładowarka USB do baterii, której użyłem, sama do pewnego stopnia go limitowała.

2) Ładowarka USB, którą dołączono do quadrocoptera nie będzie wcale ładować prądem 1C, który najlepiej wpływa na żywotność baterii, tylko użyje kompromisowego ok. 2C (~400 mA), aby skrócić czas ładowania do ok. 0.5h. Gdyby użyte zostało 1C to ładowanie trwałoby pełną godzinę zegarową. Ta reguła tyczy się także baterii o innych pojemnościach. Np. Cheerson CX-10 jest z kolei ładowany prądem ok. 400mA (4C) (patrz. mail od Bartosza na początku wpisu), dzięki czemu po ok. 15 min. znowu poleci. Jeżeli z kolei Wasze ogniwo musi być podłączone do gniazdka na dłużej niż godzinę to się nie denerwujcie – tym zdrowiej dla baterii !

3) Użycie niektórych ładowarek może skrócić czas przywracania pełnego ładunku w baterii. Będzie to ważne szczególnie w przypadku większych ogniw (np. 500 mAh), które do naładowania w 30 min. potrzebowałyby prądu 1000mA, który nie każdy sprzęt będzie w stanie zapewnić.

Wniosek ogólny – nie ma specjalnego znaczenia z czego ładujecie baterię quadrocoptera. Po co najwyżej paruset cyklach będzie ona do wymiany i z tym po prostu trzeba się pogodzić, szczególnie, że ogniwa są tanie. Ważniejsze jest niepodłączanie baterii od razu po locie (niech parę minut „ostygnie”) oraz nieużywanie quadrocoptera zaraz po odłączeniu baterii od gniazdka (odczekajcie kolejne parę minut po ładowaniu).

  • timex

    Bawię się 3 szt. cx-10. Po kilkunastu ładowaniach maluch po starcie zachowuje się jakby rażony piorunem – spada bezwładnie. Po kolejnym starcie i uniesieniu się na kilkadziesiąt cm spada ponownie. Dopiero po lekkim wyczerpaniu się ogniwa zaczyna latać normalnie. Zastanawiałem się co jest tego powodem i zmieniłem kabel do ładowania na inny. Problem zniknął. Po każdym ładowaniu latał normalnie. Ale do czasu. Od kilku dni sytuacja się powtarza. ZMiany ładowarek USB nic nie dają, wymiany kabli również. I co ciekawe tach jest we wszystkich trzech cx-10 ( każdy inny) Zastanawiam się czy nie podłączyć malucha do ładowarki z balanserem, może to pomoże?

  • Antek

    Ja tam wyszłem z założenia, że „tu USB, tam USB to musi na jedno wychodzić” i swojego Pocket Drona zawsze ładowałem z ładowarki telefonowej 😉

  • XMAN

    Zauważyłem u siebie przy ładowaniu pocket drona ładowarką od htc pocket ładował się 20 min a ładowarką od Huawei osiągnąłem wynik 15 min.