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無人機整機
無人機配件
無人機服務(wù)
設(shè)備與工具小小的無人機，越來越多地進入了我們的視野。每次看到空中這個小小的身軀，在空中嗡嗡飛過，我不止一次地希望知道那個小玩意充一次電能飛多長時間。
于是我在網(wǎng)上訂購了一個用于空中拍攝的無人機，外帶一塊備用電池。沒有想到的是，這個 1100mA的電池價格差不多是無人機價格的四分之一！
我也很想看看這個電池有什么奇特之處。
我們打開產(chǎn)品說明書，看到了這樣的信息：
從說明書上看，這個1100mAH 的電池居然能讓飛機飛行13 分鐘！當(dāng)然，最簡單的測試方法是把電充滿，讓飛機飛起來，直到攤在地上飛不動為止。但這種方法過于粗糙，也過于粗暴！
我們設(shè)計了一個更為合理的測試方案：
第一步：用 N6705C 直流電源分析儀捕獲無人機一段時間或一次工作循環(huán)的電流波形
第二步：把捕獲的的電流波形，利用N6705C或N7900高性能電源系統(tǒng)的負載功能進行復(fù)現(xiàn)，也就是模擬無人機的真實功耗狀態(tài)
第三步：接上電池，對電池的端電壓和電量進行實時檢測，當(dāng)電壓低于3.5V，就基本可以決定不能再繼續(xù)飛了。
所以，我準備了以上兩個設(shè)備：
1. N6705C，配備 N6756A 模塊
2. 14585A 分析軟件
3. N7951A 高性能電源系統(tǒng) + N7909A 功率耗散器
N6705C 電源模塊工作在負載模式下的最大吸收電流為8A（N6785A）。如果超過8A，就需要使用 N7951A 了，這個東西的吸收電流可以到幾十安培。
首先，我們把無人機的電池拆了出來，用 N6705C模擬電池對其進行供電。讓無人機做了一次飛行。捕獲到了以下波形。
? 14585A 啟動數(shù)據(jù)記錄儀 DataLogger；
? “操作無人機起飛，降落”從開機 → 連接WIFI → 起飛 → 降落過程；
? 軟件實時記錄所有操作過程電流變化。
我們捕獲到了這個電流波形，一分鐘多一點的飛行，測量一下，請看下表，從起飛到完成降落，一共43秒鐘，加上準備時間，已經(jīng)耗電125mA！如果是這樣，還能安裝說明書上講的飛行13分鐘嗎？
下面，我們要用同樣的電流波形來吸收電池的電量。由于最大電流已經(jīng)超過8A，我們啟用了 N7951A高性能電源系統(tǒng)的負載功能。
接線請看下圖：
利用 14585A 軟件對剛才捕獲到的耗電波形進行編輯，去除掉準備時間，把波形灌入到 N7951A 負載波形庫中， 來反復(fù)模擬這個起、降過程，連續(xù)吸收電池的能量。我們得到了以下這張圖：
我們來認識一下這個波形：
紅色的波形是吸收電流，它直接仿真了無人機反復(fù)起降的過程。由于是N7951A是電源，在啟用負載功能后，吸收電流是負值。所以在紅色波形的底部，吸收電流達到了最大，即飛行過程中的10.8A。而最大吸收電流出現(xiàn)在剛啟動的時候，為14A。
藍色的波形是電池的端電壓。它居然隨電流的變化出現(xiàn)了巨大的波動。這就是電池內(nèi)阻造成的。當(dāng)吸收電流越大時，電池端電壓最低。這是完全符合工作原理的。
這個測試圖上，我們用標尺進行了測量，得到了這樣的結(jié)果：
1. 電池端電壓從充電飽和狀態(tài)，之后連續(xù)下降，在將近 3V 時，出現(xiàn)了陡然跌落。如果這個時候飛機還在飛，沒有出現(xiàn)報警或及時采取措施， 那結(jié)果可以想象了
2. 起降此時不到10次，時間8分34秒！看來里產(chǎn)品說明書的指標差了將近45%
3. 整個過程中，吸收了電池總的電量 925mHA，比指標低了17%
利用這種方法來評估飛行時間，或者電池的可用電量， 其優(yōu)勢是顯而易見的：
1. 可以快速測量無人機的功耗，幫助工程師優(yōu)化產(chǎn)品功耗，縮短開發(fā)時間
2. 有效驗證在不同工作場景下的功耗和電池續(xù)航時間
3. 幫助工程師對電池和電池管理進行有效優(yōu)化，針對產(chǎn)品選擇更適合產(chǎn)品功耗特性的電池。同時，可以迅速驗證在不同環(huán)境溫度下電池的性能
不僅對無人機產(chǎn)品，如果工程師在開發(fā)電池驅(qū)動的機器人、電動汽車、智能醫(yī)療設(shè)備， 甚至物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，這種測試方法同樣適用，只是功率大小的問題。
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