แบตเตอรี่ ในงาน RC

ในช่วงปีที่ผ่านมา จะพบว่าประสิทธิภาพของเครื่องบินไฟฟ้า เพิ่มขึ้นอย่างก้าวกระโดด จากเดิมมีกำลังเพียงบินธรรมดา หรือผาดแผลงได้นิดหน่อย มาเป็นบินได้แบบ 3D หรือท่าผาดแผลงที่ต้องใช้กำลังได้อย่างไม่ยากเย็น ทั้งนี้ส่วนหนึ่งมาจากวิวัฒนาการทางด้านแบตเตอรี่ ที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วนั้นเอง

แบต 2 ประเภทใหญ่ๆ ที่นิยมใช้กันในวงการนี้ กลุ่มแรกคือ NiCd และ NiMh ซึ่งแม้ว่าในปัจจุบันจะมีการพัฒนามาโดยตลอด ทั้งทางด้านความจุ และการคายประจุที่แรงขึ้น แต่ยังสู้กลุ่มที่สองไม่ได้คือ LiPo ที่มีทั้งความจุต่อน้ำหนักที่มากกว่าหลายเท่าตัว อย่างไรก็ตาม การใช้งานแบตเตอรี่ทั้งสองกลุ่มนี้ ยังคงจะอยู่คู่กับกิจกรรมนี้ไปอีกนาน เพราะอย่างน้อยในส่วนวิทยุ เครื่องส่ง เครื่องรับ อย่างไรเสียปรกติจะยังใช้ถ่านกลุ่ม NiCd/NiMh อยู่เป็นหลัก แต่ในส่วนที่ต้องการกำลังที่ให้กับเครื่องบินนั้น คงจะหนีไม่พ้น LiPo แน่ แม้ว่าจะต้องดูแลมากเป็นพิเศษหน่อย

NiCd เมื่อแบตเตอรี่ขนาด Sub-C ถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกในวงการ RC ทำให้เกิดการปฏิวัติด้านระบบกำลัง ทั้งนี้ด้วยมีคุณสมบัติความต้านทานภายในต่ำ ทำให้จ่ายกระแสได้แรง แล้วยังสามารถอัดประจุในเวลาเพียง 20 นาทีผ่านเครื่องอัดประจุที่นำไปใช้ที่ภาคสนามได้ หากมีถ่าน 2-3 แพ็ค จะสามารถหมุนเวียนเล่นได้หลายรอบที่เดียว ตัวอย่างเช่น ในตอนแรกๆ แบตเตอรี่ Sub-C Sanyo SCR1200 จะมีแรงดัน 1.2v ต่อก้อน และจ่ายกระแสได้หมดใน 1 ชม. ที่ 1200 mA (หรือประมาณ 2.5 นาที ที่ 30A) ในเวลาต่อมาความจุได้เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ในขณะที่ขนาดถ่านยังเท่าเดิม จนปัจจุบันความจุจะมีมากถึง 3500 - 3800 mAh แม้พัฒนาการทางด้านความจุจะเพิ่มมากขึ้นอย่างเห็นได้ชัดใน NiCd แต่อีกส่วนหนึ่งที่ได้พัฒนาควบคู่กันไปด้วยคือ ความต้านทานภายในที่ลดลง ซึ่งมีผลต่อการจ่ายกำลังให้กับเครื่องบินได้ดีขึ้นด้วย และพร้อมๆ กับมอเตอร์ที่ประสิทธิภาพดีขึ้นกว่าเดิมด้วย ทำให้เครื่องบิน บินได้อย่างดุเดือดกว่าแต่เดิมมาก

NiMh น้องใหม่มาทีหลังผู้พี่ (NiCd) และได้รับความนิยมมากขึ้น ด้วยความจุที่มากกว่า ทำให้บินได้นานกว่า แต่จุดอ่อน คือ ความต้านทานภายในที่สูงกว่า ทำให้การจ่ายกระแสทำได้ไม่ดีเท่า NiCd และผลข้างเคียงอีกจุดหนึ่งคือ เมื่อแบตเตอรี่จ่ายกระแส แรงดันจะลดลงมากกว่า NiCd ด้วย นั้นคือหากเดิมใช้ NiCd อยู่ 7 ก้อน แล้วจะเปลี่ยนมาเป็น NiMh สมควรที่จะเพิ่มถ่านให้เป็น 8 ก้อน จะได้ความแรงเท่าๆ กับ NiCd 7 ก้อนเดิม แต่หากว่าไม่เน้นกระแสมากๆ แล้ว NiMh เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจ เพราะทำให้บินได้นานกว่า NiCd ในปัจจุบัน NiMh ได้พัฒนาอย่างต่อเนื่อง และจ่ายกระแสได้ดีขึ้นเรื่อยๆ เช่นกัน

LiPo เพิ่งเข้าวงการมาไม่นาน ด้วยเสน่ห์สองประการ ความจุและความเบาที่มีมากกว่ากลุ่มแรก NiCd และ NiMh นั้น รูปร่างหน้าตาเหมือนๆ กัน แต่ LiPo แตกต่างออกไปเลย แต่เดิม LiPo ถูกใช้ในกลุ่มตลาดมือถือ โน๊ตบุค หรืออุปกรณ์พกพาที่ต้องใช้พลังงานเยอะๆ ทั้งนี้เพราะ LiPo มีส่วนประกอบเคมีแบบใหม่ ที่มีความจุประจุต่อน้ำหนักที่สูงกว่า NiCd/NiMh มาก ลองพิจารณาดู LiPo 2 ก้อน จะมีแรงดันสูงกว่า NiCd/NiMh 6 ก้อน แต่น้ำหนักนั้นเบากว่ากันมาก แม้จะได้เปรียบเรื่องน้ำหนัก แต่ปัจจุบัน LiPo ยังจำกัดที่กระแสที่สามารถจ่ายได้อยู่ (ค่า C ) โดยทั่วไป LiPo จะมีค่า C อยู่ราว 10 ถึง 15 C หรือ 10 ถึง 15 ของความจุ นั้นหายความว่าถ่าน 1300mAh แล้วฉลากบอกว่า 10C จะสามารถจ่ายกระแสได้ 13A ( 1.3 x 10 = 13 Amp) ปัจจุบันมีถ่านบางรุ่นสามารถจ่ายได้มากถึง 20C ก็มี นอกจากนี้หากเราต้องการจ่ายกระแสมากๆ ยังสามารถทำได้โดยนำถ่าน LiPo มาขนานกันได้ด้วย เช่น ถ่าน 1300 mAh 10C หากมาขนานกันแล้ว จะจ่ายได้มากเป็น 26A เป็นต้น จุดนี้ต่างจาก NiCd/NiMh ที่ปรติจะไม่คำนึงถึงว่าจ่ายกระแสได้มากน้อยแค่ไหนเหมือน LiPo (เว้นกรณีที่ดึงกระแสค่อนข้างมากจริงๆ)

การอัดประจุ ห้ามใช้เครื่องอัดประจุสำหรับ NiCd/NiMh กับ LiPo เด็ดขาด เพราะเคมีของ NiCd/NiMh กับ LiPo นั้นแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง การอัด/คายประจุจึงแตกต่างกัน ปรกติ NiCd/NiMh จะอัดประจุจนเต็มโดยใช้หลักการตรวจสอบยอดแรงดัน (Peak Detection) ซึ่งจะเกิดแรงดันสูงขึ้นแล้วลดลงจะแปลว่าถ่าน NiCd/NiMh นั้นเต็มแล้ว เครื่องอัดประจุจะทำงานโดยรอจนกว่าจะพบยอดแรงดัน หากเป็นถ่าน LiPo จะต้องอัดประจุแบบรักษาแรงดันให้ไม่เกิน 4.2v ต่อก้อน หากเกินกว่านี้ จะทำให้ถ่าน LiPo เสียหายได้ นอกจากนี้การอัดประจุ LiPo ต้องเน้นเรื่องความปลอดภัย คือ อย่าอัดประจุถ่าน แล้วทิ้งไว้ แต่ให้คอยดูเสมอๆ และควรนำมาอัดประจุนอกตัวลำเครื่องบิน โดยวางอยู่ในภาชนะหรือที่ที่ไม่ติดไฟ เพราะเคยมีคนนำถ่าน LiPo ไปอัดประจุแล้วลืมทิ้งไว้ในรถ แล้วเกิดการอัดประจุจนเกิดระเบิด ลุกติดไฟในรถ นอกจากนี้ปัจจุบันมีเครื่องอัดประจุได้หลายแบบในตัวเดียวกัน ซึ่งเป็นการลงทุนที่ไม่แพง แต่มีข้อควรระวัง คือ การตั้งเครื่องอัดประจุกับถ่านไม่ตรงชนิดกัน และที่จะเป็นปัญหาคือ ตั้งเครื่องไว้เป็นแบบ NiCd/NiMh แต่นำเอาถ่าน LiPo ไปอัด ขอเน้นว่าอย่าไว้ใจตัวเอง ว่าจะไม่หลงหรือลืม เพราะมีลูกค้ามาเล่าให้ฟังแล้วหลายรายว่า พอใช้จริงๆ จะลืม ยังดีเสียแค่ถ่าน ไม่ถึงกับระเบิด หากจะป้องกัน ควรแยกเครื่องอัดประจุของถ่านแต่ละชนิดเลยดีกว่า นอกจากนี้การใช้ถ่าน LiPo อย่าให้แรงดันต่ำกว่า 3v ต่อก้อน เพราะจะทำให้อัดประจุไม่เข้า ดังนั้นเมื่อนำไปใช้กับสปีด หากเป็นแบบที่ตรวจสอบจำนวนแบตเตอรี่เอง จะไม่ต้องมากังวลกับการถอดเข้าถอดออกของจั้มเปอร์ เมื่อเปลี่ยนจำนวนถ่าน หรือจำผิด จำถูกว่าจะต้องถอด หรือต้องใส่กันแน่

S & P คืออะไร แน่นอนไม่ใช่ร้านอาหารแน่นอน แต่เป็นระบบบอกการต่อแบตเตอรี่ LiPo ตัว S หมายถึงต่อแบบ อนุกรม (Serie) และ P หมายถึงต่อแบบขนานกัน ดั้งนั้นเมื่อต้องการแรงดัน กระแสเพิ่มมากขึ้น เช่น เมื่อต้องการความจุเพิ่มขึ้น สามารถนำแพ็คที่เป็นถ่านความจุและรุ่นเดียวกัน มาขนานกันได้ เช่น แพ็ค 1500 mAh เมื่อขนานกัน 2 ชุด (2P) จะได้ความจุเป็น 3000 mAh หรือหากเพิ่มเป็น 3 ชุด (3P) จะกลายเป็น 4500 mAh เป็นต้น ส่วนแรงดันจะได้จากการอนุกรม ถ่าน LiPo 1 ก้อนถือว่ามีแรงดัน 3.7v หากต่ออนุกรมกัน 2 ก้อน (2S) แรงดันจะเป็น 7.4v หรือหากเป็น 3 ก้อน (3S) แรงดันจะเป็น 11.1v ตัวอย่าง หากนำ LiPo 1500 mAh (10C) ที่ต่ออนุกรมกัน 2 ก้อน จำนวน 2 ชุดมาขนานกัน (2S2P) จะได้แพ็คแรงดัน 7.4v 3000 mAh จ่ายกระแสได้สูงสุด 30A และหากนำ LiPo 1500 mAh ที่ต่ออนุกรมกัน 3 ก้อน จำนวน 2 ชุดมาขนานกัน (3S2P) จะได้แพ็คแรงดัน 11.1v 4500 mAh จ่ายกระแสได้สูงสุดถึง 45A เป็นต้น

เราจะเห็นพัฒนาการของแบตเตอรี่ ตอนนี้แทบจะดูเหมือนว่าเจ้าแบตเตอรี่ LiPo จะเข้ามาเป็นมาตรฐานในการเล่นเครื่องบิน แม้จะเป็นแบตเตอรี่คุณหนูไปสักหน่อย แต่หลายๆ ท่านยังยอมอดทนที่จะดูแลคุณหนูนี้อยู่ดี ด้วยติดใจในความเบาและความจุที่คุณหนูมีให้ ในอนาคตอันใกล้ คงจะได้เห็นแบตเตอรี่ LiPo มีค่า C สูงๆ กว่านี้ จะไม่ต้องมากังวลว่าจะจ่ายกระแสเกินกันอีกหรือไม่