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Cómo cuidar las baterías de tu dron

Cómo cuidar las baterías de tu dron

by Javier Cruz
2 comentarios | Pilotaje de Drones

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Las baterías son una pieza clave en nuestros drones. Así que es importante que conozcas como cuidarlas.

Estamos acostumbrados a usar baterías en todos nuestros dispositivos electrónicos, pero las LiPos de los drones tienen unas peculiaridades que es importante conocerlas para alargar su vida y garantizar la seguridad de nuestros drones.


La batería de nuestro dron es uno de los elementos a los que más cuidados debemos prestar por dos razones:

  1. Porque de ellas depende el correcto funcionamiento en vuelo de nuestro dron.
  2. Porque cuanto mejor las cuidemos más tiempo nos durarán y podremos amortizar con un mayor número de vuelos el precio que nos han costado (que no suele ser poco).
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Vamos a dar una serie de consejos para cuidar nuestras baterías, tanto si se trata de baterías LIPO de las clásicas con sus conectores XT-60, XT-30...etc, como si se trata de baterías propietarias de la marca que nos vende el dron, como ocurre con las baterías de la marca DJI, Yuneec o Xiaomi, entre otras.


1. TIPOS DE BATERÍAS


BATERÍAS INTELIGENTES O TONTAS

Hace unos cuantos años, la mayoría de los aficionados a los drones usábamos lo que se podría considerar el primer tipo de baterías, las clásicas LIPO, es decir, baterías de Polímeros de Litio sin carcasa, con el número de celdas correspondiente, su cable de carga con conector XT-60 para mayor protección y su cable balanceador. Estas baterías suponían un gran avance sobre las baterías que se usaban hasta entonces de níquel cadmio (NiCd) o níquel-metal hidruro (NiMH), y una serie de cuidados muy diferentes.


Estas LiPos baterías se podían usar con cualquier dron, lo que permitía jugar con la capacidad en miliamperios que queríamos para nuestros aparatos. Este tipo de baterías tenían que ser balanceadas, revisadas y bien mantenidas por el propio usuario por eso que se les puede considerar "tontas" frente a las otras baterías de las que vamos a hablar a continuación.

Este tipo de baterías se siguen utilizando actualmente para los drones de carreras FPV, cinewhoops y otra serie de drones de fabricación propia. 

Lipos 3s, 4000 mAh, conector XT-60


En 2013 y a partir del Phantom 2, la empresa DJI empezó a usar lo que ya hoy es un estándar en la mayoría de las marcas, es decir, cada empresa de drones desarrolla unas baterías específicas para sus productos, lo que podríamos llamar baterías propietarias o baterías inteligentes.


Estas baterías balancean automáticamente las celdas con sus propios cargadores de fábrica, avisan de los voltajes de cada celda, tienen avisos de descarga a través de sus respectivas APPs...etc. y con toda esta información que proporcionan, el dron es capaz de saber cuando tiene que regresar al punto de origen para no quedarse sin batería de camino. 

VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LAS LIPOS

Ventajas de las baterías LiPo

  • Tienen una densidad muy alta de energía. Más del doble que las NiMH.
  • Son baterías ligeras.
  • Alto voltaje por célula, por lo que pueden obtenerse voltajes altos sin ocupar volúmenes exagerados.
  • Tienen una tasa de descarga muy alta, es decir pueden proporcionar mucha energía en poco tiempo, lo que es las hace ideales para los drones.
  • Escasa resistencia interna, lo que permite aprovechar practicamente el 100% de la energía  que almacena la Lipo.
  • Son mucho menos contaminantes que las baterías NiCd o NiMH.

Desventajas de las baterías LiPo

  • Se necesitan un cargadores balanceadores específicos.
  • No admiten cargas rápidas. Dependiendo de la batería necesitaremos entre 20-60 minutos de carga.
  • Son más flexibles, lo que permite adaptarlas a diferentes formas según el espacio de nuestros drones.
  • Son más delicadas y no soportan bien las descargas profundas. Pueden quedar inservibles o seriamente dañadas.
  • No toleran cortocircuitos, sobrecargas o excesiva temperatura. 
  • El riesgo de que ardan cuando se están cargado es bastante alto, por eso las precauciones que hay que tener tanto de carga como de almacenamiento.


COMPOSICIÓN

Los motores de nuestros drones demandan descargas de energía muy intensas e inmediatas para dar respuesta a las peticiones que la tarjeta controladora manda a los variadores. 

Para suplir estas necesidades se usan dos tipos de baterías principalmente:

  • Las baterías de Polimeros de Ion Litio (LiPos), que contienen las sales de Litio en una especie de gel (un compuesto polimérico) que hacen de estas baterías más flexibles y capaces de adaptarse a diferentes formatos, pero al mismo tiempo más inflamables. 
  • Y por otro lado las baterías de Ion Litio (como las del Mavic Mini) en las que cambia la forma en la que se contienen las sales de Litio que en este caso se encuentran en un solvente orgánico líquido, menos inflamable pero más fácil de producir derrames.


PARÁMETROS

Hay una serie de parámetros identificados por las letras S, C, A y V que definen las propiedades de una batería de litio.

Aunque en las baterías de tipo propietario no se suelen encontrar estas letras sí que las vemos en las baterías clásicas.

  • De esta manera, con la letra S se está haciendo referencia al número de celdas que tiene una batería, encontrándonos con baterías de 1s (una celda), 2s (2 celdas), 3s, 4s, 5s, 6s… Para que te hagas una idea el Mavic Air o el Mavic Pro usan baterías de 3s, mientras que el Mavic 2 usa de 4 celdas.
  • Con la letra C se hace referencia a la velocidad de descarga continua de la batería, lo que nos permite calcular la corriente constante máxima que puede dar una batería sin dañarse.Esto se hace multiplicando la capacidad de la batería por el número de C’s que tiene.
  • Con la letra A se hace referencia al amperaje de la batería, es decir, a su capacidad de carga. A mayor capacidad de carga mayor duración en vuelo de nuestros aparatos. De este tema hablaremos más abajo.


  • Con la letra V nos estamos refiriendo al voltaje de la batería, lo que es importante a la hora de cargarla, ya que dependiendo del número de celdas habrá un voltaje máximo de carga u otro. Por ejemplo, las baterías 1s de una sola celda se podrán cargar desde los 3.5V hasta los 4.2V.

2. PROBLEMAS COMUNES, CUIDADOS y MANTENIMIENTO de NUESTRAS LIPOS


Uno de los problemas más habituales en nuestras baterías LiPo, tanto si son de tipo propietario como no propietario, tiene lugar cuando las baterías se inflan. Esto sucede normalmente con el mal uso de las mismas, sobre-descargas en vuelo, sobre-calentamiento... etc.


​CUIDADOS

Cuando usemos baterías LiPo para  cualquier tipo de dron, tendremos que tener en cuenta la descarga de nuestra batería en vuelo, bien mediante un avisador sonoro que va directamente conectado a la batería (coloquialmente conocido como "salvalipos") o bien con el nivel de carga que nos aparecerá en el OSD de nuestras gafas o de nuestra pantalla.

Salvalipos

Medidor de voltaje de la batería y de las celdas (salvalipos)


El nivel de carga de la batería no ha de bajar nunca de 3,5V por celda, ya se trate de baterías de 1s, dos celdas (2s) en cuyo caso no podrán bajar de 7V en total, tres celdas (3s) en cuyo caso no podrán bajar de 10.5V, y así sucesivamente etc…​

Si una celda llega a un voltaje de 3,3V probablemente esa celda sea irrecuperable y por lo tanto afectará al estado de la batería, aunque las otras celdas estén a un voltaje correcto.

Esto se debe a que las baterías de Polímeros de Litio o Ion Litio no admiten una descarga completa de las mismas por su composición química, y si se da ese caso pueden llegar a dañarse.


Si usamos baterías inteligentes como las de DJI, Xiaomi, Yuneec, Parrot, Hubsan u otros fabricantes, resulta conveniente que aterricemos nuestro dron cuando el porcentaje de batería que se muestra en la aplicación este entre el 25 y el 30% de su capacidad, ya que si lo hacemos a porcentajes inferiores estamos maltratando nuestras baterías que se acabarán estropeando en poco tiempo, perdiendo sus propiedades y reduciendo sus ciclos de vida. 

Además hay que tener en cuenta que apurando las LiPos por debajo del 20% no solo estamos acortando la vida de las baterías sino que estamos poniendo en riesgo nuestro dron

Una batería bien cuidada nos puede durar perfectamente unos dos años y hasta 300 ciclos, haciendo un uso normal de ella y aplicando los cuidados que hemos comentado.


Como ya te comentaba, el principal síntoma de una batería dañada es el inflado de las mismas. Por lo tanto cuando están dañadas se hinchan y es fácilmente apreciable a la vista y lo podemos comprobar revisando el voltaje de cada celda.

Aunque una batería LiPo no la usemos se deterioran con el paso del tiempo, por lo que es aconsejable comprar las baterías en tiendas que tengan rotación de mercancía, puesto que el ciclo de vida es de unos 3 años tanto si se han usado como si han estado paradas. 

Cuando una batería está hinchada:

  • Hay que dejar de utilizarla.
  • Almacenarla en bolsas ignífugas por seguridad. 
  • Y desecharla en un lugar de reciclaje de baterías. 

Ten en cuenta que en ese estado se podría incendiar o incluso explotar y el fuego que se origina con una LiPo es muy difícil de apagar.

Un punto importante a la hora de cargar cualquier batería LiPo especialmente las "baterías tontas" es no dejarlas desatendidas. Es aconsejable cargarlas cuando estamos en casa e incluso en la misma habitación para observar si diesen algún fallo.  

Ejemplo de batería normal (izquierda) e hinchada (derecha)


Sin embargo, en ciertas ocasiones el hinchado de nuestras baterías no ocurre por el mal uso sino simplemente por algún defecto de fabricación, como recientemente ha ocurrido con alguna remesa de baterías del Mavic 2, en el que las mismas se inflaban con menos de un año y pocos ciclos de carga.

Estas baterías suelen tener una garantía de 6 meses estando el percance cubierto por la garantía si no ha superado este tiempo.

Batería Lipo Inflada

Otro aspecto a tener en cuenta para cuidar nuestras baterías y esta vez dirigido a las baterías de tipo propietario, es la manera en que volamos nuestro dron.

De modo que si solemos volar de una manera agresiva, con fuertes aceleraciones y descargas de energía o volando a gran velocidad durante mucho tiempo, eso hará que se requiera una mayor entrega de corriente por nuestra batería, es decir, sufrirá mucho más que si hacemos vuelos suaves.

Estas baterías se calientan en la descarga, en vez de en la carga, por lo que si las apuramos en exceso llegaremos a sobre-calentarlas.

Temperaturas ideales de uso y carga:

  • La temperatura de funcionamiento de las baterías LiPo es de entre 20 y 60°C. Las temperaturas óptimas ideales  (100% de rendimiento) son entre 25 y 40°C.
  • La temperatura de almacenamiento ideal para las baterías LiPo es entre 5 y 25°C.
  • Temperatura de carga: lo ideal es que antes de cargar una batería LiPo, no tenga una temperatura ni muy alta ni muy baja.

CONSEJOS PARA ALARGAR LA VIDA DE UNA LIPO


  • Con LiPos nuevas, los primeros 5 ciclos hacer vuelos suaves y no descargar la Lipo por debajo del 40-50%.
  • No las descargues nunca por debajo del 20% y si las cambias al 30% mejor todavía.
  • Mantenlas en un lugar fresco, a la sombra y ventilado después de cada vuelo y antes de guardarlas en la bolsa o la mochila con el dron.
  • Nunca las cargues seguido después de un vuelo.
    Espera unos 15 min como mínimo o hasta que se enfríen.
  • No uses una LiPo seguido de cargarla espera 10-15 minutos hasta que se enfríe para ponerla en el dron.
  • Haz ciclos de carga completos, no las dejes al 80-85%. Procura cargarlas siempre al 100%.
  • Cuando las vayas a tener sin usar durante más de 12-14 días, procura guardarlas al 50% de su carga. Especialmente si vas a estar largas temporadas sin usarlas. 
  • En lugares muy cálidos o con altas temperaturas, haz vuelos suaves y si el calor es excesivo, cámbialas al 40% de carga para evitar sobre calentamiento.
  • En verano no dejes las baterías en el maletero del coche o al sol. Mantén las baterías almacenadas a la sombra o en lugares frescos.
  • En situaciones o entornos muy fríos, mantener las baterías en lugares que no se vean afectadas directamente por el frío y precalentarlas o atemperarlas antes de cada vuelo en contacto con el cuerpo, la ropa que llevamos u otros métodos. Una vez en vuelo, mantener el dron 1-2 minutos estático en el aire antes de alejarnos para que la batería alcance la temperatura y rendimiento óptimo.
  • Siempre que sea posible cargar las baterías con el cargador original y a 220 v, en lugar de los cargadores de coche de 12 v.
  • No cargar nunca las baterías al sol, cerca de combustibles o superficies altamente inflamables. 
  • Respetar los valores de carga "C" y descarga que indique el fabricante, especialmente en las baterías no propietarias. 

 


BALANCEO DE LAS CELDAS

En cualquier batería con más de una celda, tendremos que procurar un adecuado balanceo de las celdas durante la carga de las mismas, esto es, que haya poca diferencia entre la carga de cada celda,  para que durante el vuelo todas las celdas tengan la misma capacidad y no se produzca ningún corte de corriente lo que podría ocasionar la caída de nuestro dron.


Esto suele estar bastante controlado en las baterías inteligentes, ya que se venden con su propio cargador que balancea las celdas adecuadamente. Aun así, con el paso del tiempo es bueno comprobar también que las celdas están debidamente balanceadas para no llevarnos un susto porque puede que la batería empiece a dar fallos y no nos demos cuenta.


Para las baterías de tipo no propietario el balanceo se hace con un cargador adecuado al que conectamos nuestras baterías y le indicamos el tipo de batería de que se trata, si es de LIPO, NIMH, etc…, el nivel de carga que normalmente será de 4.2 V por celda como máximo, así como la velocidad a la que queremos cargar nuestra batería, que será el valor de 1C o inferior, puesto que a mayor velocidad de carga la batería se acabará estropeando.


Solo en el caso de que queramos cargar de manera rápida nuestras baterías recurriremos a la carga en paralelo de las mismas.  Se trata de una práctica que hace que la resistencia interna de las baterías se reduzca y, por lo tanto, resulten más fáciles de cargar. 

Sin embargo, resulta mucho más recomendable realizar una carga balanceada por separado de cada una de nuestras baterías puesto que de esta manera evitaremos posibles errores en cuanto al voltaje de cada celda de las baterías. 

Balanceador de baterías no propietarias 


3. ALMACENAMIENTO DE LAS BATERÍAS


Otro aspecto importante a tener en cuenta es cómo debemos almacenar nuestras baterías en el caso de que no vayamos a usarlas durante un largo período de tiempo, puesto que el nivel de carga que tengan puede resultar perjudicial para las mismas.

Lo ideal es dejarlas al 50% de carga para el almacenamiento en periodos superiores a dos semanas. Este es el estado más equilibrado de la batería y se descargará aproximadamente un 1% al mes, por lo que las podemos mantener almacenadas durante largos periodos sin que se deterioren.

En el caso de baterías LiPo no propietarias, tendremos que cargarlas o descargarlas de manera balanceada para dejarlas con una carga alrededor de los 3.8 V. Normalmente los cargadores balanceadores de este tipo de baterías ya traen una función de "almacenamiento" que hará estas mediciones por nosotros.


Es aconsejable comprobar el nivel de carga con un medidor cada 1 o 2 meses para cerciorarnos de que ésta es su capacidad.

Cargador de baterías

En el caso de las baterías inteligentes, tendremos que dejarlas en modo almacenaje, lo que se traduce en que el porcentaje de carga debe estar entre un 40 y un 50 %.  Valores inferiores o superiores supondrán una degradación de las baterías a la larga. 

En estas baterías podemos programar el tiempo a partir del cual comenzarán a descargarse las baterías de manera inteligente evitando así que estén cargadas al 100 % durante mucho tiempo. Esto se hace automáticamente o manualmente desde la DJI Go APP o la APP de vuelo correspondiente de nuestro dron.

​Otro consejo a la hora de almacenarlas es usar bolsas o cajas ignífugas, que nos darán más seguridad a la hora de guardarlas durante largos periodos y que también podremos usar al transportarlas o cargarlas. 



4. PARTICULARIDADES DE LAS BATERIAS DE DJI


El control del estado de las baterías DJI lo hacemos a través de la aplicación. En ella podremos controlar el estado de las baterías en vuelo observando la descarga de las celdas en cada momento.


Vamos a poner como ejemplo la aplicación DJI GO 4 en el caso del Mavic 2 Zoom. En el apartado dedicada a las baterías observamos la siguiente interfaz. En ella podemos ver como se nos ofrece información del voltaje de cada celda, el voltaje conjunto de las cuatro celdas y temperatura de la batería, datos muy importantes cuando estamos en pleno vuelo.

Apartado de las baterías del Mavic 2 Zoom en la aplicación DJI GO 4.

Conocer el nivel del voltaje de cada celda es fundamental cuando estamos volando, puesto que si una de las celdas alcanza un valor de 3.5V o inferior, en ese caso el dron empezará a aterrizar.

Otro elemento muy importante de esta aplicación es la posibilidad de configurar el tiempo hasta que empiece a descargarse la batería. Como vemos en la captura está configurado para 5 días. Esta opción es interesante en el caso de que hayamos cargado nuestras baterías para un vuelo y no las hayamos usado, en cuyo caso, lo mejor será poner un valor de entre 2 y tres días para evitar tener las baterías cargadas durante mucho tiempo.

Apartado de las baterías del Mavic 2 en la aplicación DJI GO 4.

CÓDIGOS DE LUCES

Por otro lado, las baterías del DJI Mavic Pro y del Mavic Air tienen unos códigos de colores que nos van a ayudar a identificar posibles fallos en las mismas. Son los siguientes:

  • El segundo led de la batería parpadea dos veces por segundo, indica sobrecorriente.
  • El segundo led de la batería parpadea tres veces por segundo, indica corto circuito.
  • El tercer led  de la batería parpadea dos veces por segundo, indica sobre carga.
  • El tercer led de la batería parpadea tres veces por segundo, indica sobrevoltaje del cargador.
  • El cuarto led  de la batería parpadea dos veces por segundo, indica temperatura de carga demasiado baja.
  • El cuarto led de la batería parpadea tres veces por segundo, indica temperatura de carga demasiado alta.

5. NOVEDADES EN MATERIA DE DURACIÓN DE LAS BATERÍAS


Como ya comentaba antes, en el 2013 se usaban baterías LiPo no propietarias, que nos permitían jugar con nuestros drones en cuanto a la capacidad y peso de las mismas para lograr una mayor capacidad de vuelo.


Hablando del dron típico de aquella época, un 450 cuatrimotor, con su sistema FPV, gimbal y cámara, con una batería de unos 5000 mah de 3 celdas, nos podía dar una autonomía de entre 10 y 15 minutos.


Recientemente hemos visto como drones como el Phantom 4 o el Mavic 2 se acercan a los 27-29 minutos de vuelo totales con baterías de 4 celdas y capacidades de entre 3400 y 5000 mah. Una evolución evidente que va mejorando las prestaciones de las baterías cada año y en cada lanzamiento.


​Sin embargo, esta relación entre capacidad-nº de celdas con la duración en vuelo de las baterías ha sido pulverizada con el lanzamiento del nuevo DJI Mavic Mini, el cual con tan solo 249 gramos de peso y montando baterías de iones de litio de 2 celdas (2s) con una capacidad de 2400 mah consigue una autonomía de vuelo de aproximadamente media hora, lo cual es algo sorprendente para el tipo de baterías que usa.


Espero que estos consejos y recomendaciones te ayuden a conservar tus LiPos en el mejor estado y durante el máximo tiempo posible.

Si tienes cualquier aportación, consejo o experiencia sobre las baterías puedes dejarla en los comentarios y ampliar entre todos este artículo que sin duda es muy importante para poder disfrutar de forma segura con nuestros drones.

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