이 글은 2017.8 월에 사촌동생들과 BB탄 쏘는 무선조종 탱크를 만들기 위한 과정 중,
비비탄 발사를 위해 구매한, 전동건 P90의 Dboys제 기어박스용 배터리를 구매하기 위해
정리하게 되었다.
내가 해결하고자 하는 의문은 이것이다.
‘전동건 P90의 Dboys제 기어박스용 배터리로는 전압과 전하량과 방전율이 얼마나 되는 배터리를 사야 하며, 전압과 전하량과 방출율은 무엇이고 어떻게 확인해야 하는가?’
참고 : http://www.gunngun.net/shop/shopdetail.html?branduid=62430
1.배터리의 종류
1차 전지와 2차 전지
1차 전지(일반전지) : 한번 사용하고 버리는 전지
2차 전지(충전전지) : 여러 번 재충전하여 사용할 수 있는 전지
참고 : http://www.ntrexgo.com/archives/22505
2.배터리 스펙 파악하기
드론이건, 무선조종 자동차던, 무선조종 탱크던, 헬기던, 장난감이던 무엇이던 각각의 기계에 맞는 배터리가 있다. 제일 좋은 방법은 구매한 곳에서 해당 기기용 배터리를 구입하는 것이지만, 단종 등으로 인해 불가능한 경우도 많다. 그런 경우, 해당 기기에서 요구하는 배터리의 스펙을 알고 적절한 스펙의 배터리를 구매해 연결해야 한다. 그럴 땐 보통 3가지를 보면 되는 것 같다.
전압, 전하량, 방전율이다.
전압(V)
V(Volt)라는 단위로 표시된다.
*P90용 Dboys 기어박스에는 7.2V짜리 전압을 가진 배터리가 필요하다고 한다.
전하량(mAh)
mAh(milli Ampere-hour)라는 단위로 표시된다.
전하량(milli Ampere-hour)=전류(milli Ampere)*시간(hour)
으로 정의되기 때문이다.
1mAh 는 1mA의 전류를 1시간동안 방출할 수 있는 양이다.
SI unit의 전하량 단위인 C(Coulomb)과 비교해 보았을 때
1mAh = 3.6C 이라고 한다.
*P90용 Dboys 기어박스에는 보통1100mAh 정도의 용량을 가진 배터리를 쓰는 듯 하다.
하지만 더 큰 용량을 가진 배터리를 사용해도 상관없을 듯 하다.
그저 배터리의 사용시간이 증가될 뿐이기 때문이다.
참고 : https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%95%94%ED%8E%98%EC%96%B4%EC%8B%9C
방전율(C)
방전율은 배터리가 어느정도 속도로 방전되는지에 대한 기준이다. C-rate라고 부르고 C라고 그냥 표시한다. 단위는 없다.
(따라서 불완전한 기준이기 때문에 정확하게는 이를 대신한 새로운 국제기준으로 It 가 도입되었다. 새로운 기준의 단위는 (/h) 이다.)
방전율=최대 방출 전류(Ampere) / {1시간동안, 완전 충전된 배터리를 완전방전시킬 때의 평균 방출 전류(Ampere)}
로 정의된다. 식을 단순화하면,
방전율=최대 방출 전류(Ampere)/{전하량/1시간}.
쉽게 예시를 들어 보자면 , 1100mAh 2C 짜리 배터리라면 방전율 정의에 의해
2C = 최대 방출 전류(Ampere)/(1100mAh/1h) =최대 방출 전류/1100mA 가 되는 것이고 따라서 최대 방출 전류는 2200mA(2.2A) 가 되는 것이다.
여기서 전하량 보존 법칙을 이용해보면,
1100mAh = 220mA * 0.5h 가 되므로 최대 방출 전류로 방전시킬 경우 30분만에 배터리를 방전
시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.
방전율 정의로부터 알 수 있는 유용한 성질을 요약해보겠다.
방전율 정의식을 변형해보면, 방전율*(전하량/최대방출전류)=1시간 이므로
최대 방출 전류 하에서 배터리 이용가능시간 * 방전율 = 1시간
최대 전류= 방전율 *( 전하량/1시간)
이라는 공식이 성립한다는 것이다.
예시를 보면,
7.2V 1100mAh 20C 짜리 배터리가 있다고 할 때,
최대 전류로 사용할 때 배터리 사용 시간=1h/방전율=1h/20=3min 이 되는 것이고,
최대 전류값은 =20*1100mA = 22000mA=22A가 되는 것이다.
*전동건용 배터리가 모터에 공급해주는 파워(전력)이 80W 이상 나와주어야 하는 것으로 보인다.
P90용 배터리의 전압이 7.2V 이므로 파워가 80W 이상 나오기 위해서는
P=IV 공식을 이용해 보았을 때 전류 I=80/7.2~11.11A이상이어야 한다.
그러므로 1100mAh짜리 용량을 가진 배터리를 사용할 경우
방전율의 정의를 이용해 보면, 방전율=11.11A/1100mA~10.x
약 11C 이상의 방전율을 가진 배터리
를 찾아야 하는 것이다.
참고 : http://www.toyitem.com/board/free/read.html?no=99&board_no=7
https://en.wikipedia.org/wiki/Battery_(electricity)#C_rate
예시로 배터리 스펙 완전히 이해하기
이렇게 생긴 Li-Po 배터리가 있고
이 배터리에 17.4V 1100mAh 20C 이라고 적혀 있다면,
이 배터리는 17.4V의 전압으로 1.1A의 전류를 1시간동안 방출할 수 있으며(1100mAh의 전하량을 지니므로),
최대 22A(1100mA/20)의 전류를 3분(1100mAh/22A) 동안 방출할 수 있는 배터리인 것이다.
부품구입 후 탱크 개조하기
몇 차례의 웹서핑을 통한 정보 습득과 몇 차례의 부품 구입, 개조를 통해 탱크가 무선조종이동뿐만 아니라 BB탄 발사까지 가능하게 개조에 성공했다. 야매로 개조한거라 연발은 불가… 반동으로 인한 기체 파손이 있어서 아쉽다. 역시 늘 새로운 걸 도전하면 몇 차례의 실패와 문제 수정 끝에야 아름다운 작품을 만들어지는 것 같다. 하지만 적절한 배터리 찾는 법을 배웠으니 개이득!
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