انتخاب موتور برق مناسب،برای پهپادهای کشاورزی

پهپادهای کشاورزی به عنوان ابزارهای پرکاربرد در کشاورزی، برای انجام ماموریت‌های خود نیازمند منبع تغذیه قدرتمندی هستند. از آنجایی که باتری‌های این پهپادها پس از هر پرواز نیاز به شارژ مجدد دارند، استفاده از یک ژنراتور یا موتور برق مناسب امری ضروری است. در این مقاله، به بررسی و مقایسه زمان شارژ باتری‌های مختلف برای پهپادهای کشاورزی با توجه به شارژرهای مختلف پرداخته‌ایم. همچنین، به بررسی نیاز به ژنراتورها و موتور برق‌ها برای تأمین توان لازم جهت شارژ باتری‌ها پرداخته و راهنمایی‌های لازم برای انتخاب بهترین موتور برق برای شارژ باتری‌های پهپاد کشاورزی ارائه می‌دهیم.

سوالات متداوال : 

• چطور توان باتری‌ها را محاسبه کنیم؟
• چطور توان شارژرهای Skyrc PC3000H ,EV-Peak 3000W با اتلاف بدست آوریم؟
• ژنراتور یا موتور برق چیست؟
• AVR در ژنراتورها چیست؟
• انواع ژنراتورها مناسب برای پهپادهای کشاورزی چیست؟  

زمان شارژ = 355.2Wh / 1080W ≈ 0.33 ساعت ≈ 20 دقیقه

زمان شارژ نرمال =
710.4 Wh / 2550 W ≈ 0.278 ساعت ≈ 16.67 دقیقه

زمان شارژ نرمال =
976.8 Wh / 2550 W ≈ 0.383 ساعت ≈ 23.0 دقیقه

زمان شارژ فست =
710.4 Wh / 5100 W ≈ 0.139 ساعت ≈ 8.33 دقیقه

زمان شارژ فست =
976.8 Wh / 5100 W ≈ 0.192 ساعت ≈ 11.5 دقیقه

زمان شارژ فست =
1139.6 Wh / 5100 W ≈ 0.223 ساعت ≈ 13.4 دقیقه

1. AVR آنالوگ : در AVRهای قدیمی‌تر، تنظیمات و تنظیمات جریان میدان معمولاً به‌صورت آنالوگ و با استفاده از ترانزیستورها و مقاومت‌ها انجام می‌شد.
2. AVR دیجیتال : AVRهای جدیدتر معمولاً دیجیتال هستند و با استفاده از میکروکنترلرها و پردازش سیگنال دیجیتال (DSP) عمل می‌کنند. این نوع AVRها دقت بالاتری دارند و می‌توانند در شرایط پیچیده‌تر به‌طور مؤثرتر عمل کنند.

⚠️نکته : در ایران، ولتاژ استاندارد 220 ولت و فرکانس 50 هرتز است. AVR در ژنراتورها به‌طور خودکار ولتاژ خروجی را در 220 ولت ثابت نگه می‌دارد، حتی در صورت تغییرات بار یا شرایط مختلف است. علاوه بر این، AVR به عنوان محافظ از نوسانات ولتاژی که ممکن است به تجهیزات آسیب بزند، جلوگیری می‌کند و ولتاژ را در محدوده استاندارد حفظ کند.

• مصرف محاسبه‌شده : مجموع مصرف دو شارژر = 2160 وات
• اتلاف انرژی (حدود 10 تا 15 درصد) : این اتلاف‌ها بیشتر به‌دلیل اتلاف گرما در موتور ژنراتور و سیستم‌های الکتریکی آن است.وقتی از یک ژنراتور 3500 وات استفاده می‌کنید و می‌خواهید دو شارژر SKYRC 1080W را شارژ کنید،
  که مجموع مصرف آن‌ها 2160 وات است، باید به اتلاف انرژی که حدود 10 تا 15 درصد می‌شود توجه کنید.

  اگر اتلاف انرژی 10% باشد:
  فرمول محاسبه :
  2160 وات × 1.10 = 2376 وات
  
  اگر اتلاف انرژی 15% باشد:
  فرمول محاسبه:
  2160 وات × 1.15 = 2484 وات

بنابراین، در عمل، اتلاف گرما و سایر عوامل می‌تواند مصرف واقعی شما را بین 2376 تا 2484 وات افزایش دهد.

⚠️ژنراتور 3500 وات به‌راحتی می‌تواند حدود 2376 تا 2484 وات را تأمین کند، اما باید بدانید که حدود 10 تا 15 درصد از انرژی به‌دلیل اتلاف گرما و سایر تلفات از دست می‌رود.

انواع ژنراتورها مناسب برای پهپادهای کشاورزی چیست؟ 

ژنراتورهای پیشنهادی برای شارژ باتری‌ها :

1. Honda EU3000iS

2. Yamaha EF3000iSE

3. Westinghouse iGen4500

4. Cummins Onan P4500i

1.معرفی شرکت هوندا و تاریخچه تولید موتور برق

هوندا یکی از پیشگامان صنعت موتور و ژنراتورهای قابل حمل در دنیا است. Honda Motor Co., Ltd. در سال 1948 توسط Soichiro Honda و Takeo Fujisawa در ژاپن تأسیس شد. از ابتدا هدف این شرکت، تولید موتورهای کارآمد برای موتورسیکلت‌ها بود، اما به سرعت به تولید خودرو و سپس تجهیزات موتوری و ژنراتورهای قابل حمل گسترش پیدا کرد.

هوندا به‌ویژه برای ژنراتورهای اینورتر خود معروف است که کیفیت برق بالا و صدای کم دارند. این شرکت مدل‌هایی مانندHonda EU2200i و Honda EU3000iS را تولید کرده است که از پیشرفته‌ترین ژنراتورهای اینورتر در بازار هستند. از بین این مدل‌ها، Honda EU3000iS به دلیل قابلیت‌های ویژه‌اش مانند مصرف سوخت پایین، کیفیت برق پایدار و طراحی بی‌صدا، یکی از برجسته‌ترین‌ها محسوب می‌شود.

هوندا همواره در حال نوآوری بوده است و یکی از برندهایی است که همواره تلاش کرده تا محصولاتی با کارایی بالا و تأثیر کم بر محیط زیست تولید کند. این موضوع باعث شده است تا هوندا در صنعت تولید ژنراتور، موتورهای خودرو، و حتی رباتیک جایگاه ویژه‌ای پیدا کند.

مشخصات فنی موتور برق Honda EU3000iS :

1.قدرت خروجی :

• توان مداوم : 2800 وات (2.8 کیلووات)
• توان لحظه‌ای : 3000 وات (3 کیلووات)
• ولتاژ خروجی : 120 ولت، تک فاز (در برخی مدل‌ها امکان خروجی 220 ولت نیز وجود دارد، اما برای این مدل معمولاً ولتاژ 120 ولت استاندارد است)

2.نوع موتور :

• نوع موتور : Honda GX160
• نوع سوخت : بنزین
• ظرفیت مخزن سوخت : 3.4 گالن (حدود 13 لیتر)
• نوع روغن موتور : موتور بنزینی هوندا، از روغن 10W-30 استفاده می‌کند.

3.زمان کارکرد با مخزن پر :

• زمان عملکرد با مخزن پر (در بار ¼) : حدود 20 ساعت
• زمان عملکرد با مخزن پر (در بار کامل) : حدود 7 ساعت

4.وزن :

• وزن : حدود 59 کیلوگرم
• این موتور برق در مقایسه با موتورهای مشابه وزن مناسبی دارد و حمل‌ونقل آن راحت‌تر است.

5.سیستم استارت :

• استارت دستی : دارای سیستم استارت دستی با هندل که برای راه‌اندازی موتور استفاده می‌شود.
• سیستم استارت الکتریکی : این دستگاه به یک باتری 12 ولت مجهز است که به‌طور خودکار استارت الکتریکی را فعال می‌کند.

6.پورت‌های خروجی :

• 1 پورت 120 ولت AC (برای اتصال دستگاه‌های مختلف)
• 2 پورت 20 آمپر 120 ولت AC
• 1 پورت 12 ولت DC (برای شارژ باتری‌ها)

7.سیستم‌های خاص :

• سیستم Inverter : این موتور برق دارای فناوری اینورتر است که به معنای تولید برق تمیز و ثابت با نوسان پایین است. این ویژگی برای دستگاه‌های حساس به ولتاژ مانند لپ‌تاپ‌ها، تلویزیون‌ها و سایر تجهیزات الکترونیکی مفید است.
• سیستم خنک‌کنندگی : سیستم خنک‌کننده هوا برای عملکرد بهتر موتور و جلوگیری از داغ شدن بیش‌ازحد.
• دستگاه کنترل هوشمند : دستگاه دارای صفحه نمایش دیجیتال برای نمایش اطلاعات مهم مانند میزان سوخت، وضعیت روغن، و وضعیت باتری است.

8.سطح صدا :

• سطح نویز : 49-58 دسی‌بل در فاصله 7 متر (بسته به بار مصرفی)
• این دستگاه یکی از کم‌صدا‌ترین موتورهای برق است و می‌تواند در محیط‌هایی که سطح نویز بسیار اهمیت دارد، استفاده شود.

نکات کار با Honda EU3000iS :

1. استفاده از سوخت صحیح :

• همیشه از بنزین با کیفیتو بدون افزودنی‌های اضافی  استفاده کنید.
• از سوخت‌های قدیمی که بیش از یک ماه ذخیره شده‌اند، استفاده نکنید زیرا ممکن است باعث آسیب به موتور و کارایی آن شود.
• پس از استفاده،سوخت باقی‌مانده را از مخزن تخلیه کنید تا از رسوب‌گذاری و آسیب به سیستم سوخت جلوگیری شود.

2.روغن موتور :

• قبل از شروع به کار با موتور، مطمئن شوید که سطح روغن در حد مطلوب است. این کار باعث افزایش طول عمر موتور و جلوگیری از آسیب‌های احتمالی به آن می‌شود.
• روغن را به‌طور منظم عوض کنید و روغن جدید را با دقت بررسی کنید که مطابق با استانداردهای توصیه‌شده شرکت هوندا باشد.

3.استارت و راه‌اندازی:

• قبل از استارت زدن، اطمینان حاصل کنید که سوئیچ سوخت در وضعیت “ON” قرار دارد و سطح روغن موتور مناسب است.
• در صورتی که از استارت الکتریکی استفاده می‌کنید، ابتدا باتری را بررسی کنید که شارژ کافی داشته باشد.

4.مراقبت از باتری :

• باتری دستگاه باید به‌طور مرتب شارژ شود. اگر مدت طولانی از دستگاه استفاده نمی‌کنید، باتری را از دستگاه خارج کرده و در یک مکان خشک و خنک نگهداری کنید.
• باتری باید هر 6 ماهیکبار بررسی و شارژ شود.

5.زمان کارکرد طولانی :

• اگر قصد استفاده از دستگاه برای مدت زمان طولانی دارید، توصیه می‌شود که آن را در فواصل زمانی معین خاموش کرده و به آن فرصت استراحت بدهید تا موتور خنک شود.
• همچنین، در زمان‌های طولانی از بار کامل، میزان سوخت باید به‌طور مرتب چک شود.

6.سیستم اینورتر و حساسیت به بار :

• دستگاه دارای سیستم اینورتر است که باعث تولید برق ثابت می‌شود. اگر از دستگاه‌های حساس مانند لوازم خانگی، کامپیوترها یا لوازم الکترونیکی استفاده می‌کنید، این ویژگی بسیار مهم است.
• از اضافه بار به دستگاه خودداری کنید زیرا می‌تواند باعث آسیب به دستگاه یا موتور شود.

7.نکات ایمنی :

• موتور برق را در فضای باز و در مکانی که تهویه مناسب دارد، استفاده کنید.
• هرگز دستگاه را در فضای بسته یا داخل اتاق‌ها، گاراژها یا دیگر فضاهای محدود روشن نکنید تا از خطر گازهای سمی (مانند CO2) جلوگیری شود.
• همیشه از تجهیزات حفاظتی مناسب مانند دستکش و عینک محافظ هنگام کار با دستگاه استفاده کنید.

2.معرفی شرکت یاماها و تاریخچه تولید موتور برق :

یاماها موتور (Yamaha Motor Co., Ltd.) در سال 1953 توسط Torakusu Yamaha تأسیس شد. این شرکت ابتدا به تولید موتورهای موتورسیکلت پرداخت و با گذشت زمان، به یکی از پیشگامان صنعت موتورسیکلت، تجهیزات دریایی، ابزارهای موتوری و ژنراتورهای الکتریکی تبدیل شد. یاماها به دلیل کیفیت بالا، نوآوری در طراحی و اعتماد به تکنولوژی‌های پیشرفته، شهرت جهانی دارد. از اواسط دهه 1970، یاماها وارد عرصه تولید ژنراتورهای الکتریکی شده و با ایجاد مدل‌های مختلف برای مصارف خانگی، تجاری و صنعتی، به یکی از برندهای شناخته‌شده در این حوزه تبدیل گردید.

در زمینه ژنراتورها، یاماها با تولید ژنراتورهای اینورتر، به ویژه مدل‌های EF، که برای تأمین برق با کیفیت بالا و صدای کم طراحی شده‌اند، به یکی از برندهای پیشرو در این بازار تبدیل شد.

مدل EF3000iSE یکی از مدل‌های معروف و کارآمد شرکت یاماها است که به‌ویژه برای استفاده‌های خانگی، کمپینگ، تأمین برق اضطراری و مواردی که نیاز به برق با کیفیت بالا و صدای کم دارند، طراحی شده است.

مشخصات فنی موتور برق Yamaha EF3000iSE :

1.توان خروجی :

• مداوم : 2800 وات
• پیک : 3000 وات
• این ژنراتور برای تأمین برق دستگاه‌هایی که نیاز به توان بالا دارند (مثل شارژرهای 3000 وات) ایده‌آل است.

2.نوع موتور :

• موتور : OHV (موتور با سوپاپ‌های بالایی)
• نوع سوخت : بنزین
• دارای مخزن سوخت 13 لیتر که قادر به تأمین برق برای مدت زمان طولانی بدون نیاز به سوخت‌گیری مکرر است.

3.سیستم اینورتر :

• این مدل از تکنولوژی اینورتر بهره می‌برد که امکان تولید برق با کیفیت بالا و ثابت را فراهم می‌کند. این ویژگی به‌ویژه برای دستگاه‌های حساس مانند لپ‌تاپ‌ها، تلویزیون‌ها و تجهیزات الکترونیکی حیاتی است.
• سیستم دیجیتال کنترل ولتاژ برای ثابت نگه‌داشتن ولتاژ خروجی و جلوگیری از نوسانات برق.

4.پورت‌ها و کانال‌ها :

• یک پورت 120 ولت AC (برای مصرف‌های عمومی).
• یک پورت 12 ولت DC برای شارژ باتری‌های مختلف.
• یک پورت 120 ولت 30 آمپر (جهت اتصال به تجهیزات سنگین‌تر یا نیاز به توان بیشتر).

5.ویژگی‌های خاص :

• صدای کم : یکی از ویژگی‌های برجسته این مدل، تولید صدای کم است. با 58 دسی‌بل در حالت باردار، این ژنراتور یکی از بی‌صداترین مدل‌ها در دسته خود است.
• سیستم کنترل دیجیتال : این سیستم به ژنراتور این امکان را می‌دهد که به طور خودکار از وضعیت مصرف سوخت و بار دستگاه‌ها نظارت کند و انرژی را بهینه مدیریت کند.
• Eco-Throttle : این سیستم به موتور این امکان را می‌دهد که بسته به نیاز، به طور خودکار سرعت موتور را تنظیم کند، که موجب صرفه‌جویی در مصرف سوخت می‌شود و طول عمر ژنراتور را افزایش می‌دهد.
• سیستم استارت برقی و هندلی : این مدل قابلیت استارت به دو روش برقی و هندلی را دارد که استفاده از آن را در شرایط مختلف راحت می‌کند.

6.ابعاد و وزن :

• ابعاد : 605 × 440 × 460 میلی‌متر
• وزن : حدود 60 کیلوگرم
• این ژنراتور نسبت به توان خود وزن مناسبی دارد و برای حمل‌ونقل نسبتا راحت است.

3.معرفی شرکت وستینگهاوس و تاریخچه تولید موتور برق :

Westinghouse Electric Corporation یکی از برندهای معتبر و پیشگام در صنعت تولید تجهیزات برقی است که در سال 1886 توسط جورج وستینگهاوس تاسیس شد. این شرکت ابتدا برای توسعه و تولید تجهیزات برقی و موتورها شناخته شد و نقش مهمی در تأسیس و گسترش شبکه برق در ایالات متحده داشت. در طول بیش از یک قرن فعالیت، Westinghouse به یکی از بزرگ‌ترین برندها در زمینه تولید تجهیزات الکتریکی و سیستم‌های برق تبدیل شده است.

در دهه‌های اخیر، این شرکت به‌ویژه در زمینه تولید ژنراتورهای اینورتر پیشرفت‌های زیادی داشته است. یکی از محصولات برجسته این برند، Westinghouse iGen4500 است که به عنوان یک ژنراتور اینورتر با فناوری پیشرفته طراحی شده و می‌تواند برق پایداری را برای انواع نیازهای خانگی، تجاری و حتی برخی کاربردهای صنعتی تأمین کند.

Westinghouse iGen4500 یک ژنراتور اینورتر با توان 4500 وات است که به دلیل طراحی پیشرفته‌اش، ویژگی‌های بسیاری برای استفاده در محیط‌های مختلف دارد. این دستگاه به‌ویژه برای استفاده در کمپ‌ها، خانه‌ها، کارگاه‌ها، و حتی شرایط اضطراری طراحی شده است.

مشخصات فنی موتور برق Westinghouse iGen4500 :

• توان خروجی : 4500 وات
• سوخت : بنزین
• وزن : حدود 46 کیلوگرم
• صدای کم : 52 دسی‌بل (در بار نیمه)
• حجم مخزن سوخت : 18.9 لیتر
• فرکانس : 50 هرتز (برای استفاده در کشورهای با شبکه 50 هرتز)
• طراحی اینورتر : تولید برق با کیفیت سینوسی پایدار

این ژنراتور با استفاده از فناوری اینورتر، برق با کیفیت بالا تولید می‌کند که برای تغذیه دستگاه‌های حساس مانند تلویزیون‌ها، کامپیوترها، و لوازم پزشکی مناسب است. برخلاف ژنراتورهای معمولی که معمولاً برق ناپایدار تولید می‌کنند، iGen4500 توانایی ارائه ولتاژ ثابت و بدون نویز را دارد.

4.معرفی شرکت کامینز اونان و تاریخچه تولید موتور برق :

Cummins یک شرکت جهانی معتبر در زمینه تولید موتورهای دیزلی، ژنراتورها و سیستم‌های انرژی است. این شرکت تأسیس شد در سال 1919 و از آن زمان تاکنون در صنعت انرژی و تولید موتور پیشرفت‌های زیادی داشته است. یکی از زیرمجموعه‌های مهم این شرکت، Onan Corporation است که به طور خاص در تولید ژنراتورهای قابل حمل و خانگی شناخته شده است.

در دهه 1980، Onan تحت مالکیت Cummins قرار گرفت و به یکی از پیشروترین برندها در تولید ژنراتورهای قابل حمل و صنعتی تبدیل شد. مدل‌های Onan به ویژه در زمینه‌های مختلفی از جمله کمپینگ، قایق‌سواری، کارهای صنعتی و حتی کاربردهای اضطراری شناخته شده‌اند.

Cummins Onan P4500i یکی از جدیدترین مدل‌های این برند است که به دلیل طراحی مدرن، عملکرد قابل اعتماد و ویژگی‌های خاص خود، محبوبیت زیادی پیدا کرده است. این ژنراتور به‌ویژه برای کسانی که نیاز به منبع برق قابل حمل دارند، از جمله برای سفرهای کمپینگ، آفرود، یا استفاده در مناطق دورافتاده، گزینه‌ای عالی به شمار می‌رود.

مشخصات فنی Cummins Onan P4500i :

1.نوع موتور :

• موتور 4زمانه (4-Stroke) با سیستم کارکرد بهینه و کم مصرف.
• قابلیت استفاده از بنزین به عنوان سوخت.

2.قدرت خروجی :

• توان پیوسته : 3600 وات (3.6 کیلووات).
• توان حداکثری : 4500 وات.

3.سیستم اینورتر :

• استفاده از تکنولوژی اینورتر برای تولید برق پاک (در حد استانداردهای برق خانگی) که برای تجهیزات حساس مانند لپ‌تاپ، تلویزیون، و دستگاه‌های الکترونیکی مناسب است.
• باعث تولید برق با فرکانس و ولتاژ ثابت می‌شود که از نوسانات و افت ولتاژ جلوگیری می‌کند.

4.میزان نویز :

• صدای کارکرد این ژنراتور در حدود 52 دسیبل در فاصله 7 متری است که آن را در زمره ژنراتورهای کم‌صدای قابل حمل قرار می‌دهد.

5.ظرفیت سوخت :

• مخزن سوخت: 2.3 گالن (8.7 لیتر) که برای مدت زمان حدود 14 ساعت کارکرد در توان 25٪ بار کامل کافی است.
• مصرف سوخت در حالت بار کامل (4500 وات): 0.38 گالن در ساعت (تقریباً 1.44 لیتر در ساعت).

6.نوع سیستم راه‌اندازی :

• سیستم استارت الکتریکی که راه‌اندازی راحت و سریع را امکان‌پذیر می‌سازد.

7.ابعاد و وزن :

• ابعاد : 58.4.4*  34.6 * 43.5 سانتیمتر.
• وزن : حدود 46.5 کیلوگرم که با توجه به توان خروجی، وزن مناسبی برای یک ژنراتور قابل حمل محسوب می‌شود.

8.ویژگی‌های خاص :

• سیستم مدیریت هوشمند سوخت که کمک می‌کند تا ژنراتور در مصرف سوخت بهینه عمل کند.
• پورت‌های متنوع خروجی شامل یک یا دو خروجی 220 ولت و همچنین درگاه USB برای شارژ دستگاه‌های کوچک.
• مدار حفاظت از دستگاه‌هایی که به ژنراتور وصل می‌شوند، به گونه‌ای که از نوسانات و خطرات ناشی از اضافه بار و مشکلات دیگر محافظت می‌کند.

سیستم‌های اضافی :

• نمایشگر دیجیتال برای نمایش وضعیت ژنراتور و نظارت بر سطح سوخت، وضعیت روغن و دیگر پارامترهای مهم است.
• قابلیت اتصال موازی برای ترکیب چندین ژنراتور و افزایش توان در صورت نیاز به برق بیشتر.

نتیجه گیری :

در نتیجه‌گیری، ژنراتورها با استفاده از AVR (Automatic Voltage Regulator) و سیستم اینورتر، توانسته‌اند به سطح جدیدی از کارایی و ایمنی برسند. AVR به‌عنوان یک فناوری ضروری، به تنظیم و ثابت نگه‌داشتن ولتاژ برق کمک می‌کند تا از نوسانات و افت ولتاژ که می‌تواند آسیب به دستگاه‌های حساس وارد کند، جلوگیری نماید. این ویژگی به‌ویژه برای تجهیزات الکترونیکی حساس، مانند لپ‌تاپ‌ها و تلویزیون‌ها، اهمیت دارد. در کنار آن، سیستم اینورتر به تولید برق تمیز و ثابت با نوسانات پایین می‌پردازد که موجب عملکرد بهتر و ایمنی بیشتر دستگاه‌ها می‌شود.

شرکت‌های برجسته‌ای چون هوندا، یاماها، وستینگهاوس و کامینز اونان در تولید ژنراتورهای قابل حمل با کیفیت، پیشتاز هستند. هوندا با مدل‌هایی مثل EU3000iS، ژنراتورهایی با مصرف سوخت کم و صدای بسیار پایین ارائه می‌دهد. یاماها با EF3000iSE شناخته می‌شود که به‌ویژه برای استفاده در محیط‌های خانگی و کمپینگ مناسب است. وستینگهاوس و کامینز اونان نیز به ترتیب با مدل‌هایی همچون iGen4500 و P4500i توانسته‌اند ژنراتورهایی با توان بالا، صدای کم و سیستم‌های مدیریت هوشمند سوخت ارائه دهند که از نوسانات برق جلوگیری می‌کند و به‌طور مؤثری مصرف سوخت را بهینه می‌سازد.

این برندها با بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته، توانسته‌اند ژنراتورهایی تولید کنند که علاوه بر کارایی بالا، ایمنی و دوام طولانی‌تری نیز دارند.