无人机充一次电飞行时间（无人机续航真实测试）

小小的无人机，越来越多地进入了我们的视野。每次看到空中这个小小的身躯，在空中嗡嗡飞过，我不止一次地希望知道那个小玩意充一次电能飞多长时间。

于是我在网上订购了一个用于空中拍摄的无人机，外带一块备用电池。没有想到的是，这个1100mA的电池价格差不多是无人机价格的四分之一！

我也很想看看这个电池有什么奇特之处。

我们打开产品说明书，看到了这样的信息：

从说明书上看，这个1100mAH 的电池居然能让飞机飞行13 分钟！当然，最简单的测试方法是把电充满，让飞机飞起来，直到摊在地上飞不动为止。但这种方法过于粗糙，也过于粗暴！

我们设计了一个更为合理的测试方案：

• 第一步：用 N6705C 直流电源分析仪捕获无人机一段时间或一次工作循环的电流波形
• 第二步：把捕获的的电流波形，利用N6705C或N7900高性能电源系统的负载功能进行复现，也就是模拟无人机的真实功耗状态
• 第三步：接上电池，对电池的端电压和电量进行实时检测，当电压低于3.5V，就基本可以决定不能再继续飞了。

所以，我准备了以上两个设备：

1. N6705C，配备 N6756A 模块

2. 14585A 分析软件

3. N7951A 高性能电源系统 + N7909A 功率耗散器

N6705C 电源模块工作在负载模式下的最大吸收电流为8A（N6785A）。如果超过8A，就需要使用 N7951A 了，这个东西的吸收电流可以到几十安培。

首先，我们把无人机的电池拆了出来，用 N6705C模拟电池对其进行供电。让无人机做了一次飞行。捕获到了以下波形。

✔ 14585A 启动数据记录仪 DataLogger；

✔ “操作无人机起飞，降落”从开机 → 连接WIFI → 起飞 → 降落过程；

✔ 软件实时记录所有操作过程电流变化。

我们捕获到了这个电流波形，一分钟多一点的飞行，测量一下，请看下表，从起飞到完成降落，一共43秒钟，加上准备时间，已经耗电125mA！如果是这样，还能安装说明书上讲的飞行13分钟吗？

下面，我们要用同样的电流波形来吸收电池的电量。由于最大电流已经超过8A，我们启用了N7951A高性能电源系统的负载功能。

接线请看下图：

利用 14585A 软件对刚才捕获到的耗电波形进行编辑，去除掉准备时间，把波形灌入到N7951A 负载波形库中， 来反复模拟这个起、降过程，连续吸收电池的能量。我们得到了以下这张图：

我们来认识一下这个波形：

红色的波形是吸收电流，它直接仿真了无人机反复起降的过程。由于是N7951A是电源，在启用负载功能后，吸收电流是负值。所以在红色波形的底部，吸收电流达到了最大，即飞行过程中的10.8A。而最大吸收电流出现在刚启动的时候，为14A。

蓝色的波形是电池的端电压。它居然随电流的变化出现了巨大的波动。这就是电池内阻造成的。当吸收电流越大时，电池端电压最低。这是完全符合工作原理的。

这个测试图上，我们用标尺进行了测量，得到了这样的结果：

1. 电池端电压从充电饱和状态，之后连续下降，在将近 3V 时，出现了陡然跌落。如果这个时候飞机还在飞，没有出现报警或及时采取措施， 那结果可以想象了

2. 起降此时不到10次，时间8分34秒！看来里产品说明书的指标差了将近45%

3. 整个过程中，吸收了电池总的电量 925mHA，比指标低了17%

利用这种方法来评估飞行时间，或者电池的可用电量， 其优势是显而易见的：

1. 可以快速测量无人机的功耗，帮助工程师优化产品功耗，缩短开发时间

2. 有效验证在不同工作场景下的功耗和电池续航时间

3. 帮助工程师对电池和电池管理进行有效优化，针对产品选择更适合产品功耗特性的电池。同时，可以迅速验证在不同环境温度下电池的性能

不仅对无人机产品，如果工程师在开发电池驱动的机器人、电动汽车、智能医疗设备， 甚至物联网产品，这种测试方法同样适用，只是功率大小的问题。