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sábado, 6 de março de 2021

Tudo o que Você Precisa Saber Sobre Baterias para Automodelos RC - Automodelismo Levado à Sério.



As baterias fazem parte em todos os Modelos do Hobby, seja Automodelismo, Nautimodelismo, Aeromodelismo, Motomodelismo, Helimodelismo, tanto nos modelos quanto nos Sistemas de Rádio fazendo tudo funcionar em RC, mesmo que estes sejam modelos à combustão, movidos por nitro ou gasolina - mas é claro que neste caso o motor queima combustível, mas você não vai a lugar nenhum sem um Glow que usa bateria para acender a vela, uma bateria a bordo do modelo para alimentar o Sistema de Rádio e os Servos e em outros casos, alimentar sistemas de iluminação ou qualquer outro acessório que incremente o Modelo. Como acontece com tantos aspectos de nosso incrível hobby, você pode se aprofundar na tecnologia das Baterias se realmente lhe interessar - mas não é um requisito necessário para fazer a escolha de uma bateria e entender os tipos de baterias que usamos no Sistema de Rádio. Vamos tentar mostrar nesta Postagem tudo o que você realmente precisa saber sobre Tipos, Formas e Potencia das Baterias.


Tipos de Bateria


NiCd(Níquel Cádmio)

Hoje em dia existem inúmeros Tipos de Baterias disponíveis no Mercado. As baterias de NiCd(Níquel-Cádmio) de célula úmida, foram inventadas em 1899. Entre as tecnologias de baterias recarregáveis, o Ni-Cd(Níquel-Cádmio) perdeu rapidamente participação no mercado na década de 1990 para as baterias de NiMH(Níqel Metal Hidreto) e Li-ion, ou seja, a participação no mercado caiu 80%. Essas Baterias mais antigas já estão em desuso não são mais fabricadas. Elas possuem baixa Longevidade e são passíveis de se viciarem e estragarem com mais facilidade. Elas demoram muito à carregar e descarregam com rapidez esquentando muito. Normalmente possuem baixa voltagem e baixa capacidade de força em despejar potência. Suas células são REDONDAS e possuem Voltagem de 1,2v cada.




NiMH(Níqel Metal Hidreto)

Se você comprou um modelo pronto para operar (RTR) com uma bateria incluída, é provável que seja uma NiMH. Os Packs de Bateria de NiMH são resistentes, baratos e não requerem muitos cuidados especiais. No entanto, eles são mais pesados ​​do que uma bateria LiPo de voltagem e capacidade semelhantes, e sua voltagem diminui continuamente à medida que a Bateria é descarregada. Depois que você começa a Pilotar, seu modelo fica mais lento a cada minuto que passa. Não perceptivelmente no início, mas de forma constante.

Uma bateria de Níquel-Metal-Hidreto(NiMH é um tipo de bateria recarregável . A reação química no eletrodo positivo é semelhante à da célula de níquel-cádmio (NiCd), com ambos usando hidróxido de óxido de níquel (NiOOH). No entanto, os eletrodos negativos usam uma liga de absorção de hidrogênio em vez de cádmio . As baterias NiMH podem ter duas a três vezes a capacidade das baterias NiCd do mesmo tamanho, com densidade de energia significativamente maior , embora muito menor do que as baterias de íon-lítio, porém, sua voltagem é a mesma, 1,2v por célula.

 



LiFe(Lítio e Fosfato de Ferro)

A bateria de fosfato de ferro e lítio (LiFePO4) ou bateria LFP (Ferrofosfato de Lítio), é um tipo de bateria de íon-lítio que usa LiFePO4 como o material do cátodo, e um eletrodo de carbono grafítico com um suporte metálico como o ânodo. Possui voltagem de 3,3v por célula.



A densidade de energia do LiFePO4 é inferior ao do óxido de lítio-cobalto ( LiCoO2), e também tem uma tensão operacional mais baixa. A principal desvantagem do LiFePO4 é a sua baixa condutividade elétrica. Portanto, todo o LiFePO4 cátodos em consideração são, na verdade, LiFePO4/ C. Devido ao baixo custo, baixa toxicidade, desempenho bem definido, estabilidade a longo prazo, etc. LiFePO4 está descobrindo uma série de funções no uso de veículos, aplicações estacionárias em balança de utilidades e energia de reserva. As baterias LFP não contêm cobalto.

A tensão de trabalho mais alta (3,2v) do LFP permite que uma única célula acione um LED sem circuitos para aumentar a tensão. Sua maior tolerância à sobrecarga modesta (em comparação com outros tipos de células de Li) significa que LiFePO4 pode ser conectado a células fotovoltaicas sem circuitos para interromper o ciclo de recarga. A capacidade de acionar um LED de uma única célula LFP também elimina os porta-baterias e, portanto, os problemas de corrosão, condensação e sujeira associados a produtos que usam várias baterias recarregáveis ​​removíveis.


Em 2013, surgiram lâmpadas de segurança infravermelhas passivas carregadas com energia solar melhores. Como as células LFP de tamanho AA têm uma capacidade de apenas 600 mAh (enquanto o LED brilhante da lâmpada pode consumir 60 mA), as unidades brilham por no máximo 10 horas. No entanto, se o acionamento for apenas ocasional, essas unidades podem ser satisfatórias, mesmo carregando sob luz solar baixa, pois os componentes eletrônicos da lâmpada garantem correntes "ociosas" após o anoitecer abaixo de 1 mA.

No RC é usada normalmente no Sistema de Rádio(Transmissor e Receptor) em razão de sua longa utilização sem baixar a eficiência e fornecer voltagem um pouco maior do que um Pack de NiCd ou NiMH.


LiPO(Polímero de Lítio)

LiPO é uma bateria em que contém em seus eletrólitos sais de lítio retidos em um polímero sólido como o óxido de polietileno em vez de solventes tornando-as adaptáveis a diferentes formatos e permitindo altas taxas de descarga. Possui 3,7v em cada célula.
As baterias LiPo LiPo geralmente são vendidas como acessórios, mas existem modelos RTR que as incluem. Uma bateria LiPo é mais leve do que uma NiMH de voltagem e capacidade semelhantes, o que ajuda seu modelo a se sentir mais poderoso. Também contribuindo para essa “sensação de poder” (muitas vezes chamada de “soco”) é a capacidade do LiPo de manter sua tensão por mais tempo à medida que o pacote se esgota. Em vez de fornecer cada vez menos voltagem durante a corrida, um LiPo manterá uma voltagem constante durante a maior parte da corrida e, em seguida, cairá rapidamente no final da carga. A desvantagem é o custo (os LiPos são mais caros do que o NiMH, mas a lacuna está diminuindo) e os cuidados - os LiPos requerem um regime de cuidados específico para uma vida mais longa e uso seguro.

Células LiPo acompanham a história de células de lítio íon surgindo na década de 1980. Começou a ser comercializada pela Sony como uma pilha cilindrica em 1991. Depois disso, outras técnicas de embalagem evoluíram. Elas podem ser ligadas em série com a soma dos níveis de tensão ou em paralelo com o aumento da capacidade de armazenamento (Ah, Ampère-hora).


No Modelismo as baterias LiPo são montadas com células semelhantes a placas planas. A maioria dos LiPos usados ​​em carros RC são configurações de 2 ou 3 células mais comumente, porém, existem packs com mais células, podendo chegar até 6(seis).
As baterias LiPO podem ser utilizadas em projetos que necessitem de grandes quantidades de corrente ou tensão, como no modelismo, sejam barcos, carros, aviões, helicópteros ou quadricóptero. Elas também são usadas em notebooks, carros elétricos, celulares, robôs.

Cuidados com Baterias LiPO
  • Elas possuem um poder de armazenamento superior das baterias convencionais. No entanto, requer mais cuidados:
  • Sempre carregar utilizando carregadores próprios com balanceamento;
  • Evitar descarga a bateria abaixo de 3v por célula;
  • Não descarregue a uma taxa além do permitido;
  • Posicione a bateria onde possa pegar maior ventilação;
  • Carregue cada célula no máximo 4,2 volts por célula;
  • Armazenar a bateria num local fresco, arejado e que não esquente;
  • Não permitir curtos circuitos;
  • Não carregue ou armazene as baterias próximo de materiais inflamáveis;
  • Não derrube nem amasse a bateria;
  • Descarte imediatamente, em local apropriado, células muito inchadas ou perfuradas.

CAPACIDADE E VOLTAGEM

As coisas importantes a considerar ao olhar para as baterias, sejam NiMH ou LiPo, são sua capacidade (que determina quanto tempo seu carro ou caminhão funcionará por carga) e voltagem (que determina quanta velocidade e potência seu modelo irá fornecer).


Capacidade

O grande número na etiqueta da bateria (3300, 4000, 5000 etc.) indica sua capacidade em miliamperes-hora, que geralmente é abreviado para "mAh". Quanto maior for o número de mAh, mais tempo seu carro funcionará por carga (e, inversamente, mais tempo levará para recarregar o pacote). “Número maior = tempo de execução mais longo” é tudo o que você realmente precisa saber, mas é útil entender o que a classificação mAh realmente significa. Se a sua bateria é avaliada em 5000mAh, isso significa que ela pode manter uma carga constante de 5 A por uma hora inteira. Obtemos “5” de “5000” porque um miliampere é 1/1000 de um amplificador. Divida a classificação mAh por 1000 e você terá amperes. 5000 ÷ 1000 = 5. Se você tiver uma bateria de 6000mAh, ela pode suportar uma carga de 6 A por uma hora. Ou, se você colocá-lo em uma carga de 5 A, ele funcionará por mais de uma hora. Ver? Maior capacidade = maior tempo de execução.



Tensão(Voltagem)

Assim como a capacidade, quanto mais volts, melhor - até certo ponto. O sistema de energia do seu veículo é projetado para lidar com uma certa quantidade de voltagem, e exceder essa voltagem irá (no mínimo) desligar o sistema se ele tiver “proteção contra sobre tensão” ou (na pior das hipóteses) fritar os componentes eletrônicos. Portanto, verifique as especificações do seu controle de velocidade!

A voltagem de uma bateria é determinada pelo número de células que ela possui. Uma única célula NiMH fornece 1,2 volts, e as baterias NiMH são mais comumente oferecidas com seis ou sete células. Estes podem ser referidos como pacotes de “6 células” e “7 células”, ou podem ser referidos pela sua voltagem: 7,2 volts e 8,4 volts (uma vez que 6 x 1,2 = 7,2 e 7 x 1,2 = 8,4).


É diferente com LiPos. O princípio é o mesmo, mas como uma única célula LiPo fornece 3,7 volts, os pacotes LiPo têm menos células para uma determinada tensão. As configurações mais comuns são pacotes de 2 células de 7,4 volts (2 x 3,7 = 7,4) e pacotes de 3 células de 11,1 V. Dependendo do seu modelo e quanta voltagem ele pode suportar, você pode até ser capaz de usar pacotes de 4, 5 ou 6 células - novamente, verifique as especificações do sistema de energia!


O que é o “S” nas Baterias?

Como acabamos de discutir, os pacotes de NiMH e LiPo são frequentemente referidos pelo número de células no pacote: por exemplo, "2 células" ou "3 células". Você também pode ver ou ler sobre pacotes de LiPo com uma designação como 2S, 3S, 4S, etc. Neste caso, o "S" se refere à série e indica que as células dentro do pacote estão conectadas de "positivo a negativo", como na ilustração abaixo. Alguns pacotes LiPo apresentam células conectadas em série e em paralelo, que são designadas por um "P". Por exemplo, um pacote LiPo “2S2P” teria dois pares de células LiPo dentro. Cada par seria ligado em paralelo (2P) e os dois pares seriam ligados em série (2S). Sua cabeça está doendo? Não se preocupe com isso. Quase todo RC LiPo é conectado em série e simplesmente referido como 2S, 3S, 4S, etc.


Cuidados com a Carga

Agora que você configurou as baterias, vamos falar sobre carregadores. Em primeiro lugar, certifique-se de obter um carregador NiMH se tiver baterias NiMH e um carregador LiPo se tiver baterias LiPo. É muito importante fazer isso direito. Se você usar os dois tipos de bateria, existem carregadores que podem ser configurados para qualquer tipo de bateria. Se você seguir esse caminho, certifique-se de definir o carregador para o tipo correto de bateria antes de apertar o botão “iniciar”. Quanto aos recursos do carregador a serem procurados, o mais importante (depois de determinar “É o tipo certo para a minha bateria?”) É a amperagem. Quanto mais alta a saída do amplificador do carregador, mais rápido ele pode carregar o pacote. Se seu carro ou caminhão veio com um carregador de “verruga de parede”, você notará que sua etiqueta mostra a saída em miliamperes - por exemplo, 300mA. Se você tivesse uma bateria de 300mAh, o carregador a carregaria em uma hora. Mas é provável que você tenha um pacote de 3000mAh (ou superior), o que significa que você terá 10 horas de carregamento antes de jogar novamente (3000 ÷ 300 = 10). Se você tiver um carregador de 4 A, a bateria de 3000mAh será carregada em cerca de 45 minutos.


Quantos amperes?

Agora, sabemos o que você está pensando: “Se mais amperes é melhor, por que não pegar um carregador de 10 amperes e carregar a bateria completamente em apenas três minutos?” Isso faz sentido em termos matemáticos, mas as baterias não gostam de ser carregadas tão rápido e, se você tentasse ir a esse extremo, simplesmente fumaria a bateria. Carregar em amperagens mais baixas prolongará a vida útil das baterias - isso significa mais recargas antes que o pacote não tenha mais um desempenho bom o suficiente para valer a pena. 

Como regra, os pacotes de LiPo devem ser cobrados com a mesma taxa de sua capacidade. Por exemplo, uma bateria LiPo de 4000 mAh deve ser carregada a no máximo 4 amperes. Uma bateria LiPo de 5500mAh deve ser carregada a no máximo 5,5 amperes. 

E assim por diante - basta pegar a capacidade da bateria e dividir por 1000. No jargão do carregamento da bateria, isso é conhecido como carregar a uma taxa de “1C” ou “capacidade multiplicada por um. ”LiPos também pode ser cobrado a taxas mais altas para reduzir o tempo de carregamento, mas você reduzirá a vida útil de suas embalagens. Por exemplo, uma bateria de 5000mAh carregada a "2C" (capacidade multiplicada por dois, neste caso 5000 x 2 = 10 amperes) carregaria duas vezes mais rápido que a mesma bateria carregada a 5 amperes. No entanto, se você carregasse a bateria a 2C todos com o tempo, você pode obter apenas 150 execuções em vez de 300. Taxas de amplificação mais baixas = mais execuções antes que o pacote se esgote.

Os packs de NiMH são mais tolerantes ao carregamento de ampères mais altos, mas selecionar uma taxa de 1-1.5C é uma boa prática para maximizar a vida do pack. Ocasionalmente, carregar a uma taxa mais alta quando você precisa economizar tempo não fará mal em nada, mas faça a maior parte da carga a uma taxa mais baixa sempre que puder.


SEGURANÇA DE CARGA

REGRA N°. 1: Nunca deixe as baterias sem supervisão durante o carregamento. Enquanto o carregador faz o seu trabalho, você pode trabalhar no seu carro, aspirar, assistir TV, qualquer coisa - mas não saia do cômodo durante o carregamento e, pelo amor de Deus, não sair de casa. 99,999% do tempo, as baterias carregam sem problemas. Mas se você está na casa dos 0,0001%, estar perto do carregador é o que vai evitar danos ao seu equipamento RC e outras propriedades.

REGRA N°. 2: Use o carregador correto
NUNCA USE UM CARREGADOR NIMH COM BATERIAS LIPO. Sim, todas em maiúsculas, porque as baterias LiPo tendem a pegar fogo se você tentar. Portanto, não faça isso. Você DEVE usar um carregador LiPo (ou um modo de carga LiPo, se você tiver um carregador multimodo) ao carregar baterias LiPo.

REGRA N°. 3: Use os conectores corretos. Se o carregador e as baterias não tiverem o mesmo tipo de conector, adquira o adaptador apropriado ou instale o conector correto (ou tenha um instalado para você). Nunca faça conexões jerry-rig com fios ou clipes expostos, pois podem causar um curto-circuito que pode danificar o carregador, a bateria ou até mesmo iniciar um incêndio.


Balanceamento na LiPo: o que é e por que você deve fazer isso.

Ao comprar um carregador LiPo, certifique-se de que ele tem a capacidade de equilibrar as células do pacote enquanto carrega. Quando um pacote está “equilibrado”, significa que as células têm a mesma voltagem. Por exemplo, um pacote de 7,4 volts de 2 células é balanceado se ambas as células têm 3,7 volts. Se você não equilibrar as células, suas tensões podem variar após alguns ciclos de carga / descarga. Por que isso importa? Porque as células LiPo não toleram bem uma descarga excessiva. E embora o sistema de detecção de baixa voltagem do seu controle de velocidade (consulte “Cuidando das suas baterias”) evite que a voltagem total do pacote caia além de um determinado ponto (digamos que são 3,3 volts por célula ou 6,6 volts para um pacote de 2 células) , o controle de velocidade “vê” apenas a voltagem total da bateria, não a voltagem de cada célula individual. Portanto, se o pacote estiver desequilibrado, esses 6,6 volts podem não representar 3. 3 volts por célula; você pode, na verdade, ter uma célula a 3,6 volts e outra a 3 volts - essa célula será descarregada em excesso e agora seu pacote está comprometido ou até mesmo arruinado. O balanceamento garante que as células sempre tenham a mesma voltagem. Felizmente, o equilíbrio é fácil de fazer; na maioria dos casos, tudo o que você precisa fazer é certificar-se de que o plugue de equilíbrio do pacote está conectado ao carregador.


Cuidando das baterias LiPo

Manter o desempenho das baterias e obter o máximo de vida útil delas depende de como você cuida delas - especificamente, como as usa e como as armazena. Siga essas regras e você terá a certeza de obter o número máximo de execuções de seus pacotes e desempenho máximo com cada carga.


Use a detecção de baixa tensão

A menos que o controle de velocidade do seu veículo tenha alguns anos, ele deve ter um sistema de detecção de baixa tensão, corte de baixa tensão ou “modo LiPo”. Independentemente do nome, esses sistemas fazem a mesma coisa: eles reduzem a velocidade ou param seu veículo ou alertam você de que seu pacote LiPo precisa ser recarregado. Sempre certifique-se de que este modo esteja selecionado ao usar pacotes de LiPo. Do contrário, você corre o risco de descarregar demais a bateria. No mínimo, isso reduzirá o desempenho e tirará uma grande parte da vida útil geral das baterias. Na pior das hipóteses, a bateria inchará (geralmente conhecida como “inchada” ou “estufada”) e deve ser descartada. Se isso ocorrer, leve o pacote a uma loja local para descarte adequado.


Defina a detecção de baixa tensão para 3,3 Volts por célula

... se for ajustável, claro. Configurar o sistema para desligar em 3,3 volts (ou mais) garantirá que você obtenha o número máximo de execuções de seu pacote. A única desvantagem é que o sistema de detecção de baixa tensão irá desacelerar ou parar seu carro mais cedo na corrida, mas o pouco de tempo de corrida que você perde durante uma única corrida será mais do que recuperado nas corridas adicionais que você obter ao longo da vida de a bateria.


Mantenha suas Baterias limpas

Isso se aplica a todas as baterias, NiMH, LiPo, ou outro: repare imediatamente o invólucro retrátil danificado, conectores danificados, fios desgastados, isolamento gasto, etc. Se não o fizer, você pode estar provocando mais danos e curtos-circuitos.


Armazenar LiPos 50% carregado

Quando não estão em uso, as baterias LiPo devem ser armazenadas com cerca de 50% da carga. Se você carregar uma bateria e não conseguir usá-la, evite armazená-la totalmente carregada por mais de 10 dias. Por mais tempo, a capacidade e a voltagem da embalagem começarão a se degradar permanentemente. Se você esvaziar uma mochila e armazená-la sem recarregar, não se preocupe tanto; presumindo que não foi descarregado em excesso quando você o executou, o pacote pode ser armazenado com segurança por até três semanas e você não deverá ter problemas. No entanto, se você deixar a mochila passar muito tempo sem recarregar, ela acabará se autodescarregando a ponto de ser descarregada em excesso. Se o seu carregador tiver uma função de “carga de armazenamento”, use-o; isso garantirá que o pacote seja balanceado e carregado com 50% da capacidade. Se o seu carregador não tiver um modo de armazenamento, basta carregar totalmente o pacote, em seguida, deixe-o funcionar em seu carro pela metade do tempo normalmente necessário para ativar seu sistema de detecção de baixa tensão. Em seguida, armazene as baterias em um local fresco e seco. Como batatas fritas.

Por: Marco Daher







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