Baterias de LiFe nos receptores
De todas as perguntas que respondo diáriamente tem uma que é a campeã:
Posso usar uma bateria de LiFe de 2S no receptor e nos servos de 6,0 volts sem colocar um regulador de voltagem?
Antes de iniciar o assunto gostaria de lembrar que as baterias de LiFe tem esse nome devido aos dois principais elementos que são utilizados na sua fabricação, o Lítio e o Ferro, daí a sigla LiFe, que se pronuncia life mesmo e não laife.
O senso comum
O senso comum é o conhecimento que as pessoas adquirem através da pratica cotidiana inspirada no modo de agir do grupo ao qual pertencem. Neste caso o grupo são os aeromodelistas.
Trata-se de um conhecimento superficial onde não há uma análise mais profunda do assunto.As pessoas fazem porque os outros fazem.
Alguns aeromodelistas se valem exatamente do senso comum quando a questão é de usar ou não uma bateria de LiFe no receptor.
Através de conversas com colegas de pista ou opiniões em forums, constatam que há muita gente usando as baterias de LiFe em diferentes marcas e modelos de receptores nos quais a voltagem recomendada é 6,0v. Muitos inclusive, relatam que usam baterias de LiFe a bastante tempo sem que tenham tido nenhum tipo de problema.
Então a conclusão que é simples: Se tem gente usando LiFe e não tem problema, então eu também vou usar.
E estão certos.
Entre os que mais se beneficiam com as caracteristicas das baterias de LiFe são os aeromodelistas que voam modelos grandes
( Giants ) 33% de escala ou maiores.
Isso porque, devido ao uso de servos de alto torque, o consumo instantâneo de energia é elevado sendo necessário uma bateria que dê conta desse consumo.
Antes do advento da baterias de LiFe a solução encontrada era usar packs de bateria de NiMh ( Níquel Metal Hidreto ) com capacidade acima de 2000mA e com 5 células (6,0v ), proporcionando maior torque e velocidade nos servos e o uso das baterias de LiFe veio solucionar essas duas questões – alta corrente e voltagem maior = maior torque e velocidades mais rápida para os servos.
Para aqueles mais práticos essas informações fornecidas pelo senso comum são suficientes para que decidam usar as baterias de LiFe .
O lado técnico
Outros modelistas entretanto, preferem ter um esclarecimento mais técnico antes de colocar baterias de LiFe a bordo dos seus aviões. Estes também estão certos, eu diria até “mais certos” do que aqueles orientados apenas pelo senso comum.
Técnicamente o fato que mais os convence é que os mesmos fabricantes de RC como a Futaba e a JRM que especificam que a voltagem máxima para a maioria dos servos e receptores é de de 6,0 volts, também fabricam e vendem
baterias de NiMh com 5 células ( 6,0 volts ), mesmo sabendo que essas baterias apresentam uma voltagem nominal de 6,25v ( 5 x 1,25v ) e quando completamente carregadas pode chegar a 7,3 volts !
Ora, é sabido que
numa Life a voltagem nominal é de 6,6v ( 2 x 3,3v ) e quando totalmente carregada chega a 7,4 volts. Ou seja, excedem em apenas 5% a voltagem de uma bateria de NiMh.
Então, se nem os fabricantes se preocupam com essa diferença a maior da voltagem é sinal que não haverá problemas para o equipamento.
O raciocínio está correto porque os receptores possuem internamente um regulador de voltagem que rebaixa a voltagem da bateria para valores próximos dos 3,0 volts para alimentar o circuito e esses reguladores são projetados para trabalharem com uma boa "folga" em relação a voltagem de bateria, no mínimo de 10% absorvendo essa pequena elevação sem nenhum problema..
Em relação aos servos, embora eles também tenham uma margem de tolerância "generosa" em relação a voltagem da bateria, a situação é mais delicada porque lidam diretamente com a voltagem da bateria e um aumento da voltagem quando ligados em uma bateria NiMh de 6,0v, podem apresentar tremores até a voltagem chegar próxima aos 6,25 volts ( o que demora alguns minutos ) .
Nos servos digitais esse aumento temporário de voltagem é melhor tolerado porque eles possuem um regulador interno de voltagem semelhante aos receptores que também rebaixam a voltagem recebida da bateria, proporcionando um funcionamento “limpo”, isento de tremores.
Outro fato que reforça a idéia que é tranquilo o uso de baterias de LiFe nos receptores é o grande numero de empresas que fabricam essas baterias especialmente para uso em receptores e a grande divulgação que essa prática tem na mídia dedicada ao modelismo.
Se houvesse uma chance mínima dessas baterias causar algum dano aos equipamentos de RC elas simplesmente não seriam fabricadas e nem postas à venda.
Entretanto no site da Hobbico, um dos maiores fabricantes de material para modelismo no mundo, é possível encontrar à venda baterias de LiFe 2S com diversas capacidades especialmente desenhadas para o uso a bordo dos modelos e comercializadas não só no mercado americano mas no mundo todo.
Certamente a empresa não produziria essas baterias se houvesse a mínima possibilidade de uma interpelação judicial devido a danos causados em algum radiocontrole.
A titulo de exemplo podemos encontrar no site da Hobbico um texto divulgando as vantagens de usar uma bateria de LiFe, cuja tradução livre é a seguinte:
A Hobbico lançou uma nova bateria para o mercado que aproveita as mais recentes tecnologias (fosfato do ferro do Lítio LiFePO4).
Este pack de 2S tem uma voltagem nominal de 6,6 volts, tornando-o perfeito para receptores de 2.4 GHz e muitos servos usados atualmente.
Além da menor voltagem por célula, em comparação com uma LiPo, as baterias de LiFe têm outras caracteristicas positivas, tais como:
Pequeníssima taxa de auto-descarga ( perda de energia enquanto não estão sendo usadas );
Ciclo de vida maior ( duram mais );
Mantem a voltagem de 3.3v/célula sob a carga por muito mais tempo que outros tipos de bateria usadas em RC.
A melhor notícia é que, como a voltagem nominal das baterias de LiFe é menor que as LiPo, o pack pode ser ligado diretamente ao receptor sem a necessidade de usar um regulador de voltagem.
Entretanto é preciso verificar se o seu receptor e servos aceitam valores de voltagem próximos a 6.6v. A maioria dos receptores e muitos servos funcionarão sem problemas com esse pequeno acréscimo de voltagem uma vez que que essa voltagem é pouco maior que a voltagem de uma bateria de NiCd ou NiMh totalmente carregada.
Operando com a voltagem maior os servos produzem mais torque e respondem mais rápido, duas grandes vantagens em voo.
Um pack de LiFe de 1100mA 10C pode fornecer correntes de até 11Ampéres o que o torna ideal para o uso em sistemas de 2.4GHz que utilizam servos de alto torque.
Características da bateria de LiFe
São leves
Tem alta densidade de energia
Corrente de saída alta
São pequenas
Tensão nominal de 6.6V - perfeitas para usar na maioria dos RC
Não é necessário usar reguladores de voltagens (ver nota abaixo)
Não poluentes
Nota - Verifique as especificações do seu equipamento ( receptor e servos ) para ter certeza que ele aceita operar com voltagens proximas a 6,6v. Esta é a voltagem de um pack com 5 células de NiMh ou NiCd 5 carregado.
Embora isso não seja um problema para a maioria dos servos e receptores, alguns modelos de servos operam apenas com uma voltagem de 4,8v.
O que diz a Futaba?
Na seção FAQ do site da Futaba (http://www.futaba-rc.com/faq/product-faq.html#q26 ) encontramos a seguinte pergunta:
É possível usar packs 6v (5 células) com meu receptor e servos Futaba? Existem desvantagens em usar 6 volts?
Resposta da Futaba:
Todos os sistemas de Futaba são projetados operar com baterias de 4,8 volts (NiCD 4 células) ou 6 volts ( 5 células de NiCD ou 4 pilhas alcalinas), exceto alguns servos que são especificados para uso em uma voltagem específica.
Alguns equipamentos de outras marcas não são projetados para serem alimentados com 6,0v e não funcionam bem com baterias que tem essa voltagem, mas a maioria dos equipamentos da Futaba aceita essa voltagem um pouco maior fornecendo, no caso dos servos, maior torque e velocidade.
Note que quando usadas baterias de 6,0v os servos apresentarão maior torque e velocidade conforme já foi mencionado acima, entretanto a bateria irá gastar mais rápido devido ao maior consumo de energia dos servos e, estes podem ter a sua vida útil diminuída também.
Isto soa confuso, por isso pode ser útil comparar a bateria com a água em um balde.
Se você tem quatro furos pequenos no balde, a água vai sair em uma determinada taxa. Adicionando um quinto furo do mesmo tamanho você está fornecendo mais água (aumentando a corrente os servos tem mais força e velocidade); no entanto, o balde esvazia 25% mais rápido do que quando ele tinha apenas quatro furos.
O que diz a JR
A JR, como a Futaba, não faz nenhuma alusão ao uso de baterias de LiFe nos receptores em seu site, entretanto disponibiliza para à venda vários modelos de baterias de NiMh de 6,0 volts.
http://www.jrradios.com/Search/Default.aspx?SearchTerm=batteries#
Conclusão
Baseado no exposto acima e considerando que os fabricantes de RC limitam-se a especificar que 6,0 volts é a máxima que deve ser empregada em seus equipamentos sem declarar nenhuma tolerância sobre esse valor e nem fazer nenhum alerta de que a voltagem não pode exceder a um determinado limite, é lícito imaginar que uma pequena diferença para maior na voltagem da bateria não irá causar nehum tipo de problema.
Portanto usem tranquilamente as baterias de LiFe 2S nos seus modelos sem nenhuma culpa ou medo.
Mano
Gostaria de receber a opinião de vocês a respeito deste assunto relatando experiências próprias ou de colegas que usam ou usaram LiFe nos RX.
Por exemplo: Vocês usam bateria de Life nos seus modelos? Conhecem quem usa? Em caso positivo qual a sua opinião a respeito? E dos demais colegas?
Vocês tem noticias de alguém que torrou servos ou receptores por usarem baterias de LiFe?
Por favor enviem para: Mano
Ultimamente tornou-se uma febre colocar baterias de LiPo nos rádios. Parece que de um momento para outro as baterias de NiCd e NiMh ou desapareceram do mercado ou se transformaram em algo arcaico, antigo e para alguns até perigoso mesmo.
Qual seria a razão que tem levado tantos modelistas ( aero e auto ) a quererem trocar as baterias dos seus rádios?
As pessoas compram rádios novos, de ultima geração e imediatamente querem substituir a bateria!!!
Entre todos os clientes que me procuram solicitando esclarecimentos se é seguro ou não colocar baterias de LiPo no rádio, não lembro de apenas um que tenha me dado uma razão clara para fazer esta substituição. Eles querem trocar apenas porque a bateria de LiPo "é melhor"...
Vejamos então o que todos querem saber:
Afinal usar uma bateria de LiPo de 3S no rádio pode causar problemas?
Para esclarecer um pouco a resposta precisamos considerar algumas diferenças entre as baterias de LiPo, as de NiCd e as de NiMh.
Um pack de NiCd ou NiMh de 9,6v quando totalmente carregado atinge a voltagem de 11,1v aproximadamente, podendo variar para mais ou menos dependendo do tempo de uso e da qualidade das baterias. Numa bateria de LiPo de 3S a voltagem chega a 12,6 volts quando totalmente carregada.
Essa diferença de 1,5v, em principio, não causa maiores problemas para o rádio uma vez que a maioria deles são feitos para trabalhar também com pilhas alcalinas de 1,5v por célula, o que no final vai chegar aos mesmo 12 volts.
Nos rádios de 2.4GHz ao circuito de transmissão trabalha com 3,3v e o os demais circuitos com 5 ou 6 volts. Todas estas voltagens são obtidas através de reguladores internos instalados na placa do rádio, portanto a diferença de 1,5v na entrada não mudará absolutamente nada.
Porém nos rádios de 72MHz, geralmente o circuito de transmissão é alimentado praticamente com a voltagem da bateria. Isso significa que o aumento da voltagem desta irá proporcionar maior potência no rádio, provocando um leve aquecimento no circuito. Isso por sí só também não seria problema se não tivesse em jogo outro detalhe que muitas vezes é desconhecido do pessoal. Um pack de NiCd ou NiMh queestá completamente carregado, e portanto com 11v aproximadamente, assim que o rádio for ligado, e pasar a consumir energia, rápidamente a voltagem diminuirá um pouco estabilizando-se em torno dos 10,5 volts. Isso fará com que o circuito fique trabalhando dentro dos limites de temperatura. Porém quando o mesmo rádio é alimentado com uma LiPo, todos sabemos que a melhor caratcteristica desta bateria é justamente MANTER a voltagem SOB carga por mais tempo. Isso quer dizer que os 12,6 v ficaram firmes esquentando o circuito de transmissão do rádio.
Ainda assim isso não deve ser motivo de muita preocupação, afinal o rádio, em teoria, está preparado para trabalhar com 12v. Mas se por acaso o camarada esqueceu de esticar a antena, então teremos um "assado" no circuito de potência.
Claro que muitos vão dizer que mesmo se o rádio estivesse com uma bateria de NiCd de 9,6v e ficasse muito tempo com a antena abaixada iria queimar também. Corretíssimo. O que não se deve esquecer é quanto tempo o rádio vai levar para queimar se tiver sendo alimentado por uma bateria original com a voltagem menor, e quanto tempo queimará com uma LiPo.
Bem mas não podemos esquecer que estas são situações atipicas e que mesmo o pessoal que usa o rádio nos simuladores de vôo já aprendeu que deve retirar o cristal para que o circuito de transmissão permanece inoperante.
Para contornar essa situação, alguns modelistas, entre os quais eu, recomendo a instalação de um DIODO no fio da bateria de LiPo que vai ligado ao rádio. Este componente além da caracteristica de deixar fluir a corrente elétrica em um único sentido, possui outra particularidade que é bem interessante no nosso caso. Uma vez que se corta o fio da bateria e insere o DIODO, ele "come" 0,75 volts da bateria. Ou seja se a voltagem nos terminais da LiPo for de 12,6v, nos terminal que vai ligado ao rádio ( depois do DIODO ) a voltagem será de 11,85v, ou seja, bem próxima a do pack de NiCd/NiMh.
Além desta redução de voltagem o DIODO ainda "engana" o alarme de bateria do rádio. Por exemplo num rádio de 72MHz o alarme é acionado quando a voltagem da bateria atinge 8,5 v aprox. Sem o diodo, teóricamente cada célula da LiPo quando o alarme fosse acionado estaria com 2,83v, o que é uma voltagem muito baixa para a LiPo. Com o DIODO, fica garantido que quando o alarme acionar a voltagem da bateria estará 0,7v acima de 8,5v ou 9,2v que é perfeitamente seguro para recarregar a LiPo.
Em outra materia no site eu explico isso bem detalhado inclusive mostrando como é feita a ligação do DIODO na bateria.
Importante: NUNCA carregar a LiPo pelo fio onde está o diodo, se não a carga não ficará completa.
Resumindo a novela podemos dizer que:
1. Procure mexer o mínimo possivel na bateria do rádio, porque colocando ela invertida, adeus rádio. Aí só mandando pro Mano consertar rs rs rs.
2. Se o seu rádio é novo ou mesmo seminovo e a bateria é original e está boa, deixe assim. Carregue normalmente com no máximo 50% da capacidade e não se preocupe com nada. Preferencialmente use carregador original e aplique sempre que possivel carga lenta. Se for de NiMh não é necessário descarregar antes.
3. Se a bateria do seu rádio está com problema e você precisa substituir, ou se você voa muito e não quer ficar carregando a bateria do rádio toda hora, então pode instalar uma LiPo mas não esqueça de tudo que foi falado acima e o mais importante pense que você terá que ter um carregador especial para ela!
Como instalar baterias de LiPo no rádio
O
diagrama acima mostra como fazer as ligações para usar uma bateria
de Lito Polímero no rádio.
A idéia é
simples mas antes é preciso considerar alguns pontos como:
1 -As baterias de LiPo só devem ser usadas em rádios ( transmissores
) que tenha alarme de bateria;
2
- Os packs devem ser de no mínimo de 1400mA para proporcionar uma boa
autonomia ( tempo de uso sem necessidade de carregar) ao rádio;
3
- A instalação só é econômicamente viável
se você já possui um carregador para baterias de LiPo;
4
- Deve-se observar se o tamanho do pack escolhido cabe perfeitamente no espaço
reservado à bateria do rádio.
Item
1 - Porque usar baterias de LiPo só em rádios com alarme
de bateria?
A
resposta é simples, quem conheçe alguma coisa sobre as baterias
de Litio sabe que a voltagem da célula não deve baixar além
dos 3,0 volts no caso de um pack com mais de 2 células. Na realidade
esse limite, segundo os fabricantes, é 2,5 volts, mas como num pack temos
2 ou mais células, pode acontecer que uma se descarregar mais do que
a outra e, se considerarmos apenas a voltagem do pack todo, estaremos danificando
a célula que descarregou demais e consequentemente o pack todo. Por isso
estabeleceu-se o valor de 3,0v/ célula a fim de dar uma margem de segurança
para a bateria.
Voltando ao rádio, independente da marca todos aqueles que tem alarme
de bateria, disparam um sinal sonoro quando a voltagem desta chega aos 8,5 volts.
Se estivermos usando uma bateria de LiPo de 3S ( 11,1 volts ), quando a voltagem
nos terminais da mesma estiver em 8,5 v ( rádio alarmado ), TEÓRICA-
CAMENTE a bateria estaria dentro do limite de segurança porque 8,5 v
/ 3 células = 2,8 v. Isto é, poderíamos SUPOR que cada
célula do nosso pack estaria com 2,8volts, portanto 0,3 ACIMA do limite
mínimo aceitável que é de 2,5 volts. Isso TEÓRICAMENTE
porque na prática poderemos ter situações bem diferentes
onde o somatório da voltagem resulte em 8,5 volts. Só para dar
um exemplo podemos ter 2 células com 3,1 volts e uma com 2,4 volts, o
que estaria condenando esta última célula ao lixo! Várias
outras combinações podem existir no conjunto ( pack) que mesmo
totalizando 8,5 v não nos garantem com segurança que o limite
de alguma célula não foi ultrapassado.
Então, quando se estabelece o limite de 3,0 /célula temos a garantia
que TODAS as células estarão trabalhando dentro de um limite bem
seguro porque estaremos garantindo que todas as células permanecerão
trabalhando bem acima do limite mínimo. Num pack de 3S qualquer uma célula
que tiver a sua voltagem menor do que 3,0v vai acionar o alarme do rádio,
ou no caso de estar sendo usado com um SPEED CONTROL, o motor será cortado.
Entendido
esse ponto, vejamos agora como é que vamos fazer para que quando o larme
do rádio seja acionado a voltagem da bateria de LiPo esteja num valor
seguro.
Para
conseguir isso vamos ter que "enganar" o alarme! Ou seja, temos que
fazer ele "sentir" que a voltagem da bateria está em 8,5v quando
na realidade ela estará acima deste valor. Para isso vamos utilizar um
componente eletrônico chamado DIODO. É uma peçinha muito
simples, comum e de vasta utilização dentro da eletrônica.
Uma das tantas caracteristicas que ela possui é que quando uma corrente
elétrica passa através dela, "perde" 0,7 volts. Assim
se você ligar um diodo num dos fios de uma bateria de 11,1v como é
o caso da LiPo em questão ( veja o desenho acima ), e medir a voltagem
no terminal que será ligado ao rádio, a voltagem será de:
11,1v - 0,7v = 10,4 volts. Isso porque a voltagem indicada no rádio (
10,4v ) MAIS a voltagem que o DIODO "come" ( 0,7v ) é igual
a voltagem da bateria ( 11,1 v ).
Beleza o rádio vai funcionar normalmente.
Agora
imagine que a bateria vai "gastando" até o alarme do rádio
ser acionado. Neste momento o rádio estará recebendo 8,5v ( o
alarme está acionado ) mas a voltagem na bateria estará em... 8,5v + 0,7v ( do diodo ) = 9,2 VOLTS . Portanto perfeitamente dentro
do limite de segurança!
Não se preocupe com os valores absolutos das voltagens. Na prática
eles só são importantes para o circuitos funcionarem bem, o que
importa é que você verá que um rádio do tipo 8UAP
da Futaba ( no meu caso ) alimentado com uma bateria de LiPo de 1400mA funciona
durante 7horas sem precisar recarregar!
Bem
agora a notícia ruim. Se o seu rádio não tiver um alarme
automático (sonoro ), eu não aconselho você a usar baterias
de LiPo. Primeiro porque neste tipo de rádio vai ficar complicado você
verificar o limite da voltagem, mesmo tempo um medidor com uma escala em vermelho
inicando que a bateria está no limite, ou mesmo um conjunto de Leds,
ambos sistemas não tem a precisão necessária para evitar
que você ultrapasse o limite mínimo da bateria e detone o pack.
Item
2 - Porque usar baterias acima de 1400mA?
A razão é simples. Considerando o preço das baterias
de LiPo, se for para usar uma bateria de 700mA por exemplo, então é
melhor ficar com o pack original ou colocar outro de 1000 ou mais mA de NiMh
ou NiCd. Não devemos esquecer que a grande vantagem da bateria de LiPo
é a maior autonomia do rádio e nada mais.
Item
3 - Viabilidade da troca da bateria original por uma de LiPo.
Este
é outro fator importante a considerar. Se você já utiliza
baterias de LiPo em modelos elétricos por exemplo, e já tem o
carregador apropriado, basta comprar a bateria e instalar no rádio. Por
outro lado se você não tem, a troca das baterias pode ficar dispendiosa
considerando a necessidade de comprar também um carregador específico
para LiPo.
Item
4- Tamanho do pack.
Atente
bem para este detalhe porque as baterias de LiPo que são pequenas no
tamanho geralmente também o são na capacidade, quer dizer talvez
a bateria que você pretenda colocar no rádio tenha a capacidade
adequada mas o tamanho NÃO! Preste bem atençao nisso principalmente
se você vai comprar as baterias pela Internet. As vezes uma diferença
de apenas 2mm numa das dimensões do pack é suficiente para que
o mesmo "não entre" no rádio...
O
diodo
Componente
eletrônico encontrado em qualquer loja de material eletrônico. Pode
ser usado literalmente qualquer diodo de silício do tipo 1N4004.
Na
foto abaixo a foto podemos ver a aprência de um diodo, aqui vemos 5 peças.
Penas
deve-se prestar atenção no anel prateado em um dos lados do componente
que identifica o terminal NEGATIVO. Ele deve ser ligado exatamente como mostra
o diagrama no início do texto. Se for ligado invertido simplesmente a
bateria não irá alimentar o rádio.
Obs: Veja também que a bateria ficará com 2 conectores: Um para ligar no rádio ( com o diodo ) e outro para ligar no carregador ( sem o diodo ).
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Depois do "boom" promovido pelas baterias de LiPo no modelismo mundial, cujas maiores vantagens são a alta taxa de descarga ( capacidade de fornecer correntes elevadas ) e pouco peso, outra tecnologia inovadora começa a despertar o interesse dos modelistas no mundo todo: As baterias de LiFePO4, ou baterias de Litio Ferro Fosfato, ou ainda as mais conhecidas A123 ( LiFePO4 nanofosfato).
Na verdade essa tecnologia não é tão nova assim, ela começou a ser divulgada em 2006 pela companhia americana A123 Systems ™, cujo nome tornou- se sinônimo de baterias de LiFe. O foco principal dessa empresa são os veículos movidos a eletricidade, como automóveis, motos e utilitários porém logo o mercado de RC descobriu as vantagens desta nova bateria e passou a utilizá-la também.
É comum pensar que as baterias de LiFePO4 e as A123 são a mesma coisa mas não é verdade. As baterias A123 são um tipo específico de LiFePO4 produzidas pela A123 Systems ™ cujas tendo como base a nanotecnologia que permite a fabricação de células com capacidade de manipular altas correntes tanto de carga como de descarga. Apenas como exemplo uma bateria de LiFePO4 de 2330mA é capaz de entregar uma corrente de pico de 100A durante 10 segundos! Isto significa uma taxa > 40C.
Por outro lado uma bateria de LiFePO4 standart fornece apenas 3 a 5C de carga o que é perfeitamente adequando para a maiorias das aplicações de RC onde não são exigidas altas taxas de energia.
Embora o uso das baterias de LiFePO4 estejam apenas começando entre os modelistas, uma vez que os modelos de pack e as capacidades sejam limitadas não resta a menor dúvida que elas vireram para ficar, uma vez que combinam a durabilidade das baterias de NiCd com a leveza e a altas taxas de carga das LiPo.
Outra caracteristica importante das baterias de LiFePO4 esta situa-se em dois quesitos muito importantes no contexto atual: A segurança e a baixa toxidade de seus componentes.
Diferentemente das baterias de Lipo, uma baterias de LiFePO4 cuja capacidade de carga ou descarga foi excedida, não produz nenhum tipo de queima nem explosão uma vez que o gás liberado pelas células não é inflamável, e a composição quimica das células tem baixíssima toxidade não agredindo o meio ambiente.
Depois desta breve apresentação vejamos o que mais interessa para nós modelistas: As caracteristicas técnicas das baterias de LiFePO4.
Voltagem da célula ..... 3,3 volts (para as A123) ou 3,2 volts (para as LiFePO4 comuns)
Taxa de carga ............. 5 a 10C
Taxa de descarga ........ 40C (para as A123 ou 3 a 5C (para as LiFePO4 comuns)
Principais vantagens:
Podem ser zeradas que não se danificam, basta carregar novamente.
Vida util de 1000 ciclos ( * ) ( a vida útil das Lipo é de 200 ciclos apenas )
Não explodem nem produzem fogo
Não são tóxicas
Não necessitam de balanceamento ( ** ) ( packs menores que 5S )
Não estufam como as LiPo.
Alta relação peso/energia ( baterias mais pesadas mas que fornecem maior energia )
Baixíssima taxa de auto descarga. Podem ficar inativas por muitos meses sem perder a carga
Podem ser usadas em radios e receptores de RC sem a necessidade de reguladores ( BEC's ) (uma LiFePO4 de 2S tem 6,4v, e 3S tem 9,6v )
Alta tolerância a sobrecargas e descargas além da sua capacidade sem apresentar danos
Aquecem menos e o sobre-aquecimento não prejudica o desempenho.
As A123 são fabricadas em tubos de aluminio o que garante maior rigidez mecânica em caso de quedas.
Desvantagens:
São mais pesadas que as LiPo
Não são fabricadas nos formatos mais conhecidos - AAA, AA, SubC e etc
As opções de capacidade ainda são limitadas
É necessário um carregador específico para carregá-las
Carregamento:
Embora as baterias de LiFePO4 devam ser carregadas com corrente constante e voltagem constante, da mesma forma que as baterias de LiPo, porém não é possivel utilizar os carregadores de LiPo, porque a voltagem final de carga destes carregadores é 4,2 volts e a voltagem final de carga das baterias de LiFePO4 é de 3,6 volts.
Os carregadores mais modernos, entretanto, já tem incorporado na sua programação uma opção para carregar as baterias de LiFe.
Existem na Internet pessoas que sugerem a utilização de um circuito eletrônico conectado entre o carregador de LiPo e a bateria de LiFePO4, cuja função é limitar a voltagem final da carga em 3,6 volts, isso é possível desde que o circuito seja bem feito e ajustado com precisão.
Por outro lado tem outras pessoas que simplesmente ligam os packs de LiFePO4 3S diretamente na bateria de 12 v do carro, utilizando um pedaço de fio "calibrado" para reduzir a corrente de carga e um multímetro para monitorar a voltagem máxima da bateria. Não me perguntem como é que fica a constância da voltagem e da corrente nesse procedimento. Pessoalmente eu acho isso uma insensatez porque apesar de funcionar vai diminuir bastante a vida útil da bateria.
Bateria LiFePO4 tipo A123 3,3volts Bateria LiFePO4 tipo standart 3,2volts
A substituição das LiPo por LiFePO4.
Quando se pensa em substituir baterias de LiPo por baterias LiFePO4 A123, é preciso considerar que as voltagens são próximas mas não são iguais e o resultado de uma troca de packs levando em conta apenas o numero de células ( 3S = 3S ), certamente vai causar dores de cabeça principalmente se a bateria em questão for acionar o motor.
Por exemplo, suponha que você usa um motor EMAX com 1200 Kv ( RPM/Volts ), com uma bateria de LiPo de 3S - 11,1v o giro do motor será de 13320RPM, mas se você colocar uma A123 de 3S - 9,90v a rotação do motor cai para 11880 RPM o que certamente vai comprometer o vôo do modelo.
Outro ponto que deve ser considerado é que a voltagem da baterias de LiFePO4 diminui bastante ( veja o grafico abaixo) quando estão sob carga intensa. Isso certamente vai fazer com que assim que a amperagem atinja um determinado, um ESC programado para uma 3S LiPo, desligue o motor nos primeiros minutos - ou segundos - de vôo porque o cut off está setado para 9,0v .
Para contor esse problema é necessário adicionar mais uma célula ao pack. Portanto se você esta usando um pack de 3S de LiPo vai precisar de um pack de 4S de LiFePO4. É claro que essa mudança vai causar outras implicações no conjunto motor/ESC uma vez que com a voltagem maior a corrente também será maior podendo ultrapassar os limites máximos tanto do ESC quanto do motor. Portanto não basta apenas trocar os packs, é necessário "recalibrar" todo o conjunto motor.
Gráfico obtido do site FMA Inc.™ - www.fmadirect.com
O grafico acima mostra o resultado do teste feito em uma celula de LiFePO4 de 2350mA ( 2,35A )nos laboratórios da FMA Direct™.
Com a voltagem mínima da célula limitada em 2,5v, podemos observar que na medida em que a taxa de descarga ( A/h ) aumenta, a voltagem da célula diminui bastante mas mesmo assim a célula continua fornecendo praticamente a mesma quantidade de energia.
Esta é a razão porque que é necessário adicionar mais uma célula ao pack a fim de compensar a diminuição da voltagem num pack.
Também é possível observar no gráfico que sob altas taxas de descarga a bateria aquece mais e a vida util do pack é reduzida proporcionamente. Finalmente fica bem claro no gráfico que o melhor aproveitamento de uma bateria de LiFePO4 é alcançado quando a taxa de descarga é de 12,7C
( faixa marrom ). Sob esta taxa, a temperatura permanece dentro dos limites da célula ( 140ºF ou 60ºC ) e a vida útil atinge 500 ciclos.
Resumindo.
É uma excelente opção, sempre que for possível, substituir principalmente baterias de NiCd ou NiMh por baterias de LiFePO4 nos radios e receptores, porque elas conseguem fornecer mais energia com menor peso. Um pack de LiFePO4 de 2S , 6,4 volts 2300mA, por exemplo, é bem mais leve que outro composto de 5 pilhas de NiCd ou NiMh além de se dispor de uma corrente de descarga instantânea muito maior ( 3 a 5C). Isso é particularmente útil em modelos Giants onde temos muitos servos de alto torque e que consomem muita corrente. Além de ter energia "de sobra", ainda temos a vantagem de trabalhar com 6,4 volts.
A utilização das baterias de LiFePO4 estão limitadas a modelos maiores onde a diferença de peso do pack não seja significante.
Os packs de maior voltagem > 5S precisam ser balanceados durante a carga sob pena de alguma célula vir a apresentar falhas, em pack menores
( 4S ) embora não seja necessário o balanceamento é recomendável que se faça sempre que for possivel.
Quando uma celula de LiFePO4 atinge a carga máxima a voltagem cai abuptamente, da mesma forma que uma célula de NiCd ( peak ). Se um pack estiver sendo carregado sem balanceamento e uma ou mais células atingir a voltagem máxima e o processo de carga continuar, estas célula vão ventilar liberando gás e serão danificadas, assim como o pack.
Depois de todas as considerações acima, caso seja feita a substituição de um pack de LiPo por outro de LiFePO4, antes de voar o modelo cheque os seguintes pontos:
1 - Verifique se a voltagem do ESC ( cutt off ) está ajustada corretamente;
2 - Verifique se o BEC é capaz de trabalhar com a voltagem maior;
3 - Cheque o CG do avião;
4 - Balanceie o pack antes de voar;
5 - Verifique se a temperatura do conjunto Motor/ESC/ bateria não está ultrapassando os 60ºC;
6 - Faça a regulagem do conjunto para que o corte do motor aconteça depois de 85% da bateria ter sido consumida, os 15% restantes devem ficar como reserva para pousos de emergência. Lembre-se que se for utilizada 100% da bateria a voltagem estará tão baixa que não será capaz de acionar novamente o motor, ocorrendo "pane seca".
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Montagens mais comuns de packs de baterias
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Baterias de LÍTIO (LiPo) com medidor de LCD
Mais
uma novidade para os amantes da vôo elétrico: A HOBBY LOBBY (
www.hobby-lobby.com ) lançou ma série de baterias
de LiPo que trazem "embutido" um display LCD indicando as condições
da bateria.
O
display tem três telas de medidas que podem ser acessadas pressionando
um botão existente na bateria.
A
primeira tela mostra a voltagem da bateria, condição de carga
da bateria - Empty ( vazia ) até Full ( cheia ) e ainda indica como está
o balanceamento das céluas.
Apertando
o botão aparece outra tela informando o número de células
do pack , a voltagem , total e a voltagem individual de cada célula com
uma precisão de 0,01volt ( 10 miliVolts ). Finalmente pressionando novamente
o botão temos a indicação individual das células
com uma precisão de 0,001 ( 1 miliVolt ). Muito útil para verificar
o balanceamento do pack.
A
Hobby Lobby disponibiliza packs de 2 a 4 e 2 a 8S com o LCD e futuramente também
com maior número de células.
BATERIAS DE LÍTIO-POLÍMERO (LiPo)
Baterias de Lito Polímero - informações de segurança e manuseio
Inegavelmente
as baterias de LiPo são as preferidas pelos modelistas que voam aviões elétricos.
Isto se deve a sua alta capacidade
de fornecer energia e serem packs
muito leves.
Devido a estas características as baterias de LiPo estão mais próximas de ser
um combustível de aeromodelo do que simplesmente baterias. Portanto
para efeito de segurança, pense nelas como combustível e não como baterias!
Se tratadas com os cuidados preconizados pelos fabricantes, estas baterias são
uma fonte segura e robusta de energia para os aeromodelos elétricos. Então porque
o medo que muitos aeromodelistas tem de usá-las? O que pode sair errado?
Fogo
nas baterias de LiPo.
O fogo em baterias de LiPo, na maioria da vezes é causado por sobrecarga durante
o processo de carga. Diversos fatores contribuem para isso, alguns deles são:
- Carregador inadequado para a bateria
- Ajuste errado da taxa de carga ( carregar
a bateria com taxas maiores que a capacida da mesma >1C )
- Não usar balanceador de células aplicando carga diretamente nos terminais
principais do pack, sem controle da voltagem
- Carregar packs com células danificadas
Baterias
boas ( novas ) que não "pegam" mais carga.
Uma bateria de LiPo será danificada se:
- Utilizada abaixo da voltagem mínima ( 3,0 v /célula ). Isso acontece quando
é utilizado um Speed Control ( ESC ) que não é específico
para baterias de Lítio. Nesse caso a voltagem de corte do motor geralmente é
menor do 3,0 v /célula.
- O Speed Control for mal programado causando o mesmo efeito do ítem anterior.
- Se descarregada diretamente pelos terminais principais sem o controle da voltagem, fazendo com que esta atinja valores menores do que 3,0 volts/célula.
- Ocorrer curto circuito nos terminais.
- A bateria sofrer danos na sua constituição física. Amassamentos no invólucro
da bateria quando da queda do aeromodelo ou a bateria caiu no chão.
O que você sempre deve fazer ao utilizar uma bateria de LiPo.
1 - Sempre use o carregador especificado pelo fabricante da bateria.
2 - Sempre que possível utilize um BALANCEADOR para carregar a bateria.
3 - Cheque sempre se o carregador esta programado para baterias de LiPo.
4 - Tenha certeza que o carregador está ligado a uma fonte "limpa" de energia
como uma bateria automotiva ou uma fonte de alimentação de boa qualidade.
5 - Verifique se o carregador foi programado com o numero de células correto
do pack que será carregado. Por exemplo 2S, 3S e assim por diante.
6 - Tenha cuidado no manuseio e transporte das baterias de LiPo para evitar
que amassamentos provoquem curto-circuito interno nas células ou nos terminais.
6 - Quando não estiver em uso, desconecte totalmente a bateria do speed control para evitar que
ela se descarregue abaixo do valor mínimo.
7 - Sempre cheque a bateria física e eletricamente antes de uma carga ou descarga.
Se verificar que alguma célula está "estufada", utilize um balanceador tanto
para descarregar como para carregar a bateria novamente.
O que você NÃO deve fazer ao utilizar uma bateria de LiPo
1
- Não permita que durante carga a voltagem ultrapasse os 4,25 volts/célula.
Isso caracteriza SOBRECARGA.
2 - Não programe o carregador com taxas de carga maior do que 1C. Se o pack
for de 3.200mA a taxa máxima de carga deve ser 3,2 A . Na prática os fabricantes
recomendam que a taxa máxima seja de 90%C ou 0,9C.
3 - Não carregue packs em série ( 2S - 3S etc ) feitos com células de capacidade
diferente ou que apresentem variações de +ou - 0,03v/célula. Nestes casos carregue
cada célula SEPARADAMENTE, ou use um BALANCEADOR.
4 - Não permita que um pack de LiPo descarregue com voltagens menores que 3,0
volts/célula. Voltagens menores podem
danificar irremediavelmente o pack.
5 - Não exponha os packs de LiPo a temperaturas elevadas, maiores do que 45º Celsius.
6 - Não carregue packs que contenham células estufadas diretamente nos terminais Positivo e Negativo. Use o BALANCEADOR..
7 - Pare a carga imediatamente se uma ou mais células estiverem
quentes demais. Um pack de LiPo carregado corretamente tem a sua temperatura elevada levemente apenas, as celulas ficam "mornas".
Medidas para prevenir incêndios
-
Coloque as baterias de LiPo para carregar em áreas que não contenham materiais
inflamáveis e retire sempre a bateria do modelo antes de carregar.
- Nunca coloque a bateria para carregar dentro de um carro em movimento onde
o aparecimento de fumaça ou fogo podem causar
um acidente rodoviário.
- Se a bateria sofreu uma queda com o avião ou está quente demais, coloque-a
num espaço aberto e bem ventilado onde seja possível observá-la, nunca dentro
de veículos, clubes ou residências.
- Se em qualquer circunstância você observar que a bateria está "inchando" coloque-a
num lugar aberto e afastado onde seja
possível observá-la.
- Se durante a carga a bateria esquentar, DESLIGUE IMEDIATAMENTE O CARREGADOR
.
- Em caso de curto circuito acidental nos terminais da bateria, coloque a mesma
numa área segura ao ar livre e a observe por 15 minutos antes de fazer qualquer
outro procedimento.
-
Ao descartar baterias com problemas, descarregue-as completamente usando uma
pequena lâmpada ou coloque-as dentro de uma solução de salmoura ( água+ sal
de cozinha ). Isso vai evitar que células que ainda tenham alguma energia armazenada
entrem em curto e provoquem fogo no lixo. ( Isso serve para qualquer bateria )
-
As baterias de LiPo para uso em RC não devem ser utilizadas em outros equipamentos
e o fabricante entende que o usuário conhece todos os procedimentos de uso e
manutenção destas baterias, isentando-se portanto, de toda e qualquer responsabilidade
por acidentes que venham a acontecer devido a má utilização das mesmas.
Significado de alguns termos relativos a baterias de LiPo.
a)
Como quaisquer baterias as baterias de LiPo podem ser ligadas de duas formas:
EM SÉRIE* para se conseguir maior VOLTAGEM, em PARALELO ** para se conseguir
maior CORRENTE, ou ainda SÉRIE/PARALELO quando for necessário maior CORRENTE
e maior VOLTAGEM. As siglas que identificam essas associações são: 3S1P
- Trata-se de um pack que tem 3 células em série e 1 em paralelo; 5S2P
- Neste caso temos um pack com 5 células em série e 2 em paralelo. Os packs
mais comuns entretanto são montados apenas com células em série, portanto serão
de 2S, 3S, 4S e assim por diante.
b) Como já foi dito no item anterior quando ligamos células em SÉRIE aumentamos
a voltagem do conjunto ( pack) . Para cada célula adicionada ao pack a voltagem
aumenta de 3,7 volts ( valor nominal ) de cada célula. Assim um pack de 2S tem
7,4 volts; um de 3S tem 11,1 volts e um de 4S terá 14,5 volts. Da mesma forma
se ligarmos 2 packs de 1700mA em PARALELO teremos um novo pack COM A MESMA VOLTAGEM
mas com a capacidade aumentada para 3400mA.
c) A letra C expressa a relação entre a capacidade da célula ou do pack em mA
e a corrente em Amperes ( 1000:1 ). É usada normalmente para indicar a máxima
corrente de carga e descarga do pack ( tal como 1C , 2C ). Um pack que forneça
1000mA ( 1 A ) a 20C
por exemplo, poderá entregar até 20 A para o motor continuamente. Esta é corrente
máxima que a bateria pode fornecer quando o motor está totalmente acelerado.
Deve-se levar em conta que esta é a condição máxima de trabalho da bateria e
portanto não deve ser considerada como condição normal, ou seja, na prática
devemos escolher uma bateria que possa fornecer energia ao motor na faixa de
70 a 80% da sua capacidade. Voar com o acelerador no máximo não é uma boa prática
porque a bateria vai esquentar bastante e a sua vida útil será diminuída. Imagine
como se fosse um carro no qual você precisasse andar sempre com o motor todo
acelerado.
d) A voltagem normal de uma célula de LiPo é de 3,7v. Quando está completamente
carregada chega a 4,25 v e, com 3,0 v a descarga deve ser interrompida e a célula
considerada descarregada. É extremamente importante que estes dois limites sejam
respeitados
sob pena de danos irremediáveis à bateria e/ou acidentes graves.
e) Como já foi dito anteriormente o ajuste do carregador deve ser feito levando-se
em conta o numero de células do pack e a corrente máxima de 1C. Nos carregadores
"inteligentes" basta que se programe estes dois parâmetros que todo o processo
de carga é ajustado automaticamente. Cuidado com carregadores mais simples (baratos)
nos quais não é possível visualizar como esta sendo carregada
a bateria. Já existem baterias de LiPo de 20C que podem ser carregadas com taxas
de até 2C durante os 90% iniciais da carga quando então o carregador diminui
a corrente gradativamente e carrega os 10% restantes com uma taxa menor. Estes
carregadores rápidos possuem um eficiente circuito de monitoramento de carga
que permite este procedimento.
LIGAÇÃO
EM SÉRIE* - Ligação entre as células de um pack onde o terminal Positivo
de uma vai conectado ao Negativo da outra, resultando num conjunto onde a voltagem
final é igual a soma das voltagens de cada célula e a capacidade do pack (mA)
é igual a capacidade de uma célula.
LIGAÇÃO
EM PARALELO ** - Ligação entre as células de um pack onde os terminais Positivos
são ligados entre si e os
Negativos também, nesse tipo de ligação a voltagem final do conjunto é igual
a voltagem de cada célula, e a capacidade do pack resultante é igual a soma
das capacidades (mA ) das células que o compõe.
Nos
dois tipos de ligação é necessário que todas as células tenham a mesma capacidade
( mA ), caso contrário a célula menor vai descarregar antes das
demais danificando-se e comprometendo o pack inteiro.
Outro
componente importante quando se utilizam baterias de Lítio é o
Carregador.
Os
carregadores normalmente utilizados para as baterias de NiCd e NiMh bem como
os cicladores, NÃO SERVEM PARA AS BATERIAS DE LÍTIO !
As
baterias de Lítio necessitam de carregadores que forneçam corrente
constante e voltagem constante e não podem ter a função
de PEAK CHARGE ( sensor que desliga o carregador quando a bateria chega na carga
máxima ), ou seja todos os carregadores e cicladores que você utiliza
para as baterias de NiCd e NiMh, não servem!
Carregador e Ciclador programável que pode ser utilizado
para carregar baterias de Lítio
COMPARATIVO DE CUSTOS
Para que se tenha uma idéia compare os valores abaixo, em dólar, obtidos no site da Tower.
Bateria
de 7,2 volts x 700mA LíPoly US 24,49 x Bateria
de 4,8v x 600mA NiCd US 17,99
Bateria
de 7,2 volts x 1500mA LíPoly US 35,99 x Bateria
de 4,8v x 1000mA NiCd US 37,99
Bateria
de 7,2 volts x 2200mA LíPoly US 56,60 x Bateria
de 4,8v x 2000mA NiMh US 49,99
Como
se pode ver a diferença de preços, lá nos EUA, não
é muito significativa. Não esqueçamos entretanto que se
optarmos pela baterias de Lítio, necessáriamente precisaremos
comprar o Regulador de Voltagem e o Carregador.
Os preços
dos reguladores variam de US 19,00 a US 60,00 dependendo a complexidade. Os
carregadores também sofrem uma variação entre US 83,00
a US 130,00 ( caso do ciclador da foto acima )
CONCLUSÃO
Se
você tem um modelo elétrico e está disposto a gastar um
dinheiro extra, é uma boa opção comprar baterias de Lítio.
Caso
contrário fique com as baterias tradicionais de NiCd ou NiMh .
.
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Cuidados básicos com baterias de Níquel Metal Hidreto ( NiMh )
As
informações a seguir, constam de um material informativo fornecido
com as bateria GP - Golden Power e
são bem interessantes para consumo do usuário mais leigo, embora
de maneira geral sirva para todos que já sabem, ou
pensam que sabem, como utilizar as baterias de NiMh.
1º
Utilizar um carregador compatível com a capacidade da bateria e observar
o tempo de carga.
2º
Sempre que possível use o carregador que acompanha o equipamento.
3º
Não inverter a polaridade da bateria quando colocá-las em carga.
4º
Não utilizar baterias de tipos diferentes no equipamento ou no carregador
( NiMh, NiCd ou Alcalinas ).
5º
Não coloque "em curto" os polos da bateria
6º
Não exponha a bateria ao fogo.
7º
Retirar as baterias do equipamento se não for utilizá-lo por longos
períodos de tempo.
8º
Não sobrecarregar as baterias ou descarregá-las completamente.
9º
Baterias que duram cada vez menos, estão esgotadas e devem ser substituídas.
10º
Ao manusear as baterias, procure manter as temperaturas abaixo:
Temperatura
de carga ..................... 0 a 45 ºC
Temperatura
de descarga ............ -20 a 50 ºC
Temperatura
de armazenamento... -20 a 35 ºC
***********************************************************************************************************************
As baterias que
eu vendo são cerca de 50% mais baratas do que as baterias originais.
Mesmo assim alguns colegas me questionam que no mercado encontram baterias semelhantes
ainda mais baratas.
Realmente as baterias, sobretudo
as de NiCd estão bem populares e são encontradas em qualquer loja
de produtos eletrônicos, eletrodomésticos e em bancas de camelôs.
A respeito das baterias dos
camelôs já teci alguns comentários no tópico abaixo
( Baterias falsificadas ), mas acredito que devo esclarecer a todos um pouco
mais sobre a montagem de packs de baterias para RC.
Simplificadamente é muito
fácil fazer um pack de baterias principalmente para o receptor ( bateria
de bordo ). Basta ir até uma loja de eletrônica ou banca de camelô,
escolher uma cartela de "pilhas" da capacidade que se deseja, comprá-las
bem baratinho, chegar em casa esquentar o soldador, soldar uns pedaços
de fios interligando as pilhas, cortar o fio com o conector da bateria velha
ou de um servo pifado soldá-lo na bateria e depois enrolar o "pack"
( pacote ) em fita isolante ou fita crepe e está pronto o pack!
Agora é só instalar
no avião, carregar e pronto. Afinal as pilhas são "novas",
o fio e o conector são da bateria velha que até estava funcionando
só não "pegava" mais carga.
A bateria do rádio (
transmissor ) é um pouco mais complicado de montar porque as vezes a
"maçaroca de fios+solda+fita isolante" fica tão grande
que a bateria simplesmente não entra no rádio! A solução
então é fazer como o colega da foto abaixo que não vacilou
em serrar a tampa trazeira do rádio para poder colocar a bateria. Sem
falar em outros que simplesmente "colam" a bateria na parte trazeira
do rádio com fita isolante!!!
A bateria ficou muito grande...
É
óbvio que packs feitos assim são muito baratos. Por outro lado
quase sempre cobram um alto preço do aeromodelista que os utiliza. Baterias
ruins, soldas mal feitas, fios e conectores oxidados, mau contatos de toda ordem
acabam provocando a perda de controle do aeromodelo.
Para montar um pack
de baterias utilizado em aeromodelos onde a segurança e confiabilidade
devem ser máximas, alguns cuidados básicos devem ser tomados.
1
- Qualidade da células que vão compor o pack;
2 - Pré teste
em todas as células para verificar a condição de cada uma;
3 - Montagem mecânica
do pack;
4 - Soldagem das
células entre si;
5 - Aplicação
de 3 ciclos de carga no novo pack;
6 - Colocação
do fio e conector;
7 - Colocação
do plástico termo-retrátil.
A escolha das células
E
a parte mais importante do processo uma vez que vai determinar a vida útil
do pack, ou seja, a quantidade de recargas que ele poderá receber e a
capacidade de fornecer energia.
Existem dois caminhos
para você conseguir células boas. O primeiro é comprar células
de um fabricante de "grife" como a SANYO, GE, PANASONIC etc... O segundo
é comprar muitas células de um fabricante qualquer e selecionar
as que você precisa.
Utilizando o primeiro
método você não erra mas vai pagar um preço tão
elevado que o seu pack feito em casa vai custar quase como um novo feito industrialmente,
isso se você não danificar alguma célula na soldagem...
Se você precisa
apenas de uma bateria nem tente utilizar o segundo método porque o número
de células que você precisará comprar para selecionar 4
ou 8 entre elas, vai custar caro também. Sem contar o tempo e o conhecimento
que você vai precisar para selecioná-las!
A título
de ilustração, eu compro uma média de 300 a 400 células
p/mês e os meus cicladores e carregadores estão 24 horas trabalhando
para escolher as melhores entre elas.
É verdade
que no meu caso, eu já conheço os fabricantes e só compro
células daqueles cuja qualidade é satisfatória. O indice
de rejeição fica em torno de 3 a 7%. Esse percentual representa
aquelas células que não atingem a capacidade mínima especificada
pelo fabricante embora estejam em boas condições.
Já deu para perceber
que comprar 4 células de um fornecedor qualquer e elas estarem 100% é
quase uma loteria!
Pré teste nas células
Todas as células recebidas são testadas uma a uma para verificar se estão OK quanto a curtos internos ( voltagem zero ) e equalização da voltagem de repouso.
Montagem mecânica do pack
A seguir
as células são coladas umas as outras tomando a forma do pack
que se deseja montar. Essa operação é importante porque
vai proporcionar solidez mecânica ao pack. Isso evitará que durante
a utilização, sobretudo nas baterias de bordo onde existe a vibração
do motor, haja o rompimento das interligações entre as células.
Convém lembrar
que nem as baterias originais da Futaba são coladas entre si. Por isso
algumas vezes encontramos baterias com mau contato devido a "trincas"
na solda a ponto nas interligações da bateria.
Soldagem das células.
Uma
das partes mais importantes da montagem do pack é sem dúvida a
soldagem das células. Muito se tem falado sobre isso. Soldar ou não
soldar as baterias.
Alegam alguns que
a temperatura elevada da solda com estanho pode danificar a célula internamente
bem como o anel plástico de vedação existente em torno
do polo positivo. A solda a ponto como gera bem menos calor não causaria
esses problemas. Eles estão certos.
Agora você
deve estra pensando:
- Como é
que o Mano admite que não é bom soldar as baterias com estanho
e ele mesmo solda?
Simplesmente porque o
método que eu utilizo para a soldagem NÃO SOBREAQUECE A BATERIA.
De outra forma não estariam por ai em todo o Brasil baterias feitas por
mim com mais de 4 anos de utilização. Não é lógico?
Quem já viu
uma bateria soldada por mim sabe do que é que eu estou falando.
Quando sou solicitado
a falar sobre esse assunto, gosto de citar o exemplo do ato de passar roupas
com ferro quente, tão comum em nossas casas.
Diáriamente
nossas camisas são passadas a ferro sem dano algum, porém experiente
deixar o ferro quente parado em cima de uma delas! Queima na hora não
é? Seria correto então, dizer que passar a roupa danifica as mesmas?
Claro que não, só se a pessoa que for passar não souber
utilizar o ferro de passar!
Creio que esse exemplo
encerra o assunto.
A ciclagem do pack depois de pronto.
Depois
de montado, o pack é colocado no ciclador e submetido a três ciclos
completos de 15 horas cada um onde a cada descarga é anotado o valor
da capacidade do pack.
Se o valor da descarga
for inferior a capacidade especificada na célula o pack é rejeitado.
Normalmente um pack
em boas condições apresenta uma capacidade de 10 a 15% a mais
que a especificada nas células.
O fio e conector
Outro detalhe
muito importante da bateria é o fio e o conector. Por ignorar essa importância,
novamente temos aeromodelos quebrados devido a fios partidos dentro da capa
ou quebrados junto a bateria.
A utilização
de conectores de computador no lugar dos originais, além da possibilidade
de ligar a bateria invertida no receptor e a consequente queima do mesmo e dos
servos, os conectores de computador não proporcionam contato elétrico
de boa qualidade para a corrente que sai da bateria.
Principalmente na bateria
de bordo onde o fio fica prá lá e prá cá dentro
da fuselagem é importante um fio bem flexível e um conector que
fique firme quando ligado na chave proporcionando um bom contato.
Nas baterias que eu monto sempre
utilizo fios e conectores IMPORTADOS. Não só por serem importados,
mas porque não encontrei nada no mercado nacional que proporcionasse
um resultado técnico da mesma qualidade.
O plástico termo-retrátil.
O acabamento final da
bateria é dado pela aplicação do plástico termo
retrátil.
Ele garante a solidez mecânica
perfeita da bateria e a sua aparência final, até porque fica difícil
acreditarmos que um determinado produto é bom quando a sua aparência
não é boa...
A propósito vejamos umas fotos
sobre esse assunto.
A bateria acima com feita em uma loja
que revende material eletrônico. O cliente comprou as 8 células
no balcão e após pagou uma pequena taxa para que a bateria fosse
montada. Observe como foi um processo simples e barato! Considere que todos
os cuidados que relatei no texto acima custam apenas R$15,00 a mais do que o
camarada pagou por essa bateria!
Uma bateria para o rádio eu
vendo por R$ 70,00 e ele pagou R$55,00 por esta!
.
Aqui podemos ver uma "bela" solda a ponto furando o plástico termo retrátil de pouca espessura e qualidade.
A
bateria já instalada no rádio. Provávelmente pelo proprio
usuário uma vez que os seus fios estavam soldados diretamente na placa
do circuito do rádio.
Para retirar
a bateria do rádio - caso quisesse ciclá-la - é necessário
retirar a tampa trazeira do rádio e "dessoldar a bateria da placa".
Dá para observar
a qualidade do acabamento proporcionado pelo plástico termo retrátil
junto aos fios...
Uma bateria igual de minha fabricação onde são observados todos os cuidados necessários.
A bateria vista de topo onde se pode ver a qualidade do acabamento das soldas.
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Pessoal,
aqui vai um aviso para vocês. Muito cuidado em comprar baterias de alta
capacidade sobretudo em camelôs.
Colegas tem me trazido baterias
Níquel Metal Hidreto ( NiMH ) de capacidade elevada - 1950, 2600 e até
3000mA - que após montado o pack e colocado no ciclador a capacidade
não atinge sequer 10% da indicada no invólucro da pilha!
Recentemente um
cliente achou muito caro um pack de 1800mA - 4,8 volts que eu vendo a R$80,00
e resolveu comprar uma cartela com 4 pilhas PANASONIC de 2600mA por R$25,00!
Como eu cobro R$ 17,00 para montar o pack com conector original da Futaba/JR,
ele achou que estava fazendo um ótimo negócio.
Resultado: Depois de 3 ciclos de carga, o máximo que o ciclador conseguiu
retirar das pilhas de 2600mA foi 185mA!!!
Resultado, o pack
de 1800mA dele saiu por R$122,00 !
Vejam bem, se uma
pilha de NiMh de boa qualidade e com capacidade de 1800mA custa entre R$10,00
a R$16,00, dependendo do fornecedor e da quantidade comprada, como é
que alguém pode imaginar que uma pilha de 2600mA vai custar R$ 6,25 ?
Outro detalhe
a considerar é a garantia do produto. Se você fizer um pack com
pilhas compradas num camelô e depois quebrar o avião porque uma
das pilhas apresentou problema, você vai cobrar de quem?
Um pack de
baterias para uso em aeromodelos, jamais deve ser feito simplesmente comprando
as pilhas e montando o pack.
Afinal na melhor
das hipóteses, temos um modelo simples que custa em torno de 600 reais,
e que muitas vezes custamos para adquirir, e seria muito triste o quebrarmos
por causa de uma bateria ruim.
E não
é só isso, um modelo sem bateria é um modelo sem controle,
isto é, pode atingir um automóvel ou o que é pior, uma
pessoa. Aí sim os prejuizos nem poderão ser quantificados.
Como se pode ver
incorremos num grande êrro escolhendo baterias apenas pelo preço.
Aqui mais do que nunca " o barato pode sair muito caro!"
Para termos uma
bateria confiável, necessáriamente é preciso seguir a risca
os seguintes passos:
-
Adquirir as células
(pilhas) de um fornecedor idôneo, preferencialmente que tenha um grande
volume de vendas de baterias. Isso minimizará a chance de comprarmos
baterias de qualidade duvidosa uma vez que empresas grandes tem um nome a zelar
no mercado e não costumam vender pilhas de baixa qualidade.
- Comprar sempre
um número maior de pilhas que o necessário para poder selecionar
as melhores, deixando as "menos boas" para aplicações
menos críticas ( automodelos e barcos).
- Cuidados especiais
na soldagem, sobretudo se as baterias forem de NiMh, irão garantir uma
vida útil longa ao pack, bem como proporcionar que efetivamente ele forneça
toda a carga especificada na bateria. Células que são submetidas
a temperaturas elevadas tem sua vida encurtada e mesmo quando novas, tem sua
capacidade diminuída.
- Ciclar no mínimo
três vezes o novo pack verificando se a capacidade indicada no ciclador
é igual ou superior a indicada no invólucro da pilha. Pilhas novas
de boa qualidade, chegam a apresentar uma capacidade de até 20% a mais
daquela especificada. Qualquer valor abaixo do especificado no invólucro
da pilha após os três ciclos de carga indica que a pilha não
está em boas condições.
Todos esses
cuidados, somados a outros como uma boa soldagem, utilização de
conectores e fios de boa qualidade ( importados ) , plástico PVC termo-retrátil
para o acabamento final do pack, TEM UM CUSTO!
Devemos nos
lembrar entretanto, que esse custo adicional é que nos dá a segurança
de estarmos utilizando uma bateria de boa qualidade, testada e o que é
mais importante feita com responsabilidade.
Muito cuidado
então quando comprar baterias de alta capacidade com preços muito
baixos, lembre-se que baterias boas nem sempre custam caro, mas certamente
baterias muito baratas não são boas...
1. Geral
Inicialmente vamos esclarecer duas
coisas:
a) Embora sejam popularmente utilizados
como sinônimos, BATERIA e PILHA são coisas diferentes.
A BATERIA ARMAZENA a energia
que lhe foi entregue préviamente enquanto a PILHA GERA energia.
b) Tudo que for falado neste texto é aplicado
tanto para baterias de Níquel Cádmio ( NiCd ) como Níquel
Metal Hidreto
( NiMH ).
Primeiramente convém lembrar a diferença
entre uma bateria recarregável e uma pilha .
Embora ambas tenham o mesmo princípio de funcionamento,
a geração de energia elétrica a partir de uma reação
química,
numa pilha comum irreversível ( acontece uma só vez ), enquanto
nas baterias recarregáveis a reação é reversível
( pode ser repetida inúmeras vezes ).
Vejamos o que isso quer dizer.
Numa pilha comum, os elementos
químicos internos combinam-se produzindo nos terminais da pilha uma determinada
voltagem ( geralmente 1,5 volts ). Ao ligar essa pilha num equipamento qualquer,
esse irá "puxar" uma corrente elétrica, obrigando a
pilha a produzir mais energia.
Isso faz com que os componentes internos
da pilha mantenham-se reagindo.
Não precisa ser nenhum "expert"
no assunto para concluir que depois de um determinado tempo a reação
vai enfraquecendo até cessar completamente. Nesse momento dizemos que
a pilha "gastou", ou seja, não tem mais como produzir energia
elétrica.
Isso acontece porque os elementos internos
da pilha não reagem mais, eles simplesmente esgotaram-se.
Por isso a pilha é um dispositivo
GERADOR DE ENERGIA ELÉTRICA, ou seja desde o momento da sua fabricação
imediatamente aparece em seus terminais uma voltagem. Como vemos uma pilha já
"nasce" carregada !
Na bateria recarregável, duas coisas diferem da pilha comum. A voltagem é de 1,25 volts e
os elementos internos são recombináveis.
É justamente essa última característica
que vai permitir que a bateria seja novamente carregada.
A bateria recarregável logo depois
de construída, necessita ser carregada sob pena de não poder ser
utilizada. Isso porque diferente da pilha comum que imediatamente começa
a produzir energia, a bateria se mantém neutra, aparecendo em seus terminais
apenas uma pequena .
Ao fazer uma corrente elétrica atravessar
a bateria , essa passará a acumular parte da energia aplicada.
Como em toda a reação quimica,
o processo de carregamento da bateria continuará até que os seus
elementos quimicos não consigam mais se combinar para acumular energia.
Nesse ponto dizemos que a bateria está completamente carregada. Se prosseguirmos
o processo de carga além desse ponto, teremos a formação
excessiva de gases e o aumento da temperatura.
Durante a descarga a bateria
libera a energia acumulada produzinda por uma reação INVERSA daquela
que ocorre durante a carga.
Essa caracteristica, carga - descarga
- carga , possibilita a utilização da bateria inúmeras
vezes.
Mesmo sendo feitas com elementos que podem
se recombinar muitas vezes, as baterias recarregáveis também tem
um determinado tempo de vida útil, quando começam gradativamente
a perder a capacidade de reter a carga.
A durabilidade da bateria é especificada
pelo fabricante, e é expressa em CICLOS ou RECARGAS. Entenda-se um ciclo
como quantas vezes a bateria pode ser descarregada e carregada novamente.
Por exemplo as baterias de NiCd tem sua vida média estabelecida em 1000 recargas.
Já as baterias de NiMh tem a vida
um pouco mais curta, 600 ou 700 recargas dependendo do fabricante.
O número de recargas definido pelo
fabricante, assim como a capacidade da bateria ( expressa em mA/h ) É
SEMPRE O MÍNIMO .
Vale dizer então que na prática,
se a bateria for bem cuidada esses números serão maiores.
2. Tipos de carregadores
Os carregadores para as baterias de NiCd
e NiMh são básicamente de dois tipos:
Voltagem Constante e Corrente Constante.
Carregador de Voltagem Constante
É o carregador mais comum porque é
mais simples e barato de ser construído. Nesse modelo de carregador a
voltagem aplicada na bateria é alguns volts acima da voltagem máxima
que a bateria vai apresentar quando estiver carregada. Não possui nenhum
circuito para controlar a carga apenas um pequeno resistor que limita a corrente
para a bateria quando esta estiver descarregada. Ná prática o
próprio carregador se "auto regula", ou seja, como a voltagem
fornecida é sempre a mesma, no início da carga, quando a bateria
está sem carga a corrente fornecida pelo carregador é máxima,
geralmente 10 a 20% maior que a corrente nominal da bateria ( C/10 - 10% da
capacidade da bateria ). A medida que a bateria é carregada a sua voltagem
vai aumentando aproximando-se cada vez mais da voltagem fornecida pelo carregador.
Consequentemente a corrente de carga vai diminuindo proporcionalmente também.
Até que no final do período de carga estando as voltagens do carregador
e da bateria bem próximas, a corrente fica reduzida a uns poucos miliamperes
(mA).
Esta é a principal vantagem desse tipo de carregador,
se o modelista esquecer ele ligado na bateria por um período maior que
o necessário, difícilmente danificará a bateria por sobrecarga.
É claro que esse tempo extra tem limite e estamos falando de algumas
horas a mais e não alguns dias !
Os carregadores que se enquadram nesse tipo são
aqueles fornecidos pelos fabricantes de RC. Também conhecidos pelos nomes
"wall chargers" - carregadores de parede e " over night chargers"
- carregadores noturnos, fazendo alusão que o período de carga
extende-se por toda a noite.
Carregador de Corrente Constante
Este tipo de carregador é o indicado
pelos fabricantes para carregar as baterias de NiCc e NiMh, porque permitem
um processo de carga mais linear fazendo com que se consiga maior rendimento
da bateria. Isso porque, sabendo-se a capacidade da bateria que se quer carregar
e também qual a corrente que o carregador fornece continuamente, podemos
fácilmente determinar o numero exato de horas que a bateria ficará
carregada totalmente.
Composto de um circuito mais complexo que o tipo anterior,
óbviamente é mais caro.
Os modelos mais simples são constituídos
de uma fonte de corrente constante e um timer que desliga o carregador depois
de um período pré determinado. Geralmente são projetados
para carregar um numero de 1 a 8 baterias que é a faixa que se encontram
a maioria dos packs de RC..
Já os modelos mais sofisticados além da
fonte de corrente possuem microprocessadores que controlam os parâmetros
mais importantes do carregador, tais como: Número de células a
serem carregadas ( 1 a 30 ) , valor da corrente de carga ( de alguns
miliampéres (mA ) até vários ampéres ( A ) e finalmente
o tempo que deve durar a carga.
A presença de um dispositivo de controle do tempo
de carga é necessário porque ao contrário do carregador
de voltagem constante onde a corrente de carga ia diminuindo com o passar do
tempo, nesse carregador como o próprio nome diz a corrente de carga se
mantém constante enquanto ele estiver ligado na bateria.
Como exemplos desses carregadores podemos citar o Super Cycler,
o Accu Cycler, Infinity e outros cicladores, cujos sistemas de carga utilizam
carregadores de corrente constante.
3. Tempo de carga
Considerando que a principal caracteristica
da bateria é capacidade de armazenar energia expressa em miliamperes/hora
(mA/h ), a duração da carga é, juntamente com a corrente
de carga, o parâmetro mais importante do processo de carga das baterias
de NiCd e NiMh.
Utilizando-se um carregador de corrente
constante, podemos estabelecer a relação corrente de carga
/ tempo de carga que melhor nos agradar. Digamos que temos um carregador
totalmente programável e queremos carregar uma bateria de 600mA/h. Se
quisermos aplicar uma carga LENTA ( C/10 ou 10% da capacidade da bateria ),
programaríamos o carregador para 60mA de corrente de carga durante um
tempo de 14 horas. Aqui cabe um parêntesis. Muita gente se pergunta:
- Se a bateria é de 600mA,
e a carga é de 60mA ( 10% ) o tempo de carga não seria de 10 HORAS
? Porque são necessárias 14 HORAS então?
Essas quatro horas a mais são
necessárias porque embora o carregador forneça uma carga em regime
constante, as reações químicas no interior da bateria não
se processam linearmente, e esses 40% a mais de tempo garantem que a reação
no interior da bateria será completa ela estará completamente
carregada.
Nada impede porem que o tempo
de carga seja reduzido pelo aumento da corrente de carga. A regra é direta
e simples.
60mA --->
14 horas
120mA ---> 7 horas
240mA ---> 3,5 horas
É claro que essa relação tem seus limites senão poderíamos concluir que:
600mA ---> 1 hora
2400 mA ---> 15 minutos !
9600mA --- > 3,5 minutos !!!
Lógicamente com essa corrente
de carga altíssima só conseguiríamos " explodir"
a bateria em nossas mãos !
Alías, esse raciocínio aqui colocado
em forma de piada TEM SIDO EMPREGADO POR ALGUNS AEROMODELISTAS QUE DISPÕE
DE CARREGADORES PROGRAMÁVEIS !
É verdade que já soube de algumas mãos
queimadas por baterias que literalmente "ferveram" !
A maioria dos fabricantes de baterias de NiCd e NiMh
recomendam que a carga rápida ( FAST CHARGE ) aplicada nas baterias não
exceda o valor da capacidade da mesma ( C ). Com isso a carga estaria completa
em 1 HORA .
Outro fator que deve ser levado em consideração
quando se aplica carga rápida numa bateria é a temperatura.
Um boa relação corrente de carga / tempo
de carga irá produzir um leve aquecimento na bateria nos minutos finais
da carga.
O aquecimento excessivo da bateria indica que ou a corrente de carga está
elevada, ou o tempo de carga está muito longo ou ambos.
Sempre que possível carregue as suas baterias
com carga LENTA ( 14 - 16 horas ) com uma corrente de carga de C/10. Essa prática
extenderá a vida das baterias por muitos anos em perfeitas condições.
4. Cuidados.
1. Descarregue SEMPRE a bateria antes de carregar
novamente.
Observe sempre esse cuidado
mesmo que a bateria seja de Metal Hidreto ( NiMh ) porque embora elas não
apresentem o efeito memória,
carregar uma bateria que ainda tem carga certamente irá aquecê-la
demasiadamente, principalmente se o carregador
for do tipo Corrente Constante.
2. Cuide para que a polaridade do carregador seja a
mesma da bateria, sobretudo nos equipamentos onde os conectores possam
ser colocados invertidos.
3. Controle a temperatura. Quando for utilizar métodos
de carga não ortodoxos, faça isso durante o dia quando
você ou alguem pode ficar
observando a bateria. Isso evitará que a bateria possa "incendiar"
enquanto você dorme tranqüilamente !
1.
MR
Equivalência Entre Baterias Recarregáveis*
| Tipo | NiCd | NiMh | Lítio/Metal | Chumbo/Ácido |
| Fabricante | Sanyo | Sanyo | Tadiran | Gates |
| Modelo | N600AAC | HR-AA | TLR-7103 | 810-0004 |
| Tamanho | AA | AA | AA | D |
| Voltagem da célula | 1,2V | 1,2V | 3,6V | 2V |
| Capacidade em mA/h | 600 | 1250 | 800 | 2500 |
| Potência em watt/hora | 720 | 1500 | 2400 | 5000 |
| Peso em gramas | 23 | 27 | 17 | 1800 |
| Densidade de potência [W.h/g] | 31 | 56 | 140 | 28 |
| Densidade de potência em relação a NiCd | 1x | 1,8x | 4,5x | .9x |
| Custo em relação a NiCd | 1x | 2x | 5x | .5x |
| Voltagem da célula com carga completa | 1,4 | 1,4 | 3.4 | 2.4 |
| Tensão mínima sob carga | 0,8 | 1 | 2 | 1 |
| Taxa máxima de carga em relação a capacidade | 2 X | 1 X | 0,25 X | 0,33 X |
| Taxa máxima de descarga em relação a capacidade | 20 X | 10 X | 2,5 X | 5 X |
| Resistência interna em miliOhms | 16 | 30 | 60 | 120 |
| Numero de ciclos de carga ( Vida util ) | 2000 | 500 | 400 | 300 |
| Percentual mensal de auto descarga | 15% | 20% | 1% | 10% |
NiCd - Níquel Cádmio
NiMh - Níquel Metal Hidreto
*fonte: Revista SE Modeler Vol.4 no.3
Uma
duvida muito freqüente entre os aeromodelistas é como medir a voltagem
da bateria do receptor.
No
transmissor mal ou bem existe sempre um dispositivo para indicar ao modelista
" a quantas anda" a voltagem da bateria, seja diretamente através
de um medidor analógico ( com ponteiro ) ,medidor digital no display
do rádio,ou ainda através de Leds coloridos.
No receptor porém, estamos "as cegas ". A unica maneira de
termos certeza que a bateria está bem carregada é aplicar uma
carga completa na mesma. Ainda assim se a bateria já tiver alguns anos
de uso, poderá ocorrer que uma ou mais células ( pilhas que compõe
o pack ) tenham problemas fazendo com que a bateria perca a carga rápidamente
mesmo depois de completamente carregada.
É
então imperativo que o aeromodelista possa MEDIR a voltagem da bateria
do receptor, pois só assim poderá voar com tranquilidade.
Medir
a voltagem de uma bateria é uma tarefa muito simples, mesmo para alguém
que não entenda nada de eletricidade ou eletrônica. Basta que tenhamos
um MULTIMETRO DIGITAL desses que se encontra até nas bancas dos camelôs
no centro da cidade. Essa conclusão, a que chegam muitos aeromodelistas,
está correta, porém incompleta. Vejamos porque.
Quando
colocamos as ponteiras do MULTÍMETRO nos terminais de uma bateria, (
isso vale para QUALQUER TIPO DE BATERIA OU PILHA ) a voltagem indicada no display
do instrumento é chamada de VOLTAGEM A VAZIO ou VOLTAGEM SEM CARGA. Isso
porque não existe nada ligado na bateria além do instrumento.
A
palavra CARGA aqui é empregada com o sentido de "peso", ou
seja, uma RESISTÊNCIA ELÉTRICA que ligada nos terminais da bateria
drena uma certa quantidade de corrente elétrica, provocando uma diminuição
na voltagem.
Na prática essa carga é representada pelo receptor e pelos servos.
Logo
é fácil concluir que a voltagem a vazio não deve servir
de base para que se chegue a conclusão que a bateria esta carregada ou
não, afinal a bateria não fica desligada dentro do avião!
. Na hora em que ela for ligada ao receptor e aos servos ai sim teremos a condição
normal de trabalho, ou seja, a situação real. É pois, nessa
condição que devemos fazer a medida de voltagem e ai teremos a
medida de VOLTAGEM COM CARGA.
Como
o consumo de energia varia muito dependendo do modelo do servo utilizado e do
tipo de superfície que ele comanda, de uma maneira geral, considera-se
que o consumo médio de um avião com 4 servos comuns fique entre
200 a 250mA . É esse o valor da carga que deve ser drenado da bateria
de 600 mA no momento em que se faz a medida da voltagem. Ou seja, aproximadamente
1/3 da capacidade nominal . Lógicamente para bateria com maior
capacidade essa relação deve ser mantida a fim de que a carga
solicitada na hora da medida seja sempre proporcional a capacidade.
Arranjo para medir a bateria de bordo c/ Multimetro digital
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Os medidores
A
medida da voltagem como foi mencionada anteriormente pode ser feita de várias
maneiras. Utilizando-se um MULTIMETRO DIGITAL a precisão e a facilidade
da leitura serão excelentes, porém nem todos aeromodelistas sabem
como operar um instrumento desse tipo, até porque, como o próprio
nome diz ele pode ser utilizado para medições de várias
grandezas elétricas alem da voltagem.
É necessario também fazer um pequeno arranjo entre os fios do
instrumento e a bateria colocado-se um outro componente eletrônico chamado
RESISTOR cujo valor deve ser calculado para prover uma drenagem de corrente
da ordem de 200 a 250mA conforme mencionado anteriormente.
Isso
está longe de ser um "bicho de 7 cabeças" para quem
é familiarizado com eletrônica, mas pode ser um bicho até
mais feio para quem não entende nada da materia.
Todo mundo que lida com baterias sabe o que acontece quando os fios positivo
e negativo são encostados um no outro! Ou pior quando a bateria é
ligada invertida ! Por isso não aconselho a ninguém fazer experiências
com baterias.
Existem
nas lojas de modelismo medidores apropriados para realizar essa medição,
eles já trazem internamente o resistor de carga e fazem medidas tanto
na bateria do transmissor como do receptor. São os chamados ESV ( Expanded
Scale Voltmeter ) ou Voltímetros de Escala Expandida. Esses medidores,
como o próprio nome diz, possuem uma escala expandida onde os valores
da voltagem são bem fáceis de serem lidos.
São medidores ANALÓGICOS onde a indicação da voltagem
é feita através de um ponteiro e a precisão da leitura
é muito boa para o fim a que se destina.
Últimamente
apareceu no mercado um outro medidor para bateria, nesse caso específicamente
para a bateria do receptor, cuja indicação é feita através
de uma linha de Leds coloridos. O mais comum é o Volt Watch da Hobbico.
É um aparelhinho minúsculo que já é equipado com
um terminal com um conector específico ( Futaba- JR) e que pode ser ligado
diretamente num canal vago do receptor e ali permanecer continuamente. Convém
lembrar que esse medidor NÃO COLOCA CARGA NA BATERIA PARA FAZER A MEDIDA
DA VOLTAGEM. Ele consome apenas 10mA da bateria e portanto não deve ser
ligado diretamente na bateria pois seria a mesma coisa que medir a bateria SEM
CARGA. Uma vez ligado no receptor ai sim a informação da voltagem
passa ser confiável uma vez que os servos e próprio receptor estão
consumindo energia da bateria.
ESV MULTÍMETRO DIGITAL VOLT WATCH
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A voltagem medida
Depois
de compreender como é feita a medida da bateria e qual o tipo de instrumento
utilizar, o aeromodelista muitas vezes ainda fica com outra dúvida. Afinal
qual é a voltagem correta para utilização da bateria com
segurança?
A
pergunta correta seria: Qual é a faixa de voltagem segura para usar a
bateria com segurança?
Essa pergunta faz sentido porque na prática uma bateria completamente
carregada apresenta vários valores de voltagem nos seus terminais até
a descarga completa
As baterias de NiCd e NiMH apresentam uma caracteristica particular, mantendo
uma voltagem de aproximadamente 1,23 volts práticamente constante durante
a maior parte do tempo em que a bateria esta sendo descarregada. É justamente
nesse patamar que a bateria pode ser utilizada com plena segurança.
Observe
o gráfico abaixo.
Na
columa vertival temos a voltagem da bateria e na linha horizontal o tempo em
minutos que a bateria demora para ser descarregada.
No momento em que se inicia a descarga a voltagem da bateria é de 5,6
volts - ponto A da curva.
Após
25 minutos a voltagem cai para 5,0 volts - ponto B da curva. A
partir deste ponto a voltagem da bateria fica práticamente estabilizada
em 4,9 volts. Observe a mesma se mantem dentro desse patamar por quase
2 horas. Ao atingir o ponto C da curva, 4,8 volts a bateria entra
numa curva acentuada de queda de voltagem chegando aos 4,4 volts ponto
D em apenas 45 minutos. Desse ponto em diante, embora não seja
mostrado no gráfico a voltagem cai para ZERO volts em poucos minutos.
Esse
gráfico mostra uma curva PADRÃO para uma bateria NOVA com as células
em perfeito estado de funcionamento. Note que as curvas entre os pontos A
e B e os pontos C e D são valores de referência
para esse gráfico, e dependendo do estado da bateria utilizada, poderão
assumir valores ligeiramente diferentes.
A faixa que fica entre os pontos B e C ou seja, 5,0 até 4,8
volts é que deve ser levada em conta para autilização
da bateria. Ao atingir os 4,8 volts não é aconselhavél
utilizar mais a bateria, porque dependendo do estado de conservação
da mesma a queda da voltagem representada pelos pontos C e D pode ser
bem mais rápida que a mostrada no gráfico.
Então
pessoal pelo que foi visto aqui, se você medir a bateria do receptor e
a voltagem for 4,8 volts ou menor, NÃO VOE ! Quanto mais próxima
a voltagem estiver dos 4,8 volts, mais atenção você
deve ter. Se for necessário continuar voando, faça uma medida
na bateria cada vez que pousar o avião.
Outra
conclusão interessante que podemos tirar dessa matéria é
que se voçê carregar a sua bateria de 600mA durante 15 horas e
for voar, ela obrigatóriamente deve lhe proporcionar NO MÍNIMO
DUAS HORAS DE VÔO. Portanto baterias que baixam a voltagem rápidamente,
depois de 4 a 5 vôos DEVEM SER SUBSTITUIDAS porque não estão
mais "segurando" carga.
Espero
ter contribuido para esclarecer aos colegas sob esse importante assunto. Perdoem-me
os mais afeitos a matéria pela linguagem simples, mas de outra forma
não conseguiria atingir a maioria dos aeromodelistas que não tem
por dever de ofício o conhecimento de eletrônica.
Todos nós aeromodelistas,
devemos ter um cuidado especial com nossas baterias de níquel-cádmio, afinal
elas são uma das partes mais importantes, se não a mais importante, do nosso
equipamento de vôo.
Infelizmente, a
grande maioria de colegas, mesmo os mais antigos, não dispõe de maiores conhecimentos
sobre as baterias recarregáveis. Sempre que se fala em baterias de níquel-cádmio
(Ni-Cd), a primeira coisa que todo mundo fala é no "efeito memória". Fenômeno
que se caracteriza pela rapidez com que a bateria se descarrega durante o uso,
fenômeno esse, provocado por sucessivas recargas sem que a bateria tenha se
descarregado completamente. Não tendo sido descarregada totalmente, a bateria
cria uma "memória química", fazendo com que a sua voltagem mínima fique mais
elevada, portanto mais próxima da voltagem máxima; ora quanto mais próximos
ficarem esses valores, menor será o tempo que poderemos utilizar a bateria,
pois abaixo da voltagem mínima, a bateria se descarrega rapidamente. Exemplificando,
uma bateria normal tem sua voltagem mínima entre 0,9 e 1,0 volt e sua voltagem
máxima na ordem de 1,25 volt. Isso quer dizer que se considerarmos um pack normal
da Futaba que utiliza baterias de 500 mA/hora, podemos drenar desse pack 500mA
durante uma hora até que a voltagem chegue ao seu valor mínimo, a partir do
qual como já foi mencionado acima, a corrente e a voltagem caem rapidamente
esgotando a bateria.
Suponhamos agora
que a tensão mínima da nossa bateria, devido a "memória" é de 1,15 volt. Realizando
uma simples regra-de-tres concluímos que o tempo de utilização da mesma, durante
o qual poderemos drenar a corrente de 500 mA cai de uma hora para 24 minutos
! Ou seja, menos da metade do tempo de uma bateria normal. Ou 60 minutos ->
0,25 volt
X minutos -> 0,10 volt x=24
min.
Sem dúvida esse
é um problema que deve ser evitado através de uma descarga completa da bateria
sempre que possível.
Muita atenção para
o termo "descarga completa" isso não quer dizer deixar o rádio ligado até esgotar
a bateria! Pelo contrário se isso acontecer proposital ou inadvertidamente,
teremos muita sorte se nossa bateria não se danificar durante o processo de
recarga.
Inicialmente vamos
deixar claro a existência de apenas três maneiras de danificarmos baterias de
Ni-Cd:
1o - Deixando-as
em carga por um tempo maior que o necessário.
2o - Descarregando-as
totalmente abaixo de sua voltagem mínima.
3o - Expondo-as
ao calor.
Vejamos então o
porquê das afirmativas acima.
Uma bateria de Ni-Cd
funciona pela reação química entre os dois metais presentes em seu interior
separados por uma camada de eletrólito (sal químico responsável pela condução
da corrente elétrica entre os metais). Essa pequena "bomba química" funciona
maravilhosamente enquanto observarmos atentamente seus limites.
Visando prevenir
acidentes com os usuários, os fabricantes colocam em cada bateria uma válvula
de segurança, a fim de literalmente evitar a explosão da mesma em caso de mau
uso. A válvula de segurança tem a finalidade de "ventilar" a bateria, ou seja
diminuir a pressão interna formada pelos elementos e originada pelo aumento
da temperatura. Ocorre que quando essa válvula abre ela não volta mais a posição
anterior, ou seja fica sempre aberta, permitindo que o eletrólito escape e consequentemente
inutilizando a bateria.
Quando isso acontece
dizemos que a bateria "ventilou".
Existe outra situação
em que a bateria "ventila". Ela acontece quando deixamos o pack muito tempo
desativado e a voltagem cai abaixo do valor mínimo de cada bateria, isso porque,
o mecanismo de vedação precisa de uma voltagem mínima para continuar vedando
a bateria.
Outro problema que
pode acontecer quando recarregamos um pack totalmente esgotado, é a inversão
de polaridade de alguma bateria integrante do mesmo, provocando uma diminuição
no valor da voltagem final do conjunto.
Vamos esclarecer;
o tempo longo a que nos referimos é um intervalo de meses ou anos e não simplesmente
aqueles dois ou três dias em que o rádio permaneceu ligado, porque esquecemos
de desligar a chave do rádio após o vôo.
Resumindo. Observe
o tempo recomendado pelo fabricante para carregar suas baterias. Tempo demais
em carga gera aquecimento, provoca ventilação e lá se foi o seu pack. Lembre-se
também que o tempo recomendado, geralmente 14 a 15 horas para packs de 500mA/h,
deve ser aplicado se a bateria tiver totalmente descarregada! Se você carregou
totalmente seu pack, foi para o campo e manteve seu rádio ligado apenas 20 ou
30 minutos, obviamente se a bateria ficar por 14 horas em carga ela aquecerá.
Nunca deixe seu
pack muito tempo "encostado" sem antes carregá-lo completamente. Verifique-o
sempre no menor período de tempo possível. Convém lembrar também que as baterias
que compõe o pack nunca são exatamente iguais no tocante aos parâmetro internos,
isso quer dizer que num pack de 4 ou 8 baterias, uma ou mais podem apresentar
defeito, enquanto outras se manterão operacionais por maior período de tempo.
Um dos sintomas
que seu pack não esta OK , é o aparecimento de uma oxidação azulada nos terminais
do fio negativo (preto) do se pack. Essa oxidação é proveniente do deslocamento
do eletrólito de alguma bateria do pack que ventilou, devido a uma das ocorrências
mencionadas acima.
Tratando-se do pack
do transmissor, essa oxidação pode chegar até os terminais da chave liga/desliga,
passando pelo conector de ligação do pack com a placa do circuito do rádio.
Nesse caso, além de substituir a bateria danificada ou o pack completo dependendo
do caso, é necessário substituir a fiação comprometida.
O aparecimento de
um óxido branco nos terminais da bateria, quase sempre indica que a mesma ventilou,
e portanto está inoperante no pack.
Os fabricantes garantem
que as baterias suportam cerca de 1000 recargas durante a sua vida útil. Considerando
que se utilizasse a baterias todos os fins de semana , no período de um ano,
teríamos mais ou menos 100 recargas. Ora isso daria uma vida útil de aproximadamente
10 anos para a bateria. Como não utilizamos a bateria com essa freqüência, e
não a recarregamos corretamente, na média baterias com 3 ou anos de uso devem
ser substituídas, ou inspecionadas com bastante regularidade.
Agora que você já
sabe um pouco sobre as baterias de Ni-Cd, a pergunta lógica é: Como posso cuidar
melhor dos meus packs ?
Vamos ver. Muitos
colegas acreditam que para uma boa conservação da bateria é necessário submetê-la
a um ciclador. Para quem eventualmente não conheça esse termo, CICLADOR
é um equipamento eletrônico razoavelmente sofisticado, que cicla o pack. Ciclar
uma bateria nada mais é submeter a mesma a um regime tal que a descarregue até
um valor mínimo de voltagem ( geralmente da ordem de 0,9 a 1 volt por bateria
); após recarregue-a durante um número determinado de horas ( 14,15,etc), voltando
a descarrega-la com uma corrente pré-determinada pelo usuário, enquanto um cronometro
interno monitora o tempo de descarga a fim de fornecer uma indicação da capacidade
do pack.
Existem vários tipos
de cicladores com as mais variadas opções e consequentemente os mais variados
preços.
Ora não é necessário
um investimento desse porte para ciclar uma bateria. Seria a mesma coisa que
nos submetermos a um check up cardiológico sempre que quiséssemos andar numa
esteira. Não é mais fácil comprar só a esteira? Deixemos o check up completo
quando desejarmos avaliar o estado geral do nosso organismo.
A "esteira" no nosso
caso, é um aparelhinho eletrônico bem simples que conectado a bateria do receptor
e do transmissor a descarrega até o valor mínimo, após o qual se auto desliga.
Depois com as baterias descarregadas, podemos liga-las ao carregador por 14
horas sem medo de aquecimento, memória, ventilação ou qualquer outro problema.
Pronto! Nossa bateria esta "ciclada".
Esse procedimento
simples fará com nossas baterias no proporcionem bons vôos com o máximo de segurança
e o mínimo de custo.
Para maiores informações,
estou a disposição dos colegas:
Artigo publicado na revista Modelismo Em Notícias nº40 de maio/jun 99.
Como devo proceder para armazenar minhas baterias por longos períodos ?
As
baterias deveriam ser removidas do transmissor e do avião se você vai ficar
muito tempo sem voar. No verão as baterias devem ser mantidas dentro do refrigerador
( não no freezer ).
Em épocas de clima mais ameno, basta mantê-las abrigadas de qualquer fonte de
calor. A razão para esse procedimento deve-se ao fato de que a maior causa de
defeitos nas baterias é provocada por problemas no separador interno. As
baterias possuem internamente duas placas metálicas (polo positivo e polo negativo
) isoladas uma da outra por um separador químico, com a elevação da temperatura
o separador começa a se deteriorar oxidando-se rapidamente. De fato, a taxa
de oxidação do separador dobra para cada 10º C de aumento da temperatura, provocando
danos irreparáveis na célula.
Quanto a carga, as baterias podem ser guardadas carregadas ou descarregadas.
Isso realmente não importa, uma vez que elas se descarregarão sozinhas de qualquer
forma após alguns meses de armazenamento na temperatura ambiente.
Guardando as baterias no refrigerador, elas manterão a carga por um longo período
de tempo, assim é aconselhável descarregá-las até o limite mínimo ( 0,9 - 1,1vol
por célula ) antes de guardá-las. Nessa condição de armazenamento, as células
boas manterão uma voltagem ao redor de 1 volt e as células que já apresentam
algum problema no separador simplesmente entrarão 'em curto' - a voltagem em
seus terminais irá para 0 volt.
Células
que apresentam voltagem 0 em seus terminais, indicam que o pack deve ser substituído,
por que com o tempo outras células virão a apresentar o mesmo problema.
Pequenos curtos circuitos no separador da célula irão provocar uma taxa de auto-descarga
elevada e possivelmente farão com que você fique sem bateria durante um vôo,
mesmo que minutos antes de voar você tenha constatado que a voltagem estava
OK.
A razão para remover as baterias do transmissor e do avião é protege-las contra
a oxidação do fio preto. Uma célula durante um período longo de armazenamento
pode apresentar um pequeno vazamento do eletrólito interno, provocando a oxidação
do condutor negativo da bateria devido ao efeito eletrolítico. Esse efeito,
conhecido como "doença do fio preto " pode ser observado nos packs que ficam
muito tempo fora de operação.
Quando colocar as baterias novamente em uso, antes de carregar, verifique a
voltagem de cada célula sem carga, isso é apenas medindo em seus
terminais com um voltímetro digital.. A voltagem lida deve ser maior
do que 1,0 volt . Quanto mais próximos forem os valores da voltagem de cada
célula, em melhor condição estará o pack. Dizemos nesse caso, no jargão técnico,
que a bateria esta "plana".
Caso a leitura de alguma célula indicar 0volt, não hesite em providenciar a
troca do pack! Provavelmente se você colocar o pack em carga lenta, essa célula
iria ser "reanimada" e logo estará com a voltagem igual as demais. NÃO FAÇA ISSO ! Você estará arriscando o seu avião. Quando menos
você esperar o pack irá falhar. Substitua a célula defeituosa e utilize o pack
em modelos terrestres onde uma falha não ocasionará maiores problemas.
Se você tem acesso a um ciclador, submeta o pack a um par de ciclos para ter
uma idéia da sua real capacidade. Qualquer valor menor do que 80% do nominal,
indica que o pack deve ser substituido.
Uma vez no campo, cheque a bateria novamente antes do vôo, particularmente nas
primeiras vezes que for utilizá-la.
Como medir a voltagem das células individualmente sem abrir o pack ?
A
maneira que eu acho mais simples é conseguir duas agulhas de injeção,
enrolando em cada uma delas - na parte metálica - um pequeno pedaço
de fio. A outra ponta do fio você enrola na ponteira do Voltímetro
digital. Depois de devidamente isolados com fita adesiva, basta "cravar"
uma agulha em cada polo da célula ( pilha ) através do plastico
que envolve o pack e observar a leitura no display do instrumento.
Essa
é uma dica pessoal.
O texto acima foi traduzido do site Battery Clinic do Red Scholefield ( engenheiro aposentado que trabalhou na Sanyo- GE e outras empresas de fabricação de baterias recarregáveis) http://www.rcbatteryclinic.com .
Soldar ou não soldar as pilhas?
Como "fabricante" de packs de baterias para R/C e muito antes disso montando packs para rádios portáteis de VHF profissionais, tenho um vasta literatura sobre baterias recarregáveis de NiCd. Existem duas correntes entre o pessoal (sobretudo os modelistas) que trabalham com a montagem de packs de NiCd. Uns são veementemente contrários a soldagem das pilhas com estanho e outros defendem a idéia de que uma soldagem bem feita não danifica as pilhas e portanto, não há o menor problema nessa prática. Vejamos as razões alegadas por uns e por outros.
Os
defensores da solda a ponto, ( tipo de solda industrial utilizada nos packs
comerciais, onde uma pequena tira de metal é soldada entre uma pilha
e outra, através de pequenos pontos produzidos por uma máquina
elétrica formando um "curto circuito" entre a chapa e o corpo
da pilha, gerando um ponto de fusão entre as duas superfícies)
alegam que esse tipo de soldagem é o ideal pela pequena quantidade de
calor produzida no local, e portanto não expondo a pilha ao calor exagerado
tão maléfico para esse tipo de dispositivo.
Outra alegação é de que no polo positivo da pilha existe
um anel de vedação feito de material similar ao nylon, que não
resiste a altas temperaturas, cuja finalidade é evitar que o eletrólito
da pilha "vaze" para o exterior danificando a mesma. Esse anel não
resistiria a temperatura elevada da solda a estanho e seria danificado.
Salientam também essas pessoas que a prova maior de que os packs devem
ser feitos com a solda a ponto é que as próprias fabricas utilizam
esse método, portanto deve ser o melhor!
Outro perigo de se soldar baterias de NiCd com estanho, segundo ainda esses
senhores, é o da explosão da pilha devido ao aumento da pressão
interna provocada pela alta temperatura que faria o eletrólito "ferver"
gerando gases e transformando a pilha numa "bomba".
Já
o grupo que defende a soldagem das baterias ( no qual eu me incluo ), rebate
uma a uma as razões acima argumentando que:
Primeiro
- O calor produzido numa solda a estanho, desde que se utilize um soldador compatível
com a massa metálica da pilha que se deseja soldar, é sómente
um pouco maior que aquele produzido numa solda a ponto, sobretudo se antes de
fazermos a solda resfriarmos a pilha num refrigerador
Segundo
- Com o processo acima descrito, a vedação da pilha fica intacta
e não haverá riscos de vazamento.
Terceiro
- As fábricas utilizam a solda a ponto não só porque gera
menos calor mas também porque representa um custo menor que a solda a
estanho, se não é óbvio que seria usada essa última.
Quarto
- Quanto ao perigo da explosão, nos meus quase 30 anos de serviços
na área de telecomunicações, nunca vi nem ouvi falar nem
tampouco li na literatura especializada que uma bateria explodiu porque um sujeito
estava soldando os seus polos com estanho !
Agora
um pouco da minha experiência no dia-a-dia. Faço packs de baterias
de NiCd e mais recentemente de NiMh a mais de 20 anos e para todos os fins,
desde brinquedos até equipamentos profissionais e todos eles SOLDADOS
COM ESTANHO, sem NUNCA ter tido problemas. Chegam as minhas mãos porém,
radiocontroles com packs que custo a entender como é que o camarada que
literalmente "colou" os fios nas baterias, conseguiu fazer com que
os mesmos ficassem presos no lugar ! Isso demonstra o uso de um soldador inadequado,
de paquena caloria e provávelmente tenha esquentado bastante todo o corpo
da pilha para tentar a soldagem. É esse tipo de procedimento que danifica
a pilha além de não ter nenhuma confiabilidade elétrica
ou mecânica.
Para
mim não haveria problema em adquirir uma máquina de solda a ponto
para montar os packs, o problema é que esse tipo de equipamento tem custo
elevado e certamente teria que repassar esse custo aos clientes. Se levarmos
em consideração a relação custo benefício
( durabilidade de um pack feito com solda a ponto ou solda a estanho ), para
o cliente seria indiferente pois a garantia de troca em caso de problemas seria
a mesma. Ou seja se voce comprar um pack feito por uma pessoa capacitada profissiononalmente
e utilizá-lo por alguns anos sem problemas nenhum, o que vai interessar
a voce se ele é soldado com estanho ou com solda a ponto? Ou por acaso
quando voce vai se submeter a uma cirurgia costuma indagar do médico
qual o tipo de fio vai utilizar nos seus ponto? Não, não é?
Voce simplesmente escolhe da melhor maneira que puder o profissional e confia
que ele faça corretamente o seu trabalho!
Para encerrar, veja algumas fotos de um artigo publicado na revista inglesa AVIATION MODELER de setembro de 1998 onde um experiente modelista ensina exatamente como proceder a montagem de packs de baterias soldados com estanho. Como esse artigo, que assina revistas importadas volta e meia encontra esse tipo de explicação, visando facilitar a vida,e o bolso dos modelistas.
Nas fotos acima a esquerda podemos ver o articulista ensinando como fazer a soldagem das baterias com estanho. Na direita vemos a interligação das células com "tabs" de latão ou cobre novamente soldados com estanho.
As baterias recarregáveis são o coração do seu equipamento de radiocontrole. O cuidado com a utilização e conservação das mesmas irá garantir que você possa praticar seu hobby com segurança e manter intacto o seu modelo. Por isso atente para as recomendações abaixo pois elas garantirão uma vida longa para os seus packs de baterias permitindo que você desfrute de bons momentos no controle de seus modelos.
- Ao comprar uma bateria nova, não a utilize sem antes submetê-la
a NO MÍNIMO 3 CICLOS DE CARGA.
A bateria só atinge a sua capacidade máxima de fornecer energia
após 3 ou 4 ciclos de carga. Um ciclo de carga = Descarregar - Carregar
-
Não deixe suas baterias inoperantes por longos períodos. Preferencialmente carregue-os
uma vez por mês. - Em regiões onde a temperatura ambiente é maior do que 25
º C, mantenha as baterias não utilizados no refrigerador dentro de um saco plástico
Temperaturas ambientes maiores do que 25ºC aumentam a taxa de auto descarga
da bateria ( a bateria se descarrega lentamente mesmo estando fora do rádio
). Quanto maior for a temperatura maior será essa taxa.
- Somente aplique uma carga completa na bateria ( 14-16 horas ) SE A MESMA ESTIVER
TOTALMENTE DESCARREGADA.
A maior causa de danos causados as baterias é colocá-las para carregar
quando não estão totalmente descarregadas. Quando sobrecarregadas as baterias
esquentam e produzem muito gás internamente, isso faz com que a válvula existente
no polo positivo abra para dar vazão a pressão interna. Ao sair o gás , sai
também o eletrólito da bateria inutilizando a mesma. Imagine a bateria como
um reservatório d'água com capacidade de 500 litros onde você consumiu apenas
100 litros. Se você tentar colocar 500 litros dentro dele, só vão entrar 100
litros os outros 400 vão vazar. Com a bateria acontece a mesma coisa. Você deixa
a bateria carregando por 15 horas e vai para o campo. Faz quatro ou cinco vôos
de 10 minutos. Se deixar a bateria carregando por mais 15 horas você provocará
uma sobrecarga na mesma. Além do mais esse procedimento fará com que a bateria
passe a apresentar o " efeito memória" , ou como é mais conhecido o termo, a
bateria ficará " viciada ". Por isso é tão importante DESCARREGAR A BATERIA
ANTES DE COLOCÁ-LA NOVAMENTE NO CARREGADOR. Veja bem descarregar a bateria totalmente
não significa " zerá-la ", isto é, deixar o rádio ligado até que a bateria "
morra" totalmente. Quando se coloca uma bateria "zerada" para carregar novamente,
pode ocorrer que uma ou mais células assumam a polaridade inversa ( o polo positivo
transforma-se em negativo ), isso fará com que a voltagem final da bateria fique
abaixo do normal, uma vez que a célula (as) invertida (as) terá a sua voltagem
subtraída do conjunto todo. Descarregue sempre as baterias com um ciclador ou
com um descarregador controlado eletrônicamente para evitar que a voltagem chegue
a zero.
-
Verifique semestralmente a capacidade das suas baterias utilizando um ciclador
confiável. Baterias que apresentem 70% da sua capacidade nominal devem ser substituídas.
A capacidade impressa na bateria em mA/h ( miliampéres-hora ), é a mínima
que a bateria deve fornecer quando está em boas condições. Isto é, uma bateria
de 600 mA/h ao ser testada num ciclador, deverá apresentar sempre uma capacidade
igual ou maior do que 600mA/h , se estiver em boas condições. Capacidades menores
do que a especificada indicam que a bateria está no declínio da sua vida útil.
Devendo, por segurança, ser substituída o mais breve possível.
- Retire periodicamente a bateria do rádio e examine o estado dos terminais. Se
a parte metálica dos contatos apresentar algum tipo de oxidação azulada, pense
em substituir a bateria no menor tempo possível.
A presença de oxidação nos terminais da bateria e/ou do rádio, indica vazamento
de eletrólito, seja devido a sobrecarga ou bateria inoperante por longos períodos.
A válvula existente no polo positivo da bateria que libera o excesso de gás
interno em caso de sobrecarga, necessita de uma voltagem mínima de 0,65 volts
aproximadamente para se manter fechada. Abaixo desse valor a válvula abre e
a bateria vaza. O eletrólito da bateria então "caminha" pela capa plástica do
fio negativo fazendo com que o mesmo fique totalmente preto. chegando aos terminais
e não raro a própria placa do circuito do rádio corroendo tudo que estiver em
seu caminho!
-Ao
trocar a bateria por outra de maior capacidade, lembre-se que vai precisar de
um carregador também de maior capacidade para carregá-la. O carregador fornecido
com o rádio, certamente será incapaz de carregar a nova bateria completamente.
Com o surgimento de baterias de maior capacidade é comum o modelista querer
trocar suas baterias de 600 ma/h por outras de 1000, 1800 e até maior capacidade.
Essa atitude só se justifica para as baterias do receptor, no caso de termos
um consumo maior de energia ( maior número de servos ou servos de maior torque
instalados no modelo ), uma vez que o consumo do transmissor não varia. O carregador
fornecido com o radiocontrole carrega as baterias no sistema de carga lenta,
ou seja, C/10 ( 10% da capacidade da bateria ) normalmente 50 ou 60 mA/h, servindo
para baterias de 500 ou 600mA/h. Se trocarmos as baterias por outras de 1000
mA/h, necessitaremos de um carregador que forneça 100 mA/h para podermos carregar
a nova bateria num período de 15 horas. Não é correto pensar que deixando uma
bateria de 1000 mA/h ligada num carregador de 50 mA/h por 30 horas a carga estará
completa. Na realidade isso não funciona muito bem porque o sistema de carga
desses carregadores faz com que a carga vá diminuindo de intensidade na medida
em que a bateria vai sendo carregada, logo para um carregador de 50 mA/h a baterias
estaria carregada quando tivesse armazenado 500 mA/h. A partir desse valor a
corrente de carga começa a diminuir, até que chega a um ponto no qual torna-se
tão baixa que mesmo que o carregador ficasse ligado por um mês na bateria de
1000 mA/h, não conseguiria carregá-la totalmente. Muitos colegas utilizam esse
sistema e pensam que dispõe de uma bateria de 1000 mA/h quando na realidade
se forem medir a carga armazenada veriam que ela não passa de uns 600 a 700
mA/h. É mais ou menos como você ter um tanque de 100 litros de gasolina no seu
carro e o posto de abastecimento só poder colocar 60 litros... Se você tentar
andar a quilometragem equivalente aos 100 litros, sem reabastecer, vai ficar
pelo caminho...
- Lembre-se que a bateria é um dos itens mais baratos se comparados com os outros integrantes do radiocontrole, portanto cuidado com a economia.
OBS. O efeito "memória" só está presente nas baterias de NiCd ( Níquel Cádmio
).
A bateria é, sem dúvida, a maior causadora de quedas de aeromodelos. A carga inadequada, o efeito "memória" e a falta de manutenção nos terminais transformam os packs em "vilões". Siga as dicas abaixo e você nunca terá problemas com suas baterias.
- Baterias de NiCd ( Níquel-Cádmio ) não gostam de calor portanto mantenha-as em lugares onde a temperatura não exceda os 25ºC.
-
Não coloque suas baterias para recarregar sem que as mesmas tenham sido
completamente descarregadas ( Não zeradas! ) .
Utilize um ciclador ou um descarregador controlado para impedir que a voltagem
da bateria chegue a 0 volts durante a descarga.
- Durante o verão
em regiões onde a temperatura ambiente é muito elevada, mantenha
os packs que não estão sendo usados dentro da geladeira (
Não do freezer! )
-
Não utilize o rádio para descarregar as baterias, você estará
sobrecarregando o circuito do rádio ( ele não foi projetado para
ficar ligado por 3 horas ou mais ), além do que os medidores analógicos
dos rádios não tem precisão suficiente para você
saber a hora exata de parar a descarga.
- Quando alguma
bateria no pack apresentar problema, substitua o pack todo, pois as baterias
restantes também irão falhar dentro de pouco tempo.
- Sempre que for possível carregue suas baterias com carga lenta ( C/10 ), ou seja, 10% da capacidade do pack
- Programe a descarga do pack com uma corrente de no máximo 50% da capacidade do pack. Se não tiver pressa reduza esse valor para 30%. ( As baterias funcionam através de reações quimicas que quando são "apressadas" liberam grande quantidade de calor)
- Observe o terminal negativo ( prêto ) do pack. Se ele estiver oxidado ( envolto num pó azulado ), é uma indicação clara que alguma célula do pack "ventilou" ( vazou ). Portanto, mesmo que a bateria aparentemente esteja OK, prepare-se para substituí-la pois em breve ela deixará você "na mão".
- As baterias de NiMh ( Níquel Metal Hidreto) devem ser carregadas da mesma forma que as de NiCd.
Entre os aeromodelistas
sempre tem um material, equipamento ou manobra que é a febre do momento.
Aviões gigantes, motores a gasolina, rádios PCM, torque roll,
aviões elétricos e etc.
Atualmente, muitos aeromodelistas estão
descobrindo os aviões elétricos, e olhar deles, naturalmente,
se volta para as baterias de Litio.
Vejamos um pouco sobre essas "pequenas
notáveis".
As baterias de Litio como o próprio
nome diz tem o Litio como principal elemento ativo. A diferença entre
os dois tipos existentes - a Li Ion e a Li Poly resulta simplemente no tipo
de invólucro da célula. Enquanto a bateria normal Li Ion é
fechada dentro de uma caixa metálica, a Li Poly possui uma caixa plástica,
daí o sufixo Poly ( polymero ).
A principal caracteristica da bateria
de Litio é que ela tem cinco vezes a densidade de energia de outras baterias . Vale dizer que comparando o pêso de duas baterias de 2000mA por exemplo,
uma de Ni Cd e outra de Litio, esta é 5 vezes mais leve ! Isso
é um grande "achado" para o pessoal que gosta de voar modelos
elétricos.
Por outro lado nem tudo são
flores... O Litio quando muito aquecido entra em combustão, vale dizer que a
bateria NÃO EXPLODE "APENAS" PEGA FOGO !
Da mesma forma que as baterias
de NiCd e NiMh, as baterias de Lítio tem capacidade de fornecer instantaneamente
altas taxas de corrente elétrica, e se por um descuido seus terminais
são colocados em curto, é fumaça na hora!
Soube de um relato no qual um
aeromodelista descuidou-se com um pack de Litio em sua mão e a sua aliança
fechou um curto circuito nos terminais da bateria. O resultado foi uma queimadura
tão profunda que infelizmente o colega foi obrigado a amputar o dedo!
Da mesma forma que outras baterias
qualquer sobrecarga ou curto circuito imposto à bateria de Litio resultará
num aumento da temperatura e da pressão interna. Como as baterias de Litio são
fechadas hermeticamente em um invólucro de metal ou plástico, alguns
fabricantes dotam a bateria de Litio - sobretudo as redondas do tipo AA, de
um sistema de ventilação para evitar explosões. Quando se submete a bateria
a uma voltagem de carga maior que a nominal também haverá o perigo
de explosão.
Na realidade a quando a bateria de
Litio "explode", o Litio que sai do interior da bateria, inflama e
é lançado para fora do invólucro sob a forma de CHAMA !
Esse fenômeno é conhecido pelo nome de "fuga térmica".
A voltagem nominal de
carga de uma bateria de Lítio é de 4,2 volts. Digamos que inadvertidamente
colocamos a bateria para carregar em um carregador onde a voltagem está
na ordem de 6 a 7 volts, após alguns minutos o eletrólito começa a “ferver”
elevando a temperatura aproximadamente a 180ºF .
Se este processo continua por
mais de 30 minutos, o eletrólito que é orgânico, irá inflamar-se projetando-se
para fora do invólucro da bateria. Por isso é importante que a
bateria de Lítio seja carregada FORA DO MODELO e mais PREFERENCIALMENTE
DURANTE UM PERÍODO QUE POSSA SER OBSERVADO O PROCESSO DE CARGA.
É importante alertar
os modelistas que pretendem utilizar esse tipo de bateria sobre todos esses
riscos.
Sobretudo aqueles que
compram carregadores rápidos e querem carregar as baterias em 10 minutos
!
Saiba que você estará
utilizando uma bateria que é feita com material inflamável e que se for submetida
a recargas fora dos seus padrões normais, pode incendiar-se provocando sérios
danos.
O aviso acima pode ser encontrado no site das empresas que vendem baterias de Lítio para RC. Um tradução literal pode ser lida abaixo.
"O uso das baterias de Lítio em aviões radiocontrolados, excedem as especificações dos fabricantes dessas baterias. Por isso, o uso dessas baterias em modelos radiocontrolados, será considerado experimental, não havendo portanto, nenhuma garantia expressa ou implícita, por parte de distribuidores, fabricantes e varejistas com respeito a vida útil, capacidade de armazenamento ou caracteristicas de descarga das baterias de Li Poly usadas em RC, nem em qualquer outro uso ou aspecto."
Bem pessoal, o aviso dispensa comentários. O uso das baterias de Lítio é por conta e risco do usuário.
ASPECTOS TÉCNICOS
A
grande vantagem técnica em utilizar as baterias de Lítio é
sem dúvida o seu peso 5 vezes menor que qualquer outra bateria de igual
capacidade.
Assim
mesmo essa vantagem só se mostra interessante se utilizarmos a bateria
para tração ( acionamento de motor ), sobretudo nos aeromodelos
elétricos onde o peso total é crítico.
A
maior limitação para o uso das baterias de Lítio em sistemas
de radiocontrole é o controle preciso que elas exigem tanto no tocante
a carga como na descarga. Se carregarmos demais ela "explode", se
deixarmos o rádio ligado e a voltagem cair abaixo de 2,5 volts/célula,
corre-se o risco da bateria não aceitar mais ser carregada, ou seja lixo
para a bateria !
Simplesmente
não é possível utilizar uma bateria de Lítio sem
acoplarmos a mesma um dispositivo Regulador/Monitor de voltagem. Como os sistemas
de RC ( receptores e servos ) trabalham com voltagens entre 4,8v e 6,0 volts
e a voltagem nominal de uma bateria composta de duas células de Lítio
é de 7,2 volts ( quando carregadas esse valor pode chegar a 8,3 volts
! ) , é necesário que tenhamos um circuito regulador que entregue
ao receptor/servos uma voltagem entre 5 e 6 volts.
Por
outro lado precisamos "vigiar" constantemente a voltagem da bateria
para que a mesma nunca caia abaixo dos 5,0 volts ( para baterias de 7,2 volts
) , sob pena de inutilizarmos a mesma. Precisamos então também
de um Monitor de voltagem que DESLIGUE a bateria do equipamento quando o valor
mínimo for atingido.
Na
prática os parâmetros acima, assim como a corrente instantânea
que a bateria está entregando e ainda um circuito de proteção
contra curto-circuito ficam todos a cargo do Regulador.
Regulador disponível no site da Tower
Outro
componente importante quando se utilizam baterias de Lítio é o
Carregador.
Os
carregadores normalmente utilizados para as baterias de NiCd e NiMh bem como
os cicladores, NÃO SERVEM PARA AS BATERIAS DE LÍTIO !
As
baterias de Lítio necessitam de carregadores que forneçam corrente
constante e voltagem constante e não podem ter a função
de PEAK CHARGE ( sensor que desliga o carregador quando a bateria chega na carga
máxima ), ou seja todos os carregadores e cicladores que você utiliza
para as baterias de NiCd e NiMh, não servem!
Carregador e Ciclador programável que pode ser utilizado
para carregar baterias de Lítio
COMPARATIVO DE CUSTOS
Para que se tenha uma idéia compare os valores abaixo, em dólar, obtidos no site da Tower.
Bateria
de 7,2 volts x 700mA LíPoly US 24,49 x Bateria
de 4,8v x 600mA NiCd US 17,99
Bateria
de 7,2 volts x 1500mA LíPoly US 35,99 x Bateria
de 4,8v x 1000mA NiCd US 37,99
Bateria
de 7,2 volts x 2200mA LíPoly US 56,60 x Bateria
de 4,8v x 2000mA NiMh US 49,99
Como
se pode ver a diferença de preços, lá nos EUA, não
é muito significativa. Não esqueçamos entretanto que se
optarmos pela baterias de Lítio, necessáriamente precisaremos
comprar o Regulador de Voltagem e o Carregador.
Os preços
dos reguladores variam de US 19,00 a US 60,00 dependendo a complexidade. Os
carregadores também sofrem uma variação entre US 83,00
a US 130,00 ( caso do ciclador da foto acima )
CONCLUSÃO
Se
você tem um modelo elétrico e está disposto a gastar um
dinheiro extra, é uma boa opção comprar baterias de Lítio.
Caso
contrário fique com as baterias tradicionais de NiCd ou NiMh .
Pesam
mais mas são bem mais baratas .... e seguras.