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Por Marcio Thomaz Utilizei alguns artigos da Internet, de livros, e do meu conhecimento pr�prio para montar este resumo, de forma que ficasse abrangente e de f�cil leitura mas n�o muito profundo e t�cnico.
As baterias recarreg�veis s�o respons�veis pelo funcionamento do sistema de R/C , equipamento que fornece energia para o funcionamento el�trico de todo o sistema de transmiss�o e recep��o e ainda o funcionamento dos servos e dos motores el�tricos(no caso de propuls�o el�trica dos modelos).
As baterias recarreg�veis se dividem na sua composi��o: N�quelC�dmio(NiCa)=> t�m 1,2V por pilha (c�lula), rela��o custo/benef�cio muito bom; proporciona muitos ciclos de carga/descarga; �tima performance sob carga(mas de forma lenta); f�cil de recarregar; tolerante a abusos; aceita bem carga r�pida; auto descarga (descarga que ocorre quando a bateria n�o � utilizada) em menor n�vel. Utilizada em TX e RX , principalmente
N�quelMetalHidreto(NiMH) => t�m 1,2V por pilha (c�lula), 30% a mais de capacidade em rela��o a uma bateria de NiCa ;pouco efeito mem�ria; mant�m performance m�xima mais facilmente; seus componentes s�o menos agressivos ao meio ambiente; utilizada em TX e RX , principalmente A tabela abaixo resume essas caracter�sticas, entre os 2 tipos.
Tipo NiCad NiMH densidade de energia (Wh/Kg ) 50 75 n� m�ximo de ciclos (m�nimo)
1.500 500 carga r�pida 1,5 H 2/3 H auto descarga m�dia alta corrente de descarga muito alta m�dia intervalo de reciclagem 30 dias 90 dias efeito mem�ria maior menor custo menor maior LiIon (�ons de L�tio) => t�m 3,6V por c�lula;a tens�o pode ser especificada como 2S ou 3S, significa 2 c�lulas em s�rie (7,2V LiIon) ou 3 c�lulas em s�rie (10,8V LiIon); alta capacidade de descarga, maior que as anteriores; mais leves que as anteriores, comparando o p�so de duas baterias de 2000mA por exemplo, uma de Ni Cd e outra de Litio, esta � 5 vezes mais leve; utilizada em modelos el�tricos; um dispositivo Regulador/Monitor de voltagem � necess�rio; precau��o: O Litio quando muito aquecido entra em combust�o,PEGA FOGO !
LiPo (pol�mero de l�tion) => t�m 3,7V por c�lula; a tens�o pode ser especificada como 2S ou 3S, significa 2 c�lulas em s�rie (7,4V LiPo) ou 3 c�lulas em s�rie (11,1V LiPo); alta capacidade de descarga, maior que as LiIon; mais leves que as LiIon, utilizada em modelos el�tricos; um dispositivo Regulador/Monitor de voltagem � necess�rio; precau��o : O Litio quando muito aquecido entra em combust�o,PEGA FOGO !
Equival�ncia Entre Baterias Recarreg�veis(fonte: Revista SE Modeler Vol.4 no.3 )
L�tio/Metal
Chumbo/�cido
N600AAC HR-AA TLR-7103 810-0004 Tamanho AA AA
Voltagem da c�lula 1,2V
Capacidade em mA/h
Pot�ncia em watt/hora 720
Peso em gramas 23
Densidade de pot�ncia [W.h/g] 31
Densidade de pot�ncia em rela��o a NiCd 1x
Custo em rela��o a NiCd 1x
Voltagem da c�lula com carga completa 1,4
Tens�o m�nima sob carga 0,8
Taxa m�xima de carga em rela��o a capacidade
Taxa m�xima de descarga em rela��o a capacidade 20 X
Resist�ncia interna em miliOhms 16
Numero de ciclos de carga ( Vida util )
Percentual mensal de auto descarga 15%
As duas caracter�sticas mais importantes de uma bateria s�o a tens�o e a sua corrente Tens�o: � a voltagem que a bateria � capaz de fornecer e � medida em volts: 4,8V, 9,6V, etc. Quanto maior a voltagem fornecida a um motor el�trico, mais r�pido ele gira, at� que, ultrapassando seu limite, ele queima. Por essa raz�o, quando alimentados por baterias de 6V os servos respondem mais rapidamente aos comandos . os servos modernos podem ser alimentados com tens�o de 6V , ganhando mais velocidade e torque, mas verifique primeiro as especifica��es dos seus servos.
Corrente: medida em miliAmperes/hora (mAh) ou Amp�res/hora(Ah) � o tempo durante o qual uma bateria � capaz de fornecer a energia necess�ria � opera��o de um sistema. Uma bateria de 1.000 mA � capaz de fornecer uma corrente de 1000 mA por uma hora, ou uma corrente de 500 mA por 2 horas . A voltagem da bateria deve ser aquela para a qual foram projetados os equipamentos que ela vai operar, acima desse limite podem ocorrer danosou a queima desses equipamentos.
Quanto maior a corrente, mais tempo o sistema ir� funcionar.
Para atingir essa voltagem necess�ria de um aparelho , diversas c�lulas ou pilhas s�o ligadas em s�rie – o polo positivo de uma ao p�lo negativo de outra, cujo polo positivo, por sua vez � ligado ao p�lo negativo da seguinte e assim por diante. Quando se ligam diversas c�lulas em s�rie a voltagem final resultante � a soma das voltagens de cada c�lula individual e a corrente total � igual � corrente de uma �nica c�lula. Na conex�o em paralelo todos os p�los positivos s�o ligados entre si, o mesmo com os p�los negativos, assim, a voltagem final � igual � voltagem de uma �nica c�lula e a corrente � igual � soma das correntes de todas as c�lulas. Caracter�sticas Gerais
Efeito mem�ria: O termo vem do tempo em que as baterias de n�quel c�dmio "lembravam" quanto tinham sido descarregadas na �ltima utiliza��o e tinham a tend�ncia de somente aceitar carga at� aquele limite. Normalmente, o efeito mem�ria nas baterias de NiCad, pode ser eliminado reciclando a bateria (descarga a 1V por c�lula e carga em seguida). Repetido uma vez por m�s o efeito mem�ria n�o mais ocorre. Nas baterias de NiMH, 3 meses .
Auto descarga: � quando as baterias de NiCad ou NiMH, descarrega sozinha. Uma bateria de NiCad perde, em um dia, 10% de sua capacidade nominal, o que � aceit�vel. Quando descarregam mais que isso , h� algo de errado com as baterias ou carregadores. Se a perda for mais de 30% ,� irrecuper�vel. Corrente de descarga:
M�xima corrente que a bateria pode fornecer. A unidade de descarga � o C, equivale a capacidade total da bateria, isto �, uma bateria de 1.000mA descarregada a 1 C estar� fornecendo uma corrente de 1.000mA, a 0,5C uma corrente de 500 mA e a 2C uma corrente de 2.000mA.
Muito cuidado em comprar baterias de alta capacidade , procure sempre de marcas conhecidas e em lojas, n�o em camel�s. Aplica��o de 3 ciclos de carga no novo pack, � a primeira coisa a ser feita. O transmissor tem uma indica��o de carga que mostra, a cada momento, a situa��o no mesmo, quando ligado, portanto, � f�cil de antever a necessidade de recarga. No modelo coloque um volt�metro em paralelo com a bateria e me�a se h� queda de tens�o quando a bateria movimenta dos servos. Uma bateria com carga total deve ter 6V; uma queda para menos de 5V quando sob carga determina se � necess�rio o recarregamento da bateria. Lembre-se que uma bateria de NiCad tem um fluxo de descarga pr�prio: ap�s a carga ela pode apresentar uma voltagem ligeiramente acima da nominal (at� 1,4V) e quando em uso, essa voltagem rapidamente cai at� o valor de 1,2V. A partir da�, a queda de voltagem � muito lenta at� o momento que a bateria atinge seu limite, quando a voltagem ent�o cai subitamente a n�veis que n�o permitem que ela continue a ser usada. Se por um lado faz com que a bateria possa ser utilizada at� o fim de sua carga com a mesma performance, por outro n�o d� nenhum aviso que permita distinguir entre uma bateria pronta para uso e outra que precisa de carga. A bateria de NiMH reduz a voltagem de trabalho a medida que se descarrega o que permite "ver" que sua bateria est� se descarregando. Para determinar a corrente de suas baterias , recicle-a, carrregue-a completamente e depois que ela esfriar ligue-as a uma carga conhecida,por exemplo, uma l�mpada automotiva de 6V e 6W. Esta l�mpada drenar� da bateria 1A/h (6W/6V). Marque o tempo, coloque um volt�metro em paralelo com a l�mpada e verifique quanto tempo a bateria leva para atingir 1V em cada c�lula. A capacidade real de sua bateria, independentemente do que registrar o r�tulo da mesma, ser� definido pela equa��o: A = t / C Onde: A = corrente da bateria, em mAt = tempo que a bateria levou para descer para 1V em cada c�lula, medido na forma decimal(1 hora=1, � hora=0.5,1H:45=1,75, etc.)C=carga a que a bateria foi submetida (no exemplo, 1 A ) Como montar seu pr�prio Pack de Baterias
Adquira em um fornecedor id�neo as suas baterias que precisa para formar um pack com a voltagem e corrente que deseja, e de prefer�ncia as de marcas conhecidas (cuidado, adquira beterias com a mesma corrente). Depois cole(pode ser cola quente, mas n�o use muita cola)as c�lulas umas as outras sempre uma invertida em rela��o a outra , para que facilite a soldagem entre os p�los. Isso vai dar rigidez mec�nica ao pack que � muito impotante em caso de packs que v�o onboard nos modelos. Agora vem a soldagem, recomendo estanhar primeiro os contatos das baterias com muito cuidado. Limpe os contatos e derreta um pouco de solda com o ferro de soldar nos p�los das baterias, para facilitar voce poder� dar uma lixadinha ou uma raspada nos p�los para que a solda pegue mais r�pido , mas muito cuidado para n�o aquecer muito, somente poucos segundos de contato entre o ferro desoldar e a bateria. No primeiro p�lo positivo dever� ser soldado o fio vermelho do conector e no �ltimo p�lo negativo do pack ser� soldado o fio preto do conector , mas antes de soldar qualquer fio, estanhe as pontas a serem soldadas. Depois com um peda�o de fio, solde uma ponta de fio no primeiro p�lo negativo e a outra ponta no segundo p�lo positivo que est� ao seu lado; no lado oposto do pack est� o segundo p�lo negativo e o terceiro p�lo positivo solde-os da mesma forma anterior , e assim por diante. Evite grande quantidade de solda nos contatos, somente o suficiente para fixar os contatos. Por �ltimo o acabamento , que pode ser feito com adesivo termo retr�til ou com fita adesiva mas sempre com cuidado de n�o encher muito o pack , pois pode n�o caber , por exemplo, dentro do compartimento de baterias do TX. Se for feito com cuidado n�o ser� necess�rio o acabamento. Ap�s o t�rmino da confec��o do pack, submeta a tr�s ciclos completos de carga e descarga.
Como verificar a tens�o(V) com um mult�metro
Felizmente os transmissores tem algum tipo de indicativo(volt�metro anal�gico , digital ou por LEDs) de como as baterias em seu interior est�o , indicando quando � necess�rio a recarga, embora n�o sejam muito precisos; mas no pack que vai no interior (onboard) dos modelos , precisamos de uma maneira que nos indique a necessidade de recarga ou n�o.O mult�metro tem uma escala(volt�metro) onde � medida a tens�o(V), sendo que temos que medir o pack sempre com carga , ou seja, em uso , com o receptor ligado. Devemos ligar os terminais do mult�metro em paralelo com a bateria , respeitando os p�los.Observe que no mult�metro h� v�rias escalas , escolha a de DCV e com um valor que seja um pouco maior do que a voltagem do pack.Conte o n�mero de baterias tem seu pack, por exemplo, seu pack teria 4 baterias formando um total de 4,8V , se o mostrador indicar um valor de 3,6 a 4V , est� na hora de recarreg�-las . Diante disso podemos dizer que o valor m�nimo � de 0,9V a 1V por bateria.
As baterias de NiCd/NiMh (tens�o nominal de 1,2V) a tens�o m�xima da bateria � de 1,68V(1,2V x 1,4, este 1,4 � o fator para determinarmos a tens�o necess�ria para uma recarga ideal), ou seja, precisa-se de 1,68V por c�lula para conseguir carreg�-la. Portanto, para carregar uma bateria de 8 c�lulas (9,6V), precisa-se no m�mimo de 8 x 1,68V = 13,44V. Com menos do que isto a capacidade total n�o ser� alcan�ada.
As baterias NiCd/NiMh podem ser carregadas de 3 maneiras: Carga lenta: o recarregamento da bateria ocorre 1/10C de sua corrente, ou seja, uma bateria de 800mAh � recarregada com uma corrente de 80mA, e assim por diante). O tempo para carregar � calculado da seguinte forma: multiplique o valor da corrente de sua bateria por 1,5( fator necess�rio de corrente para uma recarga ideal, no caso 800mA x 1,5 = 1200mA )e depois divida o resultado anterior pela corrente fornecida pelo recerregador. No caso de uma bateria de 800mA, 800 x 1,5 = 1200, 1200 / 80 = 15 horas. Outro modo � dividir o valor da corrente de sua bateria pela corrente fornecida pelo seu recarregador e depois multiplique o resultado obtido por 1,5; 800 / 80 = 10, 10 x 1,5 = 15 horas.Este modo � muito seguro e n�o compromete a vida �til de suas baterias.Por tempo: Este m�todo poder� ser utilizado em carga lenta ou r�pida. Se voce tiver em m�os um carregador de 500mA e baterias de 1000mA , o tempo de recarga seria de 2 horas na teoria, sempre demora um pouco mais, na pr�tica demora 1000 x 1,5 = 1500, 1500 / 500 = 3 horas. Detec��o de pico: este tipo carregador detecta se a voltagem aumenta bruscamente, indicando que a bateria est� com carga completa. Nas baterias de NiCd este m�todo � o mais seguro, pois permite carga r�pida sem sobrecarregar as baterias.
Nas baterias de LiIon/LiPo � poss�vel saber se est�o carregadas ou n�o pela tens�o(V), o n�vel m�ximo das LiIon � de 4,1V por c�lula, e de LiPo 4,2V por c�lula. Estas baterias necessitam de carregadores com tens�o e corrente constantes
Carregador de voltagem constante: carregador que limita a voltagem de carga a um limite pr�-fixado mas reduz a corrente enquanto mant�m esse limite. Carregador de corrente constante:
carregador que mant�m a corrente constante durante a carga, flutuando a voltagem.
Nas baterias de NiCd e NiMh, a carga r�pida n�o dever� exceder o valor da capacidade da mesma ( C ), isso significa que a carga estaria completa em 1 HORA em teoria.Uma pequena eleva��o na temperatura nas baterias � aceit�vel. Sempre verifique a bateria do r�dio e examine o estado dos terminais. Se a parte met�lica dos contatos apresentar algum tipo de oxida��o azulada, substitua a bateria no menor tempo poss�vel. O ideal � ter em m�os um descarregador de baterias ou um ciclador, podendo ainda utilizar um mult�metro para verificar a tens�o das baterias(cada unidade dever� ter no 1 V para come�ar a recarga). Evite recarregar baterias sem que elas estejam descarregadas. H� aparelhos no mercado de boa qualidade para serem adquiridos.
Esquemas simples Segue abaixo dois esquemas simples e �teis para o hobby.
Um simples aviso de baixa voltagem para packs de 9,6 V
O esquema a seguir pode ser usado em conjunto com o TX, se o onboard estiver com defeito, ou em outras situa��es quando necess�rio.Pode ser adotado um aviso sonoro ou visual(adotamos no esquema o visual) e o ajuste no trimpot pode ser feito com um mult�metro ou uma fonte regul�vel. O interessante deste esquema � que quando o pack atinge o valor determinado pelo trimpot , o LED acende , mas se a carga for menor , o LED ficar� piscando 4 vezes por segundo.
Recarregador de Packs de 9,6 V e 4,6 V
Este simples esquema para NiCad, recarrega os packs de 9,6 V e 4,6 V. N�o utilize o r�dio para descarregar as baterias, voce pode danific�-lo
Fontes:F�rum EvooShark Racinghttp://www.rcbatteryclinic.com/P�gina do Mano http://www.uoguelph.ca F�sica: Ci�ncia e tecnologia - Nicolau & ToledoF�sica - Avelino, Robortella & EdsonRadio Control Handbook - Howard G. Mcentee