Sin pretender se exhaustivos, en el mercado encontraremos varios tipos de pilas de polímero de iones de litio recargables, comúnmente pilas de polímero de litio, abreviadamente LiPo, las más comúnmente usadas por los aficionados que se construyen sus propias baterías. Generalmente, el construirse su propia batería no obedece sólo a aspectos económicos, unas veces será por experimentar y otras, la mayoría, por la constitución del paquete y el sitio donde se va a ubicar, especialmente por la geometría de un barco de pequeño tamaño. Eso a pesar de que a igualdad de capacidad las LiPo tienen un menor volumen y peso que las Ni-Mh.
Además podemos reducir el número de pilas que constituyen la batería que necesitamos. Por ejemplo, nuestro barco equipo un motor Mabuchi RS 540, cuya tensión nominal de trabajo es de 7,20V. Si la batería que equipa nuestro barco está constituida por pilas de Ni-Mh que proporcionan una tensión de 1,2V, necesitaremos 6 pilas (6x1.2=7.2V) conectadas en serie para que proporcionen los 7,2V. En cuanto a la capacidad será la que facilite una sola pila, digamos 2.400mAh.
Si a ese mismo barco lo equipamos con baterías LiPo que proporcionan 3,7V de tensión nominal, necesitaremos sólo dos pilas (3,7x2=7,2V). En cuanto a la capacidad será la que facilite una sola pila, digamos 2.400mAh. Estaremos ahorrando el peso y el volumen de cuatro pilas. En cuanto al coste económico, seguramente será igual o ligeramente más caro, pero los precios de este producto van a la baja en proporción a la mayor demanda que existe.
Básicamente nos interesan dos tipos de pilas o tres si se me apura. Las AA, cuyas medidas son de 14 mm. de diámetro por 50 mm. de largo, comúnmente conocidas como 14500. Hay ligeras variaciones de un fabricante a otro. Las 18650, como es fácil suponer de 18 mm. de diámetro y 65 mm. de largo. Y el tercer tipo al que hacíamos alusión está constituido por las 1/2AA o 14250, es decir 14 mm de diámetro y 25 mm. de largo. La tensión nominal de todas ellas es, como se indica en la tabla, de 3,7V y la de máxima carga de 4,2V. En cuanto a la capacidad cada fabricante ofrece una variedad de valores.
Hasta aquí todo igual a como estamos acostumbrados a trabajar con los tipos de baterías anteriores. Lo que diferencia a las LiPo, son unos conductores que terminan en un conector denominado JST cuyo número de pines o vías siempre será igual a "S+1". Efectivamente, si hacemos un montaje "2S", ya sabemos que eso significa una batería con dos celdas, necesitaremos un conector JST de tres vías o conductores para la función de balance. Cuatro si el montaje es una batería "3S" y así sucesivamente.
Las baterías LiPo necesitan un cargador específico, no valen los cargadores, por decirlo así "Normales", pero hay una forma, que más adelante explicaremos, de cargarlas con una fuente de alimentación regulable, también nos puede servir un alimentador seleccionando la salida de voltaje adecuado ya que, como hemos dicho en el artículo anterior, durante su carga necesitan controlar la carga individual de cada celda para dar a cada una la corriente que necesita para llegar a la tensión de máxima carga.
Una forma de tener baterías LiPo gratis ¿?, las habremos pagado antes, es recuperarlas de una batería de ordenador portátil que ya no funciona o carga muy poco. En general acostumbran a equipar una batería compuesta por 6 elementos o pilas del tipo 18650, es decir 18mm. de diámetro y 650mm. de longitud, en un montaje serie paralelo. Efectivamente hay tres pilas de 3.6V y 2.200mAh montadas en serie con lo cual nos dará (3x3,6=10,8V) y (2.200x1=2.200mAh), y tenemos otro paquete exactamente igual. Los dos paquetes se montan en paralelo y el resultado será (10,8x1=10,8V) y (2.200x2=4.400mAh) es decir que la batería que equipa nuestro portátil se comporta como una sola batería cuyos parámetros son 10,8V y 4.400mAh.
En la primera imagen vemos una batería de portátil abierta, en la última fila de la izquierda podemos leer "Rating: 10,8V ⚎ 4.400mAh" que son las características de la batería tal como hemos comentado.
Además de las pilas, vemos un circuito electrónico del que salen 4 conductores ya que se trata de una (3S)., y además una serie de contactos. Dos de ellos proporcionan la alimentación al ordenador cuando éste se alimenta de la batería. Cuando el ordenador está conectado a la red, a través de los contactos citados la batería recibe la carga necesaria. Los cables negro, blanco, amarillo y rojo, en este orden, proporcionan la información al circuito electrónico para comprobar el balance de la batería y aplicar la corrección necesaria.
En la segunda imagen se puede apreciar un mayor detalle de este circuito, al que llamaremos BMS (Battery Management System) o Sistema de Gestión de Baterías que, entre otras funciones, se ocupa de la operación de Balance. Más adelante volveremos sobre este circuito y como utilizarlo para cargar baterías LiPo con una fuente de alimentación regulable.
Puede suceder que la batería de un portátil que no funciona correctamente tenga una o dos pilas inutilizadas o que sea el circuito balanceador (BMS) el que esté inutilizado, en cualquier caso podemos recuperar, como mínimo cuatro o cinco pilas y utilizarlas para nuestros montajes. Con ellas podemos alimentar la instalación de un barco, coche, avión, etc. Su uso en una emisora es un poco más problemático por las medidas. Normalmente el habitáculo de una emisora donde ubicar la batería se diseña y dimensiona en función de las medidas de una batería compuesta por 6 u 8 celdas "AA" o 14500, es decir ± 14mm. de diámetro x 500mm de largo y las pilas recuperadas de un portátil, en general, son del tipo 18650, como ya sabemos 18mm. de diámetro y 650mm. de largo, evidentemente una batería "3S" formada con pilas 18650 no cabe. Así que nos las hemos de ingeniar y hacer un paquete con tres 18650, colocarlo en el exterior de la emisora y enchufarlas en su conector con un cable de alimentación de longitud suficiente. Además, también, hemos de prever un conector JST de cuatro vías con longitud suficiente para el cargador.
El mercado ofrece una variedad de cargadores "Inteligentes" aptos para cargar, prácticamente, cualquier tipo de batería, incluidas las de plomo (Pb). Los hay simples y dobles "Dúo" o "Twins" que permite cargar dos baterías diferentes al mismo tiempo, por ejemplo, después de una jornada de radiocontrol, llegamos al taller y podemos cargar simultáneamente la batería del emisor y la del receptor, sin necesidad de esperar a que una esté cargada y le llegue el turno a la siguiente. Evidentemente es una comodidad y lo que es más importante un ahorro de tiempo y además es indiferente las características de cada batería.
También existen diferentes modos de conexión de la batería con el cargador. Todos los cargadores equipan dos bornes de panel, rojo y negro, para los polos positivo y negativo que es de donde la batería toma su carga. En el caso de cargadores "Dúo" o "Twins", los conectores están duplicados. Se conectan mediante unas bananas, también de panel. Es aconsejable que estas bananas tengan unos flejes a lo largo de su eje para que actúen a modo de muelles y proporcionen un contacto firme y seguro.
Hay cargadores que tienen un único zócalo JST macho (6S) y un adaptador que admite baterías (2S), (3S), (4S), (5S) y (6S). La imagen muestra un adaptador de este tipo desmontado para poder apreciar ambas caras del circuito impreso,
Otros cargadores equipan 5 zócalos para acoplar baterías de (2S) hasta (6S). Ventajas de utilizar un sistema u otro, ninguna, ambos realizan la misma función. Tratando de buscar una diferencia, tal vez la de una mayor seguridad, si la cadena de elementos a conectar es más corta, menor es la posibilidad de una avería.
Algunos cargadores admiten alimentación mixta, es decir tienen la fuente de alimentación incorporada y se pueden conectar directamente a la tensión de red de 230 VCA. y también admiten alimentación de 11 a 18VCC., procedente de una fuente de alimentación externa. Otros sólo admiten alimentación a bajo voltaje de una fuente externa.
Pueden incorporar un ventilador para la refrigeración cuando se está en el proceso de descarga, proceso que genera mucho calor, ya que la descarga es a través de una resistencia y eso produce mucho calor.
La mayoría de ellos incorporan un conector para enlazar el cargador con un ordenador portátil para configurar y programar el cargador a través del ordenador.
Otro refinamiento es un conector hembra tipo "Futaba" donde podemos conectar una sonda de temperatura que corta la carga si existe el peligro de pasar cierto umbral programable de temperatura.
Es más fácil construirse uno mismo una sonda de temperatura que encontrarla en el mercado y también más barato. Necesitamos un integrado LM35DZ. Su precio ronda los dos euros (2€), tres tiradas de cables de longitud suficiente y un conector de servo tipo Futaba, pero puede servir cualquier otro tomando una mínima precaución. Si el conector lleva incorporados los cables, perfecto, en caso contrario le soldaremos los cables. El color, como es fácil suponer, no tiene importancia, es solamente para diferenciar uno de otro, pero, preferiblemente utilizaremos uno rojo que tomará la alimentación del polo positivo del cargador, otro de color negro para el polo negativo y el tercer color es el que llevará la señal para testear la temperatura.
¿Qué diferencia un conector Futaba de otro cualquiera? Solamente una pequeña pestaña lateral que impide conectarlo en posición errónea. El orden de los cables de cualquier conector de servo siempre es el siguiente: El color rojo que lleva el positivo de la alimentación está situado en el centro. En cualquiera de las dos posiciones posibles de conectarlo, el positivo siempre ocupará la posición central y por tanto no hay peligro de avería. En un extremo irá el cable negro que lleva el negativo y en el otro extremo el tercer cable que lleva la señal. Por tanto si se invierte la posición no ocurrirá nada. Si no funcionase el servo, le damos media vuelta al conector y con toda seguridad el servo funcionará correctamente.
La conexión de la sonda de temperatura es un poco diferente y si la conectamos en la posición errónea si puede producirse una avería. Mirando el integrado de frente, es decir viendo las letras de su referencia, en el lado izquierdo hemos de conectar la señal, en teoría el cable blanco. En el centro el cable que toma el positivo, teóricamente de color rojo y en el otro extremo el cable negro que toma el negativo. Si lo conectamos invertido, invertimos la polaridad de alimentación. Observando la imagen debe desaparecer cualquier duda.
Los cables deben tener la longitud adecuada pues la sonda ha de estar en contacto con la batería, justamente la cara donde aparece la referencia. El contacto Sonda-Batería ha de ser un contacto fuerte, no en exceso, pero si firme. Una banda elástica o un poco de Velcro pueden proporcionar la presión necesaria para una buena lectura. La sonda al recibir el calor provocado por la carga de la batería genera una corriente eléctrica que la circuitería del cargador transforma en escala de temperatura y en función de como hayamos configurado el valor de desconexión, así actuará. Observar atentamente la imagen en la que aparece un conector original Futaba y otro genérico que es compatible con cualquier aparato de radiocontrol, esto es una ventaja ya que permite la intercambiabilidad entre marcas diferentes, pero el inconveniente es que, precisamente por esta intercambiabilidad nunca estaremos seguros que el orden de conexión se respeta escrupulosamente y estar a salvo de cualquier avería. En un servo, como ya hemos explicado no tiene la menor transcendencia, pero en el caso de la sonda ya hemos visto que si la tiene. Insistimos en la precaución para evitar cualquier avería.
Saludos y como de costumbre a vuestra disposición.
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