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Um pouco sobre Baterias
Por Marcio Thomaz 
Utilizei alguns artigos da Internet, de livros, e do meu conhecimento próprio para montar este resumo, de forma que ficasse abrangente e de fácil leitura mas não muito profundo e técnico.
As baterias
recarregáveis são responsáveis pelo funcionamento do sistema de R/C ,
equipamento que fornece energia para o funcionamento elétrico de todo o sistema
de transmissão e recepção e ainda o funcionamento dos servos e dos motores
elétricos(no caso de propulsão elétrica dos modelos).
As
baterias recarregáveis se dividem na sua composição:
NíquelCádmio(NiCa)=>
NíquelMetalHidreto(NiMH)
A tabela abaixo resume essas características, entre os 2 tipos.
| Tipo | NiCad | NiMH |
| densidade de energia (Wh/Kg ) | 50 | 75 |
| nº máximo de ciclos (mínimo) | 1.500 | 500 |
| carga rápida | 1,5 H | 2/3 H |
| auto descarga | média | alta |
| corrente de descarga | muito alta | média |
| intervalo de reciclagem | 30 dias | 90 dias |
| efeito memória | maior | menor |
| custo | menor | maior |
Equivalência Entre Baterias Recarregáveis
(fonte: Revista SE Modeler Vol.4 no.3 )
| 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 | 3,0V | 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% |
As
duas características mais
importantes de uma bateria são a tensão e a sua corrente
Tensão:
é a voltagem que a bateria é capaz de fornecer e é medida em volts: 4,8V, 9,6V,
etc. Quanto maior a voltagem
fornecida a um motor elétrico, mais rápido ele gira, até que, ultrapassando seu
limite, ele queima. Por essa razão, quando alimentados por baterias de 6V os
servos respondem mais rapidamente aos comandos .
os servos modernos podem ser
alimentados com tensão de 6V , ganhando mais velocidade e torque, mas verifique
primeiro as especificações dos seus servos
Corrente:
medida em miliAmperes/hora (mAh) ou Ampéres/hora(Ah) é o tempo durante o qual
uma bateria é capaz de fornecer a energia necessária à operação de um sistema.
Uma bateria de 1.000 mA é 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 irá funcionar.
Para
atingir essa voltagem necessária de um aparelho , diversas células ou pilhas são
ligadas em série – o polo positivo de uma ao pólo negativo de outra, cujo polo
positivo, por sua vez é ligado ao pólo negativo da seguinte e assim por diante.
Quando se ligam diversas células em série a voltagem final resultante é a soma
das voltagens de cada célula individual e a corrente total é igual à corrente de
uma única célula.
Na
conexão em paralelo todos os pólos positivos são ligados entre si, o mesmo com
os pólos negativos, assim, a voltagem final é igual à voltagem de uma única
célula e a corrente é
igual à soma das correntes
de todas as células.
Efeito
memória:
O termo vem do tempo em que
as baterias de níquel cádmio “lembravam” quanto tinham sido descarregadas na
última utilização e tinham a tendência de somente aceitar carga até aquele
limite.
Auto descarga:
É quando as baterias de
NiCad ou NiMH, descarrega sozinha. Uma bateria de NiCad perde, em um dia, 10% de
sua capacidade nominal, o que é aceitável. Quando descarregam mais que isso , há
algo de errado com as baterias ou carregadores. Se a perda for mais de 30% ,é
irrecuperável.
Corrente de descarga:
Máxima corrente que a bateria pode fornecer. A unidade de descarga é o C, equivale a capacidade total da bateria, isto é, uma bateria de 1.000mA descarregada a 1 C estará fornecendo uma corrente de 1.000mA, a 0,5C uma corrente de 500 mA e a 2C uma corrente de 2.000mA.
Cuidados com suas
baterias
A bateria de NiMH reduz a
voltagem de trabalho a medida que se descarrega o que permite “ver” que sua
bateria está 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 lâmpada automotiva de 6V e 6W.
Esta lâmpada drenará da bateria 1A/h (6W/6V). Marque o tempo, coloque
um voltímetro em paralelo com a lâmpada e verifique quanto tempo a bateria leva
para atingir 1V em cada célula. A capacidade real de sua bateria,
independentemente do que registrar o rótulo da mesma, será definido pela
equação:
A = t / C
Onde:
A = corrente da bateria, em
mA
t = tempo que a bateria levou para descer para 1V em cada célula, medido
na forma decimal
(1 hora=1, ½
hora=0.5,1H:45=1,75, etc.)
C=carga a que a bateria foi submetida (no exemplo,
1 A )
O multímetro tem uma escala(voltímetro) onde é
medida a tensão(V)
Observe que no multímetro há várias escalas , escolha a de DCV e
com um valor que seja um pouco maior do que a voltagem do pack.
Conte o
número 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 , está na hora de
recarregá-las . Diante disso podemos dizer que o valor mínimo é de 0,9V a 1V por
bateria.
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 é recarregada com uma corrente de 80mA, e assim por diante). O tempo para
carregar é calculado da seguinte forma: multiplique o valor da corrente de sua
bateria por 1,5( fator necessário 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 é 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 é muito seguro e
não compromete a vida útil de suas baterias.
Por tempo: Este
método poderá ser utilizado em carga lenta ou rápida. Se voce tiver em
mãos um carregador de 500mA e baterias de 1000mA , o tempo de recarga seria de 2
horas na teoria, sempre demora um pouco mais, na prática demora 1000 x 1,5 =
1500, 1500 / 500 = 3 horas.
Detecção de pico: este tipo
carregador detecta se a voltagem aumenta bruscamente, indicando que a bateria
está com carga completa. Nas baterias de NiCd este método é o mais seguro, pois
permite carga rápida sem sobrecarregar as baterias.
Nas baterias de
LiIon/LiPo é possível saber se estão carregadas ou não pela tensão(V), o nível
máximo das LiIon é de 4,1V por célula, e de LiPo 4,2V por célula. Estas baterias
necessitam de carregadores com tensão e corrente constantes
Carregador de voltagem constante:
carregador que limita a voltagem de carga a um limite pré-fixado mas reduz a corrente enquanto mantém esse limite.
carregador que mantém a
corrente constante durante a carga, flutuando a
voltagem.
Nas baterias de NiCd e NiMh, a carga rápida
não deverá exceder o valor da capacidade da mesma ( C ), isso significa que a
carga estaria completa em 1 HORA em teoria.
Uma pequena elevação na
temperatura nas baterias é aceitável.
Sempre verifique a bateria do rádio e
examine o estado dos terminais. Se a parte metálica dos contatos apresentar
algum tipo de oxidação azulada, substitua a bateria no menor tempo possível.
O ideal é ter em mãos um descarregador de baterias ou um ciclador, podendo
ainda utilizar um multímetro para verificar a tensão das baterias(cada unidade
deverá ter no 1 V para começar a recarga). Evite recarregar baterias sem que
elas estejam descarregadas. Há aparelhos no mercado de boa qualidade para serem
adquiridos.
Esquemas simples
Segue abaixo dois esquemas simples e úteis 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
situações quando necessário.
Pode ser adotado um aviso sonoro ou
visual(adotamos no esquema o visual) e o ajuste no trimpot pode ser feito com um multímetro ou uma
fonte regulável. O interessante deste esquema é que quando o pack atinge o valor
determinado pelo trimpot , o LED acende , mas se a carga for menor , o LED
ficará 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.
Não utilize o rádio para
descarregar as baterias, voce pode danificá-lo
Fontes:
Fórum Evoo
Shark
Racing
http://www.rcbatteryclinic.com/
Página do Mano
http://www.uoguelph.ca
Física: Ciência e tecnologia - Nicolau &
Toledo
Física - Avelino, Robortella & Edson
Radio Control Handbook -
Howard G. Mcentee
Hobby Esportes: Divulgação do aeromodelismo e lealdade com o desportista
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