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MensajeTema: Baterías   Jue Abr 10, 2008 9:19 am



A diferencia de los automodelos térmicos que emplean para moverse un combustible líquido situado en un depósito, los eléctricos emplean los electrones, depositados en una batería. Por ello las baterías son tan importantes en estos casos, ya que de ellas dependen gran parte de las prestaciones de los coches eléctricos.

¿Qué son las baterías y cómo funcionan las de níquel-cadmio?

Las baterías o acumuladores son algo que almacena (acumula) energía eléctrica para luego poder devolverla. Son como un depósito pero que almacena electricidad, no volumen. La función de un acumulador es poder liberar la corriente (variable) a tensión constante. Físicamente están constituidas por un envase cilíndrico de acero, en cuyo interior se encuentran dos placas metálicas, los electrodos, en los que hay depositados hidróxido de cadmio en uno y de níquel en otro. Están separados por un aislante poroso y se enrollan uno sobre el otro. Al aislante poroso se le añade el electrolito, que permite que las reacciones químicas tengan lugar entre los dos metales, pero sin tocarse. Luego se cierra todo herméticamente sin olvidar las juntas y la válvula de seguridad. Cuando ocurre la carga, la corriente que pasa por la batería provoca una reacción química en el electrolito, provocando que los electrones se transfieran de los átomos de níquel a los de cadmio, mediante intercambio iónico. El proceso continúa mientras haya corriente, hasta que la reacción se queda sin átomos de níquel o cadmio que convertir, entonces la batería estará cargada totalmente. Si continuamos suministrando corriente, comienza otra reacción, que se llama electrolisis y en la que interviene el agua presente, produciendo gases: oxígeno e hidrógeno. Esto ocasiona un aumento de presión que hace que la temperatura de la batería se incremente. Como esto ocurre al final del proceso, vigilando la temperatura podemos detectar indirectamente cuándo las células están totalmente cargadas. Tan pronto como dejemos de proporcionar corriente, el oxígeno y el hidrógeno se recombinarán para formar agua y la presión se reducirá. Durante la descarga lo que hacemos es conectar los polos positivo y negativo, cerrando el circuito. De esta forma los electrones que se habían dado a los átomos de cadmio durante la carga, pasan a través del circuito a los átomos de níquel. A diferencia de la reacción de carga que requiere energía, la de descarga es capaz de suministrar grandes cantidades de energía que puede ser utilizada para impulsar al coche. La reacción sólo dura mientras haya electrones libres en el electrolito. Es importante señalar que no damos electrones a la célula, sino que los movemos de una parte de la batería a la otra, y no hay cambio en el número total de electrones de ésta.
Las baterías de NiMH funcionan de manera similar, pero como el cadmio es tóxico, ha sido sustituido por hidruros metálicos. La capacidad de la célula depende del número de átomos que pueden donar o aceptar electrones, por lo que hay unos límites físicos, por ello cuanto más grandes sean las baterías mayor capacidad tendrán. También es importante lo próximos que estén los átomos a las terminales de los electrodos, si están demasiado lejos es más difícil que liberen su carga. Esto puede hacer que las células tengan una mayor resistencia interna. También si se fabrican los electrodos muy finos para que haya más espacio para el electrolito, resultará una batería con mayor capacidad, pero también con una mayor resistencia interna. A una batería con alta resistencia interna le faltará fuerza y aceleración cuando tenga que mover el motor del coche. Esa es la razón por la que no se utilizan pilas alcalinas en los coches RC ya que aunque pueden dar capacidades del doble o el triple que las de níquel-cadmio, pero su resistencia interna es muchas veces mayor, por lo que el coche sería muy lento. En las baterías de RC encontramos varias indicaciones, por ejemplo 3000 mAh, esto significa que pueden proporcionar 3 amperios en una hora, ya que 1 amperio hora equivale a 1000 miliamperios hora. Pero sabemos que las baterías no se suelen usar en el coche para que duren una hora, sino que en carrera se intenta que tengan una autonomía de algo más de 5 minutos. Si por ejemplo durasen 6 minutos, esto sería la décima parte de una hora, y proporcionarían 30 amperios en esos 6 minutos, siempre que no tuviéramos en cuenta la energía perdida en forma de calor. A igualdad de batería, cuanto menor sea el tiempo de descarga mayores pérdidas de energía por calor se producen. En resumen los amperios de la batería indican en definitiva la energía que puede dar, es decir su capacidad, y cuanto mayor sea, mayor será su autonomía, siempre que los otros factores, tales como el tipo de motor y relación de transmisión sean constantes.
Otro valor que aparece en las baterías es la tensión, que está establecida en 1,2 V. En radiocontrol se suelen emplear paquetes ("packs") de 6 unidades (elementos), por lo que al estar montados en serie sus valores de tensión se suman, así 6 veces 1,2 dará lugar a los 7,2 V del paquete. En Estados Unidos también son comunes los paquetes de 7 unidades (8,4 V) y al proporcionar más tensión, el motor tendrá más fuerza, pero la duración de las baterías será menor al haber mayor flujo de corriente, por ello las carreras con dichas baterías son a 4 minutos. Las baterías y el RC Además del motor, las baterías tienen una gran influencia en las prestaciones de los coches radiocontrolados. Desde el año 1976 en el que las baterías proporcionaban unos 900 mAh hasta las actuales que pueden en algunos caso alcanzar los 3000 mAh, las prestaciones han ido aumentado y los tiempos por vuelta disminuyendo. La batería ideal sería la que tuviera la mayor capacidad posible (mayor autonomía) con la menor resistencia (mayor tensión). Esto requiere baterías especiales de alto precio. El automodelismo RC eléctrico es el más rentable desde el punto de vista de iniciación, sin embargo cuando se compite a alto nivel el coste de las baterías lo encarece mucho.

Construcción de los paquetes de baterías

Las baterías pueden adquirirse montadas en paquetes o en grupos de 6 unidades sueltas para montar uno mismo, en cuyo caso hemos de hacerlo nosotros. Las 6 unidades de baterías se pueden agrupar a lo largo, formando un paquete longitudinal de baterías o lo que se denomina "partidas", que son 2 paquetes de 3 elementos (2x3): En el primer caso lo habitual es que se pongan en 2 filas paralelas de 3, y cada una detrás de otra. Otra posibilidad, menos utilizada, es que se dispongan las 6 paralelamente. En el caso de las "partidas", se forman dos grupos de 3 paralelas y se unen ambos grupos con un cable. Las conexiones entre las baterías se han de realizar con material de buena conductividad, como placas o trencillas de cobre, pudiendo estas últimas estañarse. Primeramente se han de limpiar los bornes con tricloroetano, con papel de lija o con una pequeña muela montada sobre un minitaladro. Posteriormente han de estañarse con un soldador de al menos 50-70 watios, aplicándolo el mínimo tiempo posible, ya que un fuerte calor podría deteriorar la batería. Estañar de la misma manera las placas o la trencilla. Estañar significa poner un poco de estaño en la superficie a pegar, como si se tratara de cola de contacto. En las baterías de mayor rendimiento y para tener las menores pérdidas posibles por resistencia y aguantar las altas corrientes de descarga, se han de utilizar conectores adecuados. Los más utilizados son los Corally u Orion dorados. A muy alto nivel algunos pilotos sueldan directamente las baterías a los cables del variador.

Precauciones con las baterías

Las baterías son sensibles a choques mecánicos, sobrecargas y sobrecalentamientos, por lo que hemos de cuidarlas si queremos proteger nuestra economía. Los accidentes con las baterías son muy raros pero pueden ser graves. El gas hidrógeno que se produce al final de la carga de la batería es muy explosivo, por ello hemos de ser cuidadosos cuando carguemos las células, para no sobrecargarlas. Si esto ocurriera, los niveles de presión que se pueden formar son enormes y si no fuese por la válvula de seguridad, podrían explotar. Sin embargo, aunque la válvula previene de una explosión física, el gas liberado, que contiene hidrógeno, puede inflamarse si hay una llama o chispa cercanas. En condiciones normales es difícil que esto ocurra, pero dependiendo de la construcción del paquete algunas unidades pueden ponerse en contacto con otras y producirse un cortocircuito, con altas corrientes, esto podría poner al rojo vivo algún cable, que a su vez podría inflamar al hidrógeno. La explosión podría provocar que trozos de metal pudieran salir disparados. Por lo expuesto se deduce que no debemos dejar descuidadas las baterías. Durante la carga vigilar la temperatura con regularidad. Si empieza a salir el gas (se oye un silbido) o se empieza a romper el termorretráctil que las recubre, hay que hacer lo siguiente: 1) No tocar la batería o sus cables con las manos 2) Cortar el cargador 3) Dejar las baterías sin tocar durante 1 hora 4) Descargarlas lentamente 5) No meter en el agua las de NiMH Evitar que llegue a los ojos cualquier líquido, ya que los electrolitos contienen sosa cáustica. Además el cadmio es un metal muy tóxico, por ello si se sale algo de la batería, lavar las manos rápidamente. Las baterías inutilizadas deberán depositarse en contenedores adecuados o llevarlas a lugares de recogida, para que sean recicladas. No guardar un paquete cargado en la caja de herramientas, o de forma que puedan ponerse en contacto los elementos, ya que pueden provocar un cortocircuito e iniciar un incendio.
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MensajeTema: Re: Baterías   Jue Mayo 22, 2008 11:32 pm

Los procedimientos de selección de las baterías

Como en la mayoría de los procedimientos de fabricación los productos están sujetos a variaciones y por ello las prestaciones varían entre cada una de las baterías fabricadas. Los procesos de fabricación no pueden dar valores totalmente repetibles. Los fabricantes certifican un mínimo de prestaciones en sus unidades y para ello han de probarlas para apartar de la venta las mediocres o dedicarlas a usos menos exigentes, como puede ser la utilización en sistemas de alarma. Esto ocurre porque en la fabricación se produce la denominada curva de Gauss, es decir la mayoría están próximas a las especificaciones del fabricante, otras están por debajo, o sea que son mediocres y por el contrario una pequeña cantidad son buenas o muy buenas. Hay que tener en cuenta que las que están disponibles para su venta al público han sido probadas por el fabricante y a veces también por el importador o por los equipos. Es decir los procesos de selección sirven no sólo para eliminar las que no cumplen unos mínimos, sino también para escoger las mejores. Las series vienen diferenciadas por 2 letras que dan idea del lote, por ejemplo en las SCE la primera letra indica el año y la segunda el mes. El proceso de selección es actualmente fundamental en la competición. La capacidad de un paquete está limitada por su unidad más débil. Se dice que un paquete de baterías es sólo tan fuerte como lo sea su unidad más débil. Por ello es importante agrupar las baterías según sus características para de esa forma montar paquetes lo más homogéneos posible. Un paquete escogido con unidades seleccionadas puede tener hasta un 25% de ventaja sobre otro montado con unidades escogidas al azar. Además el proceso de selección basado en la capacidad de las unidades aleja la posibilidad de que durante la descarga, un elemento se descargue antes e invierta su polaridad, lo que puede inutilizarla permanentemente. Pero como dijimos, además de seleccionarlas para agruparlas según sus características, también se hace con el fin de clasificarlas según sus prestaciones y de esa forma ofrecer distintas calidades y por tanto diferentes precios. Estos procesos quedan reflejados en los paquetes de baterías con las denominaciones "matched", que significa que se han escogido para que tengan prestaciones similares, o "selected" con significado similar. Esto significa solamente que son similares los 6 elementos entre sí y que de esa forma se dispone de un paquete equilibrado, pero no significa que sean normales o buenas ya que pueden ser de gama alta o baja en lo que respecta a sus prestaciones. Para saber las características de ellas hemos de consultar las etiquetas que el seleccionador pega sobre las unidades, pero de eso hablaremos más adelante. Además de "matched" y "selected" otras denominaciones que pueden aparecer son "pushed", "activated", "injected", etc., estas son denominaciones comerciales que pueden indicar que las baterías han sido "infladas" a base de realizar varios ciclos de carga-descarga con altas corrientes de alta intensidad, de tal forma que las baterías se acostumbren a liberar altas corrientes de descarga manteniendo una buena capacidad. Otras denominaciones como "team" "pro" etc. son formas que tienen los seleccionadores de denominar sus baterías de gama alta. En los procesos de selección las unidades excepcionalmente buenas son muy escasas y generalmente se reservan para conductores patrocinados. Sin embargo estas unidades se consideran "mutantes" y pronto pierden sus características, además al haber pocas es más difícil emparejarlas, por lo que su vida es bastante corta. Los procesos de selección de las baterías se realizan a altas corrientes de descarga para simular las que ocurren realmente en las carreras. Antes de hacer el paquete con las baterías, hay que estabilizarlas con 5-6 ciclos de carga-descarga.. Sin embargo los procesos de selección de baterías para conseguir equilibrar los paquetes no son permanentes, sino que cada vez que se usan se van desequilibrando, esto es más frecuente en unos tipos de baterías que en otras. A nivel del aficionado hemos de respetar los lotes que nos proporcionan los seleccionadores ya que son uniformes en la aceptación de la carga y en la descarga. Además no hay que mezclar unidades de distinta edad o de distintos fabricantes, a no ser que tengamos un proceso de selección fiable.

Factores que se tienen en cuenta en la selección y emparejamiento de las baterías

El primer valor a tener en cuenta a la hora de agrupar las baterías es su capacidad, o lo que es lo mismo el tiempo de descarga, esta medición debe ser muy precisa ya que de ella depende en gran parte el equilibrado del paquete. Lógicamente cuanto mayor sea la corriente a la que se descargue menor será la duración de la descarga en segundos. En general se someten a las baterías a una descarga constante de 20 amperios, aunque algunos fabricantes lo hace a 25 ó 30 A en el caso de las SCRC, por lo que los valores en segundos de la descarga serán inferiores. También lo estándar es que la descarga se realice hasta que el elemento llegue a los 0,90 V, ya que cuando el paquete llega a 5,4 V el coche ya no anda. Evidentemente, si se descargara hasta llegar a valores inferiores a 0,9 de tensión, la duración sería mayor. Tener en cuenta los valores de intensidad de descarga y tensión final a la hora de comparar diferentes baterías. También se han de emparejar teniendo en cuenta la tensión de descarga media, ya que esto nos dará una idea de la resistencia interna. A más tensión de descarga media mayor será la fuerza que pueda proporcionar (más "patada"). Este valor es de difícil comparación entre distintos tipos de baterías, por ejemplo una 1700 SCE dará mayor tensión de descarga media que una 1400 SCR, cuando en realidad las últimas proporcionan más tensión, esto se debe a que las primeras duran más y la media será mayor. Por ello lo mejor sería dar un valor a un tiempo determinado, por ejemplo a los 3 minutos o a la mitad de la descarga. Pero este valor sí es útil para comparar baterías del mismo tipo, siempre que la tensión se mida durante toda la descarga y no durante la primera parte de ella como hacen determinados fabricantes que inflan así los resultados. Se someten a varios ciclos de carga-descarga.
Otros factores a considerar son las características de la carga, es decir el tiempo de carga, ya que algunas unidades aceptan más carga que otras, aunque luego la descarga sea igual. Si esto no se tuviera en cuenta tendríamos al final de la carga unidades cargadas, otras poco cargadas y otras sobrecargadas y pronto el paquete se desequilibraría y tendría una vida corta. Es posible que unidades con la misma capacidad y tensión de descarga tengan hasta 8 minutos de diferencia en el tiempo de carga, si esto no se tuviera en cuenta la vida del paquete sería muy corta. Se recomienda que no haya diferencia superiores a 100 segundos entre las diferentes unidades que van a formar un paquete. Un parámetro que dan algunos seleccionadores es la energía, que se expresa en Kilojulios. Sin embargo es un valor desprestigiado y hay una gran confusión en este tema, siendo los valores comparables sólo entre un mismo seleccionador, ya que cada uno la calcula de manera distinta e incluso algunos inflan los valores descaradamente, hasta en un 10%. Algunos seleccionadores dan también valores absolutos de la resistencia interna, tensión máxima del elemento durante la carga, forma de la curva al final de la descarga, etc. La forma que se considera estándar es la proporcionada por el aparato de selección de LAVCO que proporciona unas etiquetas muy completas con las características y valores de la selección, como puede observarse en la figura que adjuntamos. Las etiquetas Los parámetros utilizados en los procesos de selección son útiles no sólo para el seleccionador, sino también para el usuario y cliente, que puede así comparar los diferentes rendimientos de cada una de ellas en relación a su precio, y decidir cual se acomoda más a sus exigencias. Un ejemplo de etiqueta es la mostrada en la figura, en ella aparecen todos los valores que actualmente se consideran representativos. Sin embargo no siempre las etiquetas son así de claras, y las pegas surgen cuando se modifica uno de los valores o se omite uno de ellos. Un ejemplo es, si como dijimos se descarga hasta 0,7 ó 0,8 V en lugar de 0,9, o a unas décimas menos de 20 A, entonces los valores de la autonomía y capacidad se incrementarán artificialmente. Igualmente, si la lectura de la tensión no se realiza durante toda la descarga y se deja a que el aparato la corte por defecto, la lectura de la tensión de descarga media estará falseada, apareciendo un valor mayor, etc.

Selección personal

No merece la pena que nosotros mismos procedamos a realizar nuestra propia selección de unidades para uso propio. Esto se debe a las diversas selecciones a que son sometidas las baterías antes de llegar al posible comprador y que conllevan la separación previa de las mejores unidades. Es decir el fabricante sabe lo que vende. Incluso los seleccionadores han de comprar al fabricante un número determinado de unidades normales por x número de unidades buenas. Es decir, nadie vende a ciegas. Además existen unas series de producción mejores que otras y esto se conoce rápidamente entre los seleccionadores que adquieren con celeridad dichas baterías al fabricante. Por otra parte la selección de unidades sueltas es complicada y requiere aparatos automáticos de elevado precio. Pero el aficionado sí puede clasificar sus paquetes según sus características, para saber cuales debe usar en entrenamientos, cuales en clasificatorias y cuales en finales. para ello lo ideal es un aparato de descarga constante, pero si no disponemos de él, podemos montar un descargador a base de bombillas de coche (de las de posición) como aparece en la foto. Se utilizan 10 bombillas de coche (21 W a 12 V), con lo que se obtiene una descarga de unos 20 amperios, pero no constantes, ya que conforme se descarga la batería disminuye la tensión y como sabíamos que I = V/R, al ir disminuyendo V, disminuirá también la intensidad. El descargador lo utilizaremos, con la ayuda de un voltímetro y un cronómetro, para determinar cuántos segundos tarda en llegar a 5,4 V y poder comparar la capacidad de los paquetes. Si además anotamos cada 30 segundos los valores de la tensión en voltios, podemos saber, además de la capacidad, la fuerza del paquete e incluso elaborar una gráfica tensión/tiempo, representando los voltios frente a los segundos. Otra posibilidad sería la de montar un descargador a base de resistencias en lugar de bombillas, por ejemplo 27 resistencias de 1 ohmio y 10 W dispuestas en tres grupos de nueve conectados en serie y a su vez los 3 en paralelo. En ambos casos, hay que tener cuidado en no bajar de 5,4 voltios, pues podemos invertir la polaridad de alguna o algunas unidades del paquete. Además se recomienda usar un ventilador para que el calor producido durante la descarga no estropee las baterías. Tanto si usamos las bombillas como las resistencias, hemos de recordar que se trata de descargadores de corriente no constante, por lo que servirán para comparar paquetes del mismo tipo de baterías y no para comparar las de diferentes tipos, ya que las que den una tensión de descarga inferior, descargarán a menos intensidad y los resultados sobre su autonomía estarán falseados. Por ejemplo las NiMH se verán favorecidas frente a las NiCd al dar menos tensión de descarga.
Otra observación es que los tiempos obtenidos de duración en segundos de los paquetes, serán superiores a los que obtendríamos con descargadores de intensidad constante. Otra ventaja de la utilización de descargadores es la detección de paquetes defectuosos, ya que si la tensión baja de golpe a un tiempo dado puede ser que una unidad del paquete esté estropeada.

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MensajeTema: Re: Baterías   Jue Mayo 22, 2008 11:33 pm

Los tipos de baterías

Varios fabricantes han estado o están relacionados con la fabricación de baterías para RC, a nivel de diversión los fabricantes son más numerosos en incluyen a Saft, Varta, Gates y Yuasa, los tres primeros sólo fabrican baterías de la gama baja, para iniciación. A nivel de competición actualmente sólo hay prácticamente 3 y todos japoneses: Sanyo, Panasonic y Powers GT. Sanyo es la marca que ha estado ligada desde el principio al RC y ha influido decisivamente en su desarrollo, sobre todo al ser los primeros en ofrecer las baterías de 1700 mAh que permitieron el uso de motores modificados de altas prestaciones. Además Sanyo siempre ha proporcionado baterías muy fiables y resistentes en relación a la competencia. En el mercado hay diferentes tipos de baterías y a continuación vamos a tratar de sus características, sus ventajas e inconvenientes. La denominación de las baterías ha ido cambiando. Las primeras empezaban siempre con las letras SC. La C es una denominación que corresponde a un tipo de pila o batería de un tamaño determinado y que también se denomina en algunos países R14. La S corresponde a Sub y entonces SC a significa subC, es decir son baterías de un tamaño inferior al tipo C, de hecho su tamaño es de 23 mm de diámetro y 43 de longitud. de esta forma ya tenemos el primer tipo de baterías: las SC. Las SC suelen tener una capacidad de 1300 mAh, antes se clasificaban como 1200, pero como la mayoría de las unidades proporcionaban una capacidad mayor se utiliza actualmente este valor que es más exacto. Son las que más se usan, se venden para iniciación, pero hay que recordar que en 1985 eran las universales en nuestro deporte. Sus principales ventajas son su precio y robustez, por lo que son muy apropiadas para la iniciación. El tiempo de reposo entre carga y carga es inferior al resto excepto a las SCK que veremos a continuación. El inconveniente de las SC es su capacidad, escasa para la competición, en donde se usan potentes motores modificados. Otro tipo son las SCK, la K significa que están diseñadas para soportar altas temperaturas, es decir que pueden utilizarse una y otra vez sin tener que esperar a que se enfríen. Por lo tanto pueden emplearse muchas veces al día, lo que es ideal para los que se inician y sólo cuentan con un paquete de baterías. Sus inconvenientes son su capacidad y fuerza, inferiores a las SC. Su utilización está poco extendida. Las SCR reciben la R de Resistencia, es decir tienen baja resistencia interna y por lo tanto proporcionan más tensión, grandes corrientes de descarga y por ello más fuerza ("patada"). Una característica de ellas es que al final de la descarga la tensión disminuye bruscamente, es decir si la pila "baja" en una vuelta, lo más probable es que no podamos finalizar dicha vuelta. El principal inconveniente de las SCR es su capacidad, que ronda los 1400-1500 mAh, algo escasa frente a los tipos que veremos a continuación. Su precio es significativamente más elevado que el de las SC. Son de color rojo. Las SCE surgieron un poco antes que las SCR y supusieron una auténtica revolución en el automodelismo eléctrico, ya que se pasó de los 1200-1300 mAh de las SC a los 1700 o más. La E de SCE se refiere a esa Energía Extra que proporcionan. Al disponer de mayor capacidad la velocidad de los automodelos aumentó enormemente ya que permitieron emplear motores más potentes, de 10 u 11 vueltas. Esta es su principal ventaja, pero no están exentas de inconvenientes. El primero es su fragilidad y el segundo su resistencia interna. Las SCE son muy sensibles a los golpes y sobrecargas, además por su resistencia interna elevada sufren grandes calentamientos que influyen sobre su vida útil, acortándola. Otro problema que presentan es que los paquetes tienden a desequilibrarse tras no muchos usos, lo que provoca sobrecalentamientos de algunas de las unidades durante las cargas o descargas e incluso que alguna unidad invierta su polaridad. La vida de las SCE es relativamente corta. Las SCE tienen menos fuerza que las SCR y SCRC que veremos más adelante, pero bajan más lentamente lo que permite al piloto darse cuenta y economizar energía para llegar al final de la manga. Se presentan por el fabricante en color amarillo Estos tipos de baterías que hemos visto son todos fabricados por Sanyo. Posteriormente entraron en el mercado las Panasonic P-170, también denominadas 1700 SCR, y las Sanyo N-SCRC. Las P-170 fueron las primeras en aparecer, su ventaja sobre las SCE fue el disponer de mayor capacidad, aunque son nominadas también como de 1700 mAh. Su duración es algo mayor que las SCE y una ventaja adicional es su peso, el paquete pesa unos 12 g menos que las SCE (2 g por unidad) lo que es una ventaja sobre todo en pista 1/10 y 1/12 en las que un coche ligero es muy importante. Sin embargo entre sus desventajas está el que son muy delicadas, sobre todo si se produce un cortocircuito, además tienen tendencia después de varios usos, a dar picos de carga falsos (más adelante veremos qué significa eso). Es decir requieren muchos cuidados. El tiempo de reposo recomendado es de 1 semana. El color es de estas baterías es morado Mientras que las P-170 se diseñaron para la industria y se utilizaron en RC por sus adecuadas características, las N-SCRC fueron diseñadas específicamente para el RC, de ahí su denominación; SubC para Radio Control. La verdad es que los ingenieros de Sanyo acertaron y combinaron en unas mismas baterías la robustez y fuerza de las SCR y la capacidad de las SCE. Es decir ofrecen las mayores tensiones de los diferentes tipos y una autonomía, que sin llegar a las de las mejores P-170, es de las más elevadas. Sus inconvenientes: 1) la inversión inicial es más cara que las P-170, aunque se ha de tener en cuenta que su vida es mayor, por lo que a la larga son más baratas y 2) el peso, unos 14 g más que las P-170. Las N-SCRC bajan de golpe, como ocurría con las SCE, por el contrario las P-170 "avisan" ya que bajan poco a poco como las SCE (ver gráfico). Estas baterías son de color negro Dos aclaraciones se deben hacer con las N-SCRC, hubo un tiempo en el que se vieron unas baterías de esta serie de color rojo en lugar del negro habitual, esto se debió a que se utilizó para el RC una serie especialmente buena que iba dirigida inicialmente a uso industrial. Otro punto es la denominación "SP" de algunas baterías N-SCRC, esto significa Special Production (producción especial), sin embargo no hay nada que las distinga externamente de las "normales". Puestos en contacto con el seleccionador Orion, de Suiza nos aclararon amablemente que la forma de distinguirlas es el peso, las normales pesan 54 gramos cada unidad y las SP 58 g. Las SP presentan la ventaja de ofrecer aún más tensión y autonomía que las N-SCRC normales. En el gráfico se presenta la comparación de las curvas de descarga de los 4 tipos de baterías más utilizadas en competición. Se observa que la tensión de descarga de las 1700 N-SCRC es la mayor de los 4 tipos, también las 1400 SCR dan una mayor tensión que las SCE y P-170, y estas dos dan tensión similar. Respecto a la autonomía las P-170 son las que ganan indiscutiblemente, las SCE y N-SCRC dan valores similares y las 1400 SCR, menores, como es lógico. Obsérvese también que en el caso de las SCR y N-SCRC la tensión cae más bruscamente al final de carga que las SCE y P-170. El gráfico se ha realizado cargando las baterías a 5 A y descargándolas a 20 A de intensidad constante para establecer una adecuada comparación. Hay que resaltar que la duración corresponde, como dijimos, a una descarga de constante de 20 A, y no se refiere a duración en carrera. De hecho todas ellas con un motor y una relación de transmisión adecuados pueden durar más de 5 minutos en carrera. Posteriormente Sanyo desarrolló las baterías de NiCd de mayor capacidad, las denominadas RC-2000 y RC-2400 que se impusieron durante varios años. Pero la gran revolución en el mundo del RC han sido las nuevas baterías de hidruros metálicos (NiMH) reciben otras denominaciones, y Sanyo las denomina directamente RC-3000, indicando su clara orientación al Radiocontrol. Estas Actualmente las baterías de elección en la alta competición son las Sanyo RC-2000 (aunque se han dejado de fabricar) las Sanyo RC-2400 y las Sanyo RC-3000 NiMH. También las marcas Panasonic y Powers ofrecen baterías de NiMH de buenas prestaciones. Las NiMH por su gran autonomía son ideales para pista. En T.T. la fuerza de las Ni-Cd RC-2400 hace que sean las preferidas por muchos. Sin embargo con ambas podemos obtener resultados muy similares, a base de jugar con motores más o menos potentes y con relaciones de transmisión adecuadas para cada tipo de batería. La carga de las baterías Para que una batería pueda almacenar energía para luego devolverla, primero ha de ser cargada. Para ello se utilizan los denominados cargadores. Veremos cómo se cargan las baterías y cómo se detecta que están cargadas, pues si se continúa suministrando corriente acabarán dañándose. Para cargar un paquete de 1,7 A, sabemos que habrá que proporcionar dicha corriente durante 1 hora. pero esto es lento y en la práctica se tiende a cargarlas en menos tiempo, así si diésemos el triple de carga: 3 x 1,7 = 5,1 A, podríamos cargarla en 1/3 de hora, es decir en 20 minutos. Sin embargo hay pérdidas por calor y mayores cuanto mayor sea la corriente de carga. Estas pérdidas pueden ser del 10-20 % por lo que necesitaríamos más de 20 minutos para cargarlas a dicha intensidad. A más capacidad del acumulador más tiempo será necesario, pero si no está descargado del todo, será necesario menos tiempo. Por lo que vemos el tiempo no es un buen indicador de cuándo el paquete está cargado del todo. Más adelante veremos los métodos de detección de fin de carga.

Tipos de corriente de carga

Hay dos tipos principales, los que utilizan corriente continua y los que la utilizan pulsada. La corriente continua consiste en proporcionar siempre la misma intensidad. La pulsada proporciona puntas de mayor intensidad, por ejemplo 10 A y períodos sin carga, esto ocurre unas 5000 veces por segundo, y se puede oír como un pitido si aproximamos el oído a las baterías. La corriente pulsada tiene ventajas sobre todo con las baterías 1400 SCR, dándoles más fuerza. Otra ventaja es para el fabricante, ya que la corriente pulsada hace que se caliente menos el cargador y no necesita de radiadores grandes. Los primeros cargadores de corriente pulsada daban corrientes de carga muy altas y eran muy rudos para las baterías, pudiendo dañar a las SCE. Los actuales son más suaves y pueden emplearse con cualquier tipo de batería. Actualmente no hay prácticamente diferencias entre un tipo y otro. En el caso de las baterías NiMH, no hay grandes diferencias entre cargarlas con corriente pulsada o continua. Lo que sí es importante es que la corriente sea constante, es decir que al final de la carga no baje a pesar de que la batería se resiste a aceptarla cuando está casi llena. de esta forma podemos obtener tiempos de carga entre baterías iguales. La corriente constante se consigue, en lugar de con una resistencia, con un transistor, que además se calienta más, por lo que necesita radiadores más grandes y los radiadores serán más caros.

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MensajeTema: Re: Baterías   Jue Mayo 22, 2008 11:33 pm

Los cargadores y los métodos de detección de fin de carga

Lo más sencillo y barato es el utilizar simplemente un cable, conectado a una batería de automóvil. Este método está particularmente extendido en Francia. Hay que tener en cuenta que no hay que conectar directamente el paquete de baterías a la batería del automóvil sino que el cable ha de tener una cierta longitud, a más longitud más resistencia y menos intensidad de carga. Por ello determinando la longitud del cable se puede determinar la intensidad de la corriente que pasará a la batería. El tiempo de carga depende de lo descargado que estuviera el paquete. Es, como dijimos, el método más económico pero también el más peligroso para la vida del paquete de baterías, ya que si nos distraemos lo más probable es que nos quedemos sin él, por lo que también puede ser el método más caro. La vigilancia del final de la de carga se puede hacer manualmente, colocando la mano encima del paquete y cuando se caliente algo más que la temperatura de nuestra mano, hemos de parar. Como se ve es de lo más delicado, aunque por su precio puede tentar a más de un principiante. Otro método económico y algo más seguro, es el que utiliza un reloj temporizador para detener la carga cuando ha transcurrido un cierto tiempo. Para ello hemos de partir de paquetes descargados y cargar durante un cierto tiempo, por ejemplo 30 minutos, a partir de ahí se puede prolongar la carga vigilando con la mano que el paquete no se caliente demasiado. Este método es algo más seguro que el del cable, pero tampoco es seguro frente a posibles distracciones y no asegura que el paquete esté totalmente cargado. Puede ser un método aceptable para la iniciación, teniendo en cuenta su bajo precio. A nivel más alto se hace imprescindible la utilización de un cargador con una detección fiable de fin de carga. Una de las posibilidades es la detección del denominado "pico delta". Esto se comprende observando la gráfica que aparece en este artículo. Durante la carga como se observa durante la carga la tensión aumenta constantemente hasta que llega un momento en que ésta baja. Como se observa en la gráfica, en la batería que está representada esto ocurre en el minuto 20, en el que disminuye la tensión 0,05 V, y entonces la carga se detiene. Los cargadores pueden detectar la disminución de la tensión y detener la carga. Los cargadores más modernos incluyen ña posibilidad de regular el pico delta y de esa forma adaptarse mejor a las NiMH que requieren picos deltas inferiores. El otro sistema de detección de fin de carga es la temperatura.. Como dijimos al hablar de cómo funcionan las baterías, cuando se llega a la carga máxima aumenta la presión interna y también la temperatura, por lo que esta última es un buen indicador de que la batería está totalmente cargada. Se utiliza una sonda de temperatura que se fija al paquete y detecta la temperatura de éste. Los cargadores por temperatura suelen ser regulables entre los 42 y 46ºC, la primera es la temperatura de fin de carga de las SCE y la segunda de las SCR. Los métodos de la detección de pico delta y de la temperatura son los más utilizados en competición. El primero fue el que se empleo antes, pero con la puesta en el mercado de las SCR se desarrolló y puso de moda el de temperatura. Ambos tienen ventajas e inconvenientes. La detección de pico delta tiene las ventajas de que no influye la temperatura ambiente y hay más seguridad de no dañar las baterías, ya no precisa de un sensor que puede estropearse, soltarse o simplemente olvidarse de colocarlo. Los inconvenientes son que algunas baterías no bien equilibradas o viejas pueden dar falsos picos al principio y no cargarse la batería adecuadamente. Para evitar esto algunos tienen un temporizador para no parar la carga durante los 4 minutos, o disponen de reglaje de detección de pico delta. Si se regla a 0,08 V, se evitan la mayoría de los problemas. Por otra parte son muy sensibles a interferencias, por ejemplo un emisor de radio situado en las proximidades del cargador.
Los que detectan la subida de temperatura tienen la ventaja de ir bien incluso con paquetes mal equilibrados, la temperatura se puede ajustar al tipo de batería. Otra ventaja es que va especialmente bien para las SCR. Los inconvenientes son que los sensores se pueden soltar de las unidades y que la temperatura ambiente puede interferir cuando es demasiado alta o baja. En resumen un cargador de detección de pico puede fallar por lo bajo, es decir que las batería no se cargue del todo y el de detección de temperatura por lo alto, que nos pasemos en la carga al fallar la sonda y se sobrecargue el paquete. Lo ideal son los cargadores que combinan ambos sistemas, pero lógicamente es precio es mayor. De todas formas sabiendo utilizarlos, ambos pueden darnos resultados similares. En lo referente a la forma de cargar las baterías, hace pocos años había una gran confusión al respecto, últimamente las cosas parecen estar más claras. Actualmente se recomienda utilizar 3,8-4,5 A para las SCE y P-170 respectivamente y 4 ó 5 A para las N-SCRC y SCR. Cargarlas para que la carga finalice unos 20 minutos antes de la manga, y poco antes de ésta, y para obtener más fuerza con una autonomía similar, dar otro "pico" con 1 A más de intensidad a la utilizada para la carga inicial. En el caso de las baterías NiMH no es necesario (ni aconsejable) darles un pico antes de la manga. También es posible jugar con la intensidad de carga para obtener más autonomía o más fuerza. En el primer caso hemos de cargar a menos intensidad y por ello durante más tiempo, por el contrario si cargamos a más amperios tendrá más fuerza pero menos autonomía. De todas formas no hemos de ir a valores demasiado altos de intensidad pues la vida de las baterías disminuirá. No se recomienda mantener una carga lenta después de la carga porque disminuirá la fuerza. También ocurrirá esto si se usa un paquete que ha estado cargado durante bastante tiempo antes de su uso. En el caso de baterías que han sido totalmente descargadas puede haber problemas de aceptación de la carga al principio, por lo que se ha de aplicar una carga lenta durante 15-20 minutos antes de proceder a la carga habitual. Algunos cargadores tienen un sistema denominado reflex o proflex, este es un procedimiento que combina períodos de carga con otros de descarga, de esta forma se pretende que se rompan los cristales que se forman en el interior de las baterías y estas recuperen algo de las prestaciones perdidas, o pueden ser cargadas más de una vez al día. Los resultados son buenos en el segundo caso. En lo referente a la "revitalización" de baterías, el método también es útil y pueden recuperar un 10 % de su capacidad, pero no se pueden esperar milagros de baterías muy deterioradas. Hemos hablado de cargadores, pero ¿cómo alimentamos a dichos cargadores?. Unos pocos admiten corriente de 220 V, pero la mayoría están preparados para utilizar sólo 12 V. Por ello hemos de disponer de una salida de corriente estabilizada de 12-13,8 V. Muchos emplean una batería de automóvil para alimentar el cargador, pero si hemos de transportarla al circuito hay dos inconvenientes: su peso y el peligro de que el ácido se derrame, en este último caso no es raro que echemos a perder al menos unos pantalones. Además necesitaremos un cargador de baterías de automóvil para recargarla. Este último no se recomienda que se conecte directamente al cargador de baterías de nuestro automodelo, sobre todo si es barato pues puede dar una tensión demasiado elevada que lo dañe, o corrientes parásitas que haga que nuestro cargador dé falsos picos. Por ello lo que recomendamos es que por el precio de la batería de automóvil y su cargador, nos compremos una fuente de alimentación, de las que usan los radioaficionados y una batería seca de las que se usan en las mesas de arranque de los automodelos térmicos. La fuente de alimentación transforma los 220 V de la red a 13,8. Para utilizarla con un cargador, la fuente ha de dar al menos 5 A constantes. De esta manera podremos cargar las baterías en casa la noche anterior o la mañana de la carrera. En el circuito utilizaremos la batería seca para dar un pico antes de la manga. De esta forma las prestaciones que se obtienen a nivel de competiciones de club o incluso de carreras regionales son suficientes y sólo ligerísimamente inferiores a las que obtendríamos cargándolas justo antes de la carrera, de esa forma nos ahorramos el engorro de transportar la batería del automóvil. A nivel muy alto, por ejemplo en el Campeonato de España, en donde se lucha por la centésima, es mejor cargarlas antes de la carrera, para conseguir esa pequeña ventaja, pero como es obligatorio el disponer de energía eléctrica en dichos circuitos, podremos enchufar nuestra fuente de alimentación directamente a la red. Respecto a las baterías Ni-MH, dan mejor resultado si se han cargado y descargado antes de la carrera. Por ello si las hemos tenido almacenadas por ejemplo dos meses, es mejor darles un ciclo de carga y descarga ala semana anterior a la carrera. De esta forma la tensión de descarga será mayor. Además estas baterías aguantan perfectamente 2 ó 3 cargas al día La descarga Las baterías no sólo se han de cargar adecuadamente sino también descargar de manera apropiada. Esto está relacionado con el concepto de la "memoria" de las baterías. Significa que las baterías se acostumbran a comportarse de una determinada forma, es decir conservan los mismos ciclos de carga-descarga que se les aplica. Si una batería no se descarga del todo, al cabo de varias veces se acostumbrará a no descargarse del todo y tendrá menos autonomía. Esto también está relacionado con la intensidad de descarga, unas baterías usadas habitualmente en 1/12, cuyas carreras son a 8 minutos y por tanto la corriente de descarga es de poca intensidad, no tendrán fuerza cuando se usen en T.T., aunque tendrán mucha autonomía. Por el contrario cuando se usen unas de T.T. en 1/12, tendrán mucha fuerza pero no durarán los 8 minutos. Para evitar esto, las baterías se han de descargar a la intensidad adecuada, por ejemplo a 20 A en 1/10 y a 12 en 1/12. Además se han de descargar hasta 5,4 V. Para ello lo mejor es descargarlas del todo en el coche, si se puede se deben descargar, lo más pronto posible después de acabar la manga, con un descargador hasta al menos dicha tensión. Lo mejor son los cargadores que hay disponibles en el comercio que descargan hasta una tensión previamente establecida. En su defecto, sobre todo porque no son nada baratos, podemos prepararnos nuestro propio descargador casero que nos puede proporcionar buenos resultados, como son los que describíamos en la anterior entrega de esta serie. El método de las bombillas es más fiable porque nos indica, con la bajada de la intensidad luminosa, que rondamos los 5,4 V, ya que si seguimos descargando se puede invertir la polaridad de una de las unidades e inutilizar el paquete. De todas formas es más seguro vigilar la tensión con un voltímetro digital. Para apurar más la descarga se puede poner luego una sola bombilla de automóvil o una resistencia de 10 a 30 ohmios, pero seguir siempre las precauciones indicadas anteriormente. Lo que no debemos hacer nunca es colocar una resistencia en las 2 conexiones del paquete y dejarla varias horas. Estos sistemas son suficientes para mantener las baterías en buenas condiciones. Sin embargo al más alto nivel de competición se recomienda descargar las baterías casi completamente, pero para evitar la inversión de la polaridad se ha de hacer unidad por unidad. Para ello se ha de colocar una resistencia de 4,7 ohmios y 0,5 W en cada uno de los 6 elementos de los que se compone el paquete, el problema es cómo sujetarlas, lo que puede ser bastante complicado a no ser que se suelden. Para facilitar esto hay comercializados unos descargadores, como el que se observa en la foto, que se componen de unas plataformas en las que encajan las baterías y que tienen conectadas unas resistencias. También podríamos fabricarnos unos con unas placas de madera, unos clips y las resistencias. Esto va bien en los paquetes partidos (2x3), en los longitudinales se habrán de introducir las resistencias a través de unos orificios que hagamos en el termorretractil. Se recomiendan diferentes tiempos de descarga de las baterías unidad por unidad, pero para más seguridad, es mejor no dejarlas en el descargador más de 2 horas, a pesar de lo que digan algunos fabricantes. De esta forma se evitará que lleguen totalmente a cero voltios. Para evitar problemas aplicar este tipo de descarga sólo a baterías en buen estado y no pasarse con el tiempo. En caso contrario podríamos inutilizar un paquete, ya que si es algo viejo puede que no vuelva a tomar la carga. Como dijimos, esta práctica es mejor dejarla para los pilotos de alto nivel y con buen material, en los demás casos, el descargar con una resistencia hasta 5,4 V puede ser suficiente. Las baterías Ni-MH no tienen efecto memoria, por lo que no es necesario descargarlas del todo. Incluso se recomienda que se deje algo de carga durante su almacenamiento. Consejos sobre la compra de baterías La elección final ha de ser del comprador, valorando qué necesita y qué dinero puede dedicar a la compra de las baterías. Para la iniciación las robustas SC, SCK o SCR son una buena elección, siempre que se encuentren a buen precio. Si queremos hacer buenos papeles en competición podríamos recurrir a las seleccionadas y si nuestras aspiraciones y economía nos lo permite a las de más alta gama, que en general vienen como 6 unidades para que nosotros mismos montemos nuestro paquete. En dichos casos hemos de interpretar los valores de la etiqueta y sobre todo preguntarnos si necesitamos realmente gastarnos varios miles de pesetas más en unas baterías que nos den unos pocos segundos teóricos más que otras, sobre todo teniendo en cuenta la variabilidad de estas cifras cuando hayamos usado una pocas veces las baterías. Por otra parte las nuevas baterías de NiMH son muy homogéneas en su fabricación, por lo que hay pocas diferencias entre lotes. Por ello cada vez es menos necesario comprarse baterías caras, cuando las diferencias no son muy grandes. En realidad lo más importante es que las unidades de las baterías estén realmente equilibradas, tanto en los valores de la carga como en los de la descarga. Hasta que hagamos la trazada idónea, y frenemos y aceleremos adecuadamente y con suavidad, constantemente, vuelta tras vuelta, estaremos tirando el dinero con paquetes superpotentes.


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MensajeTema: Re: Baterías   Vie Mayo 23, 2008 12:03 am

affraid si que vas a darme trabajo Wink se acumula la lectura Razz
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