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Si quiere conocer qué es el Automodelismo radio-controlado, vaya a la página inicial, o haga una visita guiada a AutoWebadas.
Ya que se habla de pilas y baterías, los téminos correctos son:
Pilas: son las no recargables. No se consideran aquí, y en general no son utilizadas en automodelismo.
Baterías: son las recargables, con generalidad de níquel-cadmio (NiCd) o níquel-metal (NiMH), y recientemente las de polímero de litio (LiPo). El cadmio es contaminante, por lo que las baterías de NiCd deben desecharse en sitios adecuados.
Con dichas baterías construiremos paquetes, soldando las baterías en serie (positivo con negativo) e introduciéndolas en funda termo-retráctil (a poder ser transparente). Puede que el paquete nos venga ya construido, pero en todo caso podemos ver aquí diversas formas de hacer el paquete. Asimismo, el uso de baterías en coches R/C puede ser de:
Demanda baja: emisora, receptor y servos convencionales. Las baterías usadas son de entre 500 y 1200 mAh en NiCd, y entre 750 y 2500 mAh en NiMH. Los paquetes son de 8 baterías en emisoras, y se recomiendan 5 para receptor y servos (los servos limitados a 4.8V de alimentación no son recomendables para coches R/C).
Demanda media: servos (y receptor) en coches 1/5 y 1/4 (maxiservos), con elementos de entre 1.7 y 2 AH, asimismo en paquetes de cinco elementos.
Demanda alta: tracción en eléctricos, que adicionalmente alimentan receptor, ESC y servo de dirección. Por reglamento, el paquete de baterías es de hasta 6 elementos de hasta 3600 mAh (NiMH). En Mini RC se suelen utilizar baterías de LiPo de entre 1600 y 2200 mAh.
Asimismo, se ha hecho general el chispómetro con batería de NiCd de entre 2 y 4 Ah. Y, como se ha explicado en las páginas sobre radio, los reguladores electrónicos de velocidad (ESC o "electronic speed controller") en coches eléctricos incorporan un regulador de tensión para a partir de la tensión del paquete de seis elementos generar la alimentación de receptor y servo (6V).
En todo lo anterior, la capacidad de la batería se mide en mAh (miliamperios-hora) o AH (amperios-hora). Por ejemplo:
Un elemento o paquete de 2 AH (2000 mAh) puede estar, idealmente y si se carga plenamente, 2 horas suministrando 1 amperio, ó 4 horas suministrando 0.5 amperios.
Si está descargada, su carga en amperios iguales a su capacidad (1C) durará teóricamente una hora, a 2C durará media hora, etc. Para baterías tipo LiPo que se cargan un 90% a 1C y el 10% restante a 0.1C dicha carga dura teóricamente dos horas.
Asimismo, la corriente máxima de descarga suele expresarse en términos de la capacidad (frecuente en baterías tipo LiPo). Un elemento 2000 mAh de capacidad de descarga 15C puede dar 30 amperios, y si es de 25C podrá dar 50 amperios.
Los principales tamaños en baterías de NiCd son:
| Ancho (mm) | Alto (mm) | |
|---|---|---|
| AAA (50) | 10 | 15 |
| AAA (110) | 14 | 16,5 |
| N (150) | 11,5 | 28,5 |
| AAA (200) | 10 | 43,5 |
| AE (225) | 16,5 | 16,5 |
| AA (270) | 14 | 29,5 |
| AE (600) | 16,5 | 28 |
| AA (600) | 14 | 49,5 |
| SC (650) | 22 | 26 |
| AAE (750) | 14 | 49,5 |
| AE (1000) | 16,5 | 42 |
| AE (1200) | 16,5 | 48,5 |
| SC (1300) | 22 | 42 |
| C (2000) | 25 | 49 |
| D (4400) | 32 | 60 |
| F (7000) | 32 | 90 |
Los tamaños usuales en automodelismo son:
AAA en NiMH en capacidades entre 600 y 900 mAh, para receptores y tracción en Mini RC. Pueden usarse, asimismo, para receptores y servos en general.
AA en capacidades entre 500 y 1200 mAh en NiCd y hasta 2400 mAh en NiMH, para emisoras, receptores y servos.
SC en capacidades entre 1300 y 2400 mAh en NiCd y hasta 3700 mAh en NiMH para tracción en eléctricos.
C, D y E en chispómetros.
Los tamaños pequeños pueden tener uso en eliminatorias de coches de explosión, para reducir peso y mejorar tiempo.
Aparte de la tracción por baterías en coches escala 1/1, la tracción en coches eléctricos es, junto con los ordenadores personales, las cámaras de vídeo y los teléfonos móviles, uno de los campos que suponen mayor demanda para las baterías de NiCd y NiMH que llegan a ser muy especiales. En los otros campos se utilizan otros tipos de baterías recargables (litio-ión o LiIo etc), con más capacidad por volumen, pero estas tecnologías no tienen los requisitos suficientes para ser usadas an automodelismo, particularmente en tracción. Por contra, las baterías de NiCd sufren el "efecto memoria".
Las baterías de NiCd y NiMH tienen características eléctricas interesantes:
Es importante la autodescarga que se produce en ambos tipos de baterías, lo que implica que deban cargarse justo antes de cada competición:
La vida útil de ambos tipos de baterías es de unos 1000 ciclos de carga-descarga, aunque depende mucho de si se abusa de la carga rápida, particularmente en NiMH.
Sin embargo, la potencia de un coche eléctrico, a pesar de sus buenas características de aceleración y velocidad, está, al igual que en coches escala 1/1, muy lejos de la alcanzada en coches de combustible líquido. Y aunque la autonomía de un paquete de baterías es comparable a la duración de un depósito en coches de metanol, la facilidad de repostaje no es comparable, y la necesidad del proceso de carga de las baterías no tiene concepto equipolente en los combustibles líquidos; compárese en coches eléctricos escala 1/1 la larga carga de baterías nocturna con la simple operación de llenar el depósito en un surtidor.
La carga puede ser:
Asimismo, la forma de onda de la corriente de carga puede ser:
Recomendaciones generales de uso de baterías NiCd y NiMH
 |
| El elemento en negro, por sobredescarga, está en polarización inversa. |
| NiCd | NiMH | |
|---|---|---|
| Carga | Poco sensibles | Sensibles. La corriente de carga nunca debe exceder de 2C. La corriente de carga lenta debe ser reducida. |
| Formación | Para que las baterías de NiCd rindan al máximo conviene realizar antes 5 ciclos de carga/descarga. | Para que las baterías de NiMH rindan al máximo conviene realizar antes 5 ciclos de carga/descarga. |
| Uso | Para tracción, debe limitarse a dos usos al día, con al menos 4 horas de intervalo para su completo enfriamiento antes de la carga previa al segundo uso. | Para tracción, debe limitarse a tres usos al día, con al menos 3 horas de intervalo para su completo enfriamiento antes cada carga. |
| Descarga | Debido al efecto memoria, deben descargarse después de su uso. Pueden descargarse individualmente indefinidamente con resistencia. | Después de su uso, pueden descargarse individualmente con resistencia hasta alcanzar 1V, pero no conviene descargarlas indefinidamente. |
| Descarga profunda | Su tensión en funcionamiento no debe bajar de 0.85V. Por debajo de este valor se produce la descarga profunda, que puede producir cambio de polaridad. Si se llega a la descarga profunda, se debe realizar una carga lenta (0.1C) durante 14 horas. | Su tensión en funcionamiento no debe bajar de 1.0V. Por debajo de este valor se produce la descarga profunda. Si se llega a la descarga profunda, se debe realizar una carga lenta (0.1C) durante 14 horas. |
| Autodescarga | Pierden un 1% diario. | Pierden un 1.5% diario. |
| Almacenamiento | Deben almacenarse completamente descargadas. | Pueden almacenarse descargadas, aunque es recomendable cargarlas al 50% antes de almacenarlas. Si no se han usado durante varias semanas, se recomienda un ciclo carga/descarga el día anterior a ser usadas nuevamente. |
| Vida útil | Pueden alcanzar los 1000 ciclos de carga/descarga, aunque las usadas en tracción tendrán una vida considerablemente menor. | Usadas con cuidado, pueden alcanzar los 1000 ciclos de carga/descarga, aunque las usadas en tracción tendrán una vida considerablemente menor. |
Debemos tener en cuenta el fenómeno de autodescarga en las baterías de NiCd y NiMH. Si bien las usadas en tracción se cargarán antes de su uso, debemos recordar cargar adecuadamente las usadas en la emisora en todos los casos, y en receptor y chispómetro en el caso de motores de explosión. Si las baterías están muy descargadas, debe evitarse recargarlas con alta corriente (lo ideal sería ecualizarlas en tensión, pero esto no suele ser posible), pues puede que el cargador no detecte el fin de la carga; esto es de particular importancia en NiMH, pues su autodescarga es mayor. Si al fin de la carga del paquete unas baterías están cargadas y a otras no lo están, y el cargador no detecta el fin de la carga, las primeras pueden sobrecargarse y producir gas, mientras las segundas terminan su carga.
En las recomendaciones de carga de las baterías las recomendaciones del fabricante y del seleccionador de baterías pueden diferir:
Es recomendable la carga rápida sólo cuando las baterías se hayan enfriado a temperatura ambiente tras su uso.
Excepto en el caso del chispómetro, los paquetes de baterías que usemos se dispondrán en general conectando baterías individuales en serie (el positivo de una se soldará al negativo de la siguiente; los polos no soldados de la primera y la última serán los polos del paquete), lo que sumará sus voltajes. Será difícil que las baterías son idénticas, y estén en el mismo estado de carga, por lo que deberemos tener en cuenta:
Preparación del paquete de baterías.
Como se ha dicho, es posible que adquiramos un paquete de baterías ya ensamblado; para tracción en eléctricos esto es lo común, ya que el fabricante o el seleccionador de baterías selecciona y caracteriza individualmente cada batería. Podemos ver aquí diversas formas de hacer el paquete. Los tamaños empleados en general son AAA, AA y AE en 1/10 y 1/8, y AA y SC en Gran Escala. Los paquetes son de cinco elementos conectados en serie, con tensión nominal de 6V, compatible con receptor y servos. Nótese que si alimentamos un "transponder" personal (PT), la tensión en ningún momento debe bajar de 4V (ver truco). Si nos construímos nosotros mismos el paquete, en general procederemos según las figuras:
Es hoy general del uso de baterías de polímero de litio (LiPo). En automodelismo se utilizan para las mismas conectores tipo "Deans". Para su soldadura es muy recomendable utilizar un útil de sujeción con pinzas.
Puede hacerse por:
Se presenta en baterías de NiCd, y no en otras. Se manifiesta de tres formas:
La recomendación general para evitar el efecto memoria es la descarga completa de las baterías. Lo ideal sería una descarga individual de cada elemento, sólo factible si en el paquete se han previsto accesos a los polos de todos ellos; en este caso, cada elemento podría descargarse con una resistencia, y se evitaría la polarización inversa en todos ellos. Si no es así, debemos limitar el fin de la descarga cuando la tensión total haya bajado suficientemente (tal como a 1.1V por elemento). Existen descargadores especiales que realizan esta función, o incluso es programable la tensión a la que se interrumpe la descarga.
Nótese que en baterías de NiMH no se produce efecto memoria. No obstante, cada fabricante puede tener su propia recomendación sobre si conviene o no dejarlas cargadas, parcialmente cargadas o descargadas tras su uso; una recomendación con carácter general para NiMH es almacenarlas con algo de carga.
Baterías usadas para tracción de coches eléctricos
Las baterías usadas para tracción en automodelismo requieren un estudio aparte. En los inicios, se utilizaban solo baterías de NiCd, y, en la práctica, sólo había un fabricante (Sanyo) de baterías de NiCd de altas prestaciones, aunque Panasonic ha intentado suministrar elementos (baterías moradas). Sanyo seleccionaba los elementos que cumplen los requisitos para ser usados en tracción, y los que no cumplen se destinan a otros campos donde el uso es más convencional. Los paquetes son generalmente de 6 baterías en serie (agrupadas de tres en tres o juntas), lo que da una tensión total nominal de 7.2V (8.4V a plena carga), siendo las carreras a 5 minutos más última vuelta. En eléctricos pista escala 1/12 los paquetes son de cuatro baterías con 4.8V de tensión nominal, y las carreras son a 8 minutos más última vuelta.
El tamaño de estos elementos es Sub-C, por lo que en la denominación convencional de estas baterías aparece "SC". Asimismo, el color del elemento indica las prestaciones teóricas del mismo.
Los tipos principales en NiCd han sido:
SCR: rojas, 1400 mAH, voltaje de descarga alto, baja resistencia ("R"), sólidas (admiten muchos ciclos carga/descarga).
SCE: amarillas, 1700 mAH, mayor capacidad ("E" de energía), mayor resistencia interna, delicadas en cuanto a la carga/descarga (requieren un considerable tiempo de reposo antes de cargar nuevamente. En desuso.
SCRC: negras, síntesis de SCR y SCE (baja resistencia de las SCR y alta capacidad y solidez de las SCE). "RC" significa adecuadas para radio-control.
SCRC-SP: "special production", serie especial posterior a las SCRC.
SCRC-2000: azul claro, 2000 mAH. Aparecieron hacia 1997 y se homologaron para competición poco después.
En los elementos que veamos seleccionados para competición de alto nivel, veremos por ejemplo indicados en etiqueta los segundos que dura con descarga a 20A, y corte a 0.9V, que debe superar la duración de una manga (5 minutos). Otras veces se parametriza a descarga de 25 ó 30A y corte a 0.85 ó 0.80V. Existen cargadores especializados tipo ordenador, donde los paquetes se pueden cargar óptimamente y comprobar si en descarga se siguen cumpliendo las características del elemento.
Los ensambladores de paquetes destinados a tracción en automodelismo seleccionan y aparean elementos, produciendo paquetes destinados a competición de alto nivel. Además, someten los elementos a ciclos de carga/descarga (normalmente cinco, descargando individualmente los elementos a 20A ó 30A según el ensamblador). Este ciclado asegura que los elementos "débiles" quedan apartados, particularmente con descargas a 30A. Incluso algunos ensambladores caracterizan los paquetes para todo terreno (mayor tensión media de descarga) o pista (mayor capacidad). Con todo ello, se explica la diferencia de precio de paquetes de baterías.
Los paquetes deben hacerse con funda termo-retráctil transparente de modo que podamos ver el elemento. Las lengüetas que unen en serie los elementos son asimismo especiales y de gran solidez, y son piezas separadas de la batería, soldadas con estaño. Puede preverse agujeros en el termo-retráctil para la descarga individual de los elementos. Y dado que las pletinas de conexión de elementos son muy sólidas, se suele prescindir de la funda termo-retráctil si el paquete es en dos partes (3+3).
Modernamente, existen elementos NiMH-3000 y NiMH-3300 (níquel-hidruro de metal, 3000 ó 3300 mAH), y mayor capacidad, que se han popularizado para tracción en automodelismo, y han sustituído a las de NiCd en competición. Las ventajas que presentan frente a las de NiCd son:
Mayor capacidad a igualdad de volumen, en torno al 50%.
Sin efecto memoria.
No son contaminantes.
Las desventajas son:
Resistencia interna ligeramente mayor.
Son más delicadas para cargar; por ejemplo, si la carga lenta en NiCd es como muy baja C/10, en NiMH es de C/20, y de hecho en muchos cargadores se avisa "sólo NiCd".
Aunque en NiCd los principales fabricantes han sido Sanyo y Panasonic, han aparecido más fabricantes en NiMH. Las baterías aprobadas por EFRA para tracción en eléctricos de NiMH de capacidad en torno a 3600-3700 mAh para 2005 son:
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Como se ha dicho, y si se las carga adecuadamente, las baterías de NiMH en formato AAA y AA y otros tienen aplicación en emisoras y receptores, por su mayor capacidad a igual volumen. La tensión de salida de elementos NiMH es equivalente a la obtenida con NiCd. La elevación de tensión indicada en NiCd también se produce en NiMH. El "efecto memoria" de los elementos de NiCd no se manifiesta en NiMH. Ello permite:
En Mini RC se emplean baterías de NiMH en formato AAA para tracción , en capacidades de 750 a 900 mAh, (o bien baterías de LiPo).
En escalas intermedias, podemos emplear baterías de NiMH en formato AAA para receptores y servos en capacidades de 750 a 1000 mAh, con considerable ahorro de peso y tamaño respecto a las de NiCd.
En Gran Escala, podemos emplear baterías de NiMH en formato AA para receptores y servos en capacidades de 2000 a 2500 mAh, con considerable ahorro de peso y tamaño respecto a las de NiCd.
En la emisora, podemos emplear baterías de NiMH en formato AA en capacidades de 2000 a 2500 mAh, con considerable ganancia en capacidad respecto a las de NiCd, o bien baterías de LiPo con un considerable ahorro de peso.
Una importante evolución a partir del año 2001 relacionada con las baterías es la aparición de los motores eléctricos de corriente continua sin colector, específicos de radiocontrol, que por su superior rendimiento al prescindir del colector darán lugar a un aumento de prestaciones y mayor autonomía en las baterías. Asimismo, se ha generalizado el uso de baterías de polímero de litio (LiPo).
Baterías de polímero de litio (LiPo).
Aunque en otros campos son más comunes las baterías de litio-ión (LiIo), en automodelismo se han popularizado las baterías de tipo LiPo.
En el año 2000 una compañía coreana (Kokam) comienza a fabricar baterías de polímero de litio (LiPo). Los elementos de LiPo tienen como características fundamentales:
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A principios de 2009 aparecen las baterías de LiPo de tercera generación, cuyas características principales son:
Admiten carga a 5C, lo que requiere cargadores potentes y fuentes de alimentación de dichos cargadores asimismo potentes. El tiempo de carga se reduce drásticamente.
Mayor número de ciclos de carga y descarga.
Descarga a 25C-35C y más, siendo muy baja la impedancia de salida.
Este tipo de baterías tanto la carga como la descarga han de realizarse con gran cuidado:
Si el paquete va a ser utilizado con tasas de descarga superiores a 2C (caso normal de tracción, no en paquetes para emisora), se recomienda hacer dos o tres ciclos de carga y descarga a 1C antes de utilizarlo, y asimismo si el paquete ha estado almacenado un largo tiempo.
Se recomienda equilibrar el paquete antes de utilizarlo (posiblemente ya hecho por el ensamblador del paquete), y periódicamente. Básicamente, este proceso iguala tensiones de elementos o grupos de elementos dispuestos en serie, de forma que el cargador pueda detectar fin de carga simultáneo. Requiere que los terminales de los elementos estén accesibles. Aunque podemos hacerlo con precaución con una resistencia de unos 5 ohmios y 3W (midiendo la tensión de los elementos y descargando el que de el más alto valor hasta que la diferencia de tensiones entre elementos en serie sea de 0.1V o menor), existen instrumentos y cargadores adecuados a este fin.
Existen balanceadores para LiPo que pueden ayudar a hacer más preciso el proceso el proceso de carga. Se conectan individualmente a cada elemento (requiere que éstos estén accesibles en el conector de equilibrado), y evitan la carga de un elemento si su tensión se aproxima al máximo permitido, permitiendo la de otro u otros aún a tensión inferior. Los cargadores modernos para LiPo incluyen conectores para equilibrado; al final de la carga equilibran los elementos.
Un voltímetro digital y tener todos los terminales de los elementos individuales accesibles nos ayudarán en un mejor uso de este tipo de baterías. Como se ha dicho, debemos comprobar periódicamente el equilibrado.
Nunca sobredescargar. Si el ESC lo permite, deberemos programar su tensión de corte a 3V por elemento (6V para un paquete LiPo de dos elementos, 9V para uno de tres, etc).
Introducir las baterías en una bolsa anti-incendio durante la carga. En caso de mal estado de las baterías, o una confusión en su carga, se puede llegar a producir un incendio, por lo que es muy recomendable utilizar siempre este tipo de bolsa.
Pautas para una mayor duración de las baterías LiPo:
Son baterías de litio, hierro y fosfato, que utilizan LiFePO4 en el cátodo. Tienen muchas características en común con las LiPo, excepto:
Suelen emplearse para alimentar receptor y servos en coches de explosión: un paquete de dos elementos LiFe en serie tiene una tensión máxima similar a la de uno de cinco elemento NiCd o NiMH, pero es más ligero. Requieren asimismo cargadores especiales (una carga estándar puede ser carga equilibrada a 1C hasta alcanzar 3.6V, y tras ello a tensión constante a 3.6V hasta que la corriente baje por debajo de C/24).
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| Con elementos cilíndricos | Con elementos planos |
| Paquetes de dos elementos LiFe para receptor y servos | |
En determinados casos son útiles otros tipos de baterías:
Existen multitud de accesorios de Automodelismo para carga, descarga y comprobación de baterías, algunos muy sofisticados. El más elemental es el voltímetro de continua. Los principales parámetros que nos informarán sobre el estado de la batería son:
Tensión: como se ha dicho, para NiCd o NiMH 1.2V (generalmente 1.4V a tope de carga). La tensión del paquete será 5 (receptor), 6 (tracción) u 8 veces superior (emisora), es decir, 5-7V, 7.2-8.4V ó 9.6-11.2V, según el caso.
Capacidad: 500 a 3300 mAH, según tipo. En baterías para tracción, se deben comprobar los segundos que mantiene tensión en condiciones de descarga determinadas, equivalentes a condiciones de carrera.
Resistencia interna, importante en tracción. Se nota que un elemento envejece cuando aumenta su resistencia interna. Para estimar si ha aumentado la resistencia interna, podemos medir la tensión en bornes de batería haciendo girar el motor en vacío, y compararla con la de un paquete en buen estado, o mejor utilizar una resistencia de potencia:
Supongamos un paquete de 6 elementos (7.2V) para tracción, que vamos a probar sobre una resistencia de 0.5 ohm. La corriente será de 14.4A, cercana a condiciones de carrera.
La potencia de la resistencia debe ser de al menos V^2/R = 103.68W. Podemos sustituirla por 6 resistencias de 3 ohm y 20W en paralelo, 10 resistencias de 5 ohm/15W, etc. Las resistencias deben soldarse firmemente.
Si en vacío la tensión es 7.2V y en carga sobre dicha resistencia fuera de 6V, habrá 1.2V de caída en la resistencia interna del paquete. Como hay 6V sobre la resistencia externa, la resistencia interna será 1.2*0.5/6 = 0.1 ohm.
En todo caso, podemos comparar la tensión sobre la resistencia en un paquete en buen estado.
Si consideramos que la resistencia interna ha aumentado excesivamente, podemos deshacer el paquete y medir individualmente las tensiones en descarga de los elementos, pues es posible que sea sólo uno de ellos el que presente dicho aumento de resistencia. Si ello es así, sustituiremos dicho elemento aprovechando el resto del paquete.
Nótese que podemos utilizar esa misma resistencia para comprobar los reguladores electrónicos de velocidad. A plena aceleración podemos estimar la caída en el regulador restando la tensión del paquete de baterías y la medida en la resistencia.
Tensión media de descarga en condiciones de carrera, importante en tracción. Este parámetro es importante, pues mide la adecuación para carrera, aunque requiere cargador/descargador tipo ordenador para su medida. No es lo mismo en carrera tener una tensión media de 1.15V que tener 1V.
Las baterías usadas en tracción, cuando se acaba su vida, lo van a manifestar por pérdida de prestaciones, o dificultad de carga (la elevación de tensión debida al aumento de resistencia interna confundirá al detector de pico de un cargador "delta peak", y la carga terminará antes de tiempo). Hay otros casos que pueden ocurrir, tal como el fin de un elemento, lo que se manifestará en la tensión total del paquete, que lógicamente será 1.2V inferior a su valor nominal. Sin embargo, un caso peligroso es la pérdida de capacidad, que puede dar lugar, por ejemplo en el paquete del receptor, a que empecemos una carrera normalmente, y notemos al cabo del tiempo que los servos no reaccionan con la rapidez esperada: un elemento se ha descargado, y la tensión del paquete ha bajado de 6V a 4.8V. Si el paquete por accidente ha sufrido un cortocircuito, debemos asimismo comprobarlo. Si carecemos de cargador/descargador tipo ordenador, podemos hacer una comprobación de la curva de descarga como sigue:
Se hace una carga completa (si es preciso, tras descarga, sometiendo al paquete a carga lenta).
Se inicia la descarga a través de una resistencia de valor tal que aquélla deba durar unas dos horas (aproximado al de la tabla).
| Paquete de 5 elementos (6V, receptor) | Paquete de 6 elementos (7.2V, tracción) | Paquete de 8 elementos (9.6V, emisora) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Capacidad (mAH) |
Resistencia (ohm, 2 h) | Potencia mínima (W) |
Capacidad (mAH) |
Resistencia (ohm, 2 h) |
Potencia mínima (W) |
Capacidad (mAH) |
Resistencia (ohm, 2 h) |
Potencia mínima (W) |
| 500 | 24,00 | 1,5 | 1700 | 8,47 | 6,12 | 500 | 38,40 | 2,4 |
| 600 | 20,00 | 1,8 | 1800 | 8,00 | 6,48 | 600 | 32,00 | 2,88 |
| 700 | 17,14 | 2,1 | 1900 | 7,58 | 6,84 | 700 | 27,43 | 3,36 |
| 800 | 15,00 | 2,4 | 2000 | 7,20 | 7,2 | 800 | 24,00 | 3,84 |
| 900 | 13,33 | 2,7 | 2100 | 6,86 | 7,56 | 900 | 21,33 | 4,32 |
| 1000 | 12,00 | 3 | 2200 | 6,55 | 7,92 | 1000 | 19,20 | 4,8 |
Se toman lecturas de tensión cada 5-10 minutos (para no olvidarse, se recomienda usar el cronómetro decreciente mencionado en este truco). Se observa si la descarga se parece a la gráfica, o si hay un descenso brusco. Asimismo, a las dos horas debe aún medirse la tensión nominal del paquete. No conviene excederse en la descarga, pues algún elemento puede sufrir polarización inversa y destruirse; podemos, por ejemplo, dejar de descargar cuando la tensión total sea el número de elementos por 1.1V (respectivamente, 5.5V, 6.6V ó 9.9V).
Nótese que, asimismo, con una simple resistencia podemos construir cargadores simples, conectados a una batería de 12V o a un cargador de baterías, cuyo valor calcularemos con la ley de Ohm (I=V/R), y cuya potencia de disipación mínima será R*I^2. Supongamos que tenemos un chispómetro con batería de NiCd de 4Ah, que queremos cargar a C/3 desde una batería de 12V:
La corriente será C/3 = 4/3 = 1.33A.
La tensión del elemento será 1.2V, por lo que la resistencia debe ser (12 - 1.2)/1.33 = 8.1 ohm. El valor más próximo superior disponible fácilmente será 8.2 ohm.
La potencia mínima de la resistencia será R*I^2: 8.2*1.33^2 = 14.6W. Por tanto la resistencia debe ser de 8.2 ohm/15 W.
Si nuestra fuente es de 12V, el método es aplicable a cualquier paquete excepto el de emisora, por ser de tensión total de valor muy próximo a dichos 12V. No obstante, por no terminar nunca la circulación de corriente, este método de carga sólo se usará en casos de urgencia o a corrientes pequeñas (C/10).
Es común para carga, descarga y comprobación de baterías utilizar un cargador/descargador tipo ordenador, que nos puede además indicar son precisión los diversos parámetros del paquete de baterías (resistencia interna, tensión media de descarga, duración predecible en condiciones de carrera, etc). Otra característica frecuente en estos y otros cargadores es la carga con corriente pulsante, de forma optimizable en función del uso del paquete de baterías.
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En la figura se muestran gráficas de carga y descarga para baterías tamaño AA de NiCd (1100 mAh) y NiMH (2100 mAh) de un mismo fabricante (Tecxus); estas baterías serían apropiadas para emisora o receptor. Puede observarse que a baja temperatura ambas alcanzan tensión superior: de ahí la ventaja de la carga en hielo de elementos (ver truco).
Otras características dadas por el fabricante serían:
En general, las características, aparte de ser la capacidad casi el doble en NiMH para el mismo peso, son muy similares.
| Elemento | Tipo | Tensión (V) | Capacidad (mAh) | Resistencia (mohm) | Dimensiones (mm) | Masa (g) | Volumen neto (cm3) | Volumen bruto (cm3) | Energía (J) | Energía/masa (J/g) | Energía/volumen neto (J/cm3) | Energía/volumen bruto (J/cm3) |
| Sanyo RC-2400 | NiCd | 1.2 | 2300 | 3.5 | 23x43.5 (SC) | 60 | 18.064 | 23.011 | 9936 | 165.6 | 550 | 432 |
| Sanyo RC-3600 | NiMh | 1.2 | 3600 | 4 | 23x43.5 (SC) | 60 | 18.064 | 23.011 | 15552 | 259.2 | 861 | 676 |
| Kokam 340 | LiPo | 3.7 | 340 | 74 | 55x30x3 | 10 | 4.95 | 4.95 | 4529 | 453 | 915 | 915 |
En la tabla anterior, el volumen bruto se refiere al del ortoedro que encierra los elementos indicados tamaño SC, de forma cilíndrica; en LiPo el volumen bruto y neto prácticamente coinciden al ser la forma del elemento ortoédrica. La densidad de energía es superior en LiPo, aunque su resistencia interna es mayor.
| Paquete | Tipo | Tensión (V) | Capacidad (mAh) | Resistencia (mohm) | Dimensiones (mm) | Masa (g) | Volumen bruto (cm3) | Energía (J) |
| 6 x Sanyo RC-2400 | NiCd | 7.2 | 2300 | 21 | 138x43.5x23 | 360 | 138 | 59616 |
| 6 x Sanyo RC-3600 | NiMh | 7.2 | 3600 | 24 | 138x43.5x23 | 360 | 138 | 93312 |
| Kokam 340 2S4P | LiPo | 8.4 | 1360 | 37 | 55x30x24 | 80 | 39.6 | 36232 |
Idealmente, en el caso de paquetes la energía por masa o volumen (bruto) coinciden con la de los elementos individuales. La resistencia interna de un paquete LiPo, al disponerse elementos en paralelo y necesitarse de sólo dos en serie para una tensión de paquete parecida, tiende a igualarse a la de un paquete NiCd o NiMH.
Con total generalidad, los cargadores usados en automodelismo son inteligentes: monitorizan la tensión de batería para detectar el fin de carga, avisan de errores en el proceso de carga, etc. Podemos adquirir un cargador atendiendo a criterios como:
Como se ha dicho, en automodelismo los principales usos de baterías son en el equipo de radio (emisora y receptor/servos), chispómetros y tracción en eléctricos.
La tracción en los coches eléctricos de competición, y similarmente el vuelo eléctrico (aviones y helicópteros), es uno de los campos en que se necesita una fuente de energía eléctrica recargable, ligera, barata, no contaminante y de alta capacidad, que los dote de suficientes prestaciones y autonomía. En muchos dispositivos electrónicos las pilas o baterías cumplen suficientemente su función (relojes, radios, etc), pero otros campos con la misma demanda que la tracción en eléctricos, y donde la demanda principal es la de larga autonomía, son:
Ordenadores portátiles.
Cámaras de vídeo.
Teléfonos móviles.
Satélites (disponen de energía solar).
Y, cómo no, el coche eléctrico escala 1/1, sustituyendo a la gasolina y a otros combustibles.
Las baterías de NiCd, NiMH, ión-litio, polímero de litio y otras tecnologías vienen a intentar responder a esa demanda. En automodelismo hoy por hoy, el coche eléctrico está lejos en prestaciones y autonomía del coche de explosión, pero más lejos aún lo está el coche eléctrico escala 1/1 del coche de gasolina escala 1/1.
En 2008 la batería más reciente en automodelismo es la de polímero de litio (LiPo), aaunque su homologación no es general en tracción. Son aún más recientes las baterías de litio-hierro "LiFe" (LiFePO4), con un electrodo de aluminio recubierto con fosfato de metal de litio, y con características similares a las LiPo:
Pueden conectarse en serie y en paralelo.
Tensión nominal de un elemento de 3.3V.
Bajo peso.
Muy alta tasa de descarga (hasta 50C).
Requieren cargadores especiales.
Son apropiadas para receptor y servos.
Una solución distinta se puede encontrar con células de combustible ("fuel cells"), alimentadas por metanol y agua. Se anuncian para el futuro micro células ("micro fuel cells"), de las que se dice podrán alimentar un teléfono móvil durante un mes. Más información en:
En noviembre de 2004 Toshiba anunció un ordenador alimentado con célula de combustible de metanol. 100 cc de metanol y agua supondrán 10 horas de autonomía. El nombre de esta célula es "Direct Methanol Fuel Cell" (DMFC).
Opel está probando la pila de combustible de hidrógeno, que alimentada por hidrógeno (en estado líquido en un depósito de 68 litros, pesando sólo 4.6 Kp) y oxígeno (tomado del aire) produce energía eléctrica y agua, sin producción de CO2 ni otros residuos. Esa energía eléctrica mueve el motor eléctrico de un coche eléctrico escala 1/1 (Opel Zafira HydroGen3). La potencia es de 82 CV y el peso del coche es de 1.590 Kp, con prestaciones de coche de calle:
Aceleración 0-100 Km/h: 16 segundos.
Velocidad máxima: 160 Km/h.
Autonomía: 400 Km.
Dicho Opel Zafira HydroGen3 ha realizado un maratón de 10.000 Km de Noruega a Portugal, que terminó el 09/06/04 cuya información puede consultarse aquí; el coche puede verse en movimiento aquí.
En una hipotética futura carrera de F1 de coches de hidrógeno, dada su ligereza (menos de una décima parte que la gasolina de hoy), tras un repostaje no se dirá "El coche ha cargado mucho hidrógeno y pierde varias décimas por vuelta".
¿Habrá en el futuro carreras en que veamos a los mecánicos repostar algún tipo de mezcla, pero los coches llevarán motor eléctrico, y casi no se oirá ruido?
Última edición de esta página: 09/07/13
