www.elektronik.si

[bpavsic]

Imam naslednji problem. Originalni polnilni akumulator (LiPoly) za določeno zadevo stane 55€, ima pa kapaciteto 1100 mAh / 7.4V. Z originalnim polnilcem (ki stane spet 25€), traja polnjenje cca 4h.

Ker sem pač malo "šuft", hkrati pa bi potreboval približno 7-8 takih kompletov (pri čemer bi jih moral polniti več hkrati - torej tudi več polnilcev), sem začel iskati alternative. Ta proizvajalec dela tudi baterijsko škatlo identičnih dimenzij, ki sprejme 6 AAA baterij. Do sedaj sem uporabljal te baterijske škatle z AAA NiMH akumulatorje (1000 mAh), vendar me zelo moti polnilni čas 7-8h.

Na internetu sem tudi našel določene modelarske LiPoly celice, ki bi se dale lepo vgraditi v to baterijsko škatlo. Le-te so brez zaščitnega vezja. V eno baterijsko škatlo lahko spravim LiPoly celice s cca 1600-1700 mAh. Sicer so vsi 15-25C, vendar bodo priklopljeni porabniki porabili največ za 1.5 - 2A (motorji, vendar so že omejeni z driver čipom za te motorje).

Sedaj pa vprašanja:
- Se mi bolj splača nabaviti 4x navadno enojno 800 / 850 mAh celico ali 2x 2S 800 / 850 mAh komplet? Zaščitno vezje ter konektor za polnjenje bom moral sam vgraditi, zato razmišljam, da bi verjetno bilo bolje, če vzamem 4 ločene celice, saj jih lahko povežem na polnilni konektor tako, da jih bo lahko polnilec balansiral (vsako posebej).
- Mikrokontrolersko krmiljen polnilec za več teh accujev si lahko naredim tudi sam oz. kupim kakega z več priklopi.
- Baterijska škatla že ima tipko za vklop, led diodo za indikacijo ter drsno stikalo za spremembo polaritete. Ima še nek zalit čip ter nekaj elementov predvsem uporov in kondezatorjev, vendar si še nisem dobro ogledal, čemu vse to služi.
Glede na informacije, ki sem jih našel na internetu, se za zaščito ponavadi uporablja kak switcher, ki ima nastavljen izklop pri določeni (nizki - cca 3V oz. 6V pri 2S) napetosti. Rad bi tudi naredil vklop s tipko (torej tako, da bi impulz na tipki dejansko vklopil ta switcher, pri izklopljenem pa ne bi bilo nobenega porabnika). Še ena izmed želja je, da se po določenem času neuporabe (oz. nizke porabe) sam izklopi (vendar ta ni tako pomembna, je pa uporabna).
Kako se tega najbolje lotiti? mikrokontroler? Majhen problemček je vseeno v velikosti, saj poleg accujev v tej baterijski škatli ne bo kaj dosti prostora za vse ostalo.

Se mi sploh splača vse to delat ali pa je bolje kar kupiti original, čeprav s precej slabšimi karakteristikami? Prihranil bi cca 250€, z možnostjo zamenjavi LiPoly celic (pri čemer bi menjal samo celice, baterijska škatla pa bi ostala - je pa dejansko dražja kot celice), ko/če bi crknile (pri originalih pa ne vem, če bi ravno šel vse narazen trgat, ker je verjetno zalito).

[mucek]

Vzemi 2S modelarske celice, na DXu pa poišči ustrezno zaščitno elektroniko. Polnilec lahko načeloma uporabiš obstoječ, če ti zaščitna elektronika preverja tudi prenapetost posamezne celice in balansira.
Brez prav veliko filozofiranja ...

LP, Grega

[bpavsic]

Ok, sem preiskal cel internet za temi zaščitnimi elektronikami. Zadeva pa je sledeča. Rad bi sestavil 4 celice in sicer 2S2P. Elektronika za 2S omogoča priklop dveh celic s 3 žicami (+, - in vmes med obema).
Ali potrebujem 2 taki elektroniki, za vsak par posebej in jih potem sestavim skupaj paralelno ali pa je dovolj, da 2 po 2 celici najprej sestavim paralelno in priklopim ta dva para serijsko na eno elektroniko?
Obstoječega polnilca nimam, tako da bom tudi tega kupil / sestavil.

Naj omenim še, da mi elektronika ni neka neznanka, sem programer (20+ let), veliko stvari (no, v zadnjem času niti ne več toliko) sem delal v assemblerju, tudi kar nekaj projektov realiziral z mikrokontrolerji, tako da imam z digitalnimi zadevami kar nekaj izkušenj. Po celi črti pa pogorim pri analognih zadevah, zato se tukaj tudi ne znajdem tako dobro. Pri vseh "baterijskih projektih" do sedaj, sem enostavno zaporedno / vzporedno kombiniral celice (NiMH, navadne baterije) in nikoli posvečal pozornosti posameznim celicam. Tu pri LiPoly pa me je vseeno malo strah, da ne bi bilo kaj narobe (glede na vse informacije o eksplozijah, požarih itd...), saj je zadeva namenjena Lego kockam (in se bodo z njimi igrali tudi otroci, čeprav primarno je namenjeno razstavam).

[.]

Brisana vsebina odstranjenega uporabnika.

[bpavsic]

Hvala.

Torej se mi bolj splača vzet 4 ločene celice, 2 po 2 vezat paralelno in tak par priklopit na zaščitno vezje kot 1 celico.
Če bi vzel 2S celice, pa so te že vezane skupaj in potem ne bi mogel priklopit tistega vmesnega kabla nikamor (ker bi ga imel iz 2 ločenih paketov).

[mucek]

Mogoče vrzi oko še na LiFePO4 celice ...

LP, Grega

p.s. Povabljen na http://www.kiberpipa.org/sl/event/2011-jun-07/1392/cikel-elektronika-akumulatorji-jih-res-poznamo/ - bomo tudi takšne zadeve predebatirali

[bpavsic]

Hm, zgleda zanimivo, samo ne vem kako bo z voltažo. Kolikor vidim, so te celice cca 3.2V, Lego zadeve pa so 9V. Nekako še prideš skozi s 6x 1.2V = 7.2V ali pa 2x 3.7 = 7.4V. Če bi dal 2S konfiguracijo, dobim 6.4, kar se mi zdi že skoraj premalo (v primerjavi s "privzetimi" 9V). Če pa dam 3S za 9.6V, pa nisem nič naredil, ker bom zaradi napetosti "žrtvoval" kapaciteto (prostorninsko sem kar omejen, ker bi rad zadevo spravil v originalno baterijsko škatlo). Je pa res, da so precej bolj stabilne kot LiPo (velik plus) in glede na Wiki, se tudi napolnijo hitreje?

[bferlic]

Zdravo

Lipo celice lahko dajo od sebe dovolj toka, tako da 2S2P paketa nima smisla delat, razen če se gre zaradi prostora. Če baterije pri polnjenju jemlješ iz vlakcev(zelo priporočljivo za lipo, nevarnost požara), jih lahko vežeš tudi po 4 pakete zaporedno in na polnilec za 8 celic, za balansiranje pa se dobijo ustrezni razdelilni kabli, tako da polnilec nadzira vsako celico posebej.

LP Boštjan

[bpavsic]

Vlakec dela preko IR sprejemnika, ki ima driver za motor. Le-ta ima na port omejitev 800mA ali pa 1A (nisem čisto prepričan, ampak tudi nima veze, v glavnem tok ni tako pomemben faktor). Sprejemnik ima 2 porta, ampak ponavadi vlak dela z 1 motorjem, torej 1 portom.
Zato tudi tok ni toliko pomemben.

Sedaj pa k odgovoru, zakaj 2S2P.

2S, ker potrebujem dovolj veliko napetost.

2P, ker sem omejen z velikostjo in nisem našel 1P celice, ki bi imela 1500+ mAh, bi pa zavzemala največ 1/2 prostora (ker rabim 2 zaradi 2S) v obstoječi baterijski škatli. Dimenzija, ki je na voljo je 60 x 28 x 31mm, celice s tako kapaciteto pa so daljše kot 60 (68, 75, ...) in širših (35, ...). Tako mi preostane varianta s 4x 850 mAh celicami.

Baterijske škatle bom definitivno vzel iz vlaka pri polnjenju (ker jo bom med polnjenjem nadomestil z novo in zaradi varnosti), celic pa ne bom jemal iz baterijske škatle, tako da bo baterijska škatla imela samo konektor (2 - 3 - x polni, kolikor bo pač potreba) za polnjenje.

Polnilec pa bom tudi rabil taki, ki bo polnil več baterijskih škatel naenkrat, pri vsaki pa balanciral posamezne celice (oz. pare parelelno vezanih). To bom še videl ali bom naredil sam ali pa kupil takega. Bolj se nagibam k temu, da poiščem specifikacije (časovne, tokovne, napetostne) za polnjenje (mogoče tudi kako shemo vezja) ter naredim mikrokontrolersko krmiljenega (z raznoraznimi varnostnimi mehanizmi).

Ker se spravljam tudi motorizirat zapornice na železniških prehodih, lučke, kretnice itd... razmišljam tudi o tem, da bi polnilec bil tak, da bi lahko hkrati polnil 1S in 2S konfiguracije (ker če bomo enkrat kovinske tire zamenjali s plastičnimi, ne bom mogel več črpati elektrike iz tirov (za potrebe servo motorčkov in LED diodic) in bi za to uporabil male cca 150-250 mAh enojne celice.

[bpavsic]

Da malce osvežim to temo.

V HobbyKinga sem nabavil okrogle Turnigy nano-tech Lipo celice 1200 mAh, ter Lipo polnilec za 2S/3S z balancerjem. Na eBayu sem nabavil 2S PCMje.
Sestavil sem 4 paketke 2S (1200 mAh / 7.4V). Dva sem vgradil v originalno Lego baterijsko škatlo in pustil še vezje, ki je že tam (termo zaščita, časovnik izklopa, stikalo vklopa itd...), na druga dva pa nalotal na sredini prerezan Lego podaljšek in celice + PCM stisnil v termo skrčko.

Na zadnji (oktoberski) Lego razstavi je vlakec z enim takim paketom neprestano vozil malo manj kot 6 ur, kar je fantastičen rezultat proti prej (6x AAA NiMH accuji ali pa 6x AAA baterije). Celice so blestele tudi zaradi tega, ker so delovale "na polno" cel čas, potem pa se je vlak v trenutku ustavil, ne pa tako kot prej, ko je vozil vedno bolj počasi...

Pri polnjenju in praznjenju nisem opazil nobenega pregrevanja (niti ogrevanja) celic (zaradi varnosti sem vsakih par minut celice preveril (z dotikom). Med polnjenjem so bile v tistih varnostnih vrečkah za polnjenje LiPo.

Sedaj pa bi rad naredil korak naprej. Glede na to, da na razstavi (trajanje 8h), nikoli ne vozi samo en vlak in imamo na odstavnih tirih ponavadi 3-4 različne vlake bi rad realiziral naslednjo idejo:
- vsak odstavni tir bi imel "polnilno postajo". To pomeni v bistvu 2 kontakta, ki bi bila priključena, ko bi lokomotiva zapeljala gor (to se lahko izvede tako, da namesto novih PF plastičnih tračnic na odstavnem tiru uporabimo stare kovinske 9V tračnice, lokomotiva pa ima en par kovinskih koles ali pa kak drug način odjema elektrike iz tračnic)
- ko bi lokomotivo ustavili na odstavnem tiru, bi se avtomatsko polnila. Ker se celice med uporabo praznijo z 200-400 mA, polnijo pa se lahko do 5C, pomeni, da jih lahko hitreje polnimo, kot se praznijo.
- ob normalnem uporabi (en vlakec aktiven recimo 30-60 minut, potem pa vsaj 30 minut pavze), enostavno več ne bi potrebovali menjavanja baterij itd... saj bi se le-te samodejno dopolnjevale, ko bi vlakec stal.
- še ena dobra lastnost tega je to, da lahko vzamemo celice manjše kapacitete (s tem tudi velikosti), npr. 300-400 mAh, ki bi vzdržale vsaj 45-120 minut vožnje (glede na zgoraj napisano porabo), pri 800mA polnjenju, pa bi bile polne spet v dobrih 30 minutah, bi nam to omogočilo izdelavo lepših modelov, saj baterije ne bi več narekovale oblike.

Pregledal sem celotno paleto TI čipov za fuel gauge / charge management / protection, ..., tudi atmelove rešitve z mikrokontrolerji (npr. atmega406, atmegaXXHVA/B).

Ker sem se resno lotil projekta nadgradnje Lego sistema (prvo vprašanje v temi) me zanimajo vaše izkušnje na tem področju.

Sedaj pa k mojemu baterijskemu paketu, ne vem pa, če sem si to v redu zamislil. Rad bi izdelal "pametno" baterijo, ki bi imela 5 žic (+7.4V, +3.3V, GND, i2c - clock in i2c data). Verjetno bo večina zmigovala z glavo, zakaj tiščat toliko stvari v samo baterijo. Odgovor je enostavnost uporabe, ker bo ta baterija uporabljana izključno in samo v Lego "svetu" in s komponentami, ki bodo potrebovale tako napajanje in vodilo. Na ta način se lahko baterija poveže na prvi modul, iz prvega na drugega gre spet 5 žilni kabel in tako naprej (daisy chain).
Baterija ima lahko še dodatni 2 žici za odjem napajanja iz tračnic med polnjenjem.

Najbolj me muči to, ker je ogromno čipov z vsemi funkcionalnostmi, ki jih potrebujem (in vsi imajo zraven application note), samo ni mi čisto jasen vrstni red, kako jih priklopit.

Predvidevam, da gre takole: LiPo celice se priklopijo na nek balancer, ki skrbi za to, da se celice enakomerno praznijo in polnijo. Od tu ven dobim + in -. Ta dva gresta na nek battery management čip, ki skrbi za "fuel gauge" hkrati pa imam še zaščito za celice. Polnilni čip je lahko vgrajen v tračnice ali pa samo baterijo, to mi je vseeno, glavno je, da se baterija polni takrat, ko ima eksterno napajanje. V glavnem, baterija mora znati komunicirati z i2c vodilom, ki je poleg napajalnega dela, zraven pa še bo en switcher za 3.3V. Nekako se nagibam k Atmelu, ki ima to integrirano v mikrokontroler in lahko tu še kaj popravim / dodam, saj je precej delovanja odvisnega od softwarea in ne integrirano v sam čip.

Nisem pa našel protection, fuel gauge, balancer in charger čipa kot 1 čip. Tisto bi mi še najbolj ustrezalo (seveda za 2S). Vse kar sem našel so posamezni čipi, ki jih je potrebno spravit v uigrano celoto.

[M.Pecar]

Ker uporabljaš modelarske Lipo akumulatorje v notranjih prostorih, bi te rad opozoril na nevarnost eskplozije pri nepravilni rabi.

V tako kompleksnem sistemu polnjenja-praznjenja lahko pride do prevelikega izpraznjenja ali prevelike napolnjenosti celic, posledice eksplozije pa si lahko ogledate na priloženih linkih:


http://www.youtube.com/watch?v=YCWdnjLqVWw&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=ixIOEPnsgbI&feature=related

Pri preobremenitvi se Lipo aku najprej napihne, ko se predre zaščita iz njega najprej izhaja bel dim, nato pa bruhne ogenj, ki lahko povzroči ogromno škodo.

[Proteus]

[bpavsic]

@M.Pecar

Celice akumulatorjev nikoli nisem polnil / praznil direktno. Vedno je bil ali polnilec / balancer za LiPo, ki ima ustrezno zaščito ali pa PCM cut-off vezje z zaščito pred prenapolnjenjem / prevelikim spraznjenjem / prevelikim tokom (kratki stik).

Polnim jih vedno v vrečki za polnjenje LiPo.

Večje zaščite (razen pač neuporabe LiPo) pa si ne trenutno ne zamišljam.

Če pa je odgovor bolj mišljen za tisti drugi del (polnjenje v sistemu), se pa strinjam. Tisti del mi bo pri celem projektu najbolj "kritičen". Namen imam uporabit kar referenčno vezje iz ATmega604 za pametno baterijo, ki naj bi imela vse potrebne zaščite.

[M.Pecar]

Saj avtor teme je razumel, da ga opozarjam, na kaj naj striktno pazi pri kompleksnem sistemu polnjenja/praznjenja, sploh v samogradnji.

Nisem napisal, da Lipo akuji povzročajo eksplozijo, do eksplozije (oz. kratkotrajnega burnega izgorevanja) pa vsi modelarji vemo, da pride skoraj izključno pri polnjenju ali praznjenju Lipo akujev. Tako da shranjevanje v kovinski škatli za denar je tudi rahlo pretiravanje. Med samo hrambo se jim ne bo zgodilo nič, razen če jih namerno predreš kot na posnetku.

[Proteus]

No v prvem stavku si navedel eksplozijo.

Sicer pa lahko pride tudi do samovžiga in to ne samo med polnjenjem/praznjenjem.
Eden glavnih vzrokov za požar pri modelarjih so predvsem kratki stiki, ki se običajno zgodijo pri padcih modelov. Tudi če med padcem ne pride do požara se lahko tako poškodovane celice naknadno vžgejo tudi same. Na http://www.rcgroups.com je dokumentiranih kar nekaj takih primerov, zato je potrebna pri takih celicah še posebna previdnost.

Da se vrnem k bistvu teme; sam veliko bolj zaupam polnilcu, ki ga sam izdelam, kot pa kakšnemu kitajskemu, ki je bil sestavljen v "ponedeljek" s tretjerazrednimi komponentami, ali kakšnemu minimalističnemu, ki je priložen kakšnemu KIT kompletu.

Samo en primer, proizvajalec Blade n.pr. poleg svojih RTF ali BNF kompletov prilaga polnilce, ki so bolj ali manj samo kup odpadkov.