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Batería de larga duración: 3ª parte (A)

por José Manuel Pérez | 27-May-2005

En entregas anteriores vimos el concepto del alimentador autónomo como caja que contenía y estabilizaba unas baterías, y creamos los cables que nos permitirían su conectividad. Ahora, finalizado el prototipo, veremos algunas de las mejoras técnicas que aún son posibles aplicar.

 
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En esta tercera entrega conseguiremos:

  1. Gestionar la carga y descarga de las baterías mediante circuitos PCM.

  2. Conocer cuál de las baterías está activa o recargándose, mediante el uso de dos LED de diferente color.

  3. Efectuar la recarga de las baterías sin sacarlas de la caja, colocando un conector para entrada del cargador. Esto permitirá que nuestro alimentador autónomo siga alimentando las cosas aún mientras se esté recargando, pudiéndonos servir de transformador/adaptador sin necesidad de gastar batería cuando tenemos un enchufe a mano.

  4. Ponerle una salida de alimentación auxiliar.

  5. Recargar con seguridad baterías de Ni-Mh y teléfonos móviles.

El ALIMENTADOR LIPO PROFESIONAL

Así quedará definitivamente el circuito de nuestro alimentador autónomo LIPO después de las modificaciones descritas:

1. El PCM

Un problema que tenía este alimentador es el hecho de que no tenía nada que controlase la descarga de las baterías. Las LIPO no deben descargarse completamente por debajo de un valor de 5-6 Volts. Asimismo, tampoco tenía nada que controlase la recarga excepto el cargador Apeltron. La parte de descarga la solventábamos en parte con el avisador Apeltron. Este avisador nos encendía una luz y zumbaba cuando la tensión de alimentación se hallaba por debajo de los 6 Voltios, pero no impedía que continuase la descarga de la batería. Si nos descuidábamos y no atendíamos ese aviso, la batería podía descargarse por completo y arruinarse.

Estos son los dos circuitos PCM instalados en mi alimentador, uno por cada batería:

Seguro que habéis visto que muchas baterías especialmente las de Li-Ion, como por ejemplo la de palm, llevan un pequeño circuito alargado que se interpone entre la batería y el aparato. Pues ese circuito es un PCM, encargado de determinar cuándo la batería ya no puede descargarse más, cortando la tensión a rajatabla y en qué momento se ha cargado suficientemente, cortando la tensión excesiva.

Pues estos PCM existen para las Lipo. Las sirve RCMaterial. Se trata de un pequeño circuito que interpondremos entre cada una de las baterías y la carga/descarga. Este circuito permite que circule tensión de la batería a la carga hasta que la tensión de la batería alcance los 5 Voltios. En ese momento, el circuito impide que se descargue más y la alimentación queda cortada.

En el momento de la carga funciona al contrario. Cuando la batería ha alcanzado una tensión suficiente, el circuito corta la entrada de corriente, permitiendo la descarga pero no más la carga. En definitiva, establece un interesante equilibrio sobre cuándo se admite carga y cuándo se admite descarga a la batería.

Estos circuitos no vienen de serie con las baterías (aunque se puede pedir a RCMaterial que así sea) por una sencilla razón: las Lipo se utilizan para alimentar modelos de radiocontrol. Si tuviésemos el avión volando y se nos agotara la batería, la corriente se cortaría inmediatamente y el aviocito se nos estrellaría directo al suelo. Por eso en estos casos lo que se coloca es un avisador Apeltron, que da un aviso y permite un rato más de uso discrecional de la batería para poder poner a salvo nuestro aparato.

Para el uso que le vamos a dar, tenemos la opción de usar estos baratos PCM en lugar del avisador.

Aspecto final del alimentador con las dos baterías LIPO, que continúan siendo reemplazables:

2. Cada batería su LED

En mi caso tengo dispuestas dos baterías y ahora, con un pequeño juego que hemos realizado aprovechando los circuitos del interruptor, hemos realizado una conexión que nos permitirá ver qué batería tenemos activa (tanto para recarga como para descarga). El detalle de cómo lo hemos conseguido se puede ver en el esquema anterior.

Ahora, si estamos usando la batería 1, lucirá el led azul, si está activa la batería 2, lucirá el led rojo, y si el interruptor se encuentra en posición neutra (todo apagado), no se encenderá nada. Como se puede ver, he aprovechado los agujeros de los tornillos del interruptor para hacer asomar los LED. La luz correspondiente también se encenderá si estamos recargando la batería.

No te hará falta efectuar esta modificación si estás usando solo una batería Lipo.


Los LED indicadores y la entrada de recarga

3. Para recargar sin salir de casa

Hasta ahora, también era necesario extraer las baterías de su caja para poder recargarlas. Para ganar en versatilidad he decidido que la carga pueda efectuarse directamente en ella, obteniéndose diversos beneficios ahora que disponemos de los PCM.

Para dar la entrada del cargador hacia las baterías he usado unos terminales denominados blíster conexión serie. Estos conectores constan de dos partes, que encajan una dentro de la otra. Cada mitad tiene dos espaditas, un par macho que van en la parte macho y otro par hembra para la otra parte. Aquí se sueldan los cables y luego se introducen en la cabeza. Hacen un click y ya quedan anclados, formando una conexión sencilla, fuerte y prácticamente inalterable. Sólo hay que vigilar que la polaridad sea correcta, pues una vez introducidas las espaditas en la cabeza ya no pueden volder a ser extraídas.


Blíster conexión serie

La hembra de este blíster irá colocada en la caja del alimentador, y el macho en la alimentación que queramos aplicar para recargar las baterías, provenga del cargador rápido Apeltron o de cualquier otra fuente de alimentación de 8.5-9 Voltios.

Esta entrada de recarga se encuentra distribuída hacia el interruptor central, de modo que podemos elegir qué batería recargamos poniéndolo en la posición correspondiente a cada una de ellas. Cargaremos una batería cada vez.

Cuando una batería esté agotada, el PCM actuará y su luz se apagará, y eso nos indicará que es el momento de usar la otra batería si estamos en campaña o de poner a recargar la primera si tenemos acceso a energía eléctrica.

Con esta adición se nos abren diversas posibilidades:

Primero, recordemos que tenemos circuitos PCM gestionando las baterías. Si usamos el cargador rápido Apeltron no encontraremos variación alguna, pues el propio Apeltron detiene la carga cuando la batería se encuentra llena y no hay más que hablar. Ahora la novedad es que podremos usar cualquier alimentador que nos de entre 8.5 y 9 Voltios para recargar las Lipo, ya que el PCM sabrá cuándo la carga es suficiente y se ancargará de detener la recarga cuando sea necesario. Tendremos que disponer, eso sí, en el alimentador que usemos el tipo de blíster macho correctamente polarizado para que pueda enchufarse a nuestro alimentador.

Podemos optar por una recarga rápida con el Apeltron, que nos puede recargar en tan sólo 4 horas usando una batería de coche o el alimentador de 3A descrito con anterioridad, o por una recarga de unas 10-12 horas usando un sencillo y ligero alimentador externo de 8.5 V 0.5A. El inconveniente, además de lo que tarda en cargar, es que con Apeltron conocemos el momento exacto en que la batería ha terminado de cargarse (la luz del cargador Apeltron se apaga), pero con el alimentador es el PCM quién se encarga de detener la carga, pero no conocemos el momento en el que esto sucede.

La ventaja es la ligereza y pequeño tamaño de estos alimentadores y podemos acostumbrarnos a, simplemente, tenerlo toda la noche dando carga a la Lipo. Ahora podemos elegir con qué cargamos nuestra Lipo.

Segundo, al no tener que sacar la batería de su caja, el sistema de salidas de alimentación permanece intacto y mientras cada batería se carga, el PCM permite la descarga, por lo que podemos seguir usando las capacidades de alimentación del Lipo mientras lo tenemos enchufado a la red recargando.

El Lipo nos puede alimentar todo lo que llevemos sin necesidad de más cargadores o alimentadores que el de la propia Lipo.


Recargando con el cargador rápido Apeltron


Usando un pequeño alimentador de 8.5 Volts 0.5 Amp
(aún no se le ha colocado el blíster para poder enchufarlo al alimentador Lipo)

4. Una salida de alimentación auxiliar

Ante la posibilidad de necesitar tener varias cosas conectadas al mismo tiempo y para facilitar la conexión del módulo cargador de pilas, se ha dispuesto en la caja del alimentador autónomo una segunda toma hembra. Para ello es suficiente tomarla en paralelo de la que ya teníamos.

Así acabamos teniendo dos salidas de alimentación sin estabilizar que nos puede servir para diversos propósitos, en este caso conectar el módulo cargador sin inutilizar la salida de alimentación de 6-8,5 Voltios.


En la siguiente y última entrega, veremos el punto 5. El módulo cargador de pilas y las Conclusiones finales.

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