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Sería fantástico para cuando sales de excursión
con tus cacharritos, ¿no? ¿Y si te digo que, además, esa prodigiosa fuente de
energía no supondría más de 250 gramos en un bolsillo de tu mochila? Pues si
no conocieses las baterías de litio-polímero, me dirías que he debido beber
algo...
Esto lo vamos a hacer posible con una batería
LIPO. Las baterías Lipo, a diferencia de las de Li-Ion, están compuestas
por Litio y Polímero, lo que les da un aspecto "blando" y algo desgarbado, aunque
bastante delgado y ligero.
Normalmente
estas baterías se usan para alimentar helicópteros, aviones y coches de radiocontrol,
y te explicaré por qué: con apenas 220 gramos de peso (como la que he usado)
y unas dimensiones de 45x140x12 mm, la batería de la foto puede entregar entre
6,5 y 8,5 voltios con una fuerza de, atención, 5.000 Mah (¡5 Amperios!). Esto
lo convierte en una pequeña bestia capaz de entregar altas dosis de potencia
en regímenes de gran consumo.
Pero nosotros no vamos a usar esa energía para
revolucionar motores, si no para hacernos la vida más fácil en nuestras salidas
al campo.
En mi búsqueda de sistemas de alimentación fui
a dar con estas baterías y, después de algunas consultas a rcmaterial,
me decidí a experimentar con estas pequeñuelas.
NOTA: Este proyecto tiene
cierta complejidad, por lo que no
te recomiendo emprenderlo si no tienes cierto conocimiento
de comprobaciones con polímetro y soldadura electrónica.
Primero vamos a conocer un poco las características
especiales de esta batería.
Proceso de carga
Lo primero que llama la atención es que necesitan
un cargador especial, compuesto por una fuente de alimentación capaz de entregar
entre 8 y 14 Voltios con una intensidad de, al menos, 3 Amperios y un cargador,
en este caso de la marca Apeltron. No es algo muy incómodo teniendo en cuenta
que las baterías de plomo que usé con anterioridad también necesitaban un cargador
especial, como también lo necesitan las de Ni-Mh. El alimentador también puede
ser la batería de un coche.
Encontrar un alimentador de 3 Amperios de salida
no resulta común (porque no suelo llevar normalmente una batería de coche en
la mochila cuando viajo por ahí ;-)), ya que los alimentadores como los que
usamos para, por ejemplo, recargar nuestro móvil, entregan entre 0.5 y 0.8 Amperios
únicamente, y esta es la intensidad que normalmente encontramos en alimentadores
caseros. Así que terminé adquiriendo en Diotronic un alimentador de sobremesa
de los que se usan para alimentar un ordenador portátil. Resulta pequeño
y extremadamente ligero y puede dar 12 Volts estabilizados con una intensidad
de 3.3 Amperios, más que suficiente y se puede llevar en la mochila para dejarlo
en la base.
La fuente de alimentación va conectada al cargador,
y el cargador a la batería, de modo que lo primero que hice fue adaptar el cargador
para ponerle las clavijas adecuadas que me permitiesen conectarlo rápidamente
al alimentador y a la batería que estuviese cargando. Para ello usé un conector
macho y otro hembra para unir alimentador con cargador, y otro macho y otro
hembra para unir cargador con batería:
Todo esto ya permite un rápido quita y pon
a la hora de recargar la batería, además de permitir, en el caso de la batería,
que esta sea "reemplazable" en la caja que le vamos a preparar. Para conectarla
a la caja del alimentador autónomo y al recargador, según toque, la batería
se ha preparado con un conector hembra pegado en un lateral y luego asegurado
con unas vueltas de cinta aislante para compactar el conjunto. Hay que destacar
que la batería nos viene de la tienda sin ningún tipo de conector más que un
cable positivo y otro negativo, así que hay que prepararlas de alguna forma
para el uso que queramos. También viene a media carga, por lo que la primera
función inteligente es acabarla de cargar por completo cuando vayamos a comenzar
a usarla.
El tiempo de recarga de la batería es de aproximadamente
4 horas cuando se encuentra completamente vacía. Las baterías de menos
amperaje tardan bastante menos. Durante esta operación, el cargador y el alimentador
alcanzan una temperatura considerable, por lo que es conveniente no tenerlos
sobre lugares inflamables o sensibles al calor. Una vez finalizado el proceso,
el cargador Apeltron se desconecta para indicarnos que la batería está lista
y para protegerla de sobretensiones.
A la hora de dar lo que tiene dentro...
Esta batería, aunque su nominal es de 7.4 Voltios,
cuando está cargada ofrece aproximadamente 8.5 Voltios, que se van descargando
lentamente con el consumo hasta unos 6.30 Voltios. A partir de este valor la
carga de la batería cae rápidamente y por debajo de los 6 voltios puede dañarse.
Las baterías de Lipo no pueden descargarse completamente
y quedan inutilizadas si esto sucede, debido al funcionamiento de su química.
Para ello es necesario un avisador de voltaje mínimo para dejarla de usar
inmediatamente en cuanto nos avise que hemos alcanzado ese umbral.
Conectado a la salida, el avisador Apeltron
controla la tensión y, en el momento en que ésta alcanza unos 6.30 Voltios,
un zumbador y una potente luz roja (está pensado para que todo sea visible desde
un avioncito en vuelo) nos avisará de que desconectemos la batería cuanto antes.
A partir de ahí debemos desconectarla, aunque aún nos deja margen para alguna
recarga de emergencia. He incluido en la caja un avisador de este tipo para
poder conocer el momento en que la batería ya no debe usarse más.
Avisador Apeltron
Antes del momento de las luces y sirenas, he
conseguido las siguientes mediciones:
- Puede recargar una Tungsten
T3 en 45 minutos un total de 12 veces. La alta intensidad
de salida permite el milagro de tenerla completa en exactamente ese tiempo
a partir de una descarga TOTAL (la he apurado al máximo antes de cada recarga).
12 veces testeadas, sí señor.
- Puede mantener encendidas una lámpara de escritorio USB y
una linterna OSRAM de 5 W juntas durante más de 6 horas, incluida recarga
de una batería de móvil y alguna recarga de T3 entre medias.
Nuestro alimentador autónomo basado en LIPO
Todo dentro de una caja
Es muy conveniente que todo esté protegido
y preparado dentro de una caja, que debe tener fácil acceso de apertura si
queremos que nuestra batería pueda meterse y sacarse como si se tratase de
una pila. Al mismo tiempo la protegemos y facilitamos operaciones como la
conexión con lo que se alimente y la desconexión de la batería cuando el chisme
avisador nos castigue los tímpanos. Protección y caja de conexiones.
Rebuscando por esos cajones llenos de porquerías
que todos "los enredas" tenemos en casa, encontré la caja de una pequeña linterna
Maglite que, por sus dimensiones, me venía al pelo. Pero calculo que cualquier
caja para guardar gafas un poco grandecita puede servir para el propósito.
El plástico es ligero y bastante fácil de trabajar con un pequeño taladro
y una limita para los orificios que tenemos que practicar. En la caja se practicaron
los siguientes orificios con ayuda de un disco Dremel y una broca pequeña:
Parte trasera
El sistema está preparado para que la batería
pueda entregar 6.5 - 8.5 voltios directos a través de una base hembra (salida
de alimentación) a la que se pueden enchufar las cosas, pero también podrá
entregar 5 voltios estabilizados mediante una salida USB, que serán los que
nos sirvan específicamente para recargar o alimentar el PDA. Estos 5 voltios
se conseguirán al hacer pasar el voltaje original a través de un estabilizador
7805, que es barato y eficaz. Ambos están alojados gracias a muescas de forma
cuadrada y, en el caso de la base USB, asegurada por dentro con algo de pegamento
plástico para darle fortaleza. También practicaremos un orificio para que
el zumbador del avisador de voltaje mínimo pueda sonar en el exterior:
Lateral derecho
Aquí realizamos una incisión cuadrada para
alojar el interruptor de tres posiciones, que puede asegurarse, si se desea,
mediante un par de tornillos con tuerca. La dimensión de la caja permite que
sean dos las baterías en su interior, convenientemente preparadas con su conector.
Estas baterías no conviene colocarlas en serie ni paralelo por cuestiones
de equilibrado de los elementos que las componen, por lo que se usarán de
forma independiente. En las fotografías se mostrará el posicionamiento de
sólo una de estas baterías. El interruptor de tres posiciones nos permitirá
la siguiente actuación:
- Abajo: se da paso a la batería 1 (la 2 permanece
fuera de línea y callará el zumbador si nos estaba indicando que la batería
2 se agotó).
- Medio: se da paso a la batería 2 (la 1 permanece
fuera de línea y callará el zumbador si nos estaba indicando que la batería
1 se agotó).
- Arriba: Punto muerto, ninguna batería en línea.
Esta es la posición cuando las dos baterías estén agotadas o el aparato
no tenga que proporcionar alimentación a nada. Es conveniente, pues si no
está alimentando a nada, el pequeño LED puede ir descargando nuestra batería
sin necesidad.
El testigo es un pequeño LED alimentado a
través de una resistencia de 120 Ohmios. Basta con un agujerito del diámetro
adecuado y una gotita de pegamento en el otro extremo para que quede fijo.
Hay que recordar que los LED tienen polaridad. Es indiferente si la resistencia
está colocada en el positivo o en el negativo, pero se ha de respetar la polaridad
del voltaje si queremos que el LED se encienda. Suele tener una pequeña muesca
en el lado de la patilla que corresponde al NEGATIVO.
Esta luz nos indicará la presencia de alimentación
en las salidas.
El avisador de descarga es uno de los dos
diodos de alta luminosidad que incorpora (junto al zumbador) el avisador Apeltron,
por lo que no tendremos más que preocuparnos de hacerle un orificio adecuado
para que el sonido asome al exterior.
Parte superior y refrigeración
Por desgracia, reducir un voltaje se hace
a costa de una caída de tensión que genera consumo y calor y, en el caso de
querer una salida de 5 Voltios reduciendo la bestia parda que nos ofrece la
Lipo, tiene que ocurrir en el 7805. Este estabilizador puede dar hasta 1 Amperio
de salida, que afortunadamente es justo lo que la T3 necesita. El positivo
de los 6.5-8.5 voltios de la batería LIPO se aplicarán a la patilla de entrada
(E) del estabilizador, se conectará la patilla central (M) a masa (negativo)
y obtendremos 5 voltios estabilizados en la patilla de salida (S), que son
los que irán al USB. Sin embargo, al estar al límite de consumo, se genera
un calor considerable durante el proceso de carga. Al cargar la T3 mediante
esta salida, observarás que al principio de la carga (cuando se reclama más
potencia) el calentamiento en el 7805 aumenta, para ir disminuyendo conforme
el PDA nos reclame menos energía. Para ayudar a disipar ese calor, se ha recortado
y doblado una lámina de aluminio para crear una aleta de refrigeración que
se atornillará entre la caja y la espalda metálica del 7805.
En la parte superior de la caja y coincidiendo
con el recorrido de la aleta, se han practicado agujeros para facilitar la
ventilación de todo el conjunto. Al mismo tiempo, esta aleta de aluminio ha
servido para proteger el conjunto de base USB y cables. Este calor también
está presente en el tornillo con tuerca que sale al exterior y atornilla al
7805 con la caja y a su vez con la aleta, por lo que hay que tener la precaución
de no tener nada en contacto con él cuando estemos recargando el PDA.
A la hora de recargar la Lipo, se extraerá
para hacerlo exteriormente, ya que es recomendable que durante la carga la
Lipo se encuentre bien ventilada. También facilita que dejemos una Lipo recargando
mientras usamos otra.
Esquema del conjunto
Este es el esquema de todo lo que hay montado
dentro de la caja. ¡Vamos a por ello!. No hará falta indicar que las líneas
rojas son cables de positivo, las líneas negras cables de negativo y que las
conexiones están indicadas por el nudo. Habrá que soldar un poquito y fijar
y aislar bien las cosas con pegamento. Si tenéis una pistola eléctrica de
estas de barritas de pegamento, van estupendas para aplicar encima una vez
soldado.
Click para ampliar esquema
Algunas recomendaciones
Avisador Apeltron:
Ya viene preparado, por lo que únicamente hay que conectar la entrada
positiva a la salida de la base hembra de alimentación y la entrada negativa
a la masa del conjunto. También habrá que distribuir y fijar por algún sitio
tanto el zumbador (con una gotita de pegamento alrededor del agujero que se
preparó para ello) como los LEDs de alta luminosidad. Lleva dos, pero opté
por sacar al exterior sólo uno de ellos.
Alimentación base hembra:
Visto desde dentro, tiene el positivo en el extremo derecho y la masa
en el extremo izquierdo, aunque no estaría de más comprobar esta veracidad
con la ayuda de un polímetro, ya que puede variar según los modelos y puede
variar la polaridad con respecto a lo que le conectemos.
Batería Lipo:
Según si usamos una o dos, tendremos uno o dos conectores macho dispuestos
para tomarlas en la caja. Aquí también el positivo corresponde al terminal
corto y el negativo al largo, lo mismo que en la hembra que habremos dispuesto
en la batería.
Finalmente, según se vea, conviene bloquear
las baterías en su posición con algo, sea espuma, corcho o lo que sea, para
que no se muevan una vez encajadas. Esto lo pude hacer fácilmente con unas
láminas de corcho que corté y pegué en el sitio adecuado para inmobilizar
la/las baterías. El resultado es que la Lipo encaja en su lugar firmemente
y ya no se mueve de allí hasta que tiremos de ella para sacarla y recargarla.
No es bueno que la batería esté bailando dentro
de la caja, ni para la salud de la misma (no tiene blindaje exterior) ni para
la de los cables y componentes, que podría golpear y/o arrancar.
Alimentación USB base hembra:
Este modelo de base USB no es muy adecuado, pero a decir verdad, es el
único que he sido capaz de encontrar. A pesar de ser un sistema de conexión
de lo más popular, encontrar bases y conectores USB montables es una tarea
un poco difícil. Lo bloqueé con pegamento plástico y de momento parece que
aguanta el trote.
Según se mira desde dentro y con las patillas
hacia arriba, el positivo suele ser la patilla del extremo izquierdo (aquí
irá el positivo que viene del 7805), y el negativo la del extremo derecho.
Testigo:
El testigo no indicará qué batería se encuentra activa, si no la presencia
de alimentación en las salidas, por lo que por proximidad se conectará el
positivo directamente a la segunda patilla del interruptor y el negativo a
cualquier punto de masa, por ejemplo el del USB. La resistencia se intercalará
antes del positivo o del negativo.
Interruptor tres posiciones:
Aunque tiene dos hileras de contactos, sólo usaremos la hilera superior.
La patilla 1 contendrá el positivo de una batería y la 3 contendrá el positivo
de la segunda batería. Se obtiene la salida que irá a salida alimentación,
testigo, avisador de voltaje Apeltron y entrada de 7805 de la patilla 2.
Estabilizador 7805:
Como ya se ha dicho, conviene refrigerarlo mediante una aleta de aluminio
que hará las veces de protección del cableado. Esta aleta de aluminio, por
seguridad, irá recubierta por debajo con unas tiras de cinta aislante, para
evitar que fortuitamente provoque cortocircuitos al tocar los componentes.
Cables de alimentación para poder usar
nuestro alimentador Lipo:
En su salida de alimentación, esta batería puede alimentar y recargar
prácticamente cualquier cosa que se alimente entre los 6,5 y 8,5 Volts, con
la condición de que preparemos el cable con los conectores adecuados. Para
recargar la Palm por medio del USB uso el cable
rectráctil de Proporta. También se puede alimentar directamente cualquier
cosa preparada para "ir pinchada" en un USB.
Aspecto final
Aspecto final con una batería insertada. En
mi caso, añadiendo otro conector como se describe en el esquema, puede alojar
otra batería de 5 Amp adicional. Mi idea es usar una únicamente para recargar
la Palm y la otra para iluminación:
Dónde conseguir las cosas y algunos precios
orientativos
El sistema de baterías LIPO no es económico,
pero una vez que se tiene el sistema de recarga y el par de baterías, las ventajas
de ligereza y potencia seguro que hacen que valga la pena el desembolso inicial.
Creo que la despreocupación de saber que tendrás energía suficiente en un bolsillo
para hacer rular tus cacharritos sin preocupaciones ya vale la pena. Además,
se pueden usar Lipos de menor amperaje, por lo que el precio desciende también
bastante (aunque también el rendimiento a esperar).
A modo de curiosidad:
- Peso de una batería Lipo 7.5 Voltios de 5 Amp: 220 gr.
- Peso de una batería de plomo de 6 Volts para 5 Amp: más de
600 gr.
Compra de material:
· Proveedor baterías Lipo:
www.rcmaterial.com
Venta por Internet.
· Material electrónico en Barcelona
(para los conectores, alimentador, LED, etc.):
www.diotronic.com
Por desgracia, no tienen venta por Internet, pero tienen grandes descuentos
en su material (hasta un 20%!!!).
Precios:
- Batería Lipo 7.5 Volt, 5.000 Mah: 66 €
- Batería Lipo 7.5 Volt 2.100 Mah: 35,70 €
- Cargador Apeltron: 37 €
- Avisador voltaje mínimo Apeltron: 25 €
- Alimentador 12 Volts 3.3 Amp: 55 € (Diotronic).
La inversión más seria la suponen el alimentador,
el cargador Apeltron y el avisador de voltaje que se monta dentro del contenedor
que usemos para alojar la batería. Una vez adquirido, el sistema de baterías
se puede ir ampliando y sigue siendo más barato que algunas baterías Li-Ion
de ciertos portátiles y cámaras de video profesionales, que rondan los 300€,
aparte cargadores, que de todo he estado mirando... ;-)
Teniendo en cuenta que hasta hace poco en palmOne
España nos vendían un recargador Power
To Go (que permite apenas 2 recargas y media a una T3) por 80 €, creo que
vale la pena experimentar con estos sistemas de energía alternativos. ¿Qué os
parece?
Mi alimentador autónomo Lipo en plena acción,
¿a que es fermoso? :-)
NOTA: Este proyecto tiene
cierta complejidad y el cortocicuitode una
Lipo puede ser realmente feo y hasta peligroso, pues a pesar de lo
pequeño estamos hablando de una gran potencia, por lo que no te
recomiendo emprender un proyecto similar al descrito si no tienes cierto conocimiento
de comprobaciones con polímetro y soldadura electrónica.
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