Tipos de baterias para robôs e projetos robóticos

Introdução:

A escolha do sistema de bateria certo para seus robôs é essencial porque cada tipo requer um tipo diferente de bateria. Alguns exigem tamanhos menores, enquanto outros podem exigir maiores. E então falamos sobre as variedades de baterias. Aqui está um guia detalhado sobre os tipos de sistemas de bateria para robôs.

Tipos de baterias:

Nosso foco principal serão baterias recarregáveis ​​e o primeiro nome que provavelmente vem à sua cabeça é 'baterias de lítio'; as baterias recarregáveis ​​mais usadas. Se você deseja algo abaixo do orçamento, as baterias de chumbo-ácido cabem na conta, ou você pode optar por baterias de íon de lítio ou polímero de lítio. (As baterias não recarregáveis ​​são bastante caras a longo prazo de qualquer maneira.)

1. Baterias de chumbo-ácido

Baterias de chumbo-ácido são geralmente baratas e vêm em grandes capacidades também. Você pode encontrá-los em plataformas maiores que não exigem muita energia, mas precisam de muita capacidade de energia. Você os encontrará em sistemas de energia solar, UPS, etc. No entanto, eles estão disponíveis apenas em incrementos de 6V e 12V, são super pesados ​​e têm baixa capacidade por unidade de peso. Eles também levam mais tempo para carregar e perdem capacidade se deixados no armazenamento.

2. Baterias de níquel-hidreto metálico

Se você deseja optar por uma opção mais barata, mas mais leve que as baterias de chumbo-ácido, as baterias de níquel-hidreto metálico são as ideais para você. Eles são bastante populares por sua baixa resistência interna e boa relação potência-peso e são muito mais seguros do que as células à base de lítio. Você os encontrará em armas de airsoft, brinquedos baratos, substituições AA/AAA, câmeras digitais, etc. Eles também têm uma vida útil limitada e não absorvem bem a sobrecarga.

3. Células de íon de lítio

As células de íons de lítio são relativamente seguras e têm uma densidade de energia mais alta, portanto, são adequadas para equipamentos eletrônicos que exigem mais tempo entre cargas e ainda consomem mais energia. Suas taxas de auto-descarga também são baixas e muito leves. Eles são usados ​​para alimentar aparelhos eletrônicos, como telefones celulares, laptops e tablets etc. No entanto, uma grande desvantagem para eles é o custo, ou seja, podem ser bastante caros e também sofrerão com o envelhecimento. Além disso, eles exigem proteção extra contra sobrecarga e descarga.

4. Baterias de polímero de lítio

As baterias de polímero de lítio são geralmente leves e vêm em embalagens, uma coleção de células individuais com um plugue de equilíbrio e o plugue de alimentação principal. Eles estão disponíveis em uma ampla gama de tensões também de acordo com o uso necessário. Você os encontrará em robôs de combate, aviões RC e até drones, laptops e telefones.

Tenha em mente que eles podem ser muito perigosos se não forem manuseados com cuidado. Eles devem ser armazenados e mantidos adequadamente. Eles também podem ser bastante caros.

Agora vamos discutir algumas especificações de bateria que você deve conhecer.

Classificações da bateria:

Todas as baterias virão com uma lista de classificações de voltagem e classificações de capacidade em amperes-hora ou miliampere-horas. Alguns também virão com uma classificação de corrente de descarga (classificação C) ou classificação de corrente de ruptura.

5. Classificações da bateria de polímero de lítio

• Tensão/contagem de células:

As baterias LiPo incluem células em série (S) e paralelas (P). Os básicos são rotulados como 1S e, se não rotulados, são automaticamente assumidos como 1S, ou seja, um único conjunto de células em série. A tensão nominal de uma célula LiPo é de 3,7V e, portanto, se uma célula for “2S”, ou seja, duas células em série, sua tensão será de 7,4V. Da mesma forma, seria 18,5V para um pacote 5S.

• Capacidade e classificação C:

A capacidade refere-se à quantidade de energia que a bateria pode suportar, enquanto a "classificação C" refere-se à medida de quão rápido uma bateria pode ser descarregada com segurança sem danificar a bateria. A maioria das baterias que você encontra hoje vem com duas classificações C:uma classificação contínua e uma classificação de rajada (a classificação de rajada é aplicável apenas em rajadas de 10 segundos, não continuamente).

Digamos que você tenha uma bateria de 1000mAh rotulada como 25C/40C. Ele tem capacidade para lidar com rajadas contínuas de 25A ou 40A (geralmente por alguns segundos até 10 segundos). Essas classificações tendem a cair em capacidades maiores. Classificações C acima de 50 são comuns para baterias com menos de 1000mAh. Normalmente, uma bateria de 500mAh 75C/150C pode suportar 37,5A contínuos e rajadas de 75A.

Que tensão, capacidade e corrente você precisa?

Você terá que combinar a voltagem do sistema de bateria com a voltagem na qual seu motor estará funcionando. A capacidade simplesmente ajuda a determinar a vida útil da bateria. E a capacidade de descarga ou corrente é basicamente a soma total da corrente consumida por todos os motores sob carga.

Baterias para projetos estacionários

Há várias razões pelas quais você deve optar por baterias em vez de fornecimento de corrente CA, mesmo que seu projeto seja estacionário.

• Ruído elétrico:

Isso geralmente não aconteceria com um fornecimento de energia limpa, mas se você estiver trabalhando em um projeto de bricolage, você definitivamente encontrará ruídos de fundo interferindo em seu projeto. As baterias, por outro lado, fornecerão um fornecimento limpo e estável de energia CC. Além disso, você também não terá que lidar com quedas de tensão não regulamentadas.

• Capacidade atual

Digamos que você queira obter uma alimentação de 12V AC-DC para um motor de 50A, você precisará de uma alimentação muito maior do que 50A. E até mesmo um suprimento maior que poderia lidar com 75-100 amperes por um pequeno período de tempo, mesmo que seu motor opere apenas em um quinto disso. Em vez disso, você pode optar por uma bateria LiPo classificada com rajadas de mais de 110 amperes, juntamente com uma fonte de alimentação mais barata.

• Limites de potência

Os limites de potência variam de país para país. Nos EUA, por exemplo, com alimentação de 120V, a maioria das tomadas de parede são conectadas a um disjuntor de 15A trazendo a potência de pico da tomada para 1800W. Por outro lado, os aparelhos são geralmente limitados a 1500W de alimentação contínua.