Baterías NiMh o LiPo para carga / uso desatendido


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Estoy en la etapa de planificación de un proyecto de verano: un robot controlado por WiFi para monitorear remotamente una casa en la costa. El robot consistirá en una plataforma de 4 ruedas (4 motores, corriente de pérdida de 1 A cada uno, 7 V), dongle WiFi Raspberry Pi Modelo A + y módulo de cámara Raspberry Pi.

Dado que este robot funcionará mientras no esté en la casa, necesito poder recargarlo de forma remota. El plan es implementar algo similar a la base de carga de conducción del Roomba:

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Mi problema es que no estoy seguro de qué química de batería elegir.

LiPo tiene la ventaja de ser más liviano, pero como su voltaje nominal es de 3.7 V, tendría que poner dos o tres paquetes en serie para poder operar mis motores (que necesitan 7 V, como mencioné). Pero sé que esto no se recomienda porque cargar las baterías en serie es complicado / inseguro.

NiMh parece atractivo: amplio rango de clasificaciones de voltaje / corriente, no tan propensas a las bolas de fuego, aunque más pesadas. Mi pensamiento es que podría construir una base de carga simple que cargue la batería NiMh del robot. No se necesita una carga rápida (el robot pasará la mayor parte de su tiempo en la base de carga, cuando no esté en uso de todos modos).

Resumen de requisitos: batería recargable para carga / uso desatendido, en algún lugar dentro del rango de 8-12 V, capacidad de varias amperios por hora (4-6 Ah, tal vez).

¿Es correcta mi evaluación de esto, que NiMh parece el camino a seguir? ¿O debería considerar LiPo?

Respuestas:


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He creado varios productos en torno a diferentes químicas. He encontrado que LiPo es el más fácil de usar ya que ya hay IC de cargador especializados que hacen todo el trabajo, sin embargo, como dijiste, tenerlos en serie no es tan sencillo. Creo que el NiMH es una mejor solución si no tiene mucha experiencia con los cargadores o si no encuentra una buena solución para cargar LiPo en serie.

Solo una nota, no gotee la carga de NiMH indefinidamente, use un temporizador al menos para evitar sobrecargar la batería demasiado (incluso cuando las gotea, se sobrecargan). También podría usar, como sugirió Pwocky, un LM317 para cargar a una corriente constante y controlar el cambio de temperatura en la batería, una vez que el delta T se vuelve lo suficientemente grande (la temperatura cambia más rápidamente) la batería se carga. También puede mezclar este método con delta V y un temporizador de carga de seguridad. Esto es lo que hago y funciona perfectamente. Cargo mis baterías rápidamente y nunca las sobrecargo.

Hay mucha información en línea con gráficos que muestran cómo cambia la temperatura al cargar una batería NiMH.


+1 esta es una buena idea también. También estaba planeando usar un sensor de proximidad IR en la base de carga para que solo alimente la carga cuando el robot está frente a él.
Chris Laplante

Es posible que desee utilizar un interruptor de efecto Hall / Reed en su lugar, un poco más resistente en comparación con IR (que puede ser abrumado / confundido por la luz solar).
XMPPwocky

En realidad, hay sensores IR modulados, utilizados para la comunicación IR y para la detección de presencia o cruce de línea, Vishay tiene muchos de ellos (sus sensores TSOP) TSOP1738 es uno de los más comunes. Hay algunos que son bastante inmunes a otras fuentes de luz IR no modulada. La modulación también es muy fácil, puede usar un PWM y luego encenderlo y apagarlo con un temporizador. El sensor de pasillo no es una mala idea, pero generalmente necesita estar muy cerca o tener un imán muy fuerte, lo mismo para la caña.
Scrafy

@XMPPwocky: hablo mal: en realidad estoy planeando hacer algo como lo sugerido, donde el sensor IR solo activaría la base si recibiera una cierta señal IR codificada.
Chris Laplante

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Para un proyecto de aficionado, iría con una opción de NiMH. Son significativamente más fáciles de cargar (puede cargarlos con un regulador lineal básico (LM317) y algunos componentes pasivos) y más seguros. La diferencia de peso probablemente no importará mucho: su robot no parece necesitar cambiar de dirección muy rápidamente, y no es algo así como un quadcopter donde cada onza cuenta.


Correcto, el peso no es realmente un problema. Gracias por sus comentarios.
Chris Laplante

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Cargar la batería de manera segura es una preocupación principal.

Normalmente me gusta hacer bricolaje; sin embargo, cuando la seguridad es un factor, probablemente sería mejor comprar un producto de una empresa de calidad. Entonces, para darle algunas ideas, este es un cargador "inteligente" que puede configurar para varias configuraciones de corriente y voltaje (hasta 9.6 voltios); También se apagará automáticamente. También cobrará NiMH. Aquí hay un enlace de uno de mis sitios web favoritos: http://www.servocity.com/html/super_brain_charger.html

Además, el manual del usuario para el cargador: MCR Super Brain Charger Manual

Para su batería, le sugiero que obtenga uno de estos NiMH: http://www.servocity.com/html/9_6v_batteries.html

Además, ¿puedo sugerir un método para implementar la estación de carga? Después de construir mi proyecto Reginald, vi lo que este caballero hizo para recargar su batería de manera elegante y remota:

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Básicamente es un poste de resorte positivo y negativo que hace contacto con algunas pestañas de metal.

EDITAR: Enlace a Reginald: http://www.instructables.com/id/Reginald-a-UDP-surveillance-bot-control-via-the-/


Excelente información, gracias! ¿Te importaría publicar un enlace a tu instructable?
Chris Laplante

¡Por supuesto! Hice una edición para un enlace cliqueable.
Nick Williams el

3
Lo que pasa con esa batería es que no hay un circuito de protección para monitorear la velocidad de descarga, por lo que no me siento completamente cómodo dejándola desatendida.
Chris Laplante

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@NickWilliams. ¿Qué te hizo elegir LiPo?
Scott Seidman

2
@NickWilliams: Entonces, ¿esas pestañas de resorte siempre sobresalen de la parte superior del robot? Espero que haya un fusible o algo así para que no se corto accidentalmente, convirtiendo a Reginald en una bola de fuego.
Kurt E. Clothier
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