Durata batteria e sistema per segnalare se scarica ?

Ciao ragazzi,
fra un po' iniziero' a lavorare con i servocomandi, e ho letto che per alimentare i servo serve un' alimentazione esterna.
Cosi avevo pensato di assemblare una batteria usando delle pile. In questo modo avro' una batteria molto leggera (rispetto ad esempio a molti altri tipi) e comunque non troppo costosa.
Avevo intenzione di utilizzare queste pile:
http://www.ciaoroma.ws/blog/batterie-aa-sanyo-eneloop.html

Ho letto un po' ovunque che sono veramente buone, hanno una bassa autoscarica e hanno un prezzo accessibile.

Vorrei assemblare la batteria in questo modo:

Pacco= 4 pile in serie
Batteria= 5 pacchi in parallelo

In questo modo la batteria avra' una tensione di 4.8 Volt e una capacità di 10.000 mAh.
Io dovro' alimentare 2 servocomandi:

Ho letto che a vuoto hanno un consumo (caduno) di 200 mA e che a regime hanno un consumo di 750 mA.
Io azionero' i servo in questo modo, OGNI 5 minuti:
Servo 1: durata 3.0 sec (2.7 a vuoto; 0.30 a regime)
Servo 2: durata 5.5 sec (2.7 a vuoto; 2.80 a regime)
Quindi c'e' un consumo di 950mA. Ma il consumo avviene per soli 8.5 sec ogni 5 minuti. Io voglio capire quanto durera' questa batteria. Secondo i miei calcoli, con 10.000 mAh azionerei il meccanismo ben 4464 volte. E consideranzo che ne avviene uno ogni 5 min, risulta che la batteria durera':
15.50 giorni

  1. Mi rendo conto che e' impossibile avere un risultato concreto, perche' la durata di una batteria dipende da moltissime variabili, ma mi chiedevo se questo mio calcolo grossolano fosse giusto...
    E' cosi?
  2. vorrei creare un sistema che mi segnali quando la batteria e' scarica. Magari collego un led ad arduino che si accende quando ai servo arriva una tensione piu' bassa di un certo tot???

Grazie mille

Rodrigoson6:
Cosi avevo pensato di assemblare una batteria usando delle pile. In questo modo avro' una batteria molto leggera (rispetto ad esempio a molti altri tipi) e comunque non troppo costosa.
Avevo intenzione di utilizzare queste pile:
http://www.ciaoroma.ws/blog/batterie-aa-sanyo-eneloop.html

Le NiMh eneloop sono ottime.

Vorrei assemblare la batteria in questo modo:

Pacco= 4 pile in serie
Batteria= 5 pacchi in parallelo

Le batterie NiMh/NiCd non si possono mettere in parallelo, solo in serie.
Solo certe tipologie di batterie al Piombo e le LiPo, rispettando delle ben precise condizioni, possono essere messe in parallelo.

  1. Mi rendo conto che e' impossibile avere un risultato concreto, perche' la durata di una batteria dipende da moltissime variabili, ma mi chiedevo se questo mio calcolo grossolano fosse giusto...
    E' cosi?

E' giusto dal punto di vista matematico, però non è realistico come calcolo, il solo modo per ottenere dati attendibili è provare con un servo in reali condizioni d'uso e fare l'integrale della corrente richiesta durante l'uso.

  1. vorrei creare un sistema che mi segnali quando la batteria e' scarica. Magari collego un led ad arduino che si accende quando ai servo arriva una tensione piu' bassa di un certo tot???

Dipende dalla tipologia della batteria, con le LiPo è sufficiente leggere il valore della tensione per ottenere un dato attendibile sullo stato di carica, con le NiMh la cosa è un pochino più complicata.

@astrobeed con questa risposta mi hai tagliato le gambe :frowning: :cry:

Non si possono mettere in parallelo???? :cry:

Cosa mi consigli (come batteria ricaricabile) che abbia almeno 10 Ah e abbia piu' o meno lo stesso peso che avrebbe avuto la mia batteria (circa 600 grammi) ???? Una Li-Ion ?

Rodrigoson6:
Non si possono mettere in parallelo???? :cry:

Vietatissimo :slight_smile:

Cosa mi consigli (come batteria ricaricabile) che abbia almeno 10 Ah e abbia piu' o meno lo stesso peso che avrebbe avuto la mia batteria (circa 600 grammi) ???? Una Li-Ion ?

Potresti prendere dei servo compatibili con 7.4V e usare una LiPo 2S2P da 10.000 mAh, a parità di tensione e capacità le LiPo hanno un volume e un peso minore delle NiMh.
Una LiPo da 7.4 V nominali con capacità di 10.000 mAh pesa circa 500 gr, il paragone sarebbe da fare con ben 24 celle NiMh eneloop visto che ne servono sei in serie per ottenere 7.2V, peserebbero oltre 800 grammi.

@ astro pare che i servo che volevo utilizzare siano compatibili anche con 7.4 Volt.

Che dici?
http://business.conrad.it/ce/it/product/209896/Hitec-Standard-Servo-HS-485HB-un-cuscinetto-a-sfera-trasmissione-carbonite-JR

Gli HS485 sono normali servo analogici da 4.8V o 6V, non puoi alimentarli direttamente da una LiPo 2S.
Questi sono servo, equipollenti ai 485, che vanno alimentati tramite una LiPo 2S.

Ti ringrazio astro :wink: comunque ho letto un po’…

Ho cercato Lipo 2S2P e ho trovato questa:
http://www.gensace.de/gens-ace-10000mah-7-4v-25c-2s2p-lipo-battery-pack.html
In effetti come prezzo siamo li, ma come peso va molto meglio :slight_smile:
Pero’, come ti dicevo, ho letto un po nei forum, e sembra che tutti sconsigliano le 2S2P :confused: dicono che non e’ bilanciata e che non si caricano bene.
Tu che mi dici a riguardo?

Poi ti volevo chiedere: ho letto che sarebbe consigliabile non fare scendere la tensione di ogni cella sotto i 3.3 volt. Allora mi sono chiesto: se ho un assorbimento di 1 Ah e la batteria e’ da 10 Ah. Ci vorranno 10 ore per “scaricare” completamente la batteria (che avra’ suppongo una tensione prossima a zero). Ma allora se per cella non puo abbassarsi oltre di 3.3 volt (e qui ne abbiamo 7.4) significa che la batteria puo scendere fino a 6.6 volt (e avra’ ancora una capacita’ di 8.90 Ah) ??? Non so se mi sn spiegato bene :confused:

Rodrigoson6:
Tu che mi dici a riguardo?

Che l'ignoranza e la saccenza non hanno limiti :slight_smile:
Se le LiPo sono dello stessa marca e stesso modello, preferibilmente dello stesso lotto, e vengono poste in parallelo previa equalizzazione, tutte condizioni rispettate quando si acquista un pacco 2S2P, non esiste nessun problema.
Il pacco deve essere realizzato nel corretto modo, ovvero le celle sono in parallelo singolarmente e non due serie messe in parallelo, ovvero il pacco è composto da due celle in parallelo messe in serie con altre due celle in parallelo.
Volendo è possibile mettere in parallelo due pacchi 2S, purché identici, però poi vanno scaricati ed equilibrati singolarmente dopo l'uso, quindi ricaricati in parallelo, abbastanza scomodo da fare se non si dispone di un caricatore duale.

Poi ti volevo chiedere: ho letto che sarebbe consigliabile non fare scendere la tensione di ogni cella sotto i 3.3 volt.

Le batterie LiPo hanno una tensione di fine carica pari a 4.2 V per cella, pertanto un pacco 2S ha una tensione massima di 8.4V, la tensione minima di 3.3V per cella è riferita sotto carico di almeno 1C (10A per una 10.000 mAh) e quando raggiunge questa tensione hai consumato circa il 90-95% dell'energia disponibile.
La tensione della LiPo scende abbastanza rapidamente da quella di massima carica fino a quella nominale (3.7V per cella) con meno del 10% di scarica,poi in modo quasi lineare fino a 3.3V per cella dopo di che comincia crollare rapidamente, la tensione minima di sicurezza sotto la quale non scendere è 3.0 V per cella, quella minima in assoluto prima di danneggiare irreparabilmente (perdita di capacità) la batteria è 2.7V per cella.
Tieni presente che passare da 3.3 V per cella a 2.7V è un attimo se l'assorbimento è alto, ti allego la curva tipica di scarica di un pacco LiPo con assorbimento a 6C (60 A per una 10.000 mAh) il grafico parte da 3.9V perché la tensione nel tratto iniziale cala molto rapidamente prima di entrare nella fase di calo quasi lineare.

Grazie ancora astro :wink: il mio assorbimento non e' elevatissimo quindi la batteria durera' un po (ma anche le NiMh hanno un valore di scarica ? )

  1. conosci qualche marca famosa (ma economica al punto giusto) di lipo, o anche quella che ti avevo linkato andrebbe bene ?
  2. va bene un comune caricatore per lipo?
  3. non ti nascondo che articoli che ho letto mi hanno intimorito :smiley: cavolo le descrivono manco fossero molotov! Ma e' veramente cosi facile che si gonfino fino ad esplodere ?
  4. per il sistema di riconoscimento carica ? Basta leggere il valore di tensione ( e se sceso a 3.0 Volt staccare il tutto ). Avevo letto anche di "Lipo monitor" ...

Rodrigoson6:
Grazie ancora astro :wink: il mio assorbimento non e' elevatissimo quindi la batteria durera' un po (ma anche le NiMh hanno un valore di scarica ? )

Tutte le batterie hanno una corrente di autoscarica, molto alta nelle vecchie NiCd, alta nelle normali NiMH, molto bassa nelle LiPo e nelle NiMh eneloop, LiPo e eneloop possono essere lasciate per molti mesi senza ricaricarle senza grosse perdite di carica.

  1. conosci qualche marca famosa (ma economica al punto giusto) di lipo, o anche quella che ti avevo linkato andrebbe bene ?

Quelle che hai trovato è già il prezzo minimo possibile per una 2S da 10000 mAh, semmai è da valutare se realmente ti serve tutta questa capacità.

  1. va bene un comune caricatore per lipo?

Si, ma deve essere un caricatore dotato di equalizzazione, ne trovi di buoni a partire da 30 Euro, p.e. questo che è in offerta e comprende l'alimentazione a 220V.

  1. non ti nascondo che articoli che ho letto mi hanno intimorito :smiley: cavolo le descrivono manco fossero molotov! Ma e' veramente cosi facile che si gonfino fino ad esplodere ?

Premesso che le LiPo se utilizzate male possono realmente esplodere in stile bomba incendiaria, su youtube trovi vari video che lo attestano, è comunque un evento che richiede dei maltrattamenti estremi, tipo metterle in sovraccarica a 5C per lungo tempo prima si gonfiano come palloncini e poi esplodono, oppure se subiscono forti traumi meccanici.
Tiene presente che ormai tutti gli apparati mobili usano esclusivamente batterie LiIon/LiPo da molti anni, i casi di batterie che sono andate a fuoco si contano sulle dita di due mani a fronte di centinaia di milioni di pacchi batteria utilizzati.
In pratica se tratti bene la tua LiPo non ti darà mai problemi e se non superi 1C come corrente di carica e 2C come corrente di scarica ti durerà per almeno 600-700 ricariche senza perdite significative di capacità.
Nel mondo del modellismo, dove sono nate le leggende sulle LiPo, è norma comune maltrattarle con scariche violente, ricariche super rapide senza nemmeno farle raffreddare, urti violenti, è normale che durano poco e che la media di incendi sia alta, la colpa non è delle batterie, è di chi le maltratta :slight_smile:

  1. per il sistema di riconoscimento carica ? Basta leggere il valore di tensione ( e se sceso a 3.0 Volt staccare il tutto ). Avevo letto anche di "Lipo monitor" ...

Si, però stacca tutto non appena la tensione rimane sotto 3.3V costantemente per più di 20-30 secondi, è normale che oscilli di 1-2 decimi di Volt attorno al punto quando la utilizzi, pertanto è necessario introdurre una soglia sia come tensione che come tempo.

Dimenticavo, per le LiPo è molto importante metterle in condizione di storage se non le usi per lunghi periodi, è la condizione in cui si trovano quando le acquisti, basta caricarle/scaricarle fino alla tensione di 3.8V per cella, quasi tutti i caricatori LiPo programmabili hanno la funzione storage che fa questa cosa in automatico.

Si, però stacca tutto non appena la tensione rimane sotto 3.3V costantemente per più di 20-30 secondi, è normale che oscilli di 1-2 decimi di Volt attorno al punto quando la utilizzi, pertanto è necessario introdurre una soglia sia come tensione che come tempo.

Ho cercato sul web, e mi pare di aver capito che il " lipo saver" si limiti ad avvisare che la batteria e’ scarica. A me servirebbe qualcosa che stacchi proprio l’erogazione (cut-off). Esistono accessori del genere ?

Rodrigoson6:
Ho cercato sul web, e mi pare di aver capito che il " lipo saver" si limiti ad avvisare che la batteria e' scarica. A me servirebbe qualcosa che stacchi proprio l'erogazione (cut-off). Esistono accessori del genere ?

Si i vari monitor batteria si limitano ad emettere un avviso acustico/luminoso quando la tensione scende troppo.
Per staccare realmente la batteria basta che usi un mos, di idonea potenza, in serie alla stessa e lo apri quando la tensione scende troppo, più semplicemente con un relè però questo consuma corrente per rimanere chiuso.

Che dici se faccio passare il + della batteria anche verso un pin analogico (faccio un partitore di tensione ) e leggo la tensione. Se minore di un certo valore mando in low il pin che manda tensione al gate del mosfet ?

Sarebbe giusto usare, per il partitore di tensione:
R1= 3.3 k
R2= 4.7 k

Cosi a 8.4 Volt avro’ una Vout= 4.93 Volt

E stacco la tensione al mosfet se
Vout <= 3.87 Volt per almeno 15 secondi.
Buono?

Si va bene.

Va bene :slight_smile: grazie astro :slight_smile:

Perdonate se rompo ancora :frowning:
Ma ho letto un po', e se non erro, credo di aver capito che ci vorrebbero dei mosfet particolari (che si chiudono con i soli 5V di arduino sul gate).
Cosi ho cercato "logic level gate mosfet" e ho trovato questo:

Ho letto che per fare passare completamente la corrente da drain a source ci vuole il doppio di tensione dichiarato in Vgs(th) nel datasheet.
E nel datasheet ho letto:
Max (Vgs(th) 2.5 volt

Quindi andrebbe bene per questo progetto ?
Purtroppo faccio fatica a comprendere i datasheet :frowning:

P.S. Ma con il mosfet non avro' una caduta di tensione??? :frowning: di quanto? E come cambia le carte in tavola?

Grazie

Niente? :frowning:

ma non e' un po' piccolino quel Mosfet ?

P.S. Ma con il mosfet non avro' una caduta di tensione???

certo, dipende dalla RDSon X Corrente .