Mese akkumulátorokról és töltőkről I.

akksi.pngA mai cikk nem is igazán cikk, sokkal inkább gondolatébresztő akkumulátor témában. Nem akarok és nem is tudok nagyon mélyen belemenni a témába, lévén nem vagyok mérnök, ezért a cikk amolyan közérthető konyhanyelven íródik, de biztosan vissza fogok térni rá később más bejegyzésekben is. Azért fontos róla beszélni, mert ha van kockázatos része a multikopterezésnek, akkor ez az, ezért nem árt az elővigyázatosság.

Minden repülő járműnek kell valamilyen erőforrás ahhoz, hogy fel tudjon emelkedni a földről. Ám nem csak ez emészt fel sok energiát, hanem a különböző, a repüléshez nem, de a szórakozásunkhoz elengedhetetlenül szükséges egyéb kiegészítők is, mint pl. a kamera, az FPV adó, a gimbal stb. Ezt az RC (remote controlled) járművek legnagyobb százaléka LiPo - vagyis Lítium polimer - akkumulátorokról biztosítja. A Lítium polimer és a telefonokban található Lítium-Ion akkumulátorok abban különböznek egymástól, hogy az energiatároláshoz más anyagot (más elektrolitot) használnak, illetve más a tokozásuk. A Li-Ion akkumulátorok tokozása általában kemény fémház, ez azonban jelentős súlynövekedéssel jár, ezért ez kizáró ok olyan esetekben, amikor a levegőbe kell emelni valamit. A LiPo akkumulátorok belseje vékony, műanyag filmre hasonlító összehajtogatott, szendvics szerkezet, erős külső borítás nélkül, ezért könnyűek, viszont nem állnak ellen a külső behatásoknak úgy, mint egy Li-Ion akkumulátor. Éppen ezért, olyan dolgokat nem szabad csinálnunk ezekkel az akkumulátorokkal, mint pl.:

  • erős fizikai behatásnak kitenni, mint pl. erős ütés, szúrás
  • hő hatásának kitenni, melegíteni, tűzbe dobni
  • túlságosan nagy feszültséggel tölteni

Még sok minden mást sem szabad csinálni velük, de a fenti három dolog különösen fontos a saját és szeretteink biztonsága szempontjából. Éppen ezért, SOHA NE HAGYJUK magára az akkumulátorokat, miközben töltődnek. A legjobb az, hogy ha valamilyen, nem éghető, fém tartóba tesszük bele őket és kültéren töltjük, minden éghető anyagtól távol. Én ennek a problémának a feloldására vettem egy fém pénztartó kazettát, potom 2.500 Ft-ért, ami éppen megfelel a célnak. Némi módosításnak még alá fogom vetni, lehet hogy még cikk is lesz belőle:D

penzkazetta.jpg

A másik fontos dolog, hogy nagyjából ismernünk kell az akkumulátorok fő paramétereit ahhoz, hogy megértsük a működésüket és hogy el tudjuk dönteni, hogy milyen akkumulátor a számunkra megfelelő. Éppen ezért ehhez a középiskolai fizikai tanulmányainkat és egy képet fogunk segítségül hívni:

akku_1.jpg

A képen egy eredeti és egy utángyártott Hubsan X4 quadkopter LiPo akkumulátora látható. Fedezzük fel rajta a különböző jelöléseket:

380 mAh: ez az akkumulátor kapacitása, ez határozza meg, hogy az akkumulátor mekkora töltésmennyiséget tud leadni adott idő alatt. Minél nagyobb ez az érték, annál tovább marad a levegőben a multikopterünk. Ez persze nem teljesen arányos, mert az akkumulátorok súlya is változik, ezért tömeg/kapacitás arányt kellene számolnunk, de most tekintsünk el ettől. Ez egyben azt is jelenti, hogy ha az akkumulátort 380mA-el töltjük, akkor 1 óra alatt fog teljesen feltöltődni.

3.7V: ez az akkumulátor feszültsége, egy cella esetén. A cellát S betűvel jelölik, ezeken azért nincsen jelölve, mert ezek egy cellásak. Minden cella a feszültséget szorzatosan növeli, ezért egy két cellás akkumulátor 7.4V (2S), egy 3 cellás akkumulátor 11.1V (3S) és így tovább. Azt fontos tudnunk, hogy egy teljesen feltöltött akkumulátor cellafeszültsége 4.2, nem pedig 3.7V.

1.4W: W mint Watt, vagyis teljesítmény. A teljesítményt az alábbi egyszerű képlettel tudjuk kiszámolni W=U*I*t . A képletből már tulajdonképpen mindent tudunk, az áramerősség az I=380 mA, az feszültség, az U=3,7V, az idő pedig 1 óra, ezért ez a szorzat szempontból lényegtelen is. Leegyszerűsítve, össze kell szoroznunk az I-t és az U-t, ami 380*3,7=1,4W és mindaddig, amíg 1 cellás akkumulátorokkal dolgozunk, a feszültséget is állandónak tekinthetjük. Amennyiben az akkumulátorunk 500mAh-s lenne, akkor ez az érték 1.9W lenne.

25C: a C érték a kisütés sebessége. A C érték meghatározza, hogy az akkumulátort milyen gyorsan lehet lemeríteni. Jelen esetben ez azt jelenti, hogy 380 mA*25 =9500 mA, vagyis 9.5A-el lehet az akkumulátort maximálisan meríteni, óránként. Ez az érték elsősorban a versenyre épített multikoptereknél fontos, ott ez az érték akár 40C is lehet.

Van még egy paraméter, amit praktikussági okokból figyelembe kell vennünk, az a méret, ugyanis be kell, hogy férjen az akkumulátor a tartójába.

A fenti paraméterek akkor nyernek értelmet, amikor az akkumulátorokat töltenünk kell. A dolog relatíve egyszerű addig, amíg 1 cellásak az akkumulátoraink. Ilyenkor ugyanis bedugjuk a töltőt, ami szépen feltölti az akkumulátort és kész, az akkumulátoron lévő elektronika szépen lekapcsol, amikor úgy gondolja, hogy elég naftát kapott. Az egyszerűbb multikopterek általában 1db USB-s kábelt kapnak a töltéshez és ennyi. Ezt feldughatjuk a számítógépünk USB portjára, ami majd szépen feltölti az akkumulátorunkat. Természetesen vannak más megoldások is, pl. egy 220V-USB átalakítós telefontöltő vagy akár egy direkt, erre kifejlesztett töltő is. A kérdés az, hogy miért kellene vennie bárkinek is töltőt, hogy ha a gyártó is ad hozzá? Kanyarodjunk vissza a fent már kivesézett akkumulátor paraméterekhez, hogy a dolog értelmet nyerjen:

  1. A gyári USB-s töltőt használjuk és feldugjuk egy számítógépre. A számítógép USB-portja az 1.0 és 2.0 szabvány szerint 500mA-t tud leadni, ez azt jelenti, hogy ha az akkumulátorra le tudjuk adni a maximális áramerősséget akkor 380mA/500mA*60perc=45,6 perc alatt töltődik fel (ennyi időt ír a töltésre a gyári specifikáció is pl. a Hubsan X4 esetében). Ehhez képest a tapasztalatom az, hogy kb. 80 perc alatt tölti fel a laptopom az akkumulátort, vagyis 380/280*60=81 perc (ez azt jelenti, hogy az USB port 280mA-val tölt, akkor is, ha nincs rajta másik fogyasztó)
  1. A gyári USB-s töltőt beledugtam egy 0.7A áramerősséget leadó USB-220V Samsung telefon töltőbe. Ez kereken 60 perc alatt tölti fel az akkumulátort, vagyis az akkumulátor elektronikája még képes lenne felvenni áramot, pontosan 380mA-t, ettől lesz 1 óra a töltésidő.

A fenti példából jól látszik, hogy nem mindegy, hogy mivel töltjük az 1 cellás akkumulátorunkat, hiszen a töltőtől is függ a töltésidő, várni meg senki sem szeret. Néhány olcsó ötlet a Bang Goodról, amivel lehet próbálkozni (figyelembe véve a tűzveszélyességre vonatkozó fenti szabályokat, hiszen még is csak Kínából rendelünk):

A BlitzWolf márka egyébként a Qualcomm cég által lett "hitelesítve", ebben az árszegmensben kifejezetten kedvező ár/érték aránnyal rendelkezik és a 8A-s verziót ajánlják RC LiPo akkumulátorok töltésére is.

Itt azonban meg kell hogy szakítsam az eredetileg a több cellás akkumulátorokról és a balanszolásról is szóló cikkemet, mert a terjedelem kezd az olvasó által befogadhatatlan méretűre nőni. Ezért következik majd a teszt második része, amelyben a több cellás akkumulátorok töltéséről lesz szó és egy teszt a BlitzWolf 8A töltőről, amint a Magyar Posta meghozta a terméket.