Soorten batterijen voor robots en robotontwerpen

Inleiding:

Het kiezen van het juiste batterijsysteem voor uw robots is essentieel omdat elk type een ander type batterij vereist. Sommige hebben kleinere nodig, terwijl andere grotere nodig kunnen hebben. En dan hebben we het over de soorten batterijen. Hier is een gedetailleerde gids over de soorten batterijsystemen voor robots.

Soorten batterijen:

Onze belangrijkste focus zullen oplaadbare batterijen zijn en de eerste naam die waarschijnlijk in je opkomt is 'lithiumbatterijen'; de meest gebruikte oplaadbare batterijen. Als u iets onder het budget wenst, passen loodzuurbatterijen bij de rekening, of u kunt kiezen voor lithium-ion- of lithium-polymeerbatterijen. (Niet-oplaadbare batterijen zijn op de lange termijn hoe dan ook vrij prijzig.)

1. Loodzuurbatterijen

Loodzuuraccu's zijn meestal goedkoop en hebben ook grote capaciteiten. Je kunt ze vinden op grotere platforms die geen enorme kracht nodig hebben, maar veel energiecapaciteit nodig hebben. Je vindt ze in zonne-energiesystemen, UPS, enz. Deze zijn echter alleen beschikbaar in stappen van 6V en 12V, zijn superzwaar en hebben een lage capaciteit per gewichtseenheid. Ze doen er ook langer over om op te laden en verliezen capaciteit als ze in de opslag blijven.

2. Nikkel-metaalhydridebatterijen

Als u voor een goedkopere optie wilt gaan, maar lichter dan loodzuuraccu's, dan zijn nikkel-metaalhydride-accu's iets voor u. Ze zijn behoorlijk populair vanwege hun lage interne weerstand en de goede vermogen-gewichtsverhouding en zijn veel veiliger dan op lithium gebaseerde cellen. Je vindt ze in airsoft-pistolen, goedkoop speelgoed, AA/AAA-vervangingen, digitale camera's, enz. Nadelen zijn onder meer een hogere zelfontlading (ongeveer 50% hoger dan NiCd). Ze hebben ook een beperkte levensduur en absorberen overbelasting niet goed.

3. Lithium-ioncellen

Lithium-ioncellen zijn relatief veilig en hebben een hogere energiedichtheid, waardoor ze geschikt zijn voor elektronische apparatuur die een langere tijd nodig heeft tussen het opladen en toch meer stroom verbruikt. Hun zelfontladingssnelheden zijn ook laag en zeer licht van gewicht. Ze worden gebruikt voor het aandrijven van elektronische gadgets zoals mobiele telefoons, laptops en tablets enz. Een groot nadeel voor hen is echter hun prijs, d.w.z. ze kunnen behoorlijk duur zijn en ze zullen ook last hebben van veroudering. Bovendien hebben ze extra bescherming nodig tegen overladen en ontladen.

4. Lithium-polymeerbatterijen

Lithium-polymeerbatterijen zijn meestal licht van gewicht en worden geleverd in verpakte vorm, een verzameling afzonderlijke cellen met een balansstekker en de hoofdstroomstekker. Ze zijn ook verkrijgbaar in een breed scala aan spanningen, afhankelijk van het vereiste gebruik. Je vindt ze in gevechtsrobots, RC-vliegtuigen en zelfs drones, laptops en telefoons.

Houd er echter rekening mee dat ze zeer gevaarlijk kunnen zijn als ze niet met zorg worden behandeld. Ze moeten op de juiste manier worden bewaard en onderhouden. Ze kunnen ook behoorlijk prijzig zijn.

Nu gaan we enkele batterijspecificaties bespreken waarvan u op de hoogte moet zijn.

Batterijwaarden:

Alle batterijen worden geleverd met een lijst met nominale spanningen en capaciteiten in ampère-uren of milli-ampère-uren. Sommige worden ook geleverd met een ontlaadstroomclassificatie (C-classificatie) of burst-stroomclassificatie.

5. Beoordelingen lithium-polymeerbatterijen

• Spanning/celtelling:

LiPo-batterijen bevatten serie (S) en parallelle (P) cellen. De basiscellen zijn gelabeld als 1S, en als ze niet zijn gelabeld, wordt automatisch aangenomen dat ze 1S zijn, d.w.z. een enkele reeks cellen in serie. De nominale spanning van een LiPo-cel is 3,7 V en dus als een cel "2S" is, d.w.z. twee cellen in serie, zou de spanning 7,4 V zijn. Evenzo zou het 18,5 V zijn voor een 5S-pakket.

• Capaciteit en C-classificatie:

Capaciteit verwijst naar hoeveel stroom de batterij kan bevatten, terwijl 'C-classificatie' verwijst naar de maatstaf van hoe snel een batterij veilig kan worden ontladen zonder de batterij te beschadigen. De meeste batterijen die u tegenwoordig zult vinden, worden geleverd met twee C-classificaties:een continue classificatie en een burst-classificatie (de burst-classificatie is alleen van toepassing in bursts van 10 seconden, niet continu).

Stel dat u een batterijpakket van 1000 mAh heeft met het label 25C/40C. Het heeft de capaciteit om 25A continu of 40A bursts te verwerken (meestal een paar seconden tot 10 seconden). Deze beoordelingen hebben de neiging om te dalen bij grotere capaciteiten. C-classificaties boven 50 zijn gebruikelijk voor batterijen van minder dan 1000 mAh. Gewoonlijk kan een 500mAh 75C/150C batterij 37,5A continu en 75A bursts aan.

Welke spanning, capaciteit en stroom heeft u nodig?

U moet de spanning van het accusysteem afstemmen op de spanning waarop uw motor zal draaien. Capaciteit helpt eenvoudigweg de levensduur van de batterij te bepalen. En de ontlaadcapaciteit of stroom is in feite de totale som van de stroom die door alle motoren onder belasting wordt getrokken.

Batterijen voor stationaire projecten

Er zijn verschillende redenen waarom u zou moeten kiezen voor batterijen in plaats van wisselstroom, zelfs als uw project stilstaat.

• Elektrische ruis:

Dit zou normaal gesproken niet gebeuren met een levering van schone stroom, maar als je aan een doe-het-zelf-project werkt, zul je zeker achtergrondgeluid tegenkomen dat je project verstoort. Batterijen, aan de andere kant, zullen u voorzien van een schone, constante toevoer van gelijkstroom. Bovendien heb je ook geen last van ongereguleerde spanningsdalingen.

• Huidige capaciteit

Stel dat je een 12V AC-DC voeding wilt voor een 50A motor, dan heb je een veel grotere voeding nodig dan 50A. En zelfs een grotere voeding die voor een korte periode 75-100 ampère aan kan, zelfs als uw motor dan maar op een vijfde daarvan werkt. In plaats daarvan zou je kunnen kiezen voor een LiPo-batterij met stroomstoten van meer dan 110 ampère, samen met een goedkopere voeding.

• Vermogenslimieten

Vermogenslimieten verschillen van land tot land. In de VS, bijvoorbeeld, zijn de meeste stopcontacten bij 120V-stroom aangesloten op een 15A-schakelaar, waardoor het piekvermogen van het stopcontact op 1800W komt. Aan de andere kant zijn apparaten over het algemeen beperkt tot 1500 W continue stroomvoorziening.