LiIon

Uit RoboWiki
Ga naar: navigatie, zoeken

Lithium Ion accu's

Inleiding

Lithium Polymeer (LiPo) accu's worden veel gebruikt in modelbouw en bieden ook voordelen voor gebruik in robots boven NiCd en (zeker ook) NiMh accu's. Dit wordt hier toegelicht. LiPo accu's zijn een specifieke variant Lithium Ion (Li-Ion) accu's. Naast deze variant worden ook 'gewone' Li-Ion accu's aangeboden. Met name voor kleine tot middel-grote robots zijn deze goed bruikbaar.

LiPo vs Li-Ion

GTL batterij.jpg

De meeste zaken die genoemd worden op de LiPo pagina zijn ook van toepassing op gewone Li-Ion accu's. Er zijn echter ook verschillen.

  • Li-Ion accu's hebben over het algemeen een ontlaadstroom van 1C. Dit betekent dat de maximale stroom gelijk is aan de capaciteit in Ah, vaak tussen 1A en 3A. Vandaar de deze accu's minder geschikt zijn voor grote robots.
  • Li-Ion accu's zijn verkrijgbaar met dezelfde afmetingen als standaard AA batterijen (type 14500). Hierdoor kunnen gewone batterijhouders gebruikt worden. Let op: de vorm van de batterij is gelijk aan de AA batterij, maar de spanning is met 3.7V per cel aanzienlijk hoger dan de spanning van een NiMh of Alkaline AA battterij!
  • Een variant op de type 14500 Li-Ion accu is type 18650. Dezelfde verhoudingen, maar groter en meer capaciteit.
  • Li-Ion batterijen zijn (door de metalen behuizing) vaak wat zwaarder dan LiPo accu's met dezelfde capaciteit. Vervelend voor vliegtuigjes en quadcopters, maar voor robotjes minder van belang.

Een voordeel van Li-Ion accu's is dat ze, net als de laders, in het verre oosten goedkoop aangeboden via o.a. ebay.com. Prijs-indicatie (maart 2014, inclusief verzendkosten):

  • 4x 14500 accu 1200mAh vanaf $5
  • 4x 18650 accu 4500mAh vanaf $9.
  • Laders voor 2 accu's vanaf $6.
  • Laders voor vier accu's kosten ca $20.

De accu's worden meestal zonder ingebouwd beveilingscircuit aangeboden. Een beveilingscircuit beveiligt de accu tegen over-lading, diep-ontlading en te grote stromen. Lees, zeker als je accu's zonder beveilingscircuit gebruikt, de waarschuwingen op de eerder genoemde LiPo pagina.

De prijs maakt de instap-drempel voor Li-Ion lager dan die voor LiPo accu's, waarvoor de lader meestal wat duurder is.

Step down regulator

Een LiPo accu of 4 LiIon cellen geven een hogere spanning dan wellicht nodig is. Met een zogenaamde 'switching step down regulator' kan de spanning met minimaal energieverlies (en warmteontwikkeling) worden teruggebracht naar het gewenste niveau. Bijkomend voordeel is dat de motorspanning hierdoor stabiel blijft, ook als de accuspanning door ontlading lager wordt. Door deze constante spanning blijft ook het gedrag van de motoren gelijk.

StepDown.jpg

Bovenstaande afbeelding geeft een voorbeeld van zo'n module op basis van een LM2596. Dit soort modules zijn vanaf $1 te koop op Ebay. De uitgangsspanning is instelbaar tot ongeveer 1.5V onder de ingangsspanning en de maximale stroom is 3A.

Robot voeding

Met een setje LiIon accu's en een drop down regulator hebben we de belangrijkste componenten voor een voeding voor een robot. Voeg hier een 4xAA batterijhouder aan toe, een schakelaar om de voeding (voor de step down regulator!) te schakelen en een ledje om te laten zien wanneer de voeding klaar staat en je bent klaar.