V modelářských časopisech už bylo popsáno takřka vše, co lze říct k akumulátorům Li-Ion (taky Li Ion, LiIon nebo Lithium Iont). Můj příspěvek se týká popisu zkušeností, které jsem získal při použití Li-Ion k pohonu MiniTornáda (dále jen MT).
Uvedený článek vznikl někdy na přelomu let 2001/2002 a popisuje tehdy používané akumulátory LiIon. Vývoj technologie Lixxx velmi rychle pokračuje a dnešní články umožňují mnohem vyšší proudové zatížení a proto taky nemusí pro tyto nové typy některé zde uváděné postřehy už dnes v plném rozsahu platit. Přesto si myslím, že stojí stále za to, si článek přečíst.
Když jsem po krátkém experimentování s MT přišel vlastní chybou postupně o obě sady NiCd akumulátorů 7 x SANYO N600 (první zkratem navzájem lajdácky odizolovaných vývodů a druhá tím, že jsem ji zapomněl v modelu při vypnutém regulátoru) uvažoval jsem o tom, čím je nahradit. Volných cca 1700 Kč za dvě nové NiCd sady jsem k dispozici neměl (pro upřesnění - sady kupuji hotové, protože nejsem zatím dostatečně vybaven na výrobu vlastních sad a NiCd proto, že má nabíječka neumí nabíjet články NiMH) zaujala mě diskuse, která kolem použití Li-Ion článků probíhala na známém diskusním fóru MojeHobby. Po zjištění, že lze koupit dvě sady Li-Ion akumulátorů o kapacitě 1250mAh za celkem 660 Kč včetně poštovného, bylo rozhodnuto. Dvě sady jsem koupil a začala přestavba MT. Vlivem toho, že sada Li-Ion váží 65g oproti 145g u sedmičlánku NiCd, bylo pro dodržení těžiště třeba provést poměrně razantní zásah do konstrukce MT. Akumulátory šly co nejvíce dopředu a motor bylo také potřeba posunout o zhruba 3 cm dopředu. Výsledek je vidět na přiložené fotografii.
Podotýkám, že se jedná o snímek modelu poznamenaného mnoha haváriemi - viz článek Jak se naučit ovládat RC model s co nejmenšími finančními náklady.
Po instalaci Li-Ion jsem byl zvědavý jak si nový pohon poradí s hmotností MT. Úspora 80g hmotnosti na akumulátorech znamenala, že letové výkony MT se sadou tvořenou dvěma články Li-Ion 1250 mAh jsou při čerstvě nabité sadě (nabíjím na 8,44 V na sadu) jen o něco málo nižší než výkony s pohonem 7 x NiCd. Snížila se stoupavost, ale výrazně se zvýšila vytrvalost letu. Z původních asi 5-7 minut bylo najednou 20 a více.
Protože ale byly letové výkony přece jen o něco nižší (nižší stoupavost) než u NiCd, tak jsem po zjištění odběru s dodanou vrtulí 200/150 okolo 2,3A při sadě právě sejmuté z nabíječky (později odběr klesá), kontaktoval Radka Skočdopole s dotazem, jaký maximální proud mohou podle jeho zkušeností Li-Ion z jeho dodávky poskytnout při zachování rozumné účinnosti a životnosti Li-Ion. Po ujištění, že proud okolo 3A není problémem jsem začal experimentovat se změnou vrtule. Zkoušel jsem všechny, které “šuplík dal” do průměru 220 mm. Po výměně dodávané vrtule 200/150 za dřevěnou 220/120 (koupenou tak asi před 20 lety) se max. proudový odběr se mírně zvýšil na 2,6A (opět při čerstvě nabité sadě), ale tah pohonné jednotky se zvýšil o 20g oproti původnímu - měřeno zavěšením MT na mincíři. Stejně tak se zlepšila stoupavost modelu. Let je pak možné vlivem takřka lineárního poklesu napětí na sadě rozdělit do tří přibližně stejně dlouhých fází:
- lítá to dobře, zhruba na úrovni 7x NiCd
- lítá to, ale je nižší stoupavost
- lítá to, ale je to už pouze oddychové létání s tím, že se člověk alespoň naučí citlivě řídit a neztrácet zbytečně výšku.
Protože do limitních 3A ještě něco chybělo a byl jsem přitom omezen max. průměrem vrtule 220 mm, chtěl jsem použít vrtuli o větším stoupání. Protože v nabídce vrtulí Graupner CAM rozměr 220 není a ubrousit vrtuli určitě neznamená zlepšení jejího výkonu, zkusil jsem použít vrtuli Aeronaut glas elektro 215/180. Očekával jsem výrazně vyšší zatížení motoru snad až nad hranici 3A a následně i vyšší tah pohonné jednotky a větší rychlost modelu, ale opak byl pravdou. Jediné co se splnilo byl odběr okolo 3A. Tah pohonné jednotky i příkon odpovídal zhruba původní vrtuli Graupner CAM 200/150. Motor nedokázal tuto vrtuli vzhledem k charakteru modelu dostatečně roztočit a byl silně přetěžován, což se projevilo na jeho vyšší teplotě. Zvýšil se pouze odběr proudu bez zvýšení výkonu celé sestavy. Ukázalo se tak v praxi, že:
- tah není vše a může zavést experimentátora k neblahým koncům
- pro pomalý model je potřeba použít vrtuli o vyšším průměru a menším stoupání
Doplnění článku
V původním znění článku jsem uvažoval o hledání vrtule pro pohon MiniTornáda články Li-Ion, která by zvýšila proudový odběr motoru a tím taky zvýšila jeho výkon. Jinou cestou je zvýšit napětí sady. Někteří modeláři tuto kombinaci v roce 2001 používali a motor řady 280 to vydržel i přesto, že vypočítaný příkon okolo 36W by měl být pro něho smrtelný.
V případě, že by akumulátory měly při odběru 3A skutečně 3,7V/článek, tak by byl pro neupravený motor řady 280 příliš vysoký příkon a motor by skutečně poměrně rychle shořel. Vzhledem k tomu, že někteří modeláři přesto sadu o 3 článcích Li-Ion používali a dle jejich slov výkony odpovídají pohonu 8 x NiCd předpokládám, že používali 3 články, u kterých při maximálním proudu okolo 2,5A pokleslo napětí na článek až na 2,5V a příkon do motoru byl cca 18-20W. Proto bylo možné použit sadu o 3 článcích Li-Ion i pro motor řady 280 a proto motor neshořel.
A 18W už je něco jiného než i více jak 33W. Proto to mohlo fungovat. V dnešní době, kdy LiPol dají bez problémů 12A na článek by byl výsledkem docela jistě už dříve zmiňovaný čmoudík.
Toto mi potvrdil také Ladislav Křivský, který uvedl, že při použití “tvrdších” akumulátorů Panasonic CGR18650HG 1850mAH (které dají proud až k 6A) motor doslova shoří.
Příspěvek Ladislava Křivského z diskuze.mojehobby.cz:
Jinou, podle mého soudu lepší cestou je změna časování motoru 280 nebo použití motoru Speed 280 RACE. Do kategorie modelu na bejkárny (jak je nazýváno TORO) se dostanete s motorem Speed 300 6V s dvěma články typu Panasonic CGR18650HG 1850mAh nebo spíše motorem S300 7.2V napájeným 3xLi-Ion s převodem 4:1 a vrtulí 9×6, nebo pro pomalejší let 9×4.7. Odebíraný proud nepřesahuje 4A.
Závěr
Tento příspěvek je ukázkou toho, že Li-Ion lze bez problémů použít i u modelů hmotnostní kategorie MT, tedy i přes 300g. Důležitým faktorem je také výrazný rozdíl v ceně sad a zejména to, že se sady mohou skladovat v nabitém stavu. Nemůže se tedy opakovat situace, že začnu nabíjet sady a krátce před dokončením nabíjení začne pršet a co pak s nabitými sadami, že?. Nechat je vybít a čekat na další vhodnou příležitost?
To, co jsem uvedl jsou mé vlastní subjektivní zkušenosti. Záleží na každém, jak se rozhodne. Pro stejnou dobu létání s NiCd potřebuji sebou mít minimálně 3 sady NiCd a na létání sebou pro jistotu brát i nabíjecí akumulátor a nabíječ. S dvěmi sadami Li-Ion létám VÍCE jak hodinu a sebou beru v jedné ruce MT ve druhé vysílač a v kapse náhradní sadu a šroubovák pro případné utažení vrtule - nic víc. A nabíječka na nabíjení 2 sad současně vyjde na cca 100Kč (cca 50Kč za jednu). V případě, že vysílač pověsím na krk mám ještě jednu volnou ruku a mohu vzít i židličku. Od dlouhého koukání nahoru bolí za krkem a nohy taky. Pokud let proložím i letem “bez motoru” (a lehké MT s Li-Ion plachtí docela dobře) je doba letu podstatně delší. Důvodem je to, že akumulátory Li-Ion mají schopnost rychlé regenerace. Znamená to že pokud se nechají na chvíli odpočinout, tak opět nabudou na síle a výkon pohonné sestavy se opět zvýší. Po ukončení létání pak sady nechám nabíjet a na nabíječce je nechám “viset” třeba až do příštího létání. Pro nabíjení používám nabíječku Miloše Zajíce zveřejněnou na internetové adrese http://www.zajic.cz/nablion/nablion.htm, u které oceňuji jednak jednoduchost stavby (když už jsem ji zvládl postavit já, tak to snad dokáže každý), funkčnost na první zapojení, stabilitu výstupního napětí i při malém rozdílu vstupní/výstupní napětí (dlouhodobě přesně na setinu voltu) a v neposlední řadě i vtipné zapojení indikační diody a nízkou cenu (okolo 60 Kč). O tom, že je zapojení opravdu vtipné svědčí i to, že když jsem jednou k nabíječce přišel v době, kdy už sada měla být nabitá, svítila dioda na plný výkon a nepřestala svítit i po odpojení nabíjené sady. Už jsem si myslel, že něco “odešlo”. Ale nikoliv, byla to jen signalizace toho, že je nízké napětí zdroje, ze kterého se nabíjí.
Li-Ion nelze samozřejmě používat všude - viz např. http://www.zajic.cz/nablion/lionfaq.htm. Ale přesto je tato technologie a její pokračování LiPol popřípadě nejnověji LiShen pro modeláře více než zajímavá.
Žádné komentáře:
Okomentovat