Desarrollar un proyecto de electrónica, o algún prototipo robótico, implica la integración de varios elementos que darán forma a nuestro sistema final, que al encenderlo, deberá ejecutar ciertas actividades para el cuál se ha creado. La fuente de energía que alimenta el sistema juega un papel importante. Por razones obvias en este tipo de proyectos, es necesario utilizar energía eléctrica, y para generar esta energía hay diversos dispositivos que nos pueden ayudar.
Una batería LiPo es una poderosa opción de almacenamiento y suministro de energía eléctrica para proyectos de electrónica, robótica, Drones, sistemas embebidos y artículos de hobby, por mencionar algunos. Tiene la capacidad de almacenar altas densidades de energía gracias a su componente químico, el Polímero de iones de Litio o comúnmente conocido como Polímero de Litio. De este componente químico se derivan las contracciones Li-Poli, LiPo, LiP, Li-Pol, entre otros.
Este componente químico es el que hace tan únicas y diferentes a las Lipo de otras. La batería LiPo tiene amplia densidad de energía, lo que le permite mantener mayor energía durante más tiempo en comparación con otros elementos químicos que conforman a otro tipo de baterías. Con una batería LiPo vamos a obtener más energía que una batería convencional del mismo peso.
Aquí una de las ventajas radicales de una batería LiPo en comparación con una convencional. Con un menor peso y dimensiones, la batería LiPo será capaz de mantener el suministro de energía eléctrica a nuestro sistema durante un periodo de tiempo prolongado.
Esta es la razón del porqué la gran mayoría de los aviones, Drones, Robots Móviles, celulares, tabletas, etc. Utilizan LiPo para su alimentación. Les permite mayor autonomía en su funcionamiento con una carga en peso mucho más ligera.
Además las LiPo son recargables. ¡Qué maravilla!
¿Cómo leer la información de una LiPo?
Existen diferentes marcas, formas y capacidades en cuanto a LiPo se refiere, aunque la mayoría sigue un estándar en nomenclaturas, y en caso de que no, los datos son muy parecidos.
En seguida te explicamos cada uno de los datos más importantes que podrás ver en tus LiPo.
Número de celdas y configuración de una batería LiPo.
Una batería LiPo está conformada por una o varias celdas rectangulares, las cuales están interconectadas entre sí para formar la batería completa. Una celda también puede ser una batería por sí sola. Cada celda tiene un voltaje de 3.7V. En seguida un ejemplo de una única celda de LiPo.
El número de celdas.
Si se conectan más celdas en serie se obtendrá entonces mayor voltaje. Es por eso que podemos encontrar LiPo de 3.7v, 7.4v, 11.1v, 14.8v y así sucesivamente. Colocando más celdas en serie los voltajes individuales de cada celda se suman.
Ejemplo:
Batería de 1 Celda = 3.7V.
Batería de 2 Celdas = 3.7V + 3.7V = 7.4V.
Batería de 3 Celtas = 3.7V + 3.7V + 3.7V = 11.1V.
Batería de 4 Celdas = 3.7V + 3.7V + 3.7V + 3.7V = 14.8V.
Mientras más voltaje tiene un batería LiPo significa que tiene mayor potencia (voltaje).
Configuración interna.
En las especificaciones técnicas de las baterías LiPo vamos a encontrar información (como la siguiente imagen) que será de ayuda para identificar la configuración interna de las celdas en la batería, y así saber elegir la que más conviene para el proyecto o sistema donde se va a utilizar.
3S1P -> Estas siglas significan que la batería internamente es de 1 Pack conformado por 3 Celdas conectadas en Serie. También se le puede encontrar simplemente como 3S.
Si el caso fuera algo como el siguiente:
3S2P -> Significa que internamente tiene 2 Packs conectados en Paralelo, y cada Pack contiene 3 Celdas conectadas en Serie. En total la batería se conforma por 6 celdas.
Si las celdas de una batería LiPo se conectan en paralelo entonces la batería tendrá una mayor capacidad en corriente (Amperaje, mili Amperios).
En resumen:
Mientras la batería tiene mayor potencia (voltaje) tendrá la capacidad de mover motores más grandes, y si el voltaje es menor, motores más pequeños, por poner un ejemplo. Ahora bien, también es importante mencionar que si la batería tiene mayor potencia (voltaje), esto no quiere decir que va a suministrar energía durante un periodo prolongado de tiempo.
Si lo que buscamos es obtener mayor tiempo de duración de suministro de energía por parte de una batería LiPo el dato que se debe tomar en consideración son los mili Amperios (corriente).
Potencia (voltaje) de una Batería LiPo.
Como hemos visto, una batería LiPo tiene grades ventajas, pero para aprovechar de todas esas ventajas también es importante cuidar muy bien de ellas.
El voltaje de una celda en una batería es de 3.7v, y cuando la batería se utiliza, por consecuencia, este voltaje va a disminuir (se va a descargar la batería). Aquí se debe poner mucha atención para que el voltaje no disminuya por debajo de los 3.0V.
Cuando se recarga una celda de batería LiPo es indispensable vigilar que no sobrepase los 4.2V.
¿Cuál es el voltaje ideal de una batería LiPo?
El rango de voltaje ideal de una batería LiPo es:
El voltaje mínimo en una celda debe ser de 3.0V
El voltaje máximo en una celda de 4.2V
Es importante cuidar estos rangos de voltaje en las celdas de tus baterías. Si lo haces, te va a permitir darle un tiempo de vida útil mucho más duradero.
También por eso es que se recomienda siempre utilizar cargadores especializados en la carga de baterías de Polímero de Litio como estos: Ver cargadores sugeridos. Así vas a tener el control y a monitorear la carga.
Existen algunos accesorios que son de gran ayuda para lograr que nuestra batería esté siempre bien cargada y balanceada aún y cuando se está utilizando. Estos accesorios son los famosos Indicadores LiPo. Los dispositivos se conectan directamente al conector de carga de la batería y, a través de un display o mediante Leds, va a mostrar el estado de carga (voltaje) de la batería. Si el estado de carga (voltaje) es bajo, sonará una alarma de alerta que te va a avisar cuando la batería necesita recargarse nuevamente. Así te evitas estar midiendo continuamente con un multímetro el estado de carga de tu batería.
Capacidad (corriente) de una Batería LiPo.
¿Cómo medir la capacidad de una batería, o cómo saber su capacidad? Bien, primero debemos saber que la capacidad de una batería es el tiempo en que dicha batería puede proporcionar energía, comúnmente este dato se expresa en mili Amperios Hora (mAh), así como lo podemos observar en la batería Turnigy de la imagen de arriba.
Mientras más grande es el número de mili Amperios quiere decir que la batería LiPo tiene mayor capacidad (corriente).
Con un ejemplo más práctico sería: Mientras más mili Amperios tiene una batería podemos alimentar más motores, y durante mayor tiempo, por ejemplo.
Hay grandes ventajas al tener más capacidad en una batería LiPo, pero la desventaja de esto sería que el peso y el volumen va a incrementar. La capacidad es proporcional al tamaño y peso. Así que es recomendable que evalúes los requerimientos de tu proyecto o prototipo para considerar bien este factor.
Constante de descarga o Rate de descarga de una batería LiPo.
Antes de comprar una batería LiPo analiza a detalle sus características. La constante («rate» o «tasa») de descarga es un dato de suma importancia que se recomienda considerar antes de adquirir una batería.
Este dato se identifica fácilmente, está conformado por un número junto a una letra C (Normalmente se les menciona como «ces de descarga»).
Ejemplo:
25-35C.
¿Qué significa el C de descarga? Es la corriente constante máxima que la batería LiPo puede ofrecer.
Entendamos pues que los Cs de descarga de una batería lipo es un factor, y que este factor va a multiplicar a la corriente de una batería (mA – mili Amperios), para que al final de la multiplicación nos entregue una número, que será la cantidad máxima de corriente que esa batería puede ofrecer.
Los Cs de descarga de la batería que vayas a elegir, deberán estar en función de consumo de corriente máxima que tengas planeado que tu sistema va a requerir.
¿Y cómo saber cuánta corriente máxima puede producir una batería LiPo?
Es muy sencillo saberlo siempre y cuando tengamos los datos antes mencionados bien identificados.
La fórmula para calcular la corriente máxima de una batería LiPo es: C X mA
Explicación de la fórmula: Multiplicaremos la Constante de descarga (C) por la capacidad de la batería LiPo (mA) el resultado será expresado en mili Amperios.
En un ejemplo práctico: Utilizaremos los datos de la batería Turnigy de aquí arriba.
25C X 5,000mA = 125,000mA
Para tener una idea más clara convertimos de mili Amperios a Amperios dividiendo entre 1000:
125,000mAh / 1000 = 125 Amperios.
Por lo tanto, la batería Turnigy que mostramos al principio tiene una corriente constante máxima de 125 Amperios. ¡Vaya que es un muy buen suministro de energía sin duda alguna!
Algunas baterías pueden especificar su constante de descarga en un Pico o ráfaga de descarga (Este dato se identifica con la etiqueta «burst» o «Pico de descarga»). Los picos de descarga en ráfaga están limitados por tiempo. Esto quiere decir que la batería va a ofrecer un pico de corriente máximo por un periodo mínimo de tiempo. Normalmente este tiempo va de los 10 a los 30 segundos.
En las especificaciones de la batería Turnigy que mostramos aquí arriba tiene lo siguiente.
Constante de descarga: 25C
Pico de descarga (10 seg): 35C
¿Qué quieren decir esos datos en la batería LiPo?
Que, de forma constante, podemos demandar a la batería hasta 25C X 5000mAh = 125 Amperios. Esto podría durar, por obvias razones, hasta que la batería se descargue por completo. Pero hay que recordar que no se debe sobredescargar nuestra batería.
Y que, durante un periodo no máximo de 10 segundos, podemos exigirle picos de corriente de hasta 35C X 5000mAh = 175 Amperios. Esto es de gran ayuda por ejemplo cuando un motor arranca, quizá el motor pueda consumir hasta 170 amperios sólo al arranque (pocos segundos), y una vez arrancado, el consumo de corriente se estabiliza a un factor de consumo de 20 Amperios por ejemplo.
¿Cómo cargar una batería LiPo correctamente?
Para cargar una batería de forma segura primero y por sobre todas las normas de seguridad es: Supervisar la batería mientras se está cargando. Hemos leído en foros y blogs sobre incidentes ocurridos por dejar que la batería LiPo se cargue sin estar atentos durante el proceso.
Aquí algunas sugerencias para cargar tus baterías de forma segura.
- Utilizar cargadores especializados en la carga de LiPo. Aquí este link para que los conozcas y puedas identificar. Ver lista de cargadores especiales para recargar LiPos.
- Vigilar la batería mientras se está cargando. Es importante que te des el tiempo de supervisar la carga de la batería. Revisa constantemente tocando la batería si ésta no se está calentando o comienza a inflarse. En caso de que esto ocurra por favor detén de inmediato la carga. Si gustas puedes ponerte en contacto con nosotros para orientarte en soporte@tiendadeelectronica.mx
- Procura siempre cargar tu batería a 1C o menos. Hay algunos cargadores de gama alta que te dan la posibilidad de elegir a cuantos «ces» deseas cargar tu batería, normalmente puede ser hasta máximo 5C. Esto permite que la carga de la batería sea mucho más rápida. Aquí sugerimos que sea a una carga de 1C o menor, ya que con esto vas a garantizar que los elementos químicos de las celdas de la batería se balanceen equilibradamente mediante la carga lenta, y así le darás una larga vida de uso en tus baterías.
- Carga tus LiPo en lugares contra el fuego, o utilizando las bolsas de seguridad LiPo.
- Configura de forma precisa tu cargador con las celdas y el tipo de batería. Para que coincida realmente con la batería que vas a cargar. Estas opciones sólo están disponibles en cargadores de gama alta.
Importante: Los cargadores especializados en la carga de baterías LiPo van a monitorear constantemente y de forma automática el voltaje de cada celda de la batería, buscando equilibrar que la batería se recargue de forma balanceada. Es por eso que volvemos a recomendar que la carga sea mediante un cargador de este tipo.
¿Te ha sido de utilidad esta información? Compártela para que más personas tomen conciencia, pero principalmente, tomen en cuenta estos factores de seguridad importantes para el cuidado de su integridad personal.
