Baterías NiMh o LiPo para carga/uso sin supervisión

Estoy en la etapa de planificación de un proyecto de verano: un robot controlado por WiFi para monitorear de forma remota una casa en la costa. El robot constará de una plataforma de 4 ruedas (4 motores, 1 A de corriente de parada cada uno, 7 V), Raspberry Pi Modelo A + dongle WiFi y módulo de cámara Raspberry Pi.

Dado que este robot funcionará mientras no estoy en la casa, necesito poder recargarlo de forma remota. El plan es implementar algo similar a la base de carga para vehículos de Roomba:

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Mi problema es que no estoy seguro de qué química de batería elegir.

LiPo tiene la ventaja de ser más liviano, pero como su voltaje nominal es de 3.7 V, tendría que poner dos o tres paquetes en serie para poder hacer funcionar mis motores (que necesitan 7 V, como mencioné). Pero sé que esto no es recomendable porque cargar las baterías en serie es complicado/inseguro.

NiMh parece atractivo: amplia gama de clasificaciones de voltaje/corriente, no tan propenso a las bolas de fuego, aunque más pesado. Mi idea es que podría construir una base de carga simple que cargue la batería NiMh del robot. No se necesita una carga rápida (el robot pasará la mayor parte de su tiempo en la base de carga, cuando no esté en uso de todos modos).

Resumen de requisitos: batería recargable para carga/uso sin supervisión, en algún lugar en el rango de 8-12 V, capacidad de varios amperios-hora (4-6 Ah, tal vez).

¿Es correcta mi evaluación de esto, que NiMh parece el camino a seguir? ¿O debería considerar LiPo?

Respuestas (3)

He construido varios productos en torno a diferentes químicas. He encontrado que LiPo es el más fácil de usar, ya que ya hay IC de cargador especializados que hacen todo el trabajo; sin embargo, como dijiste, tenerlos en serie no es tan sencillo. Creo que NiMH es una mejor solución si no tienes mucha experiencia con cargadores o si no encuentras una buena solución para cargar LiPo en serie.

Solo una nota, no cargue NiMH indefinidamente, use un temporizador al menos para evitar sobrecargar demasiado la batería (incluso cuando los carga lentamente, se sobrecargan). También podría usar, como sugirió Pwocky, un LM317 para cargar a una corriente constante y monitorear el cambio de temperatura en el paquete de baterías, una vez que el delta T sea lo suficientemente grande (la temperatura cambia más rápidamente) la batería está cargada. También puede combinar este método con delta V y un temporizador de carga de seguridad. Esto es lo que hago y funciona perfectamente. Cargo mis baterías rápido y nunca las sobrecargo.

Hay mucha información en línea con gráficos que muestran cómo cambia la temperatura al cargar una batería de NiMH.

+1 esta es una buena idea también. También estaba planeando usar un sensor de proximidad IR en la base de carga para que solo encienda la carga cuando el robot esté frente a él.
Es posible que desee utilizar un interruptor de efecto Hall/reed en su lugar, un poco más resistente en comparación con IR (que puede verse abrumado/confundido por la luz solar).
En realidad, existen sensores IR modulados, que se utilizan para la comunicación IR y para la detección de presencia o cruce de línea, Vishay tiene muchos de ellos (sus sensores TSOP), siendo el TSOP1738 uno de los más comunes. Hay algunos que son bastante inmunes a otras fuentes de luz IR no modulada. La modulación también es muy fácil, puede usar un PWM y luego encenderlo y apagarlo con un temporizador. El sensor de pasillo no es una mala idea, pero por lo general necesitas estar muy cerca o tener un imán muy fuerte, lo mismo para la lengüeta.
@XMPPwocky: me expresé mal: en realidad estoy planeando hacer algo como sugirió scrafy, donde el sensor IR solo activaría la base si recibiera una determinada señal IR codificada.

Para un proyecto de aficionado, iría con una opción de NiMH. Son significativamente más fáciles de cargar (puede cargarlos con un regulador lineal básico (LM317) y algunos componentes pasivos) y más seguros. Es probable que la diferencia de peso no importe mucho: su robot no parece necesitar cambiar de dirección muy rápidamente, y no es algo así como un cuadricóptero donde cada onza cuenta.

Correcto, el peso no es realmente un problema. Gracias por tus comentarios.

Cargar la batería de manera segura es una preocupación principal.

Por lo general, me gusta el bricolaje; sin embargo, cuando la seguridad es un factor, probablemente sería mejor comprar un producto de una empresa de calidad. Entonces, para darle algunas ideas, este es un cargador "inteligente" que puede configurar para varias configuraciones de corriente y voltaje (hasta 9.6 voltios); también se apagará automáticamente. También cargará NiMH. Aquí hay un enlace de uno de mis sitios web favoritos: http://www.servocity.com/html/super_brain_charger.html

Además, el manual de usuario del cargador: MCR Super Brain Charger Manual

Para su batería, sugiero obtener uno de estos NiMH: http://www.servocity.com/html/9_6v_batteries.html

Además, ¿puedo sugerir un método para implementar la estación de carga? Después de construir mi proyecto Reginald, vi lo que hizo este caballero para recargar elegantemente su batería de forma remota:

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Básicamente es un poste de resorte positivo y negativo que hace contacto con algunas pestañas de metal.

EDITAR: Enlace a Reginald: http://www.instructables.com/id/Reginald-a-UDP-surveillance-bot-control-via-the-/

Excelente información, gracias! ¿Le importaría publicar un enlace a su instructable?
¡Por supuesto! Hice una edición para un enlace en el que se puede hacer clic.
Genial, gracias de nuevo. Muy buen proyecto, más o menos exactamente lo que quiero construir. Incluso tengo el lanzacohetes USB en alguna parte :). Sin embargo, una pregunta: ¿implementa la carga de la batería (no pude saberlo del Instructable).
Gracias, no mencioné un cargador en el Instructable. En ese momento, solo estaba creando un cargador de goteo tosco y usándolo.
Lo que pasa con esa batería es que no hay un circuito de protección para monitorear la tasa de descarga, por lo que no me siento del todo cómodo dejándola desatendida.
@NickWilliams. ¿Qué te hizo elegir LiPo?
Por lo que recuerdo, hay un poco de debate sobre cuál es el mejor tipo de batería. Elijo el LiPo principalmente porque las clasificaciones de voltaje y corriente coincidieron con mis requisitos.
@SimpleCoder. Estoy de acuerdo, es arriesgado dejar la batería desatendida.
@SimpleCoder. Por favor, vea que ahora he añadido algunas ideas para compensar la seguridad.
@NickWilliams: Entonces, ¿esas lengüetas de resorte siempre sobresalen de la parte superior del robot? Espero que haya un fusible o algo así para que no se cortocircuiten accidentalmente, convirtiendo a Reginald en una bola de fuego.
¡Ja, ese es un gran punto y eso probablemente sucedería! Sin embargo, ese no es mi proyecto Reginald, lo estaba usando como una sugerencia de carga.
@KurtE.Clothier: Sí, eso es preocupante... Fusible es una buena idea, gracias
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