¿Cómo uso baterías de polímero de litio en un sistema de muy alto consumo sin activar la protección contra sobrecarga?

ACTUALIZAR:

En primer lugar, permítanme decir gracias por todas las respuestas. Te lo agradezco.

Además del último, hoy probé un pequeño experimento: pasé mi batería de polímero de litio de 3 Ah y 12 V a un elemento calefactor a través de un probador de voltaje variable que hice (básicamente un potenciómetro con un medidor de voltaje adjunto). También conecté mi multímetro para medir el amperaje.

Descubrí que si mantuve el voltaje alrededor de 5v, esto mantuvo el consumo de energía alrededor de 2.8A y el elemento funcionó, aunque no se calentó mucho.

Si fui a 6v, la energía fue a 3A y se activó la protección contra sobrecarga de la batería.

Mañana intentaré usar un regulador para generar 5v y ver si puedo hacer que funcione de esa manera. Si es así, entonces, en teoría, podría conectar cualquier batería al sistema (más de 3 Ah) y no tener que preocuparme por la protección contra sobrecarga.

Gracias a todos de nuevo por la ayuda. Sin duda voy en la dirección correcta.

PUBLICACIÓN ORIGINAL

En primer lugar, permítanme comenzar diciendo que mi especialidad era la ingeniería automotriz y, como tal, soy un tonto empedernido cuando se trata de los mágicos duendecillos bailarines de la electricidad, así que no se preocupen por mí.

Desde que me jubilé, he estado construyendo todo tipo de cosas raras en mi taller en el jardín, una de las cuales son generadores de humo; específicamente los pequeños, desde unos pocos centímetros de lado hasta el más pequeño, que mide menos de una pulgada cuadrada.

He construido un montón de cosas para varios proyectos y todo ha estado bien. Los enciendo con baterías selladas de plomo ácido de 12v 1.2Ah, del tipo que se obtiene para los sistemas de alarma, y ​​funcionan muy bien, hasta cierto punto. El problema es que quiero mejorar más el lado eléctrico. Me gustaría usar baterías de litio de 12v, agregar temporizadores, controles Arduino, etc., pero el problema es que cada vez que trato de hacer esto, la protección de sobrecarga incorporada en la batería se activa y lo apaga todo.

Creo que sé por qué sucede esto: el elemento calefactor en el generador de humo básicamente está haciendo un cortocircuito en la batería. Estoy usando resistencia para convertir los duendes eléctricos en calor (el cable del elemento proviene de un secador de pelo), así que lo que necesito es una forma de limitar la corriente que ingresa al generador (creo).

Ahora, como mencioné, soy un inútil con este tipo de cosas. Puedo construir circuitos básicos, soldadura y demás, pero aparte de eso, estoy un poco perdido. Le puse un multímetro y parece que está tirando alrededor de 6v y 10A, lo cual es una patada porque es una batería de 1.2Ah, así que también me gustaría hacer esto para ayudar a ahorrar batería ya que tienen un vida útil muy corta porque estoy abusando muchísimo de ellos. Puedo usar baterías de mayor capacidad, pero obviamente son más grandes y pesadas, lo que anula el objetivo de hacer pequeños generadores de humo.

Básicamente, quiero limitar la salida de la batería para evitar activar la protección de sobrecarga en la electrónica. Intenté usar una resistencia de 10 ohmios y 10 vatios para limitar el consumo, que funciona en el multímetro (la salida es de 11 voltios y 1,1 A), pero la resistencia absorbe toda la energía para que el elemento no se caliente.

Cualquier ayuda sería muy apreciada.

Para obtener información, he agregado un enlace a un video corto que muestra uno de los sistemas de humo en funcionamiento para dar una idea de lo que estoy divagando.

https://www.youtube.com/watch?v=kOHjtKtAjMY

Tienes tu elemento calefactor que es de 60 Watts, 10A a 6V. La carga es de 0,6 ohmios. Si realmente necesita tanto evaporador de 60 W, entonces la única solución es tener una batería más grande. Nuevamente, si 60W está bien, es posible que deba aumentar la resistencia del calentador, ya que una batería de 12V más grande absorberá alrededor de 240 Watts y se quemará. O necesita un convertidor descendente de conmutación CC-CC más sofisticado, de 12 V a 6 V, solo tomará alrededor de 5-6 A de la batería mientras entrega los mismos 60 W, por lo que aún necesitará una batería más grande.
6 A a 12 V no es nada, y una batería lipo de 3 celdas (11,1 V nominales) de una tienda de pasatiempos RC como Hobby King puede manejar cargas pulsadas y continuas de 10 y 20 amperios. Algo como esto funcionaría bien. Tampoco tiene un circuito de protección integrado, por lo que literalmente nunca se disparará. hobbyking.com/en_us/…
Si sus números son correctos, 6V, 10A, su carga es de alrededor de 0,6 ohmios. Podría usar dos baterías de litio en serie. Entonces es posible que no necesite ningún circuito adicional. Encuentre baterías de alto consumo que estén clasificadas para suministrar, digamos, 15A.

Respuestas (2)

Si continúa usando una batería de 12 V, podría limitar la corriente usando un elemento calefactor con más resistencia o colocando varios elementos calefactores en serie. Si coloca 2 de sus elementos en serie, eso debería reducir la corriente a la mitad.

Otra forma de bajar la corriente sería usar una batería con un voltaje más bajo. Puede comprar baterías de litio de 3,7 V en línea ( una opción ). Las baterías de litio de 12 V son probablemente 4 celdas de litio en serie, por lo que usar una de estas baterías de 3,7 V debería reducir la corriente que pasa por el circuito en un 75 %.

Si usa una batería de voltaje más bajo, es posible que deba aumentar la resistencia del elemento calefactor usando un elemento diferente o colocando varios en serie para mantenerse dentro de la clasificación actual de la batería.

¿Sabes qué es la Ley de Ohm? ¿O el formulario Power?

Si no es así, DEBE averiguar cómo afecta esto a lo que está haciendo.

El mayor problema es ¿CUÁNTA POTENCIA NECESITO?

Y como ya descubrió, agregar resistencias para limitar la corriente desperdicia mucha energía, hay mejores formas, aunque son más complejas, la conmutación PWM es una de esas formas que es bastante eficiente.

Dijiste que estaba "consumiendo alrededor de 6 voltios y 10 amperios" {uno no 'toma' voltaje, no decimos eso}, de una batería de 12 voltios y 1,2 Ahr, y dijiste que el elemento calefactor está provocando un cortocircuito en la batería. , - no estas equivocado. Recuerde que es una batería de 12v, con carga completa estará más cerca de los 13 voltios. Cualquier carga que le pongas que haga que caiga por debajo de los 12 voltios es lo que llamamos abuso grave para estas pequeñas baterías. Sé que las baterías de los automóviles se tiran mucho más abajo durante el arranque, pero esa es otra historia.

Le sugiero que haga un elemento mucho más grande y vea si todavía funciona. Utilice una longitud más larga del mismo cable calefactor del secador de pelo. Si todavía funciona, vuelva a agrandarlo hasta que descubra qué no funciona. Consumirá menos corriente con el cable más largo y, por lo tanto, menos energía y, como consecuencia, no tirará de la batería hacia la puerta de la muerte tan rápido. Por supuesto, el cable no se calentará tanto y el tamaño podría ser un problema. Si está enrollado, debe asegurarse de que las vueltas adyacentes no se contacten entre sí y creen un cortocircuito, lo que anulará todo lo anterior.

Una vez que tenga una respuesta sobre cuánta energía se necesita, puede comenzar a hacer algo más para controlarla. Dijiste que quieres usar Arduino para implementar el control. Afortunadamente, Arduino tiene algunas funciones PWM fáciles de usar. Consulte analogWrite() en la referencia de arduino. Esta es la modulación de ancho de pulso. Básicamente, si tiene 12 voltios y lo enciende y apaga lo suficientemente rápido {dependiendo del tiempo de respuesta del sistema}, puede controlar el voltaje "efectivo" que aplica a algo. Si está encendido la mitad del tiempo y apagado por igual, por ejemplo, 50:50 {percent}, estará aplicando efectivamente 6 voltios, es decir, la mitad del voltaje. Sin embargo, durante el tiempo, la corriente tendrá el mismo valor máximo que si estuviera encendida de forma permanente, por lo que tendrá que lidiar con esto. Su medidor solo mostrará el voltaje promedio o la corriente promedio.

Una vez que haya resuelto algo de esto, necesitará una forma de encender y apagar la alimentación, sugiero usar MOSFET de potencia. Hay algunos con muy poca resistencia para usar en aplicaciones de baja tensión y alta corriente. Deberá asegurarse de que Arduino pueda encenderlo con la señal de 5 voltios que puede generar, así que asegúrese de que el voltaje de umbral de la puerta MOSFET sea menor que eso.

Tienes tu tarea asignada, buena suerte. Probablemente lo necesites. Esté preparado para convertir los componentes en generadores de humo en miniatura de un solo uso.