Quem trabalha com aeromodelismo, automodelismo ou nautimodelismo precisa acompanhar constantemente o estado das baterias utilizadas nos modelos.
Uma das maneiras mais conhecidas de fazer isso com baterias LiPo é utilizar aqueles pequenos verificadores conectados ao terminal de balanceamento. Eles conseguem mostrar tanto a tensão total da bateria quanto a tensão individual de cada célula.
Mas existem situações em que não precisamos de todas essas informações. Queremos simplesmente olhar para um display e saber:
qual é a tensão total da bateria neste momento?
Para essa finalidade, podemos utilizar um pequeno voltímetro digital com display de LED, que possui apenas dois fios e pode até permanecer instalado no próprio equipamento.
O que é um mostrador digital de tensão?
Trata-se basicamente de um pequeno módulo contendo um display de LED de 7 segmentos e o circuito eletrônico necessário para medir e apresentar a tensão.
O modelo que mostro neste artigo possui apenas dois fios.
A ligação é extremamente simples:
fio vermelho → positivo da bateria
fio preto → negativo da bateria
Depois de conectado, o próprio módulo utiliza a tensão que está medindo para funcionar e apresenta o valor diretamente no display.
Isso torna esse tipo de voltímetro particularmente interessante para instalações permanentes.
Para que serve no modelismo?
Imagine que você tenha um automodelo com uma bateria instalada internamente.
Em vez de abrir o modelo, retirar a bateria e conectar um instrumento sempre que quiser verificar sua tensão, podemos instalar um pequeno mostrador no próprio painel.
Basta olhar para o display para saber a tensão disponível naquele momento.
A mesma ideia pode ser aplicada a diversos projetos:
- automodelos;
- barcos de controle remoto;
- bancadas de eletrônica;
- fontes de alimentação;
- caixas de bateria;
- projetos alimentados por baterias.
O importante é que a tensão utilizada esteja dentro da faixa de funcionamento especificada para o voltímetro escolhido.
Qual a diferença para um testador de bateria LiPo?
Essa diferença é importante.
O conhecido testador de baterias LiPo normalmente é conectado ao terminal de balanceamento.
Por meio dele, o aparelho consegue acessar individualmente as células da bateria.
Se temos uma bateria 4S, por exemplo, ele pode apresentar a tensão da célula 1, depois da célula 2, célula 3, célula 4 e também a tensão total.
Isso é muito útil quando queremos analisar o balanceamento das células.
O problema é que o display fica alternando entre vários valores. No caso de uma 4S, podemos acabar acompanhando cinco indicações diferentes.
O voltímetro digital mostra diretamente a tensão total
O pequeno mostrador de dois fios tem outra proposta.
Ele não fica verificando individualmente cada célula.
Seu objetivo é apresentar a tensão existente entre os dois pontos aos quais seus fios estão conectados.
Assim, se estiver conectado aos terminais positivo e negativo de uma bateria, veremos diretamente a tensão total.
Não precisamos esperar o display alternar entre diferentes células.
Olhou para o mostrador → viu a tensão.
Essa simplicidade é justamente sua principal vantagem para determinadas aplicações.
Então qual dos dois é melhor?
Nenhum deles é simplesmente melhor.
São instrumentos destinados a necessidades diferentes.
Se quero verificar se uma bateria LiPo está corretamente balanceada, o testador conectado ao terminal de balanceamento é muito mais útil porque permite analisar cada célula separadamente.
Se quero apenas acompanhar continuamente a tensão total de uma bateria instalada em um equipamento, o pequeno voltímetro digital pode ser muito mais conveniente.
É por isso que os dois podem perfeitamente fazer parte da mesma bancada.
O que a tensão de uma bateria nos informa?
Uma bateria não mantém exatamente a mesma tensão durante todo o tempo de utilização.
À medida que ela fornece energia ao circuito, sua tensão pode diminuir.
Por isso, acompanhar esse valor permite observar o comportamento da alimentação durante o uso.
Entretanto, é importante não confundir tensão da bateria com capacidade restante exata.
Olhar para a tensão fornece uma informação importante sobre seu estado, mas não significa necessariamente que possamos transformar qualquer valor medido diretamente em uma porcentagem precisa de carga.
Isso depende da química da bateria, das condições de utilização e de outros fatores.
Medir a tensão não substitui verificar as células de uma LiPo
Esse ponto merece atenção principalmente no modelismo.
Imagine uma bateria LiPo 3S.
Se medirmos somente os dois terminais principais, veremos a tensão total das três células em série.
Mas essa informação, sozinha, não nos diz como a tensão está distribuída entre elas.
Duas baterias podem apresentar tensões totais semelhantes e, ainda assim, uma delas possuir células mais desequilibradas que a outra.
Portanto, o mostrador digital é excelente para uma leitura rápida da tensão total, mas não substitui a verificação individual das células quando queremos analisar o balanceamento da bateria.
Por que a leitura pode mudar quando o motor é acionado?
Uma experiência interessante é observar o voltímetro com o sistema parado e depois durante o funcionamento.
Ao ligar um motor ou outra carga que consuma uma corrente significativa, podemos perceber uma queda momentânea na tensão indicada.
Quando a carga é retirada, a tensão pode voltar a subir.
Esse comportamento ajuda a entender algo importante: uma bateria real não é uma fonte de tensão absolutamente ideal.
Seu comportamento depende também da corrente que está sendo exigida naquele momento.
Por isso, instalar um mostrador permanentemente no equipamento pode revelar informações que uma medição realizada apenas com o sistema desligado não mostraria.
Posso deixar o voltímetro permanentemente conectado?
Em muitas aplicações, sim, desde que o módulo seja adequado à tensão utilizada.
Mas existe um detalhe: o próprio voltímetro consome energia para manter seu circuito e o display funcionando.
O consumo costuma ser pequeno em relação a muitas aplicações, mas não é zero.
Portanto, se o equipamento ficará guardado por muito tempo, não é interessante presumir que podemos deixar indefinidamente um módulo conectado à bateria.
Uma solução é instalar uma chave ou fazer com que o voltímetro seja energizado somente quando o próprio equipamento estiver ligado.
Atenção à polaridade
Como o módulo possui apenas dois fios, sua instalação é simples, mas a polaridade precisa ser respeitada.
No modelo apresentado:
vermelho = positivo
preto = negativo
Antes de fazer uma instalação definitiva, confira também as especificações do módulo que você possui. Existem vários voltímetros visualmente semelhantes no mercado e eles podem apresentar diferentes faixas de tensão e características.
Não devemos concluir que dois módulos funcionam exatamente da mesma maneira apenas porque possuem displays parecidos.
Uma solução simples para colocar no painel
Uma aplicação que considero especialmente interessante é justamente montar o voltímetro em um painel de automodelo ou de outro projeto.
Como o display permanece mostrando diretamente a tensão total, basta uma rápida olhada para obter a informação. Essa era justamente uma das aplicações que apresentei originalmente para esse dispositivo.
Além de funcional, o display pode fazer parte visualmente do projeto.
Podemos construir uma pequena abertura no painel e deixar apenas os dígitos aparentes, mantendo a placa e as conexões protegidas na parte interna.
Um pequeno instrumento que ajuda a entender as baterias
Apesar de extremamente simples, um voltímetro desse tipo também pode ser utilizado de maneira didática.
Podemos observar a bateria completamente carregada, acompanhar sua tensão durante o funcionamento do equipamento e verificar o que acontece quando uma carga maior é acionada.
Depois podemos comparar essas medições com aquelas obtidas usando um multímetro ou um testador específico para baterias LiPo.
Assim, o pequeno display deixa de ser apenas um acessório e se transforma também em uma maneira de observar na prática o comportamento da alimentação elétrica de um circuito.
Veja o mostrador funcionando no vídeo
No vídeo abaixo mostro esse pequeno mostrador digital de tensão com display de LED de 7 segmentos e sua utilização para verificar rapidamente a tensão de uma bateria.
Os dois instrumentos têm seu lugar. Quando precisamos analisar uma bateria LiPo célula por célula, utilizamos um equipamento apropriado para isso. Quando queremos uma leitura rápida, direta e permanente da tensão total, o pequeno voltímetro digital pode ser uma solução extremamente simples.
Entender a tensão de uma bateria é apenas uma parte do que você pode fazer quando começa a compreender realmente a eletrônica. Em vez de apenas conectar componentes seguindo esquemas prontos, você passa a entender o que está acontecendo no circuito, fazer suas próprias medições e encontrar soluções para seus projetos.
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Este conteúdo também faz parte do guia Motores, Baterias e Propulsão Elétrica, que reúne conteúdos sobre motores, baterias, alimentação, dimensionamento, medições e desempenho dos sistemas de propulsão utilizados no modelismo.