Quem utiliza baterias LiPo no aeromodelismo, automodelismo ou nautimodelismo precisa ter atenção especial com o processo de carregamento. Diferentemente de uma bateria comum, uma LiPo formada por várias células exige que as tensões dessas células sejam acompanhadas durante a carga.
Por isso, desde que comecei a trabalhar com esse tipo de bateria, sempre considerei importante utilizar um carregador apropriado para LiPo, em vez de improvisar ou tentar construir um carregador sem os recursos necessários.
E nem sempre isso significa comprar um equipamento grande e caro.
Um exemplo é este pequeno carregador da Turnigy, que mostrei originalmente neste artigo. Ele é compacto, leve e permite carregar baterias LiPo 2S e 3S realizando também o balanceamento das células.
O que significa uma bateria LiPo 2S ou 3S?
As letras e números utilizados nas baterias LiPo podem parecer complicados para quem está começando.
Mas a lógica é relativamente simples.
O número acompanhado da letra S indica quantas células estão conectadas em série.
Assim:
2S = duas células em série
3S = três células em série
Cada célula LiPo possui tensão nominal de aproximadamente 3,7 V.
Consequentemente, uma bateria 2S possui aproximadamente:
2 × 3,7 V = 7,4 V nominais
E uma bateria 3S:
3 × 3,7 V = 11,1 V nominais
Esses são valores nominais. Durante o carregamento, a tensão das células aumenta.
Uma LiPo 3S não é simplesmente uma “bateria de 11,1 V”
Esse detalhe é importante para compreender por que existe o balanceamento.
Dentro de uma LiPo 3S temos, na realidade, três células individuais conectadas em série.
Podemos imaginar:
célula 1 + célula 2 + célula 3 = bateria 3S
O conjunto apresenta aproximadamente 11,1 V nominais, mas cada célula continua tendo sua própria tensão.
E elas não necessariamente permanecem exatamente iguais durante toda a vida da bateria.
Uma célula pode apresentar 3,78 V.
Outra, 3,82 V.
Outra, 3,75 V.
É justamente aí que o balanceamento se torna importante.
O que significa carregar uma LiPo de forma balanceada?
O pequeno carregador Turnigy mostrado no meu vídeo realiza a carga balanceada das baterias 2S e 3S.
Isso significa que o carregador consegue considerar individualmente as células do conjunto, buscando manter suas tensões adequadamente equilibradas durante a carga.
Em uma bateria 3S, por exemplo, não queremos simplesmente observar a tensão total.
Queremos também saber o que está acontecendo com:
célula 1
célula 2
célula 3
Essa é justamente uma das funções do plugue de balanceamento.
O que é o plugue de balanceamento da bateria LiPo?
Se você observar uma bateria LiPo utilizada no modelismo, provavelmente encontrará mais de um conjunto de fios.
Existem normalmente os fios principais de potência, frequentemente ligados a conectores como XT60, Deans ou outros.
E existe um conector menor com vários fios.
Esse é o plugue de balanceamento.
Ele permite acesso elétrico aos diferentes pontos existentes entre as células da bateria.
Por isso, uma bateria 2S normalmente possui três fios no conector de balanceamento, enquanto uma 3S possui quatro.
De maneira simplificada:
2S → 2 células → 3 fios de balanceamento
3S → 3 células → 4 fios de balanceamento
É por meio desses pontos que um carregador adequado consegue acompanhar as células.
O pequeno Turnigy carrega justamente por esse conector
Uma característica interessante do carregador mostrado neste artigo é que a bateria é conectada ao equipamento pelo plugue de balanceamento.
O carregador possui conexões específicas para baterias 2S e 3S, que eram justamente as configurações suportadas pelo equipamento apresentado no artigo original.
Isso torna a operação bastante simples.
Em vez de termos uma grande quantidade de configurações disponíveis em uma tela, temos um carregador dedicado a uma tarefa específica.
E essa simplicidade pode ser interessante principalmente para quem utiliza sempre baterias compatíveis com o equipamento.
Por que balancear as células?
Imagine uma bateria 3S na qual as células não estejam perfeitamente equilibradas.
Se observarmos apenas a tensão total, podemos deixar de perceber que uma das células está atingindo uma tensão diferente das demais.
O balanceamento ajuda justamente a evitar que diferenças entre as células aumentem durante o carregamento.
Além de contribuir para uma utilização adequada do conjunto, o carregador apresentado no artigo original realiza esse processo célula por célula, ajudando a preservar a bateria.
O que acontece com a tensão durante a carga?
Uma célula LiPo possui aproximadamente 3,7 V de tensão nominal, mas chega a cerca de 4,2 V quando completamente carregada em uma LiPo convencional.
Portanto, uma bateria 2S completamente carregada apresenta aproximadamente:
2 × 4,2 V = 8,4 V
E uma 3S:
3 × 4,2 V = 12,6 V
Isso também explica por que não devemos olhar apenas para os 7,4 V ou 11,1 V impressos no rótulo e imaginar que essas são tensões fixas.
A tensão da bateria varia conforme seu estado de carga.
Por que não construir simplesmente um carregador caseiro?
No artigo original eu já fazia uma recomendação bastante clara: não considero o carregamento de baterias LiPo uma boa aplicação para improvisações.
Construir pequenos circuitos eletrônicos é uma excelente maneira de aprender.
Podemos construir controladores de motores.
Circuitos de iluminação.
Fontes.
Sensores.
Amplificadores.
Mas o carregamento de uma bateria de lítio exige controle adequado das condições de carga.
Por isso, prefiro utilizar um carregador projetado especificamente para a química e configuração da bateria.
Um carregador simples pode cumprir muito bem sua função
Às vezes associamos qualidade à quantidade de botões, telas e menus existentes em um equipamento.
Não necessariamente.
Existem carregadores sofisticados que permitem configurar vários tipos de bateria, correntes de carga, armazenamento, descarga e diversas outras funções.
Eles são excelentes quando precisamos desses recursos.
Mas existe também espaço para equipamentos simples.
O pequeno Turnigy que mostro neste artigo não possui um grande display LCD ou uma infinidade de configurações, mas foi concebido para carregar baterias LiPo 2S e 3S de forma balanceada.
Para determinada utilização, isso pode ser exatamente o necessário.
Como alimentar o carregador Turnigy?
O carregador mostrado no artigo possui uma entrada para alimentação por conector J4.
O próprio equipamento vinha acompanhado do conector necessário para essa alimentação.
Uma possibilidade que apresentei era ligá-lo a uma fonte adequada.
Outra era utilizar uma bateria automotiva de 12 V, algo que podia ser particularmente útil quando estávamos longe de uma tomada.
Isso fazia bastante sentido no modelismo.
Imagine estar no campo de aeromodelismo ou em um local onde estamos navegando com nossos barcos.
Podemos utilizar uma fonte de 12 V disponível para alimentar o carregador e carregar as baterias compatíveis.
A fonte precisa fornecer corrente suficiente
Existe, porém, um detalhe que destaquei no artigo original.
Não basta encontrar uma fonte cuja etiqueta diga simplesmente 12 V.
Ela também precisa possuir capacidade adequada de fornecimento de corrente para alimentar o carregador.
Esse é um conceito fundamental em eletrônica.
Uma fonte possui uma tensão de saída e uma determinada capacidade de corrente.
O equipamento conectado solicita a corrente necessária ao seu funcionamento.
Se a fonte não conseguir atender essa demanda, podemos ter queda de tensão, funcionamento inadequado ou outros problemas.
Por isso, olhar apenas para a tensão nunca é suficiente.
Tensão e corrente são coisas diferentes
Essa distinção aparece o tempo inteiro no rádio controle.
A tensão é medida em volts (V).
A corrente é medida em ampères (A).
E podemos relacionar tensão e corrente à potência elétrica por:
P = V × I
onde:
P = potência em watts
V = tensão em volts
I = corrente em ampères
Compreender essa relação ajuda não apenas na escolha de uma fonte para o carregador, mas também no dimensionamento de motores, ESCs, baterias e outros componentes.
Posso alimentar o carregador no carro?
O carregador mostrado no artigo pode receber alimentação de uma fonte de 12 V adequada.
Essa possibilidade é interessante para atividades de campo, mas é importante utilizar as conexões corretas e evitar qualquer improvisação que possa produzir curto-circuito.
Uma bateria automotiva é capaz de fornecer correntes muito elevadas.
Portanto, embora estejamos falando de 12 V, isso não significa que podemos tratar seus terminais sem cuidado.
O carregamento da LiPo merece atenção
Mesmo utilizando um carregador apropriado, uma bateria LiPo não deve ser tratada como uma pilha comum.
Antes da carga, vale observar o estado físico da bateria.
Uma LiPo que apresente inchaço, danos, perfurações ou outras alterações físicas merece atenção e não deve ser simplesmente colocada para carregar como se estivesse em condições normais.
Também é importante utilizar o carregador dentro das especificações previstas pelo fabricante e não deixar o processo ocorrer de maneira descuidada.
O carregador adequado é uma parte da segurança; a utilização correta é a outra.
Não confunda o conector principal com o plugue de balanceamento
Essa é uma dúvida comum de quem encontra sua primeira bateria LiPo.
O conector maior normalmente é utilizado para fornecer potência ao modelo.
É por ele que a bateria pode entregar a corrente necessária ao ESC e ao motor.
Já o pequeno conector de vários fios é o plugue de balanceamento.
Ele permite acesso aos diferentes pontos entre as células.
Os dois conectores possuem funções distintas, embora alguns carregadores possam utilizar ambos durante determinados modos de carga.
No pequeno Turnigy apresentado aqui, a proposta é justamente utilizar o conector de balanceamento para realizar a carga das baterias compatíveis.
Como saber se minha bateria é 2S ou 3S?
A primeira informação normalmente está no próprio rótulo da bateria.
Mas o plugue de balanceamento também fornece uma pista.
Em configurações convencionais:
3 fios → normalmente 2S
4 fios → normalmente 3S
Isso acontece porque precisamos de um fio a mais do que o número de células para acessar eletricamente os diferentes pontos do conjunto.
Ainda assim, sempre prefira verificar a identificação da bateria e as especificações do carregador em vez de determinar a compatibilidade apenas contando fios.
O balanceamento também ajuda a identificar problemas
Quando começamos a acompanhar individualmente as células, passamos a conhecer melhor a condição da bateria.
Se depois de algum tempo uma célula apresentar repetidamente um comportamento muito diferente das outras, isso pode ser um sinal de que o conjunto merece atenção.
É mais uma razão para não pensar em uma bateria 3S simplesmente como uma única bateria de 11,1 V.
Na realidade temos três células trabalhando juntas.
O desempenho do conjunto depende também do estado de cada uma delas.
Bateria, carregador e modelo fazem parte do mesmo sistema
No aeromodelismo elétrico, por exemplo, podemos imaginar:
carregador → bateria → ESC → motor → hélice
Antes do voo, precisamos colocar energia na bateria de maneira adequada.
Durante o voo, a bateria precisa fornecer a corrente exigida pelo sistema.
Depois, precisamos novamente carregá-la corretamente.
Portanto, o carregador não é um acessório completamente separado do modelo.
Ele faz parte da infraestrutura necessária para utilizar adequadamente um sistema RC elétrico.
Um carregador pequeno também é interessante para levar ao campo
O tamanho reduzido do Turnigy apresentado no vídeo era uma de suas vantagens.
Ele é leve e compacto, o que facilita levá-lo junto com os demais equipamentos.
Quem pratica modelismo sabe como a quantidade de coisas dentro da caixa começa a aumentar:
rádio, baterias, ferramentas, hélices, conectores, fita, carregadores e peças de reposição.
Quando um equipamento pode cumprir sua função ocupando pouco espaço, isso é bastante conveniente.
Veja no vídeo como funciona o pequeno carregador Turnigy
No vídeo original deste artigo mostro o pequeno carregador Turnigy para baterias LiPo 2S e 3S, explicando sua alimentação e o carregamento através do plugue de balanceamento.
Entender a bateria muda a maneira como utilizamos o modelismo elétrico
No início, informações como 2S, 3S, 2200 mAh, balanceamento, tensão nominal e tensão por célula podem parecer apenas uma coleção de números e siglas.
Mas depois que entendemos o significado de cada uma, tudo começa a fazer sentido.
Passamos a compreender por que determinada bateria é utilizada.
Por que existe um conector de balanceamento.
Por que a tensão muda durante a carga.
Por que o carregador precisa ser apropriado.
E esse conhecimento se conecta diretamente a outros componentes do modelo.
Quer entender melhor baterias, motores e eletrônica no rádio controle?
Baterias LiPo são apenas uma parte do sistema. Para ganhar realmente autonomia no modelismo, é importante compreender também como ESC, BEC, motor, receptor, servo, conectores, tensão, corrente e potência se relacionam.
Essa é justamente a proposta do Método 7H RC: ensinar elétrica e eletrônica aplicadas ao rádio controle de maneira prática, relacionando os conceitos aos componentes utilizados no aeromodelismo, automodelismo e nautimodelismo.
Se você quer deixar de apenas conectar componentes seguindo diagramas e começar a entender por que cada ligação é feita e como escolher os componentes adequados, conheça o Método 7H RC.