Komplett Guide för Tech nybörjare (2 / 14 steg)

Steg 2: batteri

Ett elektriskt batteri är en källa till spänning eller mer formellt källa till elektrisk energi. Batteriet ger elektrisk energi genom inre kemisk reaktion. Batteriet är en två terminal enhet. En är kalla positiva terminal (+ V) och en annan är negativa Polen (-V) eller marken. Batterier finns generellt två typer.

• Primära
• Sekundär

Batterier används en gång och kasseras. Sekundära batterier kan vara urladdat och laddas flera gånger. Batterier finns i många former och storlekar, från miniatyr celler används för att driva hörapparater och armbandsur till batteribankar storlek på rum med strömförbrukning för telefonväxlar och dator datacenter. Enligt batteri kan kemi batteri vara många typer. Flera vanliga typer av batteri som används i robotteknik och tech projektet diskuteras nedan.

1,5 V batteri

Det finns olika storlek 1,5 V batteri. De vanligaste storlekarna är AA och AAA. Kapacitet är 500 till 3000 mAh.

3 V litium coin cell

Mynt-formade celler är tunn jämfört med deras diameter. Alla dessa litiumceller är klassade nominellt 3 volt, på-belastning med öppen kretsspänning ca 3,6 volt. Kapacitet kan mycket från 30 till 500 mAh. I stor utsträckning i bärbar enhet för sin lilla storlek.

Alkaliska

Dessa batterier är inte re-ansvarig och kan användas i små robotar.

Nickel-metallhydrid (NIMH)

Dessa batterier har en hög energitäthet, och kan laddas snabbt. En annan viktig egenskap är priset. NIMH-batterier är billiga för deras storlek och kapacitet. Denna typ av batteri används ofta i robotiserade applikationer.

3,7 V Li-Ion och Li-polymer

Litiumjon och Litium polymer batterier är uppladdningsbara. De har hög utskrivande kapacitet, hög energitäthet, hög kapacitet och liten storlek. Li-polymer batteri används i stor utsträckning robotics och RC-projekt. Specifika energin i Li-poly batteri är 100 – 265 W·h/kg.

9 V-batteriet

9-volts batteri i sin vanligaste form infördes för de tidiga transistorradion. Den har en rektangulär prisma form med rundade kanter och en polariserad snapin kontakt högst upp. De har alla en rektangulär form; måtten är höjd 48,5 mm, längd 26,5 mm, bredd 17,5 mm (eller 1.9" x1.0"x0.68"). Båda terminalerna är i ena änden och deras centrerar är 1/2 tum (12,7 mm) ifrån varandra. Kapaciteten är cirka 600 mAh.

Bly syra

Bly-syra batterier är arbetshästen batterierna i industrin. De är otroligt billiga uppladdningsbara och lätt tillgängliga. Bly-syra batterier används i maskiner, UPS (avbrottsfri strömförsörjning), robotteknik och andra system där mycket ström som behövs och vikt är inte lika viktigt. Bly-syra batterier kommer i 2V celler, som innebär att du kan ha ett batteri med ett jämnt antal volt. De vanligaste spänningarna är 2V, 6V, 12V och 24V.

Serien parallellkoppling av batterier

Batteriet kan anslutas till serie eller parallellt. När seriekopplade spänningsnivån ökade och när ansluten på parallel den nuvarande kapaciteten ökat.

Två viktiga saker av batteri:

Batterikapacitet: Batteriets kapacitet är ett mått (vanligtvis i Amp-hr) på den laddning som lagras av batteriet, och bestäms av massan av aktiva material som finns i batteriet. Batteriets kapacitet representerar den maximala mängden energi som kan utvinnas ur batteriet under vissa angivna förutsättningar. Dock kan den faktiska energi lagring kapaciteten batteriet variera kraftigt från den "nominella" beräknad kapacitet som batteriets kapacitet beror starkt på ålder och tidigare historia av batteriet, laddning och urladdning regimerna batteriet och temperaturen.

Batteriets kapacitet mäts i antingen wattimmar (Wh), kilowattimmar (kWh), ampere-hours (Ahr) eller milliampere timmar (mAh). En wattimmätaren är spänning (V) som batteriet ger multipliceras genom hur mycket ström (ampere) batteriet kan ge för viss tid (vanligtvis i timmar). Spänning * Ampere * timmar = Wh. Eftersom spänningen är ganska mycket fast för en typ av batteri på grund av dess inre kemi (alkaliska, litium, bly-syra, etc), ofta bara ampere * timme mätning är tryckt på den sidan, uttryckt i Ah eller mAh (1000mAh = 1Ah). För att få Wh, multiplicera Ah med den nominella spänningen. Kan exempelvis säga att vi har ett 3V nominella batteri med 1Amp-timmars kapacitet, därför har 3 Wh kapacitet. Batteriets kapacitet blir bättre med lägre avlopp strömmar. För att fastställa batteriets livslängd, dela kapaciteten av den faktiska belastningsströmmen att få timmar av liv. En krets som drar 10 ma drivs av ett 9 volt rektangulära batteri kommer att fungera om 50 timmar: 500 mAh /10 mA = 50 timmar.

I många typer av batterier, full energi lagras i batteriet kan inte dras tillbaka (med andra ord, batteriet kan inte vara helt urladdat) utan att orsaka allvarliga och ofta irreparabla skador på batteriet. Djup av ansvarsfrihet (DOD) batteri bestämmer andelen som kan dras från batteriet. Till exempel om DOD batteri-ges av tillverkaren som 25%, kan då endast 25% av batteriets kapacitet användas av belastningen.

Fyllning/avtappning priser påverkar fått batteriets kapacitet. Om batteriet är släpps mycket snabbt (dvs, den ansvarsfrihet nuvarande är hög), sedan minskar mängden energi som kan utvinnas ur batteriet och batteriets kapacitet är lägre. Alternativt, är batteriet är urladdat i mycket långsam takt med en låg ström, mer energi kan utvinnas ur batteriet och batteriets kapacitet är högre. Till exempel en coin cell som är beräknat för 1 Ah inte kan faktiskt ge 1 Amp av strömmen i en timme, i själva verket inte kan det även ge 0.1 Amp utan överutvidga sig. Dess like säger en människa har förmågan att resa upp till 30 miles: naturligtvis köra 30 miles är mycket annorlunda än att gå! Likaså ett 1Ah coin cell har inga problem att ge en 1mA för 1000 timmar men om du försöker Rita 100mA från det, det kommer pågå mycket mindre än 10 timmar.

Temperaturen i ett batteri påverkar också den energi som kan utvinnas från det. Vid högre temperaturer är batteriets kapacitet vanligtvis högre än vid lägre temperaturer. Avsiktligt upphöja batteritemperatur är dock inte en effektiv metod att öka batterikapaciteten som detta också minskar sändarbatteriets livslängd.

C-kurs: Laddningen och urladdning ström av ett batteri mäts i C-kurs. De flesta bärbara batterier, med undantag för bly-syra, är klassade vid 1 C. Ansvarsfrihet för 1C drar en nuvarande lika till den nominella kapaciteten. Till exempel ger ett batteri fått på 1000mAh 1000mA i en timme om de släpps ut i 1C takt. Samma batteri urladdat vid 0.5C ger 500mA i två timmar. På 2C levererar samma batteri 2000mA i 30 minuter. 1C benämns ofta som en timme ansvarsfrihet; en 0,5 C skulle vara en två timmar och en 0.1C en 10 timmars urladdning.

Ett batteri kapacitet mäts vanligen med ett batteri analysator. Om analysatorns kapacitet avläsning visas i procent av nominella kapacitet, visas 100 procent om 1000mA kan väljas för en timme från ett batteri som har en effekt på 1000mAh. Om batteriet bara varar i 30 minuter innan cut-off, indikeras 50 procent. Ett nytt batteri ger ibland mer än 100 procent kapacitet. I så fall batteriet klassas konservativt och tål urladdning längre tid än vad som anges av tillverkaren.

Avgift betecknas ofta som C eller C-rate och innebär en kostnad eller utsläpp som motsvarar kapaciteten i ett batteri i en timme.
En batteriladdare kan anges i form av batteriets kapacitet eller C kurs; en laddare som fått C/10 skulle återvända batteriets kapacitet på 10 timmar, en laddare fått på 4 C vill ladda batteriet i 15 minuter. Mycket snabb laddning klassar, 1 timme eller mindre, kräver i allmänhet laddaren noga övervaka batteri parametrar såsom polspänningen och temperatur för att förhindra överladdning och skador på cellerna.

Hur batterier mäts

Storlek
Detta är ganska rakt fram, hur stora är batterierna? Bly-syra batterier får inte mycket mindre än C-batterier. Myntet celler får inte mycket större än en fjärdedel. Det finns även standard storlekar, som AA och 9V vilket kan vara önskvärt.

Vikt och driva täthet

Detta är ett prestandaproblem: högre kvalitet (och dyrare) batterier kommer att ha en högre effekttäthet. Om vikten är en viktig del av projektet, kommer du gå med en lättare, högdensitets batteri. Detta uttrycks ofta i watt-timmar per Kilogram.

Pris

Priset är ganska mycket proportionell mot effekttäthet (du betala mer för högre densitet) och proportionell mot El-kapacitet (du betala mer för mer kapacitet). Ju mer makt du i en mindre, lättare paket desto mer du kommer att få betala.

Spänning

Spänningen i en battericell bestäms av kemin används inuti. Till exempel alla alkaliska batterier är 1.5V, alla bly-syra är 2V och lithiums är 3V. Batterier kan göras av flera celler, så till exempel, du sällan ser en 2V lead-acid batteri. Vanligtvis är de sammankopplade inne för att göra ett 6V, 12V eller 24V batteri. På samma sätt använda de flesta elektronik flera lut för att generera den spänning som de behöver för att köra. Glöm inte att spänningen är en 'nominell' mätning, en "1.5V" AA-batteri faktiskt börjar på 1.6V och sedan snabbt sjunker till 1.5 och sedan sakta sänker sig ner till 1.0V då batteriet anses "död".

Återanvändning

Vissa batterier uppladdningsbara, vanligtvis kan de vara påfyllda 100-tals gånger.

Vilket batteri är perfekt för ditt projekt?

Du ser finns det många typer av batteri och många typer av batteriets kemiska sammansättningar, så det inte är lätt att avgöra på vilken lösning är bäst för ditt projekt. Om projektet är mycket makthungriga som stora ljudsystem och motordrivna projekt kan du leda syra batteri. Om du vill bygga wearable projektet och små effektbehov kan du välja lithium coin cell. För eventuella bärbara lätta projekt som behöver dämpa makt kan du välja lithium-ion batteri. Du kan också välja billigare Nickel-metall hydrid (NIMH), lite tyngre i vikt jämföra till li-ion. Om du gillar att göra makthungriga RC quad-copter eller som som förmodligen Lithium Ion Polymer(LiPo) skulle det bästa alternativet för dig eftersom dessa batterier har små dimensioner, är lightweight jämfört med andra typer av batterier, kan laddas mycket snabbt, och har en högströmsutgång.

Om ditt batteri måste vara välja användare utbytbara då du universal AA, AAA eller 9V batteri. Om du behöver 5V batteri så kan du använda 3 AAA eller AA alkaliska batterier (4.5V) eller 4 NiMH-celler (4.8V). Var noga med din enhet kommer att köras på dessa något lägre spänningar (de flesta förmodligen det gör).

Vill du ha din uppladdningsbara batterier att pågå en lång tid?
Använd en hög kvalitet laddare som har sensorer för att upprätthålla korrekt laddning och hålladdningsspänningen. En billig laddare kommer att döda dina celler.

Utmärkt batterier finns på: http://www.hobbyking.com