LiFe
Lennokit-Wiki
LiFe-akut perustuvat litiumrautafosfaattikemiaan. Tämän akkukemian etuina ovat nopeat latausajat, pitkä kestoikä sekä turvallisuus.
Valmistajista tunnetuin on A123 Systems. Usein puhutaankin A123-akuista, tällä hetkellä saatavana on kahta mallia:
- 2300mAh (esim. DeWalt 36V työkalusarja)
- 1100mAh (esim. Black&Decker VPX työkalusarja), käytännön kapasiteetti on tosin noin 950mAh
Sisällysluettelo |
[muokkaa] Edut & haitat
Edut
- LiFe-akut ovat varsin edullisia
- Sekä purun että latauksen C-arvot ovat korkeita
- Ei tulipalovaaraa
- Mahdollista ladata hetkessä kenttäolosuhteissa
- Akku ei vaurioidu siitä että se ajetaan tyhjäksi
Haitat
- Saatavilla on vain kahta kennokokoa, rajoittaa akkupaketin kapasiteettia
- LiPo-akkuun verrattuna samanpainoisessa A123-paketissa on vain noin 60% LiPo-akun energiasta
- Akku ei juuri varoita tyhjenemisestä, varsinkin isojen lennokkien kanssa on syytä käyttää ajastinta eikä luottaa nopeudensäätimen cutoffiin
[muokkaa] Lataaminen
LiFe-akut ladataan vakiovirralla 3.6V jännitteeseen. A123 Systemsin akuille ilmoitetaan pikalatausvirraksi 4.3C, eli tyhjän akun latausaika on alle 15 minuuttia. Toisin kuin LiPo-akuilla, loppuvaiheen hidasta latausta ei tarvita.
Uusimmista latureista löytyy suoraan LiFe-latausohjelma, mutta seuraavilla kikoilla vanhakin laturi toimii:
- Jos laturissa on lyijyakun latausohjelma (esim. Swallow Advance Pb-ohjelma) ja akku on 2s tai 4s
- 2s A123 ladataan kuten 6V lyijyakku (lataus päättyy 7V jännitteeseen vs. 7.2V)
- 4s A123 ladataan kuten 12V lyijyakku (lataus päättyy 14V jännitteeseen vs. 14.4V)
- Erillisellä latauksen katkaisulaitteella, tällöin laturin latausohjelmaksi laitetaan vaikkapa NiCd sopivalla latausvirralla:
- 6s A123 tulee riittävän täyteen kun se ladataan 5s LiPo-ohjelmalla
- 7s A123 vastaa täysin 6s LiPoa
[muokkaa] Kennojen tasapaino
A123-kennot olisi hyvä tasata silloin tällöin. Itse kasattuun pakkaan olisi hyvä laittaa tasausliitin heti kasausvaiheessa.
Tavallinen LiPo-tasauslaite käy myös A123-kennojen tasaamiseen.
[muokkaa] 3s A123 akun pikalataus 12V lyijyakusta
Idea isä on nimimerkki 'everydayflyer', katso alkuperäinen viestiketju. Ajatuksena on pikaladata 3s A123-pakka suoraan 12V lyijyakusta käyttäen sopivaa vastusta rajoittamassa latausvirtaa. Lataustavasta käytetään nimitystä 'zip charge'. On myös osoittautunut että A123 ei juuri kärsi nimellistä maksimilatausvirtaa suuremmista virroista, vaan sen pystyy lataamaan jopa 6½ minuutissa tällä menetelmällä. Eikä sekään haittaa että vastuslankaa käytettäessä latausvirta ei ole vakio koko latauksen ajan, vaan aluksi virta on hyvin suuri hetken aikaa ja tasaantuu sitten laskien loppua kohti.
Tällä menetelmällä voi ladata myös 3s monikertoja, kunhan akku on latauksen ajaksi kytkettävissä yhdeksi tai useammaksi rinnankytketyksi 3s pakaksi. Esimerkiksi 6s johdotettuna niin että siitä saadaan 3s2p latauksen ajaksi.
Tarvikkeet 'zip charge' pikalataukseen:
- Iso lyijyakku. Auton n. 60Ah starttiakusta ei saa kovin montaa latausta, yksi 3s lataus vie noin 3Ah, ja vastaavasti 3s2p noin 6Ah.
- Katkaisulaite. Tai yhtä hyvin voi seurata jännitettä volttimittarilla ja irroittaa akun latauksesta heti kun pakan jännite ylittää 10.8V.
- Vastuslanka, jonka toinen pää kytketään esim. hauenleuoilla lyijyakkuun ja toinen pää A123-pakkaan. Vastuslangaksi käy esimerkiksi 1.5mm2 12V halogeenilamppujen kytkentään tarkoitettu johto (sähkötarvikeliikkeestä). 3s2p akun lataamiseen sopiva johdon pituus on noin 2 metriä (eli yhteensä 4 metriä vastuslankaa, tuo on kaksinapaista johtoa). Latausvirta säädetään johdon pituudella, 3s2p pakalle sopiva keskimääräinen latausvirta on noin 20A.
[muokkaa] Dan Baldwinin katkaisulaite
Tämän laitteen ainoa tarkoitus on katkaista laturin ja akkupakan yhteys kun akkupakan jännite ylittää tietyn arvon (katkaisujännite säädetään potentiometrillä). Led palaa latauksen aikana ja sammuu kun akku on täynnä.
Kytkentäkaaviossa on sellainen 'ongelma' että isoja P-tyypin FETtejä saa huonosti Euroopasta (kysytty mm. Elfalta). Helpoimmin komponentit saa hankittua kun tilaa suoraan Mouserilta (tuossa linkissä on suoraan Mouserin tilausnumerot), postimaksut ovat ihan kohtuulliset (kahden katkaisulaitteen komponentit postikuluineen noin 30€). Lisäksi kannattaa tilata sopiva TO-220 jäähdytysripa FETille (jos käyttää isoja latausvirtoja) sekä koekytkentälevyä.
Kuvassa on kaksi toteutusta samasta katkaisulaitteesta, kumpikin on rakennettu Vero-levylle
- Ylempi on kutistesukassa, ilman jäädytysripaa ja säädetty 4s katkaisulle. Käyttötarkoitus on 4s 1100mAh pakan lataus. Tämä kytketään siis laturin ja akun väliin ja laturin latausohjelmaksi vaikkapa NiCd 4.5A virralla.
- Alempi on kokonainen 'zip charge' latauslaite, säädetty 3s katkaisulle. Akun pään liittimenä on kaksi Deans-liitintä, eli tällä voi ladata kaksi 3s pakkaa samaan aikaan (kytketään noparissa sarjaan yhdeksi 6s pakaksi). Vastuslankana käytetyn johdon pituus on 180cm, ja tämä siis kytketään suoraan 12V lyijyakkuun
[muokkaa] Akkupaketin kokoaminen
Tarvittavat työkalut:
- Iso kolvi ja tinaa. 80W riittää 1100mAh kennojen juottamiseen, 2300mAh kennoille ainakin Bilteman 80W kolvi oli liian pieni
- Kuumailmapuhallin kutistesukan kutistamiseen
- Pihdit, sakset jne.
Hyperionin sivuilla on lisää ohjeita akkupakan kokoamiseen.
[muokkaa] 1100 mAh kennot
4s on varsin käyttökelpoinen koko puistolennokkeihin. Jännite on hieman korkeampi kuin kolmekennoisessa LiPossa, joten teho nousee jonkun verran jos potkuria ei pienennetä.
Tarvitset:
- 4 1100mAh kennoa
- 4s tasausliittimen
- Esimerkiksi tinaimusukkaa kennojen välijohdoiksi
- 80mm kutistesukkaa (kaksi peräkkäin - kaksi rinnan) tai 100mm kutistesukkaa (neljä rinnan)
- Silikonijohtoa (esim. 1.5mm2) ja liittimet
Kennojen kumpaankin päähän kannattaa ensin tinata pienet tinanapit, riittävän suurella kolvilla tämä käy muutamassa sekunnissa. Tämän jälkeen kennot kytketään toisiinsa sopivalla välijohdolla (esim. tinaimusukka käy hyvin), tietysti kennot voi myös juottaa päittäin mutta tällöin tasausjohtimien juottaminen on vaikeampaa. Tämän jälkeen juotetaan virtajohdot ja tasausjohdot paikalleen, suojataan kennojen päät teipillä ja paketoidaan koko komeus kutistesukkaan.
[muokkaa] 2300 mAh kennot
'Zip charge' latausta silmälläpitäen 3s ja sen monikerrat ovat varsin käytännöllisiä kokoja. Toisaalta tämä rajaa pahasti mahdollisia akkupaketin kokoja sillä useimmat noparit eivät tue 9s akkua, eli mahdollisia olisivat 3s, 3s2p (jne) sekä 6s, 6s2p (jne).
Kuusikennoinen vastaa jännitteeltään noin 5s LiPoa, eli moottoriteho on sama kuin käytettäessä 5s LiPoa muuten samalla tekniikalla. Kolmekennoinen on vähän heikompi kuin kolmekennoinen LiPo.
Rinnakkain koottu pakka vaatii 100mm kutistesukan. Kennojen kytkentään voi käyttää esimerkiksi tarkoitukseen tehtyjä juotospalikoita.
Kuusikennoinen 2300mAh A123-pakka joka ladataan 3s2p-pakkana ja puretaan 6s-pakkana (kuvassa myös 4s 1100mAh pakka):
[muokkaa] A123 ja puistolennokit
4s 1100mAh A123-pakka sopii varsin hyvin esimerkiksi GWS:n puistolennokkeihin (Beaver, E-Starter, Slow Stick), Ultrafly Cessnaan jne. Akku on varsin painava (176g, vastaa noin 3s 1800mAh LiPoa), mutta näissä koneissa paino ei juuri tunnu. Jos koneessa on alunperin 3s LiPolle mitoitettu tekniikka, niin 4s A123-pakalla saadaan hieman suurempi teho, huomattavasti lyhyempi lentoaika mutta vastapainoksi nopeat lataukset. Kahdella akulla voi lentää melkein tauotta, toinen on melkein latautunut siinä ajassa millä toisella lentää.
Esimerkiksi GWS E-Starter jossa tekniikkana TowerPro 30A nopari, 1530kV TowerPro kellomosa (BM2410-12 delta) sekä Apc 8x6 ThinE huiska lentää noin 8-10 minuuttia tällä akulla. Swallow Advance pystyy lataamaan akun noin 20 minuutissa 12V lyijyakkuohjelmalla (maksimi latausteho on vain 50W, lisäksi latausvirta laskee tarpeettoman paljon lähestyttäessä 14V jännitettä), katkaisulaitteella lataus kestää vain 15 minuuttia koska latausvirta ei laske lähestyttäessä 14V jännitettä vaan ladataan koko ajan 50W teholla.
[muokkaa] Huomioitavia asioita
- Noparin cutoff. Jos noparissa on automaattinen kennoluvun tunnistus ja nopari tukee yli 3s akkupakkoja, pitää cutoff vaihtaa NiXX-cutoffiksi. Muuten cutoff-arvoksi tulee noin 12V, eikä 4s A123-pakka jaksa pitää yllä noin korkeaa jännitettä.
- Servojen lukumäärä. Monen noparin BEC-piiri kestää virallisesti 3 mikroservoa mutta toimii neljälläkin. Neljä BMS-306 mikroservoa oli liikaa vanhalle Castle Creations Phoenix 25A säätimelle (BEC meni pois päältä ilmassa, ohjauskyvytön GWS Formosa teki onneksi melko nätin laskun itsestään).
- Potkurin kokoa voi olla syytä pienentää vähän
[muokkaa] A123 ja isommat lennokit
[muokkaa] Hangar9 Showtime 50
6s 2300mAh A123 pakalla paino ja teho on samaa luokkaa kuin polttisversiossa, mutta turvallinen lentoaika on noin 4-5 minuuttia. Toisaalta pakan pystyy lataamaan noin 10 minuutissa kentällä 'zip charge' menetelmällä. Saito FA-82a nelitahti antaisi vähän enemmän tehoa ja noin 12 minuutin lentoajan.
Tekniikka:
- 6s 2300mAh A123, ladattavissa 3s2p pakkana
- TURNIGY 50-55B 600kv Outrunner
- TURNIGY Plush 80A w/ UBEC Speed Controller (säätimen UBEC riittää viidelle vakioservolle, 4x Futaba 3003 + 1x Futaba 3010), ohjelmoituna NiXX-cutoffille
- APC 15x7 Thin Electric huiska
