LiPo vs. NiMH para un juguete para niños

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He estado investigando aquí y en Google con respecto a las posibles tecnologías de batería para un juguete que quiero fabricar para mis hijos. Esperaba obtener la perspectiva de los demás sobre esto, teniendo en cuenta que este es para un niño.

Estoy tratando de ver esto desde todos los ángulos, pero seguridad es lo más importante. Estas son las cosas que he encontrado:

  • volatilidad: ¿puede la célula explotar si se la maltrata, es decir, si está cargada demasiado tiempo, se le arroja un juguete, etc.
  • vida útil: ¿mi hijo tiene que vigilar el juguete para asegurarse de que siempre esté cargado?
  • tamaño: ¿puedo incluso colocar la celda en el juguete?
  • costo: más barato es obviamente mejor

¿Me he perdido algo obvio?

En lo que respecta a esos cuatro puntos, esto es lo que he encontrado de mi investigación hasta ahora:

  • volatilidad: LiPo seguro que parece que tienes que tener más cuidado. Hay paquetes de baterías que tienen circuitos de protección contra sobretensión y subtensión incorporados, pero me gustaría ver si puedo encontrar un circuito externo que se pueda construir por menos dinero ya que eso es NRE y es posible que se deban cambiar las celdas. Los CI de administración de batería como el MCP73831 deberían ayudar, así como un indicador de combustible como el MAX17043. No estoy seguro de si hay algo más que pueda hacer. NiMH tiene IC similares disponibles, como el DS2715 para carga y el indicador de combustible BQ2014NS-D120. Cualquiera de las dos tecnologías probablemente se beneficiaría de un sensor de temperatura / corte de algún tipo. LiPo parece que no le gusta el impacto, por lo que tener el juguete tirado en el pavimento podría no ser algo bueno.
  • vida útil: no se debe permitir que LiPo se descargue por debajo de un voltaje de umbral. Ni tampoco debería hacerlo NiMH. Es necesario verificar si el indicador de combustible puede cortar el circuito de la bomba si está por debajo del umbral.
  • tamaño: LiPo tiene la gran ventaja aquí. A 3.7 V por celda, solo necesito un 1S LiPo, y vienen en todo tipo de tamaños (pequeños). Es probable que NiMH requiera 3 1/3-AAA, que aún debería poder ajustar.
  • costo: las baterías LiPo sin circuitos de protección son súper baratas, como $ 2 en cantidades individuales. Los que he encontrado con los circuitos de protección son más grandes y 4 veces el precio. Las células de NiMH 1/3-AAA que encontré tenían aproximadamente el mismo precio. No menciono los circuitos de protección, así que no sé si eso es importante si tengo el IC de administración de la batería (lo mismo ocurre con LiPo)

Me encantaría escuchar lo que otros tienen que decir sobre estos puntos. ¿Perdí algo realmente crítico y, lo que es más importante, publiqué información errónea sobre estos dos tipos de batería?

EDITAR - He agregado LiFePO4 como lo sugieren Russell y AndreKr. No necesariamente confío en mí mismo para diseñar un circuito adecuado que sea a prueba de balas, por lo que estoy mirando el MCP73123 ya que sus limitaciones actuales están dentro del rango de la única celda que quiero cargar. Vi las celdas de Tenergy anteriormente, pero no estaba seguro de ellas y terminé ordenando algunas de estas en una tienda en los Estados Unidos: enlace . Realmente me gusta cómo se pueden ordenar con pestañas adjuntas, que es lo que hice.

Así que ahora mismo tengo una celda protegida con LiPo y un cargador basado en MCP73831 proveniente de Sparkfun, así que puedo jugar con ella, así como la celda LiFePO4 Powerizer y una muestra del MCP73123 que de alguna manera intentaré probar. su capacidad de carga.

Voy a mirar a mi alrededor, pero si alguien sabe de buenas notas de aplicaciones para hacer un cargador LiFePO4 basado en PIC que explique los circuitos de fuente de corriente constante, ¡lo siento todo! Gracias por tu aporte.

    
pregunta Dave

2 respuestas

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El LiPo es MUCHO más fácil de administrar que NimH.
 Las densidades de energía para la capacidad máxima de NimH son casi las mismas que las de LiPo en la actualidad.

NimH es una química de la batería relativamente dura para administrar bien. Por lo general, no se aconseja la carga a tasas bajas y los métodos habituales de detección de fin de carga son la desviación de voltaje negativo bajo carga o el aumento de temperatura. En contraste, el LiPo se carga a una corriente constante hasta que se alcanza un voltaje establecido y luego a un voltaje constante hasta que la corriente cae a un nivel preestablecido. LiPo aceptará una tasa de carga inferior a la máxima si se desea y se puede recargar desde cualquier estado de carga sin condiciones especiales. (El manejo de celdas de muy bajo voltaje es un poco más complejo, pero todos los CI de cargador sensibles manejan esto, y por lo tanto, nunca se permitirá que ocurra).

La ÚNICA razón por la que pensaría usar NimH en su contexto es la seguridad, y si fuera mi hijo, consideraría que podría hacer que LiPo sea lo suficientemente seguro para que él lo use. El LiPo puede "fundirse" con mucho entusiasmo con la llama PERO es extremadamente raro en la práctica y tomar las precauciones habituales debe permitir un resultado seguro. No tendría ninguna preocupación personal sobre la seguridad de LiPo en un sistema diseñado de manera competente.

SIN EMBARGO NUNCA use celdas LiPo desprotegidas si le preocupa la seguridad. El IC de protección de la batería NO cumple las mismas funciones que los IC del cargador. Los que están en la batería son solo para evitar que la gente haga cosas estúpidamente peligrosas para la batería. Dicho esto, SI su cargador está implementado correctamente y si no hay posibilidad de corto o alto potencial, entonces no se necesita la mayor parte del circuito de protección. Digo "la mayoría" porque, si hay, por ejemplo, un fallo catastrófico del equipo y, por ejemplo, se produce un cortocircuito, los circuitos de la celda generalmente abrirán el circuito de la celda y evitarán un incendio.

El uso de los IC de cargador adecuados debería permitir la implementación de un cargador muy seguro y confiable.

No necesita calibradores de gas por sí mismo, solo corte de baja tensión. Si puede detener la operación en, digamos, 3V / celda, eso debería ser suficiente.

Las células protegidas no deberían costar mucho más. Si lo hacen PUEDE indicar que los baratos son malos. Puede obtener baterías LiIon de basura no deseadas y esperaría obtener una ventaja de precio al comprar basura :-) - si fuera lo suficientemente tonto como para comprarlas. Hay suficientes celdas de marca de buena reputación que comprarlas probablemente no cueste mucho más. Asegurar que las células sean genuinas es otro asunto. Como puesto de trabajo, le sugiero que empiece por suponer que todo lo comprado a un proveedor chino de bajo costo es falso o está fuera de especificaciones y, ENTONCES, intente demostrar lo contrario. (NB: ¿Racismo? - ¡Definitivamente no! Se basa en la experiencia - muchas visitas a China y tiempo en fábricas, etc. China es muy grande y tiene una amplia gama de vendedores en un mercado muy competitivo. En una venta informal a cierta parte de los vendedores deben ser 'poco fiables' en el mejor de los casos.)

Añadido:

Iba a volver y mencionar a LiFePO4: AndreKr me ganó.

En comparación con el LiPo, el LiFePO4 (fosfato de litio y ferro) es más seguro, tiene una vida más larga y tiene una menor densidad de energía. Puede usar baterías RCR123A LiFePO4 con capacidad de 450 mAh x 3.2V. (Algunos afirman hasta unos 700 mAh pero son sospechosos). Tenergy LiFePO4 RC123A está ampliamente publicitada en ebay y debería ser buena. Tenergy are AFAIK, un "rebajista" PERO parece que vende buen producto. LiFePO4 DEBE cargarse correctamente, pero el área es fácil de administrar como LiPo. Se puede construir un cargador muy simple: regulador de corriente constante seguido de un regulador de voltaje constante de 3,6 V. Carga a una corriente constante hasta que se alcanza Vlimit luego a una constante V. La configuración a 3.5V es mejor.

Aquí hay un vendedor aleatorio de las baterías Tenergy LiFePO4 RCR123A . También venden cargadores.   NOTA:
 NO utilice Lithium Ion RC123 (3.6V nominal).
 No utilice 3.0V Lithium Primary RC123.

Los términos RC123, RC123A, RCR123, RCR123A, etc., son usados de manera intercambiable por los vendedores. Sólo asegúrese de lo que está recibiendo.

    
respondido por el Russell McMahon
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He usado 14500 LiFePO4 ("LFP") de tamaño AA con gran eficacia en los últimos meses mientras estaba en la carretera, & Los encontré cerca de pruebas de balas para dispositivos tales como instrumentos, afeitadoras, linternas, cámaras digitales Canon y amp; Cargadores de teléfonos celulares de emergencia. Su única preocupación es mantener la cabeza despejada cuando se usan celdas "dummy" de lugar, de lo contrario, se podrían instalar inocuamente varias LFP & ¡por lo tanto, ofrezca un suministro excesivo al dispositivo! puede recibir una alerta de esto en una afeitadora con batería hiperactiva, pero -YIKES-imagine 2 x 3.2V LFP AAs pueden hacer daño en una cámara que esperaba 2 x 1.5V de pilas alcalinas ...

Aunque los dispositivos AA, como las cámaras digitales, dejan de funcionar de todos modos a voltajes más bajos, el brillo de un LED blanco paralelo conectado cambia el nivel de voltaje de la LFP de manera hermosa. Deje de usar el dispositivo & recargue la LFP cuando el LED se atenúe (~ 2.7V). Un cargador USB inteligente importado de ~ US $ 7 ha sido ideal : no vale la pena hacer la suya a precios tan económicos. Compruebe mi Instructable = > enlace

    
respondido por el Manuka

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