LiPo vs. NiMH na zabawkę dla dzieci

Badałem tutaj i w Google dotyczące potencjalnych technologii akumulatorów dla zabawki, którą chcę zrobić dla moich dzieci. Miałem nadzieję spojrzeć na to z perspektywy innych, pamiętając, że to jest dla dziecka.

Staram się patrzeć na to ze wszystkich stron, ale bezpieczeństwo jest najważniejsze. Oto rzeczy, które wymyśliłem:

• lotność: czy komórka może eksplodować, jeśli zostanie źle potraktowana, tj. naładowana zbyt długo, rzucona zabawka itp.
• żywotność: czy mój syn musi pilnować zabawki, aby mieć pewność, że zawsze jest naładowana?
• rozmiar: czy mogę nawet zmieścić komórkę w zabawce?
• koszt: tańszy jest oczywiście lepszy

Czy przegapiłem coś oczywistego?

Jeśli chodzi o te cztery punkty, oto, co znalazłem do tej pory z moich badań:

• lotność: LiPo na pewno brzmi, jakbyś musiał być bardziej ostrożny. Istnieją zestawy akumulatorów, które mają wbudowane obwody ochrony przed przepięciem i podnapięciem, ale chciałbym sprawdzić, czy mogę znaleźć obwód zewnętrzny, który można zbudować za mniej pieniędzy, ponieważ jest to NRE, a komórki mogą wymagać wymiany. Pomogą w tym układy zarządzania baterią, takie jak MCP73831, a także wskaźnik paliwa, taki jak MAX17043. Nie jestem pewien, czy mogę coś jeszcze zrobić. NiMH ma podobne układy scalone, takie jak DS2715 do ładowania i wskaźnik paliwa BQ2014NS-D120. Każda z technologii prawdopodobnie skorzystałaby z pewnego rodzaju czujnika / odcięcia temperatury. LiPo wygląda na to, że nie lubi wstrząsu, więc rzucenie zabawki na chodnik może nie być dobrą rzeczą.
• żywotność: LiPo nie powinno rozładowywać się poniżej napięcia progowego. NiMH również nie powinien. Trzeba sprawdzić, czy wskaźnik paliwa może odciąć obwód zabawki, jeśli jest poniżej progu.
• rozmiar: LiPo ma tutaj ogromną przewagę. Przy napięciu 3,7 V na ogniwo potrzebuję tylko 1S LiPo i są one dostępne we wszystkich (małych) rozmiarach. NiMH prawdopodobnie będzie wymagało 3 ogniw 1/3-AAA, do których nadal powinienem być w stanie dopasować.
• koszt: akumulatory LiPo bez obwodów ochronnych są super tanie, jak 2 USD w pojedynczych ilościach. Te, które znalazłem z obwodem ochronnym, są większe i 4x wyższe. Znalezione ogniwa NiMH 1/3-AAA miały mniej więcej tę samą cenę. Brak wzmianki o obwodzie ochronnym, więc nie wiem, czy to ważne, jeśli mam układ zarządzania baterią (to samo dotyczy LiPo)

Chciałbym usłyszeć, co inni mają do powiedzenia na temat tych punktów. Czy przegapiłem coś naprawdę krytycznego i co równie ważne, czy zamieściłem jakieś złe informacje na temat tych dwóch rodzajów baterii?

EDYCJA - Dodałem LiFePO4, jak sugerują Russell i AndreKr. Niekoniecznie ufam sobie, że zaprojektowałem odpowiedni obwód, który jest kuloodporny, więc patrzę na MCP73123, ponieważ jego obecne ograniczenia mieszczą się w zakresie pojedynczej komórki, którą chcę ładować. Widziałem wcześniej komórki Tenergy, ale nie byłem pewien o nich i ostatecznie zamówiłem kilka z nich w sklepie w USA: http://www.batteryspace.com/LiFePO4-Rechargeable-14430-Cell-3.2V- 400-mAh-0.4A-Rate-1.28Wh.aspx . Bardzo podoba mi się to, jak można je zamówić z dołączonymi zakładkami, i to właśnie zrobiłem.

Więc teraz mam komórkę chronioną LiPo i ładowarkę opartą na MCP73831 pochodzącą z Sparkfun, dzięki czemu mogę z nią grać, a także komórkę Powerizer LiFePO4 i próbkę MCP73123, którą w jakiś sposób spróbuję wypróbować, aby przetestować jej zdolność do ładowania .

Rozejrzę się dookoła, ale jeśli ktoś zna dobre notatki z aplikacji, aby stworzyć opartą na PIC ładowarkę LiFePO4, która wyjaśnia obwody źródła prądu stałego, to jestem zachwycony! Dziękuję za Twój wkład.

LiPo jest znacznie łatwiejszy do zarządzania niż NimH.
Gęstości energii dla najwyższej pojemności NimH są obecnie prawie takie same jak LiPo.

NimH to stosunkowo trudna chemia akumulatorów do dobrego zarządzania. Ładowanie przy niskich prędkościach zwykle nie jest zalecane, a ujemne ugięcie napięcia pod ładunkiem lub wzrost temperatury to zwykle metody wykrywania końca ładowania. Natomiast LiPo jest ładowany stałym prądem, aż do osiągnięcia ustawionego napięcia, a następnie stałym napięciem, aż prąd spadnie do ustalonego poziomu. LiPo zaakceptuje dowolną niższą niż maksymalna szybkość ładowania, jeśli to pożądane, i może być ładowany z dowolnego stanu ładowania bez specjalne warunki. (Obsługa ogniw o bardzo niskim napięciu jest nieco bardziej złożona, ale wszystkie rozsądne układy scalone ładowarki radzą sobie z tym - i to powinno; nigdy nie będzie to możliwe.)

JEDYNYM powodem, dla którego pomyślałem o użyciu NimH w twoim kontekście, jest bezpieczeństwo - i jeśli to byłby mój syn, pomyślałbym, że mogę zapewnić LiPo wystarczająco bezpieczne, aby mógł z niego korzystać. LiPo może „stopić się” bardzo entuzjastycznie z płomieniem, ALE jest to niezwykle rzadkie w praktyce, a podjęcie dość zwyczajnych środków ostrożności powinno pozwolić na bezpieczny wynik. Nie miałbym żadnych osobistych obaw dotyczących bezpieczeństwa LiPo we właściwie zaprojektowanym systemie.

JEDNAK NIE używać niezabezpieczonych ogniw LiPo jeśli dbasz o bezpieczeństwo. Układy scalone ochrony akumulatora NIE pełnią takich samych funkcji, jak układy ładowania ładowarki. Te w akumulatorze mają po prostu powstrzymać ludzi od robienia głupio niebezpiecznych rzeczy na baterii. To powiedziawszy, JEŻELI twoja ładowarka jest poprawnie zaimplementowana i jeśli nie ma szans na zwarcie lub przedni potencjał, wówczas większość obwodów ochronnych nie jest potrzebna. Mówię „najbardziej”, ponieważ jeśli wystąpi np. Katastrofalna awaria sprzętu i np. Nastąpi zwarcie, obwód w ogniwie zwykle otworzy obwód ogniwa i zapobiegnie pożarowi.

Korzystanie z odpowiedniej ładowarki Układy scalone powinny umożliwić wdrożenie bardzo bezpiecznej i niezawodnej ładowarki.

Nie potrzebujesz pomiaru gazu per se - wystarczy odcięcie niskiego napięcia. Jeśli możesz przerwać pracę na poziomie 3 V / ogniwo, powinno to wystarczyć.

Chronione komórki nie powinny kosztować znacznie więcej. Jeśli to zrobią, MOŻE wskazać, że tanie są złe. Możesz dostać całkowicie śmieciowe akumulatory LiIon i masz nadzieję uzyskać przewagę cenową przy zakupie śmieci :-) - jeśli jesteś wystarczająco głupi, aby je kupić. Istnieje wystarczająco dużo renomowanych komórek marki, że ich zakup prawdopodobnie nie kosztuje znacznie więcej. Sprawdzenie, czy komórki są autentyczne, to inna sprawa. Jako stanowisko robocze proponuję zacząć od założenia, że ​​wszystko kupione od taniego chińskiego dostawcy jest podrobione lub niezgodne ze specyfikacją, a następnie spróbuj udowodnić inaczej. (Uwaga: rasizm? - zdecydowanie nie!) Opiera się na doświadczeniu - wiele wizyt w Chinach i czas w fabrykach itp. Chiny są bardzo duże i mają szeroką gamę sprzedawców na bardzo konkurencyjnym rynku. część sprzedawców co najwyżej „podejrzanych”).

Dodany:

Chciałem wrócić i wspomnieć o LiFePO4 - AndreKr mnie pobił.

W porównaniu z LiPo, LiFePO4 (fosforan litu) są bezpieczniejsze, dłuższe życie i mają niższą gęstość energii. Możesz tylko akumulatory RCR123A LiFePO4 o pojemności 450 mAh x 3,2 V. (Niektórzy twierdzą, że do około 700 mAh, ale są podejrzani.) Tenergy LiFePO4 RC123A są szeroko reklamowane w serwisie eBay i powinny być dobre. Tenergy są AFAIK „rebadgerem”, ALE wydają się sprzedawać dobry produkt. LiFePO4 MUSI być ładowany prawidłowo, ale zarządzanie nim jest łatwe jak LiPo. Można zbudować bardzo prostą ładowarkę - regulator prądu stałego, a następnie regulator napięcia stałego 3,6 V. Ładuje stałym prądem, aż do osiągnięcia Vlimit, a następnie stałym V. Ustawienie lepiej na 3,5 V.

Oto losowo znaleziony sprzedawca akumulatorów Tenergy LiFePO4 RCR123A . Sprzedają także ładowarki. UWAGA:
NIE używaj litowo-jonowego RC123 (nominalnie 3,6 V).
Nie należy używać pierwotnego litowego RC123 3,0 V.

Terminy RC123, RC123A, RCR123, RCR123A itp. Są używane przez sprzedawców w pewnym sensie. Po prostu bądź pewien, co dostajesz.

W ostatnich miesiącach podczas podróży korzystałem z rozmiaru AA 14500 LiFePO4 („LFP”) i znalazłem je w pobliżu kuloodpornych urządzeń takich jak instrumenty, golarki, latarki, aparaty cyfrowe Canon i ładowarki telefonów komórkowych. Ich jedynym zmartwieniem jest zachowanie spokojnej głowy podczas używania miejsca trzymającego „obojętne” komórki, w przeciwnym razie kilka LFP mogłoby zostać niewinnie zainstalowanych, a tym samym nadmiernie zasilać urządzenie! Możesz zostać o tym powiadomiony w hiperaktywnej golarce akumulatorowej, ale -YIKES-wyobraź sobie, że 2 x 3,2 V LFP AA wpadają w błąd w kamerze, która spodziewała się 2 x 1,5 V ogniw alkalicznych ...

Chociaż takie urządzenia AA, jak aparaty cyfrowe i tak przestają działać przy niższych napięciach, jasność przełączanej równoległej białej diody LED pięknie dopasowuje poziom napięcia LFP - należy ładować urządzenie i ładować LFP, gdy dioda LED gaśnie (~ 2,7 V). Inteligentna ładowarka USB z importem o wartości około 7 USD była idealna - nie warto jej robić w tak okazyjnych cenach. Sprawdź mój Instructable => http://www.instructables.com/id/Single-AA-LiFePo4-cell-powered-project-in-a-parti/