6mm – LiPo akkuk használata az airsoftban

A Múlt: A régebben alkalmazott NiCd és NiMh akkukkal szemben a Lithium-polimer akkumulátorok a legmodernebbeknek számítanak a piacon. Sajnos technikai téren az airsoftban még mindíg “őskövületnek” számító technikákat alkalmaznak a gyártók az áramellátás terén. Gondolok itt elsősorban a fegyverek energiaforrásául szolgáló NiCd NiMh akkumulátorokra. Bár ezek az akkuk viszonylag egyszerűen kezelhetőek, mégis technikailag messze elmaradnak a mai kor szinvonalát képviselő LiIon, LiPo akkukkal.. A Lipokkal öszehasonlítva ezeket az akkukat a kisebb max kisütő áram (C), feszültség (V) illetve a lényegesen nagyobb méret és súly jellemzi. Bár a LiPo sem egy mindenre jó Jolly-Joker, de az esetek nagy többségében előnyösebb ilyen akkut használni a jó öreg NiCd, NiMh helyett.

1

A LiPo akkuk nem ipari célú (értsd. hobby célú) használata első körben az RC modellekkel foglalkozók körében terjedt el leginkább. Így érdemes ezeken a fórumokon körülnézned, ha bővebb információra vágysz a témában. Hála istennek az áraik jelentősen csökkentek, így jelent meg az Airsoftban is, mint a NiCd, NiMh akkuk egyik alternatívája. Jelen pillanatban ezekkel az akkukkal érhetjük el a tartósan a legnagyobb teljesítményt. De ennek bizony ára van, mivel ellentétben a megszokott NiCd, NiMh akkukhoz képest ezekhez  már más fajta, bonyolultabb töltő és szabályzó egység szükséges. A másik hátulütője a dolognak,hogy a régebben elterjedt akkupackokkal ellentétben ezeket a Lipo akkupakkokat már nem szabad barkácsolni, otthon összerakni, hanem azt készen kell megvenni! Természetesen lehetőség van egyes packok átalakítására (pld 3cellásról 2cellásra), de ez csak szakműhelyben lehetséges.

A LiPo akkuk tulajdonságai:

Pro:
– Nem vagy csak nagyon kis mennyiségben tartalmaz folyékony elektrolitot, helyette speciális szilárd polimer választja el az anódot és a katódot.
– Nagyon vékony és nagyon rugalmas cellákat lehet belőle létrehozni, mivel nem kell vastag falú burkolattal védekezni a folyadék kifolyása ellen.
– Könnyű súlyú
– Kis veszteségű
– Nagy kapacitású
– Kisebb fizikai mérettel rendelkezik, mint hasonló kapacitásu NiCd, NiMh társai
– A fő kivezetéseken kívül felszerelték ún. balanszer csatlakozóval is

Kontra:
– Rendkívül kényes a túl nagy árammal való töltésre és a használat során történő hirtelen nagy árammal való kisülésre.
– Tölteni max a kapacitásával azonos árammal szabad, kisütni a tipusra jellemző értékkel, a kapacitásának 8-12-20 szorosával.
– Feltétlen vigyázni kell a mechanikus sérülésekre, mivel könnyebben sérül a burkolata. (legtöbbször a fegyverbe való kivételkor/berakáskor)
– Lipo cellák közvetlen forrasztása házilag erősen ellenjavallot, bizzuk ezt szakszervízre.
– Kevés töltési ciklust bír ki. Ez a szám típustól és gyártótól függően maximum kb. 200-400.

A fenti esetekben előfordulhat a cella felfúvódása, és robbanása is. Ez extrém esetben komoly lánggal és repeszhatással jár. Ez főleg az első generációs LiPo-knál volt jellemző. Manapság a gondos használat és üzemeltetés esetén ennek valószínűsége kb <1%.

Ilyen az akku, ha túltöltik:

2

És ha leég:

3

Itt van egy video a LiPo égéséről:


 

A LiPo akkuk főbb jellemzői:

– Magas az energiasűrűségük. A NiCd, NiMh akkumulátorokénak kb. a kétszerese
– A cella maximális feszültsége maximum 4.2V lehet (télen, +4°C alatt a gyártók azt javasolják, hogy csak 4.1V-ig töltsük őket)
– A cella minimális feszültsége minimum 3,0V lehet. (Profi töltőknél van akku regenerálási opció, mely a sérült, túlmerített LiPo akkukat képes az esetek 50%-ban még megmenteni és kb. 70%-os kapacitásra hozni.)
– A cella névleges feszültsége 3,7V. Ebből adódik hogy az AS-ben használatos 2 cellás (2s) akkupacknak 7,4, a 3 cellásnak (3s) pedig 11,1V-os a névleges feszültsége.
– Nem vesztik el a töltést olyan hamar, mint a NiCd, NiMh akkumulátorok
– Egyáltalán nem képződnek kristályok az akkumulátorban, így nem kell gondot fordítani a formázására, kisütésére.
– A LiPo akkumulátorok nem tolerálják ha a megengedett cellafeszültség alá csökken a feszültségük, tehát tilos kisütni őket.

Az akku üzemeltetése során a fentiektől eltérő értékek előfordulása minden esetben az akkumulátor tönkremenetelét okozzák.

Hasznos tudnivalók:

Kisütési érték / áramleadási képesség:

Az első amit ezekkel az akkukkal kapcsolatban fontos tudnunk az “C” vagy kisütési értékük. Ez az érték határozza meg, hogy mekkora áramerősséget képes károsodás nélkül tartósan az akkumulátorunk leadni. Pld egy 7,4V 1800mAh 25C típusu akkunál ez az érték értelemszerűen 25C (régebbni NiCd NiMh akkuknál ez jellemzően max 12C).

De mit is takar ez a 25C érték? Segítségével meghatározhatjuk az akkumulátorunk normál és maximális áramleadási képességét.

C érték x Kapacitás (Ah-ban) = Maximális áramleadás (A-ban) 

Esetünkben ez

25C x 1,8Ah = 45A

Összehasonlításképpen egy normál méretű 8,4V-os Mini type NiMh akku áramleadási képessége

12C x 1,4 Ah = 16.8A

A normál C értéken kívül sok esetben a LiPo akkuknál megadják az akku a rövid idejű maximális terhelhetőséget (1-10s) is mely általában a normál C érték kétszerese. pld egy 25C-s akkunál ez 50C.

Tehát első körben megállapíthatjuk, hogy egy hagyományos NiCd, NiMh akkuval megegyező méretű LiPo akkumulátor kb 3x akkora áram leadására képes. Ez jó hír olyan fegyvertulajdonosoknak akik hely szűkében vannak az akkutárolás terén, és akik számára ezidáig felejtős volt akár egy M120-as tuning is (pld. G-36C, MP-5K, M4, M-249 stb..) A másik probléma a kis akkupackokkal az, hogy esetlegesen vinni igaz, hogy viszi a tuningot, de csak ideig-óráig. Nem mindegy, hogy 500 vagy 5000bb-t tud az illető ellőni pld. egy támogató fegyver esetében. Most viszont kiválthatják meglévő NiCd, NiMh akkuikat egy sokkal erősebb LiPo akkura. Igaz ez egy kicsit többe kerül, de erről majd később.

Fontos még megemlíteni az akkuk második legfontosabb mérőszámát, a teljesítményét is. Ezt Wattban (W) mérhetjük. Ez az érték jó összehasonlítási alapja hagyományos NiCd, NiMh és a LiPo akkuk teljesítményének.

Kiszámítani a következőképpen lehet:

Akku feszültsége (V) x Maximális áramleadás (A-ban) = Teljesítmény (W)

Vegyünk példának egy “hagyományos” 9,6V 3300mAh-s 12C-s nagy akkupakkot

12C x 3,3A = 39,6A    ebből adódik, hogy  9,6V x 39,6A = 380W

és egy 7.4V 2200mAh 25C-s LiPo akkut.

25C x 2,2A = 55A  ebből adódik, hogy 7,4V x 55A = 407W

Tehát megállapíthatjuk, hogy egy kb fele akkor fizikai méretű, kisebb feszültségü akku is több energiát szolgáltat nekünk, mint azt eddig a nagyobb 3300-as SubC-s akkupakkoktól megszokhattunk.

Az erősebb akku használata azonban magával hoz bizonyos negatív dolgokat is. Az első ilyen a magasabb ROF azaz egységnyi idő alatt leadott lövések számának emelkedése. Ez még egy 7,4V-os LiPo-nál is észrevehetően nagyobb, nem is szólva a 11,1V-os LiPo akkupackokról. 11,1V-os LiPo-t használva a GB fokozottabb igénybevételnek van kitéve, ezért csak megfelelően előkészített GB-vel érdemes használni azt.

Mint az közismert az alap AEG-ek motorjait a gyártók 8,4-9,6V-os akkumulátor feszültséghez és kb 10-15A-es áramfelvételhez tervezték anno (kivétel az erősebb nagyobb nyomatéku motorok). Mivel LiPo esetén mint az akkupack feszültsége (7,4V / 11,1V), mint a leadott áram értéke (40-80A) ettől eltér, így minden esetben csak megfelelően előkészített AEG-nél alkalmazzuk a LiPo akkukat. Máskülönben számos probléma merülhet fel az AEG üzemeltetése során.

Amire oda kell figyelnünk:

– a GB megfelelő hézagolása és kenése
– megfelelő csapágyazás
– megfelelő dugattyú (ajánlott a full fém fogas, vagy a nagysebességű polikarbon típusok használata)
– helyes motormagasság beállítása
– tárak adogatásának ellenörzése

Töltés-kisütés:

Sajnos rossz hírem van azok számára akik eddig “hagyományos” akkukat használtak. Vehetnek új töltőt. :-( Ugyanis a LiPo akkuk speciális töltőt igényelnek. Több ilyen töltő is létezik az egyszerü fali töltőtől a drágább Max B6, BMI R6, Turnigy stb.. töltőkig. Pillantsunk most bele a töltők lelkivilágába.

4

5

Ha újonnan vág bele a LiPo-ba az ember, akkor érdemes olyan töltőt vásárolni ami képes ún. balanszírozásra (van balanszer csatlakozó kivezetése). Ami annyit tesz, hogy töltés közben képes a cellák feszültségét és kapacitását kb. egyszintre hozni. Ami javítja az akku használhatóságát, és nem utolsósorban növeli annak élettartamát is.

Hogy megértsük miért is fontos a balanszírozás, ahhoz álljon itt egy példa: Van egy 3 cellás akku-packunk. Ez összességében 11,1V-ot jelent normál esetben. Ha nem használunk balanszeres töltőt, akkor fogalmunk sem lehet az egyes cellák állapotáról, feszültségéről, hiába hisszük azt, hogy rendben feltöltöttük az akkunkat. Ez abból adódik, hogy az egyszerűbb fali töltők töltéskor csak az akkupakk össz feszültségét és nem a cellák feszültségét nézi. Így előfordulhat az, hogy használat közben lehet az egyik cellában még 3,5V van a másik kettőben pedig már 3,1-3,1V-ra esett a feszültség.

Összességében tehát még bőven a kisütési szint 9V alatt vagyunk, az akkunk üzemképes. További használatkor azonban ha a két kisebb feszültségü cellánk feszültsége 3,0V alá esik az akku károsodik. (ekkor 3,3V-2,9V-2,9V lesz a cellák feszültség értéke)

Erre lehet jó megoldás az akkuőr. Ez végeredményben a balanszer csatlakozóra dugott egyszerű olcsó kis áramkör, ami fény és/vagy hanghatással jelzi, ha csak egy cellánk is eléri a kritikus 3V-os szintet. Hátránya, hogy bármily kicsi is azért valamennyi helyet foglal, ami nem biztos hogy elfér a sok esetben szűken mért akku helyre. Azoknak ajánlott akik pld egy teljes játékhétvégén ugyanazzal az akkuval szeretnének játszani, illetve nem rendelkeznek profi töltővel.

6

A másik hasonló dolog, a balanszer csatlakozóra köthető külön balanszer egység, ami kiegyenlíti a cellák közötti feszültség értékeket. Ezek a multi töltők előtt voltak szélesebb körben elterjedtek. Manapság már nem igazán használják őket, mert lassúak és nem minden esetben pontosak.

A professzionálisabb töltők mellett szól az a tulajdonság is, hogy ezekkel a töltőkkel képesek vagyunk monitorozni az akku töltésének teljes ciklusát. Még egy dologra érdemes odafigyelni a profi töltőkkel kapcsolatban. Mégpedig, hogy több fajta balanszer csatlakozó (kivezetés) szabvány is létezik (JSP XHPolyquestThunder, stb..). Így mindenképpen érdemes vásárlás előtt meggyőződni róla, hogy a töltőnk képes-e az adott akku balanszer csatlakozóját fogadni vagy sem. (vagy vehetünk drága pénzért átalakítót hozzá)  

Az akku töltésekor használt általános szabály, hogy soha ne töltsük az adott pakkot többel mint a kapacitás egyszeresével (1C). Ez egy 2200mAh-ás akku esetében 2,2A. Drágább, profibb akkupakkoknál ez a szám 2C illetve 3C is lehet (ezt külön jelzik az akkun), azonban ez a nagyobb töltőáram az akku élettartamát negatívan befolyásolhatja. Fontos tudnivaló még, hogy szállításkor, tartós tároláskor célszerű félig, 50%-ra tölteni a pakkot, (a normálisabb töltőknek van külön ilyen opciójuk) mert akkor az önkisülés még sokáig nem viszi le 3V alá a cellafeszültséget.

Érdekesség: USB-s LiPo töltő: http://circuit-zone.com/?electronic_project=99

 

Tárolás-szállítás:

A LiPo tárolásánál egy sor szabályt be kell tartanunk, ha nem akarunk magunknak gondot. Igaz, hogy a közhiedelemmel ellentétben ritka az akkupackok kigyulladás, azonban az ördög nem alszik. Sokan ezért a  LiPo szállítására és töltésére ún Liposack-et használnak, ami egy tűzálló zacskó. Ez megakadályozza, hogy az esetlegesen lángrakapó, ne adj isten felrobbanó akku lángra lobbantsa a környezetét. Erre kicsi az esély, de törekedjünk mindíg a biztonságra, tehát ne hagyjuk felügyelet nélkül a töltőn az akkunkat. Lehetőleg szilárd nem éghető felületre helyezzük azt (járólap, beton, fémasztal, stb..) Tárolni pedig szintén éghető anyagoktól elkülönítve tároljuk.

7

Mire jó a tárolódoboz:

LiPosack:

Ha nem használjuk, a fegyverből is minden esetben vegyük ki az akkut, mivel előfordulhat, hogy egy játékon elszenvedett fizikai sérülés hatása csak otthon, később jelentkezik felfúvódás, vagy melegedés, égés formájában.

A végére maradt a fegyver és az akku közötti elektromos kapcsolatért felelős csatlakozók kérdése. Régebben volt a kis Tamya, majd a nagyobb Tamiya csatlakozó, ami remekül megfelelt az adott kor igényeinek.  Ez azonban a nagyobb áram leadására képes LiPo-nál már nem megfelelő. Majd minden LiPo packot Dean vagy “T” csatlakozóval szerelik, amely már nagyobb érintkező felülettel képes a nagyobb áramot probléma nélkül átvezetni. Javasolt a LiPo akkukat és vele együtt a fegyver csatlakozóját minden esetben Dean (“T”) vagy hasonló RC modellező körökben elterjedtebb nagyobb áramot elviselni képes csatlakozókra cserélni.

A LiPo-knál használatos csatlakozó típusok:

8

LiPo vs FET

A LiPo akku használatakor megnő az elsütőérintkezőn átfolyó áram nagysága, így AB-s (Active Braking) FET-et használata minden esetben javasolt s LiPo akkuk használata során. Ennek ellenére van olyan játékos, hogy megfogadja a tanácsomat és rögtön beszerelteti (beszereli), vagy csak már miután szétégette az elsütő érintkezőjét akkor érdeklődik FET ügyben. A fegyverekben én minden esetben benne hagyom a biztosítékot, mert inkább az menjen ki, mint a LiPo akkukba épített nem javítható biztonsági elem (rövidzár, túláram elleni biztosíték)

Amire még oda kell figyelni

Amint már említettem LiPo-t használva több mindenre oda kell figyelnünk a fegyvert üzemeltető gearboxal kapcsolatban. Ezek mellett javasolt fémfogas, vagy erősebb polikarbonát dugattyú használata, illetve jól jöhet a sector gearen alkalmazott delayer – késleltető alkalmazása, ami meggátolhatja az esetleges adagolási problémákat. Ezzel azonban vigyázzunk, mert több tappet platenél (pld G3, MC-51, MP-5K, AUG) problémát (tappet plate törést) okozhat a delayer.

Mitől “LiPo ready” egy AEG?

Elvileg azt hívják külhonban LiPo readynek, ami megfelel az alábbiaknak:

  • erős GB + csapágyazás
  • acél fogaskerékszett
  • megfelelő hézagolás
  • van a sector gearen delayer v. spacer
  • fémfogazású dugattyú (teljes vagy részleges)
  • gumírozott hengerfej (hogy elnyelje a dugattyúfej becsapódását)
  • megfelelő szilikonos vezetékezés + opcionálisan FET
  • nem kis Tamiya csatival rendelkezik. :-)

Copyright c 2010 beczl

A cikket a 6mm.hu szerzőinek hozzájárulásával jelentetjük meg.