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Cargador de baterías de niquel-cadmio

Gabriel Cismondi (Rosario - Santa Fé)

Aprovechando el conocimiento de electricidad sobre el uso básico del tester y de la Ley de Ohm que tratáramos en los artículos anteriores, es que veremos de calcular y ajustar un cargador para pilas de Niquel cadmio.
El circuito que usaremos será el siguiente:

El mismo está compuesto por una fuente tipo universal . La tensión deberá ser por lo menos un par de voltios mayor que la tensión de la batería a cargar. La corriente de la misma, tendrá que ser de al menos un 30 % mayor que la corriente de carga. Podemos comprar una de unos 300mA para las baterías de los RC y 500 mA o mas para poder cargar también las de bujías. Estos valores de corriente, son los mínimos. No importa si son mucho mas grande.

También podemos usar las multi tensión. En este caso, debemos marcar muy bien con que tensión haremos el cálculo de carga. Si la tensión es menor, la carga es menor, o seguramente no se cargará. Si es mayor, podríamos dañar la batería.

Luego conectaremos (en serie) una resistencia que tendrá el fin de "acomodar" la corriente de carga y bajar la tensión de la fuente.

Por último, conectaremos la batería.

¿Que es lo que queremos hacer? Conociendo la tensión y corriente de carga de la batería y la de la fuente, podremos calcular la resistencia necesaria.

Tener presente, que si cambiamos alguno de los valores anteriores, deberemos cambiar la resistencia de carga también.

La corriente de carga que adoptaremos, es igual a 1/10 de la capacidad de la misma.

Ejemplo 1:

Batería para bujía de 1,2 V nominal y 4 A/H (4000 mA/H)
Icarga= 4/10 = 0,4 A = 400 mA
Luego, la resistencia será R = (Vf-Vb)/ Icarga
Adoptamos una tensión de carga de 3 V .Deberemos colocar el cargador en esa tensión.
Entonces R = (3-1,2) / 0,4 = 4,5 ohm

Como no existe una resistencia de 4,5 ohm, podremos usar una de un valor aproximado, o usar 2 en serie, que al sumarlas den un valor mas aproximado.

Caso 1, usar una de 4,7 ohm

Caso 2, 2 de 2,2 ohm

Otro dato necesario, es el tamaño de la resistencia. El mismo viene determinado por el calor que necesitará disipar. Este dato lo sacaremos conociendo la potencia.

P = Icarga x (Vf-Vb) = 0,4 x 1,8 = 0,72 W

Entonces, usar una de cualquier valor superior

Caso 1 P1 = 4,7 ohm y 1 Wat
Caso 2 P2 = 2 x 2,2 ohm ½ Watt c/u

En el primer caso, como la resistencia a usar es mayor que la necesaria, la corriente de carga es menor que la necesaria. Por lo tanto dejar la batería algunas horas mas .
Si usamos 2 resistencias, no tendremos necesidad de incrementar el tiempo, dado que el valor usado es casi igual al calculado.

También se podría usar mayor tensión de fuente para cargar. Veremos que si resolvemos nos darán valores de resistencia mayores y también tamaños (potencia) mayores.

Ejemplo. 2

Deberemos calcular la R necesaria para cargar un pack de pilas de 4,8 V y 700 mA/h. Elijo cargar con una Vb = 9 v

Icarga = 0,7 /10 = 0,07 A o 70 mA
R = ( 9-4,8) / 0,07 = 60 ohm
P = 4,2 x 0,07 = 0,295 Watt (adopto por lo menos ½ watt o sea 0,5)

Como vemos, es muy sencillo calcular los valores adecuados de las resistencias de carga.

Finalmente, comprobaremos con el tester, si la corriente de carga que circula es similar a la necesaria.
Seguramente encontraremos diferencias. Si la misma es apreciable, digamos mayor a un 10-15%, ajustaremos, cambiando resistencias hasta medir el valor correcto.
Para ello deberemos medir corriente interrumpiendo el circuito de carga, como se explicó en el artículo anterior.
Pero, si resultase que el tester tiene una capacidad menor a la medida, no podremos hacer la lectura en forma directa. Para ello usaremos un método indirecto que nos resultará muy útil. Obviamente que el mismo se deriva de la ley de ohm.

Como conocemos el valor de resistencia usado, bastará que con el tester midamos la tensión que existe entre los extremos de la misma. Luego podremos saber la corriente.

Supongamos que medimos una tensión Vr = 2,4V en el caso 1 del ejemplo 1, la corriente I de carga real será :

Icarga = Vr / R = 2,4 / 4,7 = 0,51 A = 510 mA.
Como vemos, la misma es mayor que la necesaria de 400 mA.
En este caso, recalcularemos el valor de R sabiendo que el valor real de Vr = Vb-Vb = 2,4 V.

Es muy probable que suceda esto, debido a las tolerancias de las resistencias, pero fundamentalmente a diferencias de tensión en la fuente, respecto de lo estimado en el cálculo.

Como detalle a agregar, diremos que se puede agregar un led indicador de carga. El mismo se encenderá cuando circula corriente hacía la batería, de la misma manera que los cargadores que vienen en los equipos de RC.

Para ello debemos haber echo el cálculo anterior teniendo en cuenta que la diferencia entre la Vb y la Vf se mayor o igual a 3V.

Conectaremos en paralelo con R el siguiente circuito compuesto por una resistencia Rl y un diodo led rojo de 3 o 5 mm de diámetro.

El diodo led tiene polaridad, por consiguiente si no funciona al conectarlo, deberemos invertir las patitas del mismo.

Aca va 

Para calcular Rl usaremos la siguiente fórmula Rl = (Vr-1,8) / 0,010

En el ejemplo 1 , caso 1, deberíamos haber usado una Vb de 4,5 o 6 v para poder usar el led.
Entonces usaremos el ejemplo 2 donde Vr = 9 - 4,8 = 4,2 V
Rl = (4,2 – 1,8) / 0,010 = 240 ohm

En este caso usaremos la resistencia de valor mas aproximado, es decir 220 ohm
En todos los casos, bastará que la potencia (tamaño) sea de ¼ o ½ watt.

Lectura de resistencias, según su código de colores.

Para saber el valor de las resistencias, podemos usar un instrumento y medirlas o aprovechar el código de colores que traen para conocerlas.
El código está compuesto de 4 colores
     El primero, es el 1º dígito
     El segundo es el 2º dígito
     El tercero es la cantidad de ceros a agregar
     El cuarto (color plata, dorado , ninguno) es la tolerancia del valor.

La escala de colores es la siguiente:

Ejemplos

1 Cifra: marron 1 Cifra : naranja
2 Cifra : rojo 2 Cifra : blanco
Mult: naranja Mult.: negro
Valor= 120000 Ohm = 120 kOhm Valor = 39 Ohm

Por último diremos que las resistencias se fabrican en los siguientes valores con sus respectivos múltiplos de 0,1 – 1 – 10 – 100 – 1.000 – 10.000 – 100.000 – 1.000.000.

1 – 1,2 – 1,5 – 1,8 – 2,2 – 2,7 – 3,3 – 3,9 – 4,7 – 5,6 , 6,8 – 8,2

Para consultarme sobre este artículo pueden dirigirme mensajes a
Gabriel Cismondi - camgab2002@yahoo.com.ar

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