ロボカップ姉妹の日常

ステッピー&ロック・オンの姉がロボットとか作りつつ制御の勉強してみたり、部品作ってあそんでみたり…

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LiFeバッテリーはLiPoバッテリーより劣っているのか?

LiPoバッテリーよりLiFeバッテリーの方が安全でお勧めですよ!
……と、これまでの記事で書いてきましたが、バッテリーの乗り換えはなかなか敷居が高いようで。

現役選手の話を聞いていると、なかなかLiFeへ乗り換えできない主な理由は3つ。
・LiFeバッテリーはLiPoより値段が高くて手が出せない…
・LiFeバッテリーは電圧が低いからパワーが出ない?
・LiFeバッテリー用の充電器を買い換える必要がある?


…いや、そうでもないですよ。LiFe使えますよ。

理由は以下の通りです。



■LiFeは高価なのか?
単価は確かにLiFeバッテリーの方が高いです。
しかし、充電中の監視が必要なLiPoバッテリーと違い、試合中も充電できます
そうなれば、必要なバッテリー本数はLiPoよりも少なくなる筈です。
(SAVER & LOCK ONのサッカーロボットは1台につきLiFe2本で回してます)
試合数分の本数を事前にフル充電して持ち込む必要があるLiPoよりも実質的には安価になります。



■LiFeはパワーが出ないのか?
LiPoバッテリー7.4Vに対して、LiFeバッテリーは6.6V。確かに電圧は少し低いです。
DCモーターは電圧が高いと回転数・トルクが高くなる性質があります。
そのため、同じモーターで評価すればLiPoの方がLiFeより回転数・トルク共に高くなります。
ですが、LiFeの6.6Vにフィットするモーターとギヤ比を選定すれば、この程度の電圧差は問題になりません
今後の為にも、モーター選定の見直しをしてみると良いかもしれません。



■LiFe用充電器の購入が必要なのか?
ラジコン用の汎用充電器にはNi-MH、LiPo、LiFeの切り替え設定があります。
基本的に、LiPo運用している方は、新たに充電器を購入する必要はありません
手持ちの充電器に切り替え設定があるかどうか、ぜひ調べてみてくださいね^^
推奨充電器についてはこちらの記事をどうぞ

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ロボットの基板を焼かないために。

ロボットでも何でもそうですが、配線ミスをして基板を焼いてしまった………
なんて事故を度々耳にします。
特に、乾電池ではなくバッテリーパックを使っているロボット。
「基板から煙が出て使えなくなった」なんて話が多いですよね^^;

本当はちゃんとテスターで配線を一本一本確かめてから電源を入れるべきなんですが…
今回は配線ミスをしても基板を“焼かない”ための簡単な工夫を紹介します。

それがこちら↓
電源治具
見ての通り、バッテリーパックの代わりに電池ボックスが繋がるだけの単純なものです。
バッテリーパックは電源を入れると一瞬にして基板やセンサを焼損してしまいますが、乾電池は内部抵抗が大きいので一瞬で基板が焼けることはないです。
つまり、「危ない!」と思って電源を切れば間に合うかもしれませんよー…という動作確認用の道具です。
使う電池は内部抵抗が大きいマンガン電池を使うのが良いですね。

ただし、これは基板を“焼けにくくする”だけで、壊れないことを保障するものではないのでご注意を。
予め前進50%などの単純なテストプログラムを作っておいて、動作確認をします。

本当はそんなに高くない、LiFeバッテリー。

LiFeバッテリーはLiPoに比べて単価が高いです。しかし、必要な数量を揃えるのに必要なコストはLiFeの方が安価です。これは充電に対する圧倒的性能の高さがあるからです。
LiPoバッテリーは1C(バッテリーの容量=1C 例えば容量1100mAhのバッテリー場合は1100mAが1Cとなります)を超える充電電流では発火、爆発の危険があり、バッテリーや充電器の取扱説明書には厳重に警告がされています。
LiPo使用チームの持っているバッテリー数は、平均8個でした。前半で1個、後半で1個、4試合連戦を想定して8個だそうです。
充電は監視役が必要なので少人数チームは大会中に充電することは難しいので予め必要数を充電して持って行くそうです。

ここでお勧めのバッテリーを紹介しましょう。
“タミヤ LFバッテリーLF1100-6.6V レーシングパック(Mサイズ)約100g web参考価格3,523円”
このLiFeバッテリーは4C充電が可能ですので15分で充電完了します。
前半に使ったバッテリーを交換時に充電器にセットすれば試合終了時には充電完了します。
また、LiFeバッテリーはNi-MHバッテリーと同様に充電中に監視役は不要ですから、少人数チームでも当日充電可能です。
つまり2本あれば充分に大会で連戦可能です。
前の日徹夜で充電するのを忘れても、開会式の間に充電完了。
1本単価が4倍であっても互角のコストパフォーマンスとなります。

1本当たりの充放電回数が増えますが、充放電に対する耐性が高く劣化が少ないのもLiFeの特徴ですので大丈夫。
因みに、LiPoの充電器をお持ちの方はLiFeモード搭載の事が多いので充電器の投資は不要です。




充電器選びも結構大変ですのでLock Onが使用している製品を紹介します。
選定コンセプトは

・安い
・充電タイムアウト(セーフティタイマ)などの2重以上の安全設計
・バランス充電機能(必須です)
・放熱用ファン搭載型(長時間使用時の充電器自身の安定性)
・メジャーメーカー製(あくまでラジコン界での話です)
・LF1100-6.6Vレーシングパックが4C充電可能な充電電流
・ワールドワイド対応(電源仕様:AC100V~240V)

株式会社 Hitec Multiplex Japan, Inc.
バランサー内蔵・オールマイティ多機能充・放電器 multi charger X1 AC plus
メーカー商品コード: 44165  web参考価格6,650円
日本語取扱説明書はこちら
http://www.hitecrcd.co.jp/manual/hitec/X1_ACplus_20130405.pdf

タミヤLiFeと接続する際に以下の変換ケーブルが必要ですので一緒に購入して下さい。
ハイテック・マルチプレックス バランス変換ケーブル(タミヤLI-FE)
メーカー商品コード: 44171 web参考価格240円

ラジコン界のLiPoバッテリー事情【ロボットとの違い】

前にLiPoバッテリーの危険性について記事を書きました。
今回はその関連でラジコンに使われているLiPoバッテリーについて。

ロボカップでLiPoバッテリーを使っている選手の多くは、ラジコン用LiPoバッテリーを購入しているのではと思います。
ラジコンで安全に運用できるのなら、そのままロボットにも使えるのでは?……と発想するでしょう。
しかし、ラジコンとロボットの場合では決定的に異なる点があります。


こちらが一般的な電動ラジコン用のプロポセットです。
電動ラジコンカープロポ
バッテリーとモーター以外は電動ラジコンカー用のプロポとしてパッケージで販売されています。(写真は1万円程度で購入できる入門用)
ユーザーはラジコンカー本体と、このプロポを購入して組み付けるだけです。
バッテリー、モーター共にコネクタになっており、半田付けをする必要はありません
また、バッテリーとモーターを接続している赤いユニットがESC(動力モーターのスピードコントローラ)です。
必ずこのESCに過電流保護回路が付加されています
このESCの過電流保護回路によりLiPoバッテリー使用時の発火、爆発を防止しています。


上記のセットを丸ごとロボットに搭載するのなら別ですが、LiPoバッテリーを使用している選手のほぼ全員が保護回路未搭載の“生身のLiPoバッテリー”を扱っているということになってしまいます。

【警告】脱・LiPoバッテリーの提唱【ロボカップJr.世界大会へ向けて】

今日、過去に世界大会へ出場した選手向けのアンケートに答えました。
「世界大会出場選手へのアドバイス」の欄にLiPoバッテリーについて書いたので、ブログでも書こうと思います。


  • 本当はめちゃくちゃ怖いLiPoバッテリー
まず、こちらの写真をご覧ください。
65.jpg
これは2013年にオランダで行われた世界大会で実際にあった小火騒ぎです。
かなり遠くから撮影したもので、奥の方にある人だかりが出火元になります。
原因はLiPoバッテリーの過充電でした。


動画で見た方が分かりやすいので、こちらもどうぞ。



二つ目の動画では一般的な台所用消火器と専用の消火器で消化を試みています。
しかし、台所用消火器はもちろんのこと専用の消火器でも一本では鎮火しきれていません



  • ロボカップJr.に潜むLiPo発火の可能性
動画でもあるようにLiPoバッテリーは簡単に発火してしまいます。
ロボカップJr.で実際にありそうな場面としては……

・モータを回したとき
モータに何も付けずに回す時も、それなりに電流が流れています。
データシートに書かれている無負荷電流(NO LOAD)がバッテリーの定格を超えると、モータを回すだけで発火の原因になります。
ちゃんとデータシート読んでますか??

・モータがストールしたとき
モータ回転中に外からの力で無理やり回転を止められると、モータにはとても大きな電流が流れます。
データシートでは拘束電流(STALL)と書かれています。
モータにもよりますが、定格回転時の5倍以上の拘束電流が流れることも多く、注意が必要です。
特に、ギア比の低いギアードモータは安易にストールするのでとても危険です。

・過充電
これはロボカップでもよく言われる原因の一つですね。
充電中の放置は一番の出火原因でしょう。

・配線中にバッテリーがショートする
実はかなり神経質に作業しないと危ないです。
気にしていなかった方は要注意。

・工具がバッテリーに刺さる
動画でもありましたが、一瞬で発火します。炎が噴き出して危険。



  • PCのLiPoバッテリーはなぜ安全なの?
LiPoバッテリーは軽量でバッテリーとしての性能が良いため、スマートフォンやPCのバッテリーに使われています。

じゃあ、スマートフォンやPCも簡単に発火するんじゃないの!?

……と、考えてしまいます。
ご安心ください、LiPoバッテリーを搭載した製品にはバッテリーに負荷がかからないように保護回路が入っています。
ラジコンの場合も、バッテリーを接続するアンプに搭載されています。
保護回路なしで運用しているのは、きっとロボカップJr.ぐらいでしょう……
因みに、保護回路は設計が難しいため、自作するのは危険です!



  • 飛行機のセキュリティとLiPoバッテリー
私がオランダ大会へ行ったとき、実際にあった話です。
飛行機内へ搭乗した直後に近くのCAさんから声をかけられました。
どうも私のロボットに使われているバッテリーを危険視しているらしく、開けて中身を見せるように要求されました。
幸いにも、発火の危険性が無いニッケル水素バッテリーを使っていたため、座席番号を控えるだけで済みましたが……(^^;

容量が小さく、申請不要なバッテリーでも現場職員の判断で呼び止められることもあります。
特にLiPoは危険物扱いされているため、最悪の場合その場没収なんて事態に!?


安全のためにも、LiFeやNi-MH(ニッケル水素)バッテリーへの変更を強くオススメします。

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