L’elettronica dei modelli RC

Era un po’ che pensavo anche a questo mini tutorial. Poi Verrazz0 mi fa “Buttiamo giù qualche idea per i principianti? Dopotutto il post sullo scegliere il touring l’hai già fatto.. Giusto per togliere i primi dubbi.”. Ed io… “qualcosa ho già in giro…”. Quindi, tutti insieme abbiamo buttato giù un po’ di idee. Qualche immagine è cambiata e ho aggiunto 2 cosine sugli ESC.
Logicamente, facendo principalmente touring, la mia esperienza si concentra su quella categoria. Indi per cui, invito tutti a collaborare, di modo da fornire informazioni il più dettagliate possibili anche su altri campi (off, crawler, etc), vedendo sia per chi vuole avvicinarsi al mondo del modellismo e divertirsi, sia per chi vuole buttarsi in pista e fare qualche garetta.
La mia idea era quella di affrontare un po’ tutto quello che gira intorno al modello. Una sorta di panoramica. Della serie… “Ho preso il modello…. Ed ora?”. Poi per domande più specifiche ed approfondimenti, siamo sempre quì.

Nell’elettrico, penso che le categorie principali siano:
– on road
– off road
– monster
– drift
– scaler & crawler (simili ma diversi)
Direi che i carri armati ed i camion potremmo escluderli al momento…. Sono un pelo più complicati (e ci serve i supporto di qualcuno con esperienza in merito).

Radiocomando

Partiamo da lontano… Ma dopotutto è la parte del modello con cui (si spera) smanettiamo più a lungo…
Principalmente abbiamo 2 tecnologie di trasmissione differente: trasmissione su portante analogica (AM o FM) e trasmissione su portante digitale.
Con “portante analogica” parliamo delle classiche vecchie radio, quelle che a volte si trovano ancora su alcuni modelli RTR .
Sono riconoscibili esternamente dall’antenna estensibile sulla radio (e va sempre estesa tutta, altrimenti si rischia di bruciare la parte dell’elettronica che si occupa della trasmissione del segnale.

Con queste radio, se due piloti vogliono girare insieme, bisogna verificare su che frequenze sta lavorando la radio.
Se due piloti hanno la stessa frequenza (a volte succede anche con frequenze simili) i segnali si sovrappongono e così un pilota guida il modello dell’altro oppure un modello impazzisce e va a schiantarsi (potrebbe….)
Ogni telecomando ed ogni ricevente montano un quarzo di frequenza sostituibile. Questo quarzo non è altro che un oscillatore che cambia la frequenza di trasmissione della radio. Vengono venduti a coppie (trasmittente e ricevente) e ci sono vari canali prestabiliti (diversi tra Italia ed America per esempio), decisi dall’ente delle poste e telecomunicazioni. Ogni quarzo è identificato dal numero del canale e dalla frequenza di lavoro. Per convenzione vengono messe uguali per RX (ricevente) e TX (trasmittente), anche se nella realtà non è proprio così.

Per gli automodelli normalmente ci sono 2 fasce di frequenza (27 e 40 MHz. Ne esistono altre ma sono meno usate. Il discorso vale anche per queste frequenze) e 2 tipi di portante (in AM o in FM). I quarzi NON sono intercambiabili tra AM ed FM ed inoltre se radio sono già divise tra loro in 27 e 40 MHz. Se si possiede una radio in 27 non basta cambiare il quarzo con uno in 40 per cambiare la fascia di trasmissione. Inoltre è meglio acquistare quarzi dello stesso produttore della radio, in quanto non sono garantite le compatibilità tra vari produttori. I 27 MHz AM sono quelli più soggetti alle interferenze, in quanto tali frequenze sono usate anche da altri sistemi di trasmissione e possono subire interferenze anche dai cavi dell’alta tensione.
Sui modelli a scoppio si consiglia di utilizzare un circuito che si chiama “Fail safe” che consente di programmare la radio in modo da frenare il modello in caso di interferenze o batterie scariche (per evitare il fuori radio e la perdita/distruzione del modello contro un muro). Se tale circuito non è integrato nella radio, si può prendere a parte e frapporlo tra la radio ed il servo del gas. Su alcuni modelli elettrici una parte del file safe (il battery file safe che subentra quando la batteria è scarica) è presente.

L’altro sistema di trasmissione usa una portante digitale in 2.4 GHz. Uno dei pionieri di questa tecnologia è stata la Spektrum che prende il nome da questa tecnologia di trasmissione (spread spectrum). A occhio si riconoscono per l’antenna corta o “assente” (nascosta).

In questo caso abbiamo una portante che lavora in alta frequenza (2.4 GHz) molto meno soggetta alle interferenze, ma non immune, in quanto comunque tante apparecchiature lavorano sui 2.4 (trasmissione dati dei computer e bluetooth , sistemi di trasmissione audio/video, etc). Il vantaggio è che non abbiamo più i quarzi da sostituire. Ci sono diversi canali di trasmissione (una ottantina se ben ricordo) e la radio è in grado di determinare autonomamente quale frequenza è la più libera e di dialogare con la ricevente su quella frequenza. Alcune radio sono in grado di fare questo salto anche durante l’uso, in modo da trovare meno interferenze, Già, ma come si fa a far “intendere” trasmittente e ricevente tra loro? Si fa tramite una procedura chiamata “binding” (che cambia da radio a radio) che permette di associare trasmittente e ricevente (presumo tramite il seriale). Questa associazione viene trasmessa con ogni comando, per cui la ricevente controlla sempre se quel comando è destinato a lei. Se così non fosse, viene scartato semplicemente. La trasmissione in 2.4 GHz permette anche di aumentare le portata della trasmissione, soprattutto con i modelli ad alta potenza. Attenzione però che ci sono dei limiti di potenza diversi tra Italia ed America, per cui se acquistate una radio oltreoceano potrebbe non essere legale ad essere utilizzata da noi (vi devono anche peccare però…).
La trasmissione è bidirezionale ed esistono anche radio che supportano la telemetria e permettono di inviare al telecomando dati sul funzionamento del modello. Alcune funzionano bene, mentre altre un po’ meno bene (mi pare la vecchia DX3s Spektrum avesse qualche problema con la telemetria attiva).
Ci sono varie velocità di trasmissione. Le radio di ultima generazione (e fascia più alta) possono usufruire di una trasmissione quasi istantanea, ma bisogna usare obbligatoriamente servi DIGITALI che sono gli unici in grado di elaborare velocemente le informazioni. Un servo analogico potrebbe bruciare in pochissimo tempo. Per questi servi analogici bisogna impostare una trasmissione “lenta” (vedere manuale della radio).
Inoltre alcune radio di ultima generazione e fascia alta hanno riceventi compatibili anche con l’alimentazione diretta a LiPo 2s (quindi 7.4V al posto delle precedenti riceventi a 4.8-6V), a cui bisogna associare servi in grado di essere alimentati a questa tensione. In questo modo si può alimentare la RX o direttamente con una lipetta (ad esempio nello scoppio) o bypassando il circuito interno del regolatore (BEC) che abbassa la tensione a 4.8-6V.
Ormai a livello di costi, troviamo anche radio in 2.4 ben sotto i 100 euro, per cui è inutile cercare modelli con la vecchia tecnologia.

Ma cosa bisogna guardare allora per il giusto telecomando?
Per la scelta del giusto telecomando, dobbiamo guardare quanti canali ci servono, come ci troviamo ergonomicamente con la radio (deve essere comoda!!!!), avere un minimo di regolazioni (oltre ai classici trimmer, l’EPA, ma poi ne parliamo). Visto che tante radio consentono di tenere in memoria più modelli e che tanti modellisti usano la stessa radio con più riceventi, all’acquisto bisogna tenere conto anche delle riceventi extra. Per esempio alcune spektrum costano una 40ina di euro, la mia futaba in Italia siamo sui 120-160…
Le due grandi famiglie di radio sono le radio a stick e quelle a volantino.

Personalmente (questione di gusti) preferisco le radio a volantino, ma se servono tanti canali iniziano a sorgere problemi, in quanto è difficile trovare radio a volantino con più di 4 canali. Più facile con le radio a stick, visto che con aerei ed elicotteri, più canali ci sono e meglio è.4
Normalmente nel touring e nell’off bastano 2 canali (sterzo e gas). Ma di solito si preferiscono radio da almeno 3 canali, questo per usare il 3° canale per servizi ausiliari come ventole o transponder (i segnalatori per le gare).
Sulle drift il terzo canale (e gli altri) possono essere usati per accendere e spegnere da remoto le luci o per altre cose (tipo apertura portiere, etc).
Infine su scaler e crawler, dove possiamo usare tutti i canali che vogliamo per le diverse “diavolerie” come la sterzata delle ruote posteriori (ma miscelare con lo sterzo anteriore), alzare o abbassare il modello, accendere o spegnere le luci, bloccare i differenziali, azionare il verricello, etc….
Altre cose da considerare sono le funzioni aggiuntive. La funzione aggiuntiva (secondo me) pringipale è l’EPA (EndPoint Adjustment), ossia la regolazione del finecorsa indipendente per ogni direzione e per ogni servo. Con le radio multicanale possiamo miscelare due canali per farli funzionare contemporaneamente, tipo servo per le ruote anteriori e posteriori degli scaler e crawler. Si può impostare se bloccare le ruote posteriori dritte, farle girare dalla stessa parte delle anteriori (essendo ruotato le posteriori sterzeranno al contrario delle anteriori e si riduce drasticamente il raggio di sterzata) , o dalla parte opposta.
Altre regolazioni sono la velocità di trasmissione (utile per i servi analogici e digitali, come dicevo), la posizione dei vari canali (alcuni canali sono semplicemente on-off e bisogna stabilire la posizione, altri hanno varie posizioni come il 3° per gli scaler), l’esponenziale per i canali, l’attivazione dell’ABS sul gas (utile solo sullo scoppio), velocità dei servi, inversione della corsa dei servi, telemetria, timer, caffé (a momenti)…

Prendiamo in considerazione solo i servi per lo sterzo per ora…

In base alla scala ci sono vari servi di diverse dimensioni, per cui in taluni casi bisognerà guardare prima di tutto chi produce i servi per quella scala (sto pensando a mezzi tipo Revino e Carisma, che usano servi da 30mm di lunghezza).
Ora possiamo decidere se vogliamo usare un servo analogico o digitale. La differenza? I servi digitali sono programmabili, più precisi, più potenti, più veloci come elaborazione dei dati, possono essere alimentati direttamente con le lipo (solo alcuni specifici), ma consumano più corrente e perciò richiedono che ci sia una buona sezione di alimentazione ed infine (normalmente) più costosi. Non sempre è una buona idea mescolare servi analogici e digitali. Non è fattibile con trasmissioni veloci (gli analogici saltano come grilli sul barbeque).
I parametri che di solito si guardano sono la velocità e la coppia del servo. Nel touring di solito si predilige una elevata velocità di reazione del servo, cercando possibilmente di stare sotto gli 0.1 secondi per percorrere un arco di 60°. Ma è importante anche una buona coppia (sopra i 10 kg), in quanto in curva le ruote tendono a raddrizzarsi da sole (pensate in auto vera, quando lasciate il volante al termine della curva). Di conseguenza se il servo ha poca coppia le ruote tendono a raddrizzarsi e il modello tende a non seguire la traiettoria impostata.
Penso sia praticamente uguale nel drift, dove ci sono parecchi cambi di direzione, anche se forse un servo troppo veloce induce sbandate esagerate.
Su monster e nell’off invece conta più la coppia, soprattutto al salire della scala. E’ vero che normalmente si sterza in movimento (dove serve meno forza che da fermi), ma far sterzare un modello (magari molto pesante) su diversi tipi di terreno non è facile. Meglio rinunciare ad un po’ di velocità. Tra l’altro con fondi a scarsa trazione potrebbe rendere instabile la guida.
In ultimo, su scaler e crawler, dove le velocità sono ridotte, è molto più importante la coppia del servo, soprattutto durante le scalate o in situazioni impervie.
Altri parametri da tenere in considerazione sui servi sono il materiale degli ingranaggi. I servi base hanno ingranaggi in plastica che possono rompersi in seguito ad urti o per usura, mentre quelli ad alte prestazioni hanno ingranaggi in metallo (acciaio o titanio), per resistere alla coppia del servo ed alle asperità del terreno. Normalmente si prediligono comunque in metallo, per la resistenza.
Ultimo parametro che si guarda è il tipo di motore del servo. Coreless (senza la parte interna e quindi meno inerzia e più velocità), brushless, standard. Ma sono (secondo me) particolari di minore importanza.

Motori
Nei modelli elettrici, il motore è logicamente elettrico. Abbiamo 2 macrofamiglie di motori, a spazzole (brushed) o senza spazzole (brushless). Quale scegliere? Prima di tutto è meglio capire che differenza c’è tra i due tipi di motori.
Nei motori elettrici si “gioca” con i campi magnetici. La rotazione è indotta da un cambio di campo magnetico: 2 magneti uguali (positivo e positivo o negativo e negativo) si respingono, mentre 2 magneti diversi (positivo e negativo) si attraggono.
I motori a spazzole sono i classici motori elettrici che troviamo praticamente ovunque.

Sono economici e sono composti da 2 parti: la cassa (o statore) ed il rotore. La cassa contiene al suo interno 2 magneti incollati alla cassa. Sul rotore invece ci sono diversi avvolgimenti di cavo. Un avvolgimento percorso da corrente si trasforma in un elettromagnete. In cima al rotore vi è un collettore (o commutatore), un disco diviso in varie sezioni in cui ogni sezione è collegata da un filo ad uno degli avvolgimenti. Sul tappo (fissato alla carcassa) vi sono due contatti. Tramite delle molle e dei carboncini (la grafite conduce elettricità) si da corrente alle varie sezioni del collettore. Ruotando cambia la sezione del collettore, quindi si cambia anche la polarità dell’elettromagnete e si cambia da attrazione a repulsione. Per controllare la rotazione del motore basta variare la quantità di corrente (i V) che forniamo al motore. Di conseguenza il regolatore che pilota questi motori è molto semplice (una resistenza variabile).
Questi motori ruotano senza problemi anche con pochi volt, senza tremolii. Però non hanno prestazioni eccelse ad alto numero di giri. Inoltre avendo anche parti di contatto con lo statore (i carboncini) parte dell’efficienza del motore viene annullata. Questi motori hanno bisogno di un rodaggio iniziale e di manutenzione, in quanto i carboncini in origine sono quadrati, mentre il collettore è rotondo. Per avere la massima efficienza il carboncino deve consumarsi fino ad aumentare l’area di contatto con il collettore. Però col tempo, molle e carboncini vanno sostituiti.
I motori brushless sono, come dice il nome (brush = spazzole, less = senza), senza spazzole.

Si va ad utilizzare sempre l’interazione tra campi magnetici, ma in questo caso i magneti permanenti (o calamite) sono incollate sul rotore, mentre gli avvolgimenti sono sullo statore. Gli avvolgimenti sono collegati al regolatore da 3 fili. In base a dove passa la corrente, la relativa bobina sarà un elettromagnete con polarità positiva o negativa.
In questo caso non ci sono punti di contatto tra rotore e statore, se non i 2 cuscinetti (praticamente l’unica manutenzione di questi motori) dove appoggia il rotore. Visto che le bobine sono sullo statore, come si fa a far ruotare il campo magnetico (visto che sul rotore sono sempre nella stessa posizione)? Semplicemente è il regolatore (o ESC) che tramite i 3 fili genera un campo magnetico rotante. La costruzione del regolatore è un po’ più complicata. Questo tipo di motore è più potente, consuma meno corrente rispetto ai brushed ma richiede che il campo magnetico venga generato in maniera precisa e, per far questo, il regolatore deve sapere in che posizione si trova il rotore. Ci sono due tipi di motori brushless, a sensori o senza. Senza sensori, il regolatore “sente” in che posizione si trova il rotore in base alle “interferenze” che le calamite sul rotore generano negli elettromagneti (che essendo collegati al regolatore recepisce queste fluttuazioni). Questo trucchetto funziona purtroppo solamente ad alto numero di giri. Quando il motore gira piano, le interferenze sono talmente deboli che il regolatore non capisce la posizione del rotore, con il risultato che il motore non gira liscio, ma va a scatti (fenomeno chiamato cogging). Per sopperire a questo problema, alcuni brushless hanno un sistema di sensori che, tramite un apposito cavo, comunica al regolatore in che posizione si trova il rotore che, quindi, sa sempre in che posizione sia il rotore. Questo sistema elimina il cogging, ma purtroppo è efficacie solo con un numero di giri non troppo elevato, altrimenti il sistema non riesce a “stare dietro” a tutto.
Alcuni regolatori (come il Tekin RS Pro) sono in grado di usare i sensori a basso numero di giri per avere linearità di accelerazione e, arrivati ad un certo regime, di ignorarli in modo da poter far salire il motori di giri il più possibile.
Per tutti i tipi di motore elettrico ci sono alcuni parametri da tenere in considerazione: i KV ed i T.
I KV indicano quanti giri fa al minuto il motore per ogni volt applicato. 1000kv a 7.4V significa che il motore fa 7400 giri/min dandogli 7.4V
I T indica gli avvolgimenti (turn in inglese). Gli avvolgimenti sono le spire di filo che vanno a formare gli elettromagneti del motore. Maggiore è il numero di avvolgimenti, minore è la velocità di rotazione (e quindi minore è il numero di KV), ma maggiore è la coppia generata dal motore (sui crawler si usano motori da 18.5T, tipo il goat 3s, sino a 80 T). E minori sono i consumi di corrente.
Al contrario, allo scendere con i “T” diminuisce la coppia del motore, ma aumentano i giri del motore (ed aumentano i consumi).
Non è detto che tutti i motori siano uguali, a parità di avvolgimenti. Ad esempio, parlando di motori da touring con 10.5T, un HobbyWing ha 2800kv, uno SpeedPassion V3 ne ha 3800 ed un Tekin Redline 4500.
Nemico giurato dei motori elettrici è il calore. Il motore deve essere correttamente rapportato (per il corretto rapporto finale bisogna sentire il produttore) e raffreddato correttamente.
I motori elettrici possono essere anticipati ruotando la cassa. Cosa significa? al motore arriva la corrente leggermente prima del previsto ed il campo magnetico riesce ad usufruire per più tempo della massima coppia generata . Tale particolarità consente di aumentare i giri/motore disponibili, anche se (teoricamente) aumenta anche la temperatura.

Regolatori

In base al tipo di motore ed all’uso, dovremo scegliere il giusto regolatore (o ESC). Il regolatore svolge 2 funzioni: convertire i nostri comandi per variare la rotazione del motore ed alimentare il resto dell’elettronica (radio e servo in primis).
Per l’alimentazione del resto dell’elettronica, si usa un circuito interno chiamato BEC (Battery Eliminator Circuit) che abbassa la tensione proveniente dalla batteria fino ai circa 5V necessari ad alimentare la radio ed i servi. I BEC sono di due tipi: lineari o switching. Nei regolatori più economici (di solito compatibili con batterie da massimo 11.1V) il BEC è lineare. Prende la corrente in ingresso e la abbassa fino alla tensione necessaria (max 3A di corrente) convertendo i volt in eccesso in temperatura (che va smaltita in qualche modo). Purtroppo questi BEC non sono affidabilissimi.
I BEC switching invece sono indipendenti dalla corrente in ingresso. Prendono “porzioni” di tensione in ingresso per arrivare alla tensione in uscita.
Esistono anche dei BEC esterni che si possono collegare direttamente alla lipo ed alla presa BATT della radio. In questo caso bisogna escludere il bec interno del regolatore. Si può fare facilmente togliendo dalla spinetta che va dal regolatore alla radio il filo “rosso” (o del “+”) ed isolarlo. La massa ed il segnale sono invece da lasciare.

Certi regolatori permettono via software di variare la tensione in uscita dal bec , questa è un’ ottima funzione nel caso si decida di adottare successivamente servi con alimentazioni diverse dai classici 6V . Importante è sempre controllare gli A in uscita dal bec , in certi cralwer 3-4 A non sono sufficienti ad alimentare 2 servi , verricelli , luci ed eccetera , ricorrendo così all’ ausilio di bec esterni con decine di Ampere .
Bisogna scegliere il giusto regolatore in base al motore. Se un motore ha bisogno di 50A di corrente, non possiamo prendere un regolatore che eroga 35A continui, in quanto rischiamo di vederlo fumare in poco tempo. Meglio sempre tenere un po’ di margine in modo da essere tranquilli (nell’esempio è meglio puntare su un regolatore da 80A.
Nei motori a spazzole di solito il regolatore è piuttosto semplice. In base a quello che impostiamo col telecomando, otterremo in uscita una diversa tensione. Su questi regolatori normalmente non ci sono tante regolazioni. Possiamo regolare il senso di rotazione (marcia avanti e retro) ed il freno.

Come dicevo, sono regolatori “semplici” (una volta erano formati da una resistenza variabile mossa da un servo, come da seconda foto). Non sono studiati per essere usati con le LiPo, ma volendo si possono usare anche batterie di ultima generazione. Bisogna solo avere l’accortezza di controllare la carica della batteria man mano che ci si avvicina alla scarica, o dotarsi di un circuito sonoro che ci avvisa quando siamo al limite . Non è un vero e proprio cut-off in quanto non taglia la tensione. Si limita a suonare.

Nonostante siano regolatori studiati per motori a spazzole, e che tali motori oggi sui modelli on e off (ma anche drift e monster) siano “confinati” a modelli entry level. Ma sono montati in coppia anche su alcuni monster tipo traxxas summit e pilotati o da 2 ESC in coppia o da un solo ESC in grado di pilotare entrambi i motori contemporaneamente (intanto devono muoversi sempre all’unisono).

Per la particolatià di funzionamento i motori a spazzole sono idonei su modelli come scaler e crawler. Su questi modelli si può usare o un solo motore (classico) dove il bloccaggio degli assi avviene per via meccanica (tramite i dig) o un motore per asse (i MOA – Motor On Axle) ed im questo caso il blocco è tramite ESC
I regolatori per i motori brushless sono un po’ più complicati.

Sono completamente elettronici e programmabili tramite computer (ed apposita interfaccia) o scheda di programmazione.

Normalmente funzionano come una serie di cancelli… Tutta la corrente in arrivo dalla batteria “si schianta” sui cancelli. In base a quanto deve andare il motore, l’elettronica del regolatore apre x cancelli per far passare vari flussi di corrente. Per cui il regolatore deve anche essere studiato per resistere “all’assalto” della corrente delle LiPo.
Essendo pensati per l’uso delle batterie LiPo (i motori brushless richiedono tanta corrente) integrano un sistema che, quando la tensione scende sotto una certa tensione per cella (le LiPo non vanno MAI scaricate completamente) tolgono l’alimentazione per preservare le batterie, chiamato Cut-Off in quanto taglia la tensione al motore (e vi lascia senza freni su alcuni modelli.. Quindi occhio!). Altri parametri da impostare sono la quantità di freno, la quantità di retromarcia, una simulazione del freno motore (tipico dei motori a scoppio), la quantità di freno automatico al rilascio del grilletto, il tipo di uso (marcia avanti ed indietro per le barche, marcia avanti e freno per le gare e marcia avanti/freno/retro per uso normale) e l’anticipo elettronico del motore (valgono le stesse “regole” dell’anticipo meccanico). Sui regolatori dotati di sensori abbiamo anche altri parametri. I sensori non servono in realtà solo quando si è a basso numero di giri. Nel touring si usa una funzione chiamata “turbo” che aggiunge gradi di anticipo ogni x frazioni di secondo aumentando drasticamente le prestazioni del motore (e riducendone la vita se non si sta attenti).

La maggior parte di questi regolatori può essere collegata al computer per configurare i parametri (a volte è necessario, non c’è program card per alcuni) o per aggiornare il software interno del regolatore (firmware). Cambiando firmware è possibile variare completamente l’erogazione del motore, oppure adattarlo ai vari tipi di regolamento (libero, stock, etc).

Ci sono anche dei regolatori ibridi, cioè in grado di gestire sia motori brushless che brushed, in base a come colleghiamo il motore.

Batterie

Nei modelli radiocomandati si usano 2 tipi di batterie soprattutto: NiMh e LiPo.
Le batterie al Nichel Metallidrato sono composti da diversi elementi da 1.2V (come le stilo ricaricabili) saldati tra loro.

Non riescono a fornire tantissima corrente in uscita e richiedono tempi di ricarica piuttosto lunghi (si caricano al max ad 1/10 della capacità della batteria, salvo pacchi batterie particolari) ma possono essere scaricati quasi completamente (e quì bisogna disattivare il cut off sul regolatore per sfruttarle). In più le prestazioni del mezzo cambiano in maniera molto evidente man mano che la batteria si scarica. Sono adatti su sistemi che richiedono poca corrente (scaler/crawler o drift), ma personalmente preferisco non usarli mai. Preferisco cedere la parola a chi le usa, di sicuro più esperto di me in materia
Personalmente vedo più utili le LiPo. Non solo per la maggior corrente erogata e per la curva di scarica più lineare (che ne consegue un mantenimento delle prestazioni quasi immutato per tutto il ciclo di scarica), ma soprattutto perchè posso essere caricate come minimo alla stessa capacità della batteria (quindi molto più velocemente delle NiMh) ed in più sono più leggere.
Le LiPo sono composte da vari elementi detti celle. Ogni cella ha una tensione nominale di 3.7V, che sale a 4.2V a piena carica.

Le celle possono essere collegate in serie per aumentare il voltaggio, o in parallelo per aumentare la capacità. Il tipo di collegamento usato è indicato di solito sulla convezione. Una batteria con scritto 2S significa che contiene 2 celle LiPo collegate in serie. 2S2P significa che contiene 4 celle, collegate in parallelo a due a due (quindi è come se avessimo 2 sole celle di capacità doppia della cella singola) e poi in serie tra di loro. Ad esempio, una lipo 2s2p da 5200 mAh contiene 4 celle LiPo da 3.7V e 2600mAh l’una. Ma dall’esterno si vedono come 2 celle da 5200mAh collegate in serie.
Altro parametro misterioso per alcuni è il “C”. Il “C” è un coefficiente e può essere di carica o di scarica. 1 C equivale alla capacità della LiPo espresso in A. In una batteria da 5000mAh 1C equivale a 5A, in una da 2500mAh 1C equivale a 2,5A. Normalmente tutte le LiPo possono essere caricate a 1C, mentre alcune anche a 2,3,4,5 ed addirittura 6C. Parametro importante che è sempre scritto sulla batteria sono i C di scarica nominali e massimi (per pochi secondi, spesso sono il doppio dei C di scarica nominale). Indica la quantità di corrente che la LiPo può erogare. Una LiPo da 5000mAh 40C eroga 5000 * 40 = 200000 mA che diviso 1000 sono 200A di corrente.
Un consiglio… Prendete i dati di targa con le pinze. Fidarsi è bene, ma alcuni dati di targa sono ottimistici… E ricordatevi che la LiPo deve riuscire a soddisfare la “sete” di corrente del gruppo motore – ESC.
Ci sono 2 connettori che escono dalla LiPo: uno è il classico positivo e negativo di grossa sezione, ed un gruppo di cavi che cambia in base al numero di celle, e cioè n° celle +1. Tali cavi sono saldati tra una lipo e l’altra e permettono di sapere la tensione di ogni cella (in serie).
Per collegare i cavi “di potenza” (cavi nero e rosso) all’ESC bisogna usare i connettori giusti. Quelli tipo Tamiya non supportano le alte correnti, meglio optare o per i deans o per i bullet da 4mm (che alcune batterie hanno incorporati).


Il connettore di bilanciamento invece è spesso incluso, Ci sono vari tipi di connettore e ci sono varie basette per collegare i vari tipi di connettori bilanciatori.

Le LiPo devono essere caricate e bilanciate, cioè le celle devono avere tutte la stessa tensione con uno scarto minimo, altrimenti si scaricherebbero in maniera sbilanciata, stressando più una cella di un’altra.
Le celle non devono MAI essere scaricate completamente (come già detto). Al massimo vanno scaricate a 3V/cella (in modo da avere un po’ di margine se il cut off ha un po’ di margine). Questo perché altrimenti la chimica interna ne risente. In caso di stress eccessivo (scarica oltre i livelli di guardia) la batteria si gonfia e potrebbe anche esplodere nei casi peggiori, Per cui è meglio trattarle con cura non solo quando si scaricano, ma anche in carica. E’ opportuno caricarle (potendo in maniera bilanciata) in un sacchetto ignifugo che possa contenere eventuali problemi. E sorvegliandola.

Caricabatterie

Abbiamo un modello elettrico. Usiamo le batterie. In qualche modo dobbiamo pur ricaricarle, no?
Il mondo del modellismo è pieno di caricabatterie. Purtroppo spesso e volentieri i venditori propongono anche piccoli carichini compatibili con le 2s e 3s che caricano la batteria tramite presa di bilanciamento. Lasciateli perdere. Rovinano la lipo piuttosto che caricarla. La lipo va caricata dal cavo di potenza.

Quando si sceglie un caricabatterie bisogna essere coscienti di cosa si compra.
Come dicevamo, ci sono diversi tipi di caricabatterie. Ce ne sono alcuni che fanno solo la carica e non il bilanciamento (bisogna usare dei bilanciatori esterni), anche se ormai tanti caricabatterie hanno il bilanciatore integrato, sono in grado di svolgere tutte le funzioni necessarie per gestire praticamente tutti i tipi di batterie (lipo, life, nimh, pb, etc).
Altra cosa da tenere in considerazione è la tensione di alimentazione del caricabatterie. Alcuni modelli di caricabatterie possono essere alimentati a 12V (quando in pista non vi è la corrente e si usa una batteria da automobile per esempio) o 220V. Purtroppo non tutti integrano l’alimentatore (componente più “debole” del CB) e spesso e volentieri nei negozi online si parla genericamente di doppia alimentazione senza specificare se l’alimentatore viene fornito (quindi occhio ai prezzi troppo allettanti).
I caricabatterie più piccoli ma anche idonei a chi inizia sono il classico Imax B6 e relativi cloni, con una corrente di carica massima compresa tra i 4 ed i 6 (dipende dal modello).

Questi caricabatterie hanno tutti o una porta laterale a cui collegare una basetta per il connettore di bilanciamento o, più raramente, tutti i connettori da 2s a 6s in formato JST. Sulla porta 6s si può collegare comunque una basetta per il bilanciamento. Altro punto in comune, tutti hanno una sola uscita. Ciò significa che, normalmente, si può caricare una sola lipo per volta (se non siete pratici, non inventatevi strani accrocchi per caricarne più contemporaneamente).

Se avete più batterie (soprattutto se dovete caricarne più di una durante le garette) potete optare per un caricabatterie che eroga 10A (e carica la lipo in metà del tempo rispetto ad un CB che eroga 5A) oppure un caricabatterie multiplo a 2 o 4 uscite.

Questi caricabatterie caricano batterie diverse contemporaneamente, ma hanno 2 lati “negativi”: se avete problemi con il caricabatterie siete completamente fermi, ed inoltre questi caricabatterie sono praticamente sempre da alimentare con un alimentatore esterno che, spesso e volentieri, costa quasi di più del caricabatterie stesso, non è proprio piccolino ed è una cosa in più da portare in pista. L’alternativa può essere l’uso di un alimentatore per computer (che spesso erogano anche una 30ina di A sui 12V). Sarà poco bello e non touch screen ma vale il proverbio : “ poca spesa , tanta resa “.
Altra strada intrapresa da molti modellisti è partire con un caricabatterie piccoli, per poi affiancarne un secondo uguale o superiore, in modo da gestirsi in maniera più flessibile.

One thought on “L’elettronica dei modelli RC

  1. Pingback: Piloti si diventa (parte 2)

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