М.С.К. «Солдаты Удачи»
Аккумуляторы в страйкболе от «А» до «Я»
Аккумуляторы в страйкболе от «А» до «Я»
Фриц » 13 дек 2017, 17:47
 | Ни для кого не секрет, что для любого страйкболиста его оружие — немного больше, чем просто игрушка. Привод любят всем сердцем, о нем думают в первую очередь, слыша слово “страйкбол”; его ремонтируют и тюнингуют, всеми силами стараясь хоть немножко увеличить “выхлоп” или скорострельность. |
Но, будучи довольно грамотными в выборе стволиков-шестеренок, многие из страйкболистов пасуют перед электрической частью своего автомата. Нужно сказать напрасно, ведь даже поверхностное знание теории может значительно облегчить жизнь базовому “приводу”, а тюнинг, не затрагивающий электрику, тюнингом считать можно с большой натяжкой.
Следует заметить, что к аккумуляторам для AEGов (приводов по-нашему) предъявляются специфичные и довольно жесткие с точки зрения электротехники требования. В первую очередь, это касается т.н. токоотдачи, то есть максимальной силы тока, которую аккумулятор способен отдавать на нагрузку. Даже базовый привод требует для работы тока порядка 10-15 Ампер (для сравнения, в электрическом чайнике мощностью 2 киловатта сила тока меньше), про экстримальный тюнинг до 170-190 м/с можно даже не говорить — там можно встретить токи и в 60 Ампер, и более. Кроме того, в страйкболе важна емкость аккумулятора — мало кому захочется посреди игры остаться с неработающим приводом, и компактность — в большинстве моделей АЕГ свободного места очень не много, а вынос аккумулятора за пределы корпуса сразу портит антураж оружия. Конечно, существуют всевозможные кейсы для аккумуляторов в виде AN/PEQ, подсумки на приклад, но наилучшим местом для размещения аккумулятора все-таки считается место внутри привода.
Выбор аккумулятора для привода
Важными при выборе аккумулятора являются следующие параметры:
Технология изготовления аккумулятора
Номинальное напряжение
Емкость
Разъем для подключения к приводу
Форм-фактор
В этом списке нет более и менее важных пунктов. Чтобы выбрать подходящий вариант, необходимо учесть все вышеперечисленное.
От технологии изготовления зависит то, какое зарядное устройство (далее — ЗУ) вам необходимо приобрести, и как именно надлежит эксплуатировать аккумулятор. Напряжение в общем случае определяет скорострельность. Но от него зависит и нагрузка на гирбокс — вряд ли базовый привод долго проживет на аккумуляторе 12 Вольт. Разъем не только позволяет (или не позволяет) подключать аккумулятор к тому или иному приводу, но и является токоведущей частью. Попросту говоря, именно в нем чаще всего возникают возгорания и замыкания. Ну а форм-фактор определяет, запихнете вы аккум в цевье либо приклад, или он останется болтаться снаружи.
На данный момент найти такой аккумулятор в продаже достаточно сложно. Достоинствами этого типа является токоотдача до 70 Ампер, и большая, по сравнению с Ni-Mh, морозостойкость. Срок службы Ni-Cd составляет 2-3 года.
Недостатком (главным и решающим) этого типа аккумуляторов является маленькая емкость при значительных габаритах. Кроме того, они подвержены воздействию “эффекта памяти”.
Различные источники утверждают, что самым распространенным типом аккумуляторов в страйкболе являются Ni-Mh аккумуляторы, то есть никель-металлгидридные. Их мы рассмотрим как можно подробнее. Достоинств у них достаточно много: высокая емкость при относительно скромных габаритах, токоотдача до 30 Ампер, невысокая стоимость. Но недостатков тоже достаточно, главный из них — так называемый “эффект памяти”. Заключается он в том, что если аккумулятор разрядить не полностью и снова зарядить, то часть емкости “теряется”. Таким образом, несложно потерять до 30-60% емкости аккумулятора, сделав его непригодным к использованию. Решить эту проблему можно двумя способами: либо использовать “умное” зарядное устройство, либо взять его функции на себя.
Для вычисления времени зарядки необходимо использовать следующую формулу:
Время зарядки = (Емкость батарей, мАч + 10%) / Сила тока ЗУ, мА
Емкость батарей указана на аккумуляторе. Силу тока всегда можно найти на “брюхе” зарядного устройства.
То есть, например, аккумулятор емкостью 1200 мАч при токе 500 мА надлежит заряжать чуть меньше трех часов.
Для нормальной работы Ni-Mh батареи необходимо соблюдать следующие правила:
1. Храните Ni-Mh аккумуляторы заряженными на 30 — 50%.
2. Не оставляйте аккумуляторы заряжаться на время, значительно превышающее расчетное.
3. Новые никелевые батареи необходимо подвергать «тренировке». Использование 4-6 циклов (количество циклов, необходимое для достижения полной емкости, разное у разных производителей) заряда/разряда при нормальном использовании выводит их в рабочий режим. Батареи, собранные из высококачественных элементов японских производителей, достигают показателей после 4-6 циклов.
4. Всегда давайте аккумулятору остыть до комнатной температуры до и перед зарядкой. Заряд батарей при температурах ниже 5 или выше 50 градусов значительно снижает срок службы.
5. Если хотите разрядить Ni-Mh батарею, то не разряжайте её слишком сильно. Когда напряжение никелевых батарей падает ниже 0,9 В на элемент, обычное зарядное устройство может не суметь зарядить их. В случае, если такое все-таки произойдет, используйте “умное” ЗУ с функцией “капельного” заряда (малым током, 50-100 мА)
6. Необходимо периодически полностью разряжать аккумулятор, приблизительно до 0,9 В на элемент. Сделать это можно с помощью 12В автомобильной лампочки. Не пытайтесь разряжать аккумулятор коротким замыканием! Но лучше раскошелиться на ЗУ с функцией разряда.
Ni-Mh аккумуляторы собираются из банок номинальным напряжением 1,2 В каждая. Соответственно, номинальное напряжение аккумулятора кратно этой цифре.
Чем больше геометрический размер банки, тем меньше у нее внутреннее сопротивление и выше токоотдача. То есть, чем толще каждая банка вашего аккумулятора, тем лучше. Лучшими по качеству считаются банки Sanyo, несколько странно ведут себя аккумуляторы фирмы Intellect, лотереей по сути будет покупка noname-аккумулятора.
В страйкболе используют Ni-Mh с такими напряжениями:
7,2 В — используется в электрических пистолетах. Обычно малой емкости и компактных размеров.
8,4 В — базовое напряжение для большинства приводов. Тюнинг выше 130 м/с на таком аккуме, как правило, стрелять отказывается. Новые привода комплектуются аккумуляторами емкостью 1100-1400 мАч — этого хватает, чтобы отстрелять примерно 600-1000 шаров при скорости полета 120 м/с (естественно, скорость приведена 0,2 шаром)
9,6 В — оптимальный выбор для тюнингованых приводов (120-150 м/с). Аккумулятор с таким напряжением сумеет обеспечить достойную скорострельность, но еще не создаст экстремальной нагрузки на проводку и механику.
10,8 В — Ставятся в пулеметы и привода использующие пружину номиналом 150 и более. Подразумевает замену проводки с распаянным BTS555 и только фирменные запчасти в гирбоксе.
12 В — Что-то на грани добра и зла. Все суждения предыдущего пункта справедливы.
Чуть подробнее остановлюсь на том, как не убить аккум, если вы являетесь счастливым обладателем “глупого” ЗУ:
Разрядить аккум можно с помощью 12В автомобильной лампочки. Но будьте внимательны, лампочке всё до лампочки =), она может разрядить аккумулятор в «ноль» что убьёт его. Поэтому следите за ней, как только лампочка начнёт тускнеть, отключите её от аккумулятора. Для оценки заряда аккумулятора необходим мультиметр — не пожалейте 150 рублей, он вам много где может пригодиться.
Полностью севшим считается аккум, у которого напряжение составляет 0,9 В на банку. То есть, для аккума номиналом 8,4 “полный П” наступает при напряжении 6,3 В. В приводе до такого значения вы его не посадите при всем желании, поэтому как перестал стрелять — считаем, сел. Обычно это примерно 1,1 В на банку.
Полностью заряженный аккум показывает примерно 1,3 — 1,4 В на банку не будучи подключенным к нагрузке. В первые 10 минут после отключения от ЗУ напряжение пляшет как хочет, поэтому перед измерением следует выждать 20-30 минут.
То есть, держа в голове примерные цифры, измерив напряжение аккумулятора, вы можете оценить степень его заряда. Конечно, это все весьма приблизительно, но гораздо лучше, чем вертеть в руках аккумулятор и мучительно пытаться понять — то ли он сел, то ли привод сдох.
Стандарты аккумуляторов и их разъемов пришли к нам из мира моделизма. В основном, аккумуляторы и привода комплектуются разъемами, получившими условные названия “Mini” и “Large”. Мини удалось отыскать в каталоге одного известного магазина электроники в разделе “прочие разъемы». По непроверенным данным, эти разъемы были созданы японской фирмой Tamiya, производящей разнообразные масштабные модели техники.
Эти два типа разъемов отличаются удобством подключения, весьма крепкой защелкой (она, как правило, выдерживает вес аккумулятора) и некоторой взаимной совместимостью (при желании, вилку Мини можно запихать в аккумулятор Лардж, главное, не перепутать полярность). Среди существенных недостатков — высокая уязвимость к загрязнению и окислению и маленькая площадь контакта, что не позволяет использовать эти разъемы при высоких нагрузках.
Среди форм-факторов следует отметить следующие разновидности:
АК-тип, он же “колбаса” (Stick) — тонкие банки соединены в ряд, аккумулятор помещается под крышку ствольной коробки АК-серии приводов.
“Прямоугольник” (Mini pack) — все банки уложены в два ряда, в случае нечетного количества элементов одна банка стоит поперек. Помещается в приклад, либо (если подходит по размеру) — в полость цевья.
“Нунчаки” (Nunchuk) — две батареи соединены длинным проводом, помещается либо в приклад типа Crane Stock, либо упихивается в цевье. Используется в приводах, места в которых недостаточно, чтобы поместить аккумулятор “прямоугольник” (Mini pack).
В полевых условиях (то есть непосредственно на полигоне) к эксплуатации никелевых аккумуляторов даем следующие рекомендации:
Подключение аккумулятора к приводу производите непосредственно на полигоне. Если вы чувствуете значительный нагрев аккумулятора, дайте ему остыть, снизив темп стрельбы. Нормальная температура аккумулятора даже после длинной очереди — чуть теплый. Не оставляйте аккумулятор на открытом солнце, около костра и т.д., максимально допустимая температура для них — +50 градусов по Цельсию.
Не допускайте коротких замыканий. Если по каким-то причинам вы нарушаете целостность аккумулятора в полевых условиях (снимаете пластик с разъема, зачищаете провода и т.п.), внимательно следите за тем, чтобы между неизолированными частями было максимально возможное расстояние, либо надежная преграда из непроводящего материала. Никогда не пытайтесь перерезать или зачистить «+» и «-» провода одновременно. Короткое замыкание никелевого аккумулятора на время, больше 1-2 секунд, приводит к сильному нагреву проводки, возгоранию изоляции и самого аккумулятора. После этого, как правило, остановить процесс уже не получается, и аккумулятор коротит до полного разряда (а это, в зависимости от емкости, до 10 секунд). Оказавшиеся поблизости участки кожи получают термический, электрический либо химический ожог — как повезет.
Старайтесь обеспечить себе относительно быстрый доступ к разъему аккумулятора, особенно при играх в условиях высокой влажности. В случае попадания воды внутрь привода (или падения привода внутрь воды) как можно быстрее отключите питание и оставьте аккумулятор (и, желательно, привод) сохнуть в теплом месте минимум на 24 часа.
Тут я хотел бы заметить, что попадание воды внутрь привода происходит крайне редко. Привод без внешних дефектов (трещин, сколов) в достаточной мере герметичен, не боится дождя, снега, переживает брызги и даже кратковременное (не больше секунды) погружение в воду. Но при более серьезных контактах с водой обязательно не только просушить всю электрику, но и перебрать-почистить-смазать механику.
Зимние игры. При температуре ниже нуля Ni-Mh аккумуляторы значительно теряют в емкости, в просторечии страйкболисты называют это “аккум замерз”. Ni-Mh на морозе моментально теряют около 40% номинальной емкости. Ni-Cd ведут себя лучше, но такой режим для них все равно является экстримальным. Основой основ для игры зимой является правило “держи свой аккумулятор в тепле”. До полигона мы рекомендуем везти его во внутреннем кармане, как можно ближе к телу. Лучше всего, чтобы их там было как минимум два, т.к. периодическая смена подмерзшего аккумулятора на теплый поможет вам оставаться в строю на протяжении всей игры.
Если аккумулятор один, то имеет смысл попробовать организовать ему “шубу”. В ход идут поролон, металлический скотч, старые пенки и тому подобное. Но помните, что “закутанный” аккумулятор не только медленнее остынет, но и быстрее согреется. Аккумуляторы большой емкости (более 2000 мАч), собранные из более толстых банок, значительно лучше переносят холода. Если базовый аккум 8,4*1400 mini pack замерзает за один-два часа при температуре около -5, то 8,4*3000 такой же конфигурации способен работать и через четыре часа.
Не забывайте, что при стрельбе аккумулятор нагревается. То есть периодически давая одну-две очереди вы не только узнаете, стреляет ли еще ваш привод, но и немножко подогреете аккумулятор. Узнать о том, что он замерзает, можно по характерному снижению скорострельности. Кстати, гирбоксы (особенно тюнингованые) тоже не любят мороз — металл при отрицательных температурах становится хрупким, тюнинга с использованием пружины номиналом 130 хватает, чтобы серьезно повредить большую часть гирбокса, играя при низких температурах. Если вы являетесь обладателем хорошо тюнингованого привода, настоятельно рекомендуем хотя бы поменять на зиму пружину номиналом не выше 120. И обязательно профилактическое обслуживание перед открытием сезона. А вообще, если ваш привод мерзнет при таких температурах, при которых вы еще хотите играть — обратите свое внимание на аккумуляторы на основе Лития, о которых речь пойдет чуть дальше.
Более желанными гостями в тюнингованых приводах станут аккумуляторы на основе соединений Лития. Литий — самый легкий и химически активный из металлов. Аккумуляторы на его основе на данный момент вне конкуренции по плотности энергии на единицу объема и массы, отсутствию эффекта “памяти”, токоотдаче, низкому саморазряду. Кроме того, аккумуляторы на основе лития, в отличие от никелевых, способны практически не теряя характеристик работать на морозе. Но минусов у них набирается тоже приличное количество: они дорогие, капризные, достаточно быстро выходят из строя, каждому типу аккумуляторов нужна особая программа зарядки и не дай бог вам не знать слова “балансир”.
Кстати, все литивые аккумуляторы рекомендуется использовать только с разъемом типа Т, ибо ни Large, ни Mini не обеспечивают достаточной площади контакта для тех токов, которые такой аккумулятор способен отдать.
Первой среди подобных была разработана технология Li-Ion. Она получила широчайшее распространение в портативной технике (фотоаппараты, телефоны), но в силу низкой токоотдачи они очень редко используются в страйкболе.
Отдельно хочу заметить: li-ion отличаются напряжением на банку (3,8 В), соответственно, вольтаж сборок будет несколько отличаться от других технологий. Зарядку следует проводить в режимах, предназначенных для Li-Po.
Следующий вид аккумуляторов — Литий-полимерные (Li-Po). Эта технология является развитием Li-Ion, поэтому многие утверждения справедливы и для тех, и для других аккумуляторов. (исключения отметим отдельно).
Для успешной эксплуатации необходимо постоянно помнить ряд простых правил:
При длительном ( более 1-2 секунд) коротком замыкании или сильном механическом повреждении Li-Po начнёт дымиться и оплавляться . Li-ion опасны в меньшей степени, но довести до самовозгарания можно и их. Заряжать такие аккумуляторы допустимо только теми ЗУ, которые имеют специальную программу именно для этого типа аккумуляторов. Всегда подключайте балансир, зарядка без него может убить аккумулятор.
Балансир — специальное устройство, следящее за тем, чтобы напряжение на каждом элементе сборки было одинаковым. Его отсутствие с высокой долей вероятности приведет к тому, что одна из банок зарядится выше критического напряжения (пожар), в то время, как общее напряжение всей батареи будет ниже нормы, и ЗУ даже не подумает прекращать заряд.
Не допускайте глубокой разрядки аккумулятора. Не допускайте перезаряда. Номинал банки у Li-Po 3,7В/элемент, при 4,2 происходит самовозгорание, напряжение ниже 3 В/Элемент почти гарантированно его убивает.
Старайтесь использовать аккумуляторы таким образом, чтобы у вас при заряде и разряде всегда был запас по току относительно рекомендованного хотя бы 10-15%.
Принудительно разряжать или циклировать литиевый аккумулятор нет никакого смысла, так как эти батареи не имеют эффекта памяти и должны храниться в заряженном примерно на 60% состоянии.
Не допускайте перегрева аккумулятора при использовании. Не оборачивайте его уплотнителями, утеплителями и подобными материалами. Максимальная допустимая температура — около 60 градусов (Цельсия, конечно же).
Эффективность работы литиевых аккумуляторов выше никелевых, поэтому такое же напряжение обеспечивает гораздо более высокую скорострельность, а та же емкость обеспечивает гораздо большее количество выстрелов.
Отдельно хочу сказать про «взрывоопасность» LiPo и LiIon. Все мы помним сообщения в сми о взрывающихся мобильниках? – так вот , это были первые генерации данных аккумуляторов. Сейчас на прилавках магазинов лежат аккумуляторы 3ей и 4ой генерации, взорваться могу и они, но это так же маловероятно как взрыв баллона с Грин Газом при правельной его эксплуотации. Сейчас взрыв LiPo может повлечь только длительное короткое замыкание или сильное повреждение целостности аккумуляторной сборки. Об этом также есть видео ролик от ребят из AATV на YouTube, в котором наглядно показанно на сколько аккумуляторы данного типа безопасны. В виде чего только не делали с «бедным» аккумулятором – его швыряли, расстреливали из привода. и только пробив его насквозь металлическим прутом он задымился .
Вершиной технологий силовых аккумуляторов на данный момент являются Литий-феррум-фосфатные (LiFePO4) аккумуляторы. Технология была впервые открыта в 1996, начало серийного производства элементов — 2006 год. Полная зарядка за 15 минут, в 10 раз больше циклов зарядки-разрядки, по сравнению с другими элементами на основе лития, низкий саморазряд, отсутствие склонности к самовозгоранию, рабочая температура до -30 кажется фантастикой, но это уже реальность. Конечно, за все придется платить — аккумуляторы дороги, требуют особого ЗУ (зарядки для Li-Po не подойдут), масса их больше других литиевых аккумуляторов.
На данный момент патент на технологию производства таких элементов питания принадлежит фирме A123 Systems, так же принято называть сами элементы. На данный момент выпускаются банки двух формфакторов — “толстые” и “тонкие”. Напряжение банки 3,3 В.
Установка “толстых” элементов в базовый привод категорически не рекомендуется – рабочая токоотдача в 70 Ампер(Кратковрем. режим (до 10 сек): 120A) способна расплавить всю стандартную проводку.
В отличие от других описаных аккумуляторов, Литий-фосфатные допускается заряжать без балансира (достаточно пользоваться им каждые 10 зарядок).
Доработка проводки под использование мощных аккумуляторов:
В обязательном порядке заменяются все провода, ведущие от аккумулятора к мотору. Минимальное сечение каждой жилы — 1,5 мм2. Рекомендуется выбирать достаточно мягкий провод в тонкой износостойкой изоляции.
На проводку ставится разъем типа Т — литий-фосфатные сборки поставляются именно с такими разъемами, остальные аккумуляторы тоже имеет смысл перевести на них, из используемых — это лучший разъем.
В проводку распаевается электронный ключ. В электротехнике есть понятие “дребезг контактов”, и именно из-за него вы рискуете потерять значительный процент (10-15%) энергии впустую. Кроме того, при отказе электронный ключ значительно менее опасен, чем залипшая механика. На данный момент наиболее отработанным является вариант на базе ключа BTS555 (схема_с_пояснениями.жпг), гуру электроники могут поэкспериментировать с полевыми транзисторами типа MOSFET
Сборка всего этого воедино, а особенно пайка, должна быть выполнена опытным человеком с прямыми руками. Если вы сомневаетесь в своих навыках, лучше доверьте местному механику либо купите заводскую проводку. Помните — на кону не только дорогие привод и аккумулятор, но и ваша безопасность.
Зарядные устройства.
В тексте статьи мы неоднократно упоминали “умные” и “глупые” зарядные устройства.
Следует пояснить, что мы намеренно приводим жаргонные термины, знакомые большинству страйкболистов.
“Глупыми” называют неуправляемые ЗУ. Найти их можно в коробке с новым приводом большинства фирм, либо по дешевке в любом страйкбольном магазине. Такие устройства заряжают аккумулятор одним и тем же током (который, кстати, может и не соответствовать указанному на нем). Для каждого номинала напряжения нужно свое зарядное устройство. Никакой индикации заряда аккумулятора в таких устройствах не бывает, максимум, на что вы можете расчитывать — светодиод красного (или зеленого) цвета, который показывает, что устройство включено в розетку.
Отдельно следует отметить, что неуправляемые ЗУ заряжают только Ni-Cd и Ni-Mh аккумуляторы. Попытка зарядить глупой зарядкой литиевый аккумулятор приведет, как минимум, к смерти последнего.
Достоинства:
Крайне низкая цена;
Заряжает аккумуляторы.
Недостатки:
Подходит только для одного типа аккумуляторов (технология+напряжение+разъем);
Требует постоянного контроля;
При неправильном применении быстро убивает рессурс аккумулятора.
“Полуумные” — вымирающий тип аналоговых управляемых ЗУ. На таких приборах вы можете выбрать напряжение и/или ток из нескольких возможных вариантов. Так же как и предыдущие, подходят только для аккумуляторов на основе никеля. Могут иметь функцию автоматического окончания заряда Delta Peak. Часто встречается функция разряда аккумулятора.
Достоинства:
Подходит к разным типам аккумуляторов (по вольтажу и току);
Позволяет более правильно эксплуатировать аккумуляторы Ni-Mh и Ni-Cd;
Можно оставлять процесс зарядки без присмотра.
Недостатки:
Ограниченный шаг выбора токов и напряжений;
Невозможность зарядки Литиевых аккумуляторов;
Цена, вплотную приближающаяся к начальным моделям “умных” зарядок.
“Умные” — наиболее актуальный вид зарядных устройств. Ум такой зарядки — микропроцессор. Обработка данных в цифровой форме позволяет устройству очень точно контролировать процесс заряда. Подавляющее большинство “умных” ЗУ оснащены дисплеем, на котором в текстовой форме выводятся параметры процесса заряда и меню устройства. Для наиболее популярных видов аккумуляторов существуют предустановленные программы, есть возможность последовательного выполнения операций (разряд-заряд) без участия человека. Как правило, способны измерять реальную емкость аккумулятора при разряде.
Достоинства:
Одно ЗУ на все аккумуляторы;
Оптимальное использование аккумуляторов любых типов, возможность автоматизированного проведения “инициализации”, “тренировки” новых аккумуляторов;
Часто при помощи “Умного” ЗУ можно восстановить аккумулятор, “убитый” неправильной зарядкой.
Недостатки:
Высокая цена;
Владельцам LiFePo4 необходимо следить за наличием программы для их аккумуляторов;
Во многих случаях необходимо отдельно приобретать адаптер для питания от сети.
Тема поднималась пользователем Фриц 13 дек 2017, 17:47.
Источник
