Sortir fora del QTH a fer ràdio ha de ser una experiència agradable. Unir dos plaers en una mateixa activitat és molt recomanable: ràdio i aire lliure. Però cal planificar l’equipament necessari: emissora, antena, font d’alimentació, etc. Allò que en el “shack” està força controlat, cal assegurar que funcionarà en operació a l’aire lliure.
I potser un dels elements claus és l’alimentació de la ràdio: grup generador, bateria del cotxe, bateria dedicada, … Si es vol fer ús de la ràdio moltes hores, cal assegurar aquest element. Que s’hi pot fer ?
En aquest article es presenta una solució amb bateria dedicada. Una bateria carregada i un cable de alimentació serien suficients per bé que s’ha optimitzat el procés de càrrega i descàrrega, la qual cosa allarga la vida útil de la bateria.
Proteccions de càrrega i descàrrega de la bateria.
En aquest article es descriu la solució adoptada per construir un sistema de control i protecció de la càrrega i descàrrega d’una bateria de 12 V , així com assegurar que la tensió de sortida cap a l’emissora es mantingui gairebé constant a 13,8 V. Es documenten els tres mòduls de control, els mesuradors de tensió i de corrent utilitzats, i el «shunt» utilitzat per mesurar la corrent.
També es visualitza la ubicació física dels diferents elements, tal com queden muntats a una caixa amb dimensions aproximades de 22 x 30 cm. De la caixa surten tres connexions, cap al carregador, cap a la bateria i cap a l’emissora.
L’aspecte del conjunt és aquest:
Protecció durant càrrega (P1).
La funció d’aquest mòdul és assegurar la desconnexió del carregador quan s’arriba a un nivell de tensió que es considera càrrega completa. Un cop desconnectat el carregador, es monitoritza el nivell de tensió de la bateria. Si baixa per sota d’un altre valor predeterminat, es torna a connectar. Aquest és el mòdul responsable de la protecció durant càrrega:
Nota: Els valors de tensió llindar de control de càrrega o descàrrega de la bateria no s’especifiquen en aquest article donat que tan poden dependre del tipus de bateria (gel, NiMH, Liti, …), com de l’experiència personal amb el conjunt de carregador i bateria. Com a referència, s’ha utilitzat el valor de 14 V per sobrecàrrega i 11,5 V com a límit de descàrrega.
Protecció contra descàrrega (P2).
La funció d’aquest mòdul és assegurar que la tensió de bateria no baixi per sota d’un nivell predeterminat en fer-ne ús durant operació en portable. Si la tensió baixa per sota el llindar, el mòdul protegeix la bateria tot desconnectant-la. Quan es torna a connectar el carregador a la xarxa de 220 V, el mòdul connectarà novament la bateria per a iniciar un nou cicle de càrrega. Aquest és el mòdul responsable d’aquesta funció:
Mantenidor de tensió de sortida cap a emissora (B1 Booster).
La funció d’aquest mòdul és assegurar que la tensió de sortida cap a l’emissora es manté gairebé constant en 13,8 V, amb independència de la tensió que subministri la bateria. Aquest és el mòdul responsable d’aquesta funció:
Mesurado de tensió i corrent (V1 i V2)
Per a visualitzar la tensió de la bateria s’utilitza el següent voltímetre digital (V1):
Per a visualitzar la tensió i corrent subministrada a la emissora, s’utilitza el següent voltímetre / amperímetre digital (V2), amb un “shunt” per mesurar fins a 50 A:
Esquema del conjunt.
Hi ha una petita diferència en el cablatge del “shunt” a l’esquema respecte a l’indicat en la figura del voltímetre/amperímetre en “shunt”: el fil negre que a la figura es mostra desconnectat, s’ha connectat al negatiu, la qual cosa ha millorat lleugerament la precisió de l’amperímetre.
El Led L1 s’encèn sempre que el carregador estigui connectat o el circuit de protecció de la bateria no l’hagi desconnectat, ja sigui per l’interruptor L1 , ja sigui per el relé R1.
El Led L2 estarà encés sempre que la bateria alimenti el “Booster”.
El controlador P1 acciona el relé R1 per a obrir pas o tancar pas de la càrrega del carregador.
El controlador P2 acciona el relé R2 per a desconnectar la tensió subministrada per la bateria quan aquesta baixa d’un cert valor.
Els fusibles F1 i F2 van incorporats als relés R1 i R2 respectivament.
Disposició física dels elements i el cablatge.
Primeres proves.
Les primeres proves s’han fet amb una bateria LiFePO4 de 100Ah, pràcticament carregada al 100%. El voltímetre V1 indicava una tensió de 13,2 V. L’emissora és una Icom 9700, TX en FM i 100 W.
L’amperímetre V2 ha marcat uns 16 A, la qual cosa sembla força correcte. La tensió d’alimentació de la ràdio, indicada per V2, s’ha mantingut al voltant de 13.3 V, és a dir, una caiguda de tensió d’uns 0,5 V.
La tensió de la bateria, indicada pel voltímetre V1, ha baixat fins a 12,4 V, una caiguda de tensió de 0,8 V.
Caldrà revisar el comportament de tot plegat quan la càrrega de la bateria estigui al voltant del 50%
Conclusions
Segurament la bateria utilitzada no requeria totes les proteccions incloses en aquesta solució, ja que el carregador és del tipus intel·ligent i controla la càrrega de la bateria. Per bé que la protecció contra descàrrega pot ser d’utilitat.
Aquests tipus de bateria semblen carregar-se mantenint una tensió més propera a l’habitual en alimentació d’emissores ( 13,8V ). En qualsevol cas, el booster compensa la caiguda de tensió deguda a la corrent en el període de TX.
Caldria provar-ho amb una bateria de àcid o de gel i revisar fins a quin punt, el booster és capaç de mantenir la tensió de sortida, encara que per les seves especificacions hauria de fer-ho sense problemes.
͏͏Font i crèdits: EB3FQD – Francesc
͏͏ ͏͏ ͏
Si t’ha agradat llegir aquesta notícia, associa’t a URCAT, l’Associació Nacional dels Radioaficionats Catalans.
