Minggu, 05 Februari 2012

mengenal baterai


Mengenai baterai :
Baterai yang digunakan pada umumnya adalah jenis Ni-Cd atupun jenis NiMH. Adapun keuntungannya menggunakan NiMH adalah, tidak adanya "memory efek" yang timbul, jika baterai di isi sebelum isinya benar-benar habis (min 0,8 V per baterai), hal ini akan berakibat buruk pada baterai, dan lama kelamaan tenaga bateraipun akan berkurang. NiMH mempunyai kelemahan, bahwa baterai jenis ini harus selalu dalam kondisi terisi, terutama jika mau disimpan untuk agak lama (5, 6, 7 bulan...atau lebih), dan pada umumnya tidak mempunyai tegangan yang konstan, pada saat baterai tersebut dibebani/dipakai. Khusus untuk helikopter saya anjurkan dengan kapasitas minimum 2000 mAh (biasanya paling sedikit dengan 7 baterai), agar putaran mesin dapat lebih konstan. Baterai-baterai ini dengan penggunaan yang "normal" dapat bertahan hingga 500 kali pengisian. Adapun pengisian baterai yang paling "aman" adalah dengan 0,1C (C=kapasitas baterai) selama 12 samapai 14 jam. Pengisian dengan 0,5C atau bahkan 1C dan 2C hanya dapat dilakukan pada baterai-baterai tertentu yang mengijinkan sistem "quick-charge".
Baterai yang akan kita gunakan, dapat kita rakit sendiri. Adapun keuntungannya adalah, bahwa kita dapat memilih baterai sesuai dengan arus dan jumlah tegangan yang diinginkan. Untuk RC flight biasanya diperlukan baterai dengan min 1500mAh 7,2V sedangkan untuk RC heli diperlukan min 1800mAh 8,4V.
 
Tetang Lithium Baterai (updated on February 2009):
  Tidak dapat dihindari lagi bahwa "Lithium" baterai akan menjadi "favorit" terutama untuk para penggemar model    electric-RC sekarang ini, karena ukurannya lebih kecil, beratnya lebih ringan dan kapasitasnya lebih tinggi dari pada  baterai tipe NiCd/NiMH. Karakteristik kimia dari baterai tipe ini sangat berbeda dengan tipe baterai yang kita kenal  sebelumnya oleh sebab itu penanganannyapun cukup berbeda. Saya akan coba jelaskan sedikit (terutama kepada  rekan2 pemula) mengenai baterai tipe Lithium ini;


Ada 3 jenis baterai Lithium sekarang ini yang kita kenal dipasaran :
  • Tipe LiLo =  Maximal 4.1V/cell, dan "Cut-Off" level 2.5V/cell, Voltage Level = 3.6/cell
  • Tipe LiPo =  Maximal 4.2V/cell, dan "Cut-Off" level 3.0V/cell, Voltage Level = 3.7/cell
  • Tipe LiFe =  Maximal 3.6V/cell, dan "Cut-Off" level 2.0V/cell, Voltage Level = 3.3/cell
Yang paling umum digunakan untuk rc-model adalah tipe LiPo (standar tahun 2009) sedangkan "simple" charger yang tersedia umumnya hanya untuk charging baterai tipe LiPo, kecuali beberpa tipe computerized charger yang salah satunya adalah  e-Station BC6 dari BANTAM dapat digunakan untuk charging ketiga baterai Lithium tersebut diatas. Penanganan baterai jenis LiPo pada umumnya adalah harus sangat hati-hati!!! Jika kita berniat hanya mau coba2 saja dengan baterai ini ataupun tidak mau memperhatikan jenis chargernya (mau coba2 menggunakan charger biasa), maka sebaiknya kita tidak mencoba untuk menggunakan baterai tipe ini. Arus yang terlalu besar dapat mengakibatkan baterai "meledak", hubungan pendek akan langsung merusak baterai, demikian pula dengan tegangan yang terlalu rendah (dibawah 3V pada jenis LiPo)pada saat "discharge".  Charging LiPo harus selalu menggunakan charger spesial untuk LiPo dan tidak boleh menggunakan charger yang lain. Perhatikan jika kita membeli charger terpisah dengan baterainya, apakah charger tsb bisa di "set" untuk berbagai macam Lithium baterai, dalam hal ini perlu di set untuk LiPo bahwa tegangan maximum yang diperbolehkan adalah 4.2V/cel!! Perhatikan pada saat mulai charging, apakah jumlah baterai sesuai dengan setting pada charger yang telah ditentukan sebelumnya, (ini sangat penting!!). Mungkin rekan2  agak sedikit bingung mengenai kabel baterai jenis Li, karena adanya kabel tambahan selain kabel positif dan negatifnya. Kabel ini kita sebut "balance-cable"  yang terhubung dengan masing2 cel di setiap paket baterainya. Hubungkan senantiasa "balance" kabel dengan charger yang mempunyai kemampuan untuk "balance-charger". Perlu diperhatikan disini bahwa "balancing" pada jenis Lithium baterai sebenarnya adalah merupakan keharusan, karena jika ada salah satu cel yang rusak pada paket baterai dan tidak terdeteksi, kondisi baterai menjadi tidak optimal dan proses charger berikutnya dapat merusak lebih banyak lagi baterai (paket baterai juga bisa "meledak" walaupun charger sudah di set sesuai dengan jumlah cel dalam satu paketnya). Jadi selalu gunakan "balancer" jika memang charger anda tipe charger LiPo biasa (balancer tidak terintegrasi di dalam charger). Namun saya sarankan lebih baik untuk membeli "balance-charger" saja untuk lebih memudahkannya (two in one).

  Contoh hubungan baterai ke charger : + baterai ke + charger, - baterai ke - charger, dan balance connector.







Beberapa hal penting yang perlu diperhatikan pada saat charging:
  • Untuk selalu mengawasi proses charging Lithium baterai dan charging process tidak boleh ditinggalkan begitu saja (contoh, charge dari malam hari ke pagi dan kita tinggal tidur). Ini karena proses charging Lithium lebih "sensitif" dan harus lebih "dikontrol". 
  • Selalu menggunakan alas untuk charger yang tidak mudah terbakar, untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan. 
  • Sebaiknya baterai tidak di charge melebihi "1C", kecuali memang diperbolehkan oleh pabrik pembuatanya (lihat lagi spesifikasi baterai). Saya pribadi lebih senang dengan 1/2C atau bahkan 1/4C untuk memperpanjang umur baterai.
  • Jika pada saat charging paket baterai menjadi "kembung", secepatnya matikan charger, letakkan baterai di area yang aman (luar ruangan), tunggu beberapa jam (~2jam), lalu "discharge" baterai tersebut (bisa menggunakan lampu dengan tegangan yang sesuai, sampai lampu benar2 mati) dan buanglah paket baterai tersebut (jangan digunakan lagi).
  • Jika rc-model pesawat yang menggunakan Lithium baterai jatuh, keluarkan baterai perlahan-lahan dari tempatnya, cek kondisi baterai, lalu diamkan beberapa menit (~20min)  sebelum disimpan. Ini dilakukan karena bisa saja ada "short" ketika baterai terbentur dengan keras.
  • Charge baterai tipe ini selalu di area yang terbuka dan cukup ventilasinya.
Sama sepeeti model baterai NiCd/NiMH, "C" pada Lithium baterai juga menggambarkan kapasitas baterai tersebut.  Jika sebuah paket baterai Li mempunyai kapasitas 2200 mAh, maka baterai tersebut secara teoritis dapat memberikan kapasitas sebesar 2200mA selama satu jam (=1C) ataupun 4400mA selama setengah jam (=2C)...dst.  Lithium baterai mempunyai keterbatasan besarnya arus yang dapat dihasilkan tergantung dari kapasitanya. Oleh karena itu Lipo dapat di hubungkan secara "paralel" untuk meningkatkan kapasitas paket baterainya. Jika kita menghubungkan 2 cell baterai 2000mAh secara paralel, maka praktis kapasitas baterai menjadi 2C (4000mAh) dengan tegangan yang sama (tidak berubah). Dengan kondisi ini jika kita melakukan "discharge 2C" pada paket sebelumnya hanya didapakan 4000mAh, sedangkan pada paket paralel kita mendapatkan 8000mAh.  Dengan ini maka paket Lithium baterai juga menggunakan simbol "SxPx" yang artinya berapa cel disusun secara "seri" dan berapa disusun secara "paralel". Jadi jika kita melihat indikas "3S4P" dan 2100 mAh setiap cell/ baterai artinya ada 12 cell baterai pada paket tersebut dengan tegangan sebesar 3S (karena susuan seri adalah yang selalu menentukan jumlah tegangan baterai). Jika paket baterai mempunyai kemampuan maximum "discharge" 6C, maka nominal voltage baterai adalah 11.1V (3 x 3.7V) dan maximum "discharge" rate-nya adalah 50.4Ah (2100mAh x 6 x 4). Note : Voltage level/ standar tegangan untuk LiPo adalah 3.7V.
Radio Pemancar (Transmitter):
Berbagai macam jenis transmitter yang dapat digunakan untuk model RC. Paling kiri adalah type Tx yang pada umumnya hanya digunakan untuk model RC car. Harap diingat, ketika sedang menerbangkan model RC, frekuensi yang digunakan harus kosong! (tidak  digunakan oleh penerbang lain). "Modul" frekuensi dari setiap transmitter harus dapat ditukar sesuai dengan frekuensi yang kita inginkan.
 
 
 
 
Disini saya berbicara khusus untuk model yang bertenaga baterai, untuk pesawat, minimum diperlukan 3 kanal, sedangkan untuk heli sebaiknya minimum 5 kanal. 
Adapun kanal tersebut diperlukan untuk kedua model sbb :
  • Pesawat : ch1 Speedcontrol, ch2 Rudder, ch3 Elevator (jika ada extra kanal tentunya dapat ditambahkan dengan ch4 Aeleron, ch5 Flap, ch6 Roda pesawat....dll)
  • Helikopter : ch1 Speedcontrol, ch2 Kemudi depan, ch3 Kemudi samping, ch4 Tailrotor, tentunya yang ini dengan option "fix-pitch". (Disarankan untuk heli, minimum menggunakan radio 5 kanal, sehingga ada tambahan ch5 Collective Pitch).
Sebelum servo maupun receiver dipasang didalam RC model, ada baiknya dilakukan "test" dahulu, apakah semua bagian berfungsi dengan baik. Seperti gambar disamping ini, servo, receiver dan baterai dihubungkan, dan sekarang kita coba gerakkan stick transmitter. Servo harus bergerak sesuai dengan arah maupun jauhnya gerakan stick Tx dari posisi netral/tengah.


 
Terutama untuk helikopter sebaiknya menggunakan radio/transmitter yang menggunakan sistem komputer, sehingga fasilitas revo-mix, dual-rate, servo-trimming, autorotation, Idle-Up (dan masih ada beberapa option lagi) bisa diatur secara tepat. Penting bagi pemula adanya extra option variable gas & pitch sehingga heli dapat lebih mudah untuk "hover".Beberapa option yang utama (karena cukup banyak dan tergantung dari kemampuan transmitternya), saya akan jelaskan disini. 
Pesawat :
  1. Dual Rate : posisi "lengan" servo dapat di set ke sudut tertentu dengan menggunakan extra switch
  2. Servo-Trimming : posisi "lengan" servo dapat di set ke posisi netral dengan parameter transmitternya
  3. Flaps : posisi aeleron dapat di set sehingga gerakannya searah (dapat digunakan untuk "soft-landing" pesawat)
Helikopter : (seperti yang option pesawat tanpa flaps, plus...)
  1. Revo-Mix : menyesuaikan perputaran baling-baling utama dengan baling-baling ekor, sehingga membantu heli untuk tidak berputar ketika "hover"
  2. Autorotation : kemampuan baling-baling  untuk berputar terus ketika motor dalam kondisi "off " (dapat dugunakan untuk "soft" maupun "emergency" landing).
  3. Idle-Up : kemampuan untuk men-"set" motor pada "rpm " tertentu (konstan).
Center of Gravity (CG =Titik Berat) :
Beberapa contoh baling-baling untuk "Electric-Heli"
Baling-baling utama helikopter, perlu di kontrol CG-nya sebelum boleh berputar pada kecepatan tinggi. Tanpa setting CG yang benar, heli akan mengalami vibrasi, dan pengendalian akan sangat sulit sekali. Adapun cara pengontrolan CG adalah :
  • Gunakan sebuah penggaris yang didirikan, lalu letakkan salah satu balingnya, dan setelah "balance" beri tanda. Lakukan pada baling-baling kedua, lalu beri tanda juga. Dan sekarang bandingkan tanda tersebut. jika ternyata lokasinya tidak sama (> 1mm), maka yang letak CG-nya lebih luar adalah yang benar. Lekatkan sticker pada baling yang CG nya agak kedalam, sampai persis kedua CG tersebut sama, artinya mereka sudah  "Dynamic-Balance".
  • Kedua baling-baling lalu ujungnya di isolasi (dengan "tape"), sekarang letak pertemuan mereka diletakkan di atas penggaris, tidak boleh berat sebelah, jika ternyata salah satu baling lebih ringan, maka perlu diberi sticker pada baling tersebut, tepat di CGnya. Sekarang mereka juga "Static-Balance".
Heli hanya boleh terbang, jika sudut pitch telah di "set", dan dinamik, serta statik keseimbangan telah dicapai.
Gyro/Autopilot :
Ini Gyro yang saya gunakan, Futaba FP-G 154
Bagi yang belum pernah menggunakan gyro (mutlak untuk model heli), tentunya sering bertanya-tanya, apa fungsi dari gyro/autopilot ini. Sebenarnya dari kata "autopilot" mungkin kita sudah bisa menerka fungsinya, sebagai pengendali otomatis. Untuk heli, maka yang akan dikendalikan adalah tailrotor. Jadi pada prinsipnya, servo untuk tailrotor dikendalikan oleh transmitter (manual), dan oleh gyro (automatic), dengan tujuan, agar ekor heli (bagian heli yang agak kritis...) dapat lebih stabil dan hanya memerlukan sedikit pengendalian saja. Jadi, jika ada yang bertanya, apakah tanpa gyro juga kita bisa menerbangkan heli, jawabnya ya.... tapi pengendalian heli akan sangat sulit sekali (bayangkan angin kecil yang selalu bertiup setiap saat akan mempengaruhi stabilitas tailrotor). Bagaimana cara bekerjanya gyro ? Secara alamiah tidak begitu sukar untuk memahaminya, tapi secara teoritis, perlu adanya sedikit pengetahuan mengenai dasar-dasar fisika (bisa ditinjau mengenai gaya "precession"). Bayangkan, kita ikat ban sepeda pada satu sisi sumbunya, lalu digantung. Maka pada keadaan tidak berputar, posisi ban sepeda tersebut akan horizontal, sekarang kita putar dengan kecepatan lumayan, maka ban sepeda tersebut akan berusaha bergerak naik ke atas pada posisi vertikal....Demikian pula cara kerja gyro (yang mekanik). Cukup mengenai sedikit teori.. :-)  Ada dua macam jenis gyro, elektronik & mekanik, dan parameter yang bisa di setting pada umumnya adalah :
  • Sensitivity : kepekaan gyro terhadap gerakan heli (umumnya 0....10)
  • Reverse Switch : jika gerakan tailrotor tidak sesuai dengan gerakan servo (artikel Helikopter), maka. servo dapat di reverse
  • Heading Hold : untuk menstabilkan heli pada posisi "middle-stick"
Saya anjurkan menggunakan yang elektronik (mis: piezo gyro), sehingga lebih kecil dan ringan, serta kebanyakan mempunyai fungsi yang lebih luas dibandingkan mekanik gyro.
Ni-Cd Charger (Alat Pengisi Baterai Ni-Cd) :
Ada puluhan atau bahkan ratusan charger yang bisa kita lihat di toko, tapi khusus untuk electric model, hanya charger tertentu saja (spesial untuk model RC) yang sebaiknya digunakan. Pada umumnya, prinsip kerja semua charge itu sama, alat ini dapat memberikan arus konstan dengan tegangan yang disesuaikan oleh beban (baterai), hanya untuk baterai RC, charger ini perlu mempunyai fasilitas-fasilitas tambahan, sehingga baterai dapat "diisi" dengan penuh/sesuai kapasitasnya. Adapun beberapa fasilitas yang umum adalah :
  • Mempunyai fungsi "quick-charge", biasanya 1A-5A (hati-hati dalam penggunaanya, harus disesuaikan oleh kapasitas baterai!!!, contoh : untuk Ni-Cd 2000 mAh pengisian dengan 4A tidak boleh melebihi 30 min!!!)
  • Adanya fungsi "discharge" (hingga 0,8V-1V per celll), sebelum pengisian baterai, sehingga tidak timbulnya memori-effek yang dapat mengurangi kemampuan baterai.
  • Adanya system "cut-off" jika suhu baterai melebihi temperatur yang telah di set sebelumnya (sekitar 45 derajatC)
  • Mempunyai kemampuan "doubble- input", baik dari 220V maupun 12V (aki mobil)
  • Auto-stop, jika baterai telah mencapai kapasitasnya
  • Adanya "display", yang menunjukkan arus dan tegangan, ketika sedang pengisian
  • Mempunyai kemampuan "voltage-regulator" sehingga memungkinkan pengisian baterai lebih dari 7 cellls.
Jika hanya mempunyai charger yang "biasa" saja, maka perlu adanya kontrol terhadap arus ke baterai (dengan multimeter) pada saat pengisian, pengosongan baterai dapat dilakukan dengan menggunakan 12V, 20W lampu motor (perhatikan untuk melepas lampu tersebut, jika voltage per celll sudah sekitar 0,8V), dan untuk pengisian baterai lebih dari 7 cellls, arus secara periodik perlu di kontrol, dan jika arus berkurang," charge-time" perlu diperpanjang. Baterai yang baik adalah merupakan suatu keharusan (terutama untuk electric heli), dan tanpa didukung oleh charger yang baik, maka kemampuan bateraipun tidak akan bisa optimal.
Storing (Motor Interference) :
Ini adalah salah satu hal yang paling sering dihadapi oleh para electric modeler, yaitu gangguan penerimaan pada receiver, sehingga servo dapat bergerak-gerak (sedikit atau kadang-kadang cukup banyak), tanpa adanya perintah dari control-stick, kita menyebutnya "Radio-Interference". Pada saat e-motor berputar dengan rpm tinggi, "brush" akan selalu mengeluarkan percikan api dan juga frekuensi, yang dapat mengganggu frekuensi dari transmitter (oleh karena itu receiver sebaiknya diletakkan jauh dari posisi motor), dalam keadaan tidak menguntungkan, pesawat/heli tidak dapat lagi dikontrol, dan akibatnya tentu "crash". Cara mengurangi interference ini adalah dengan memasang keramik kapasitor (biasanya 4,7 nF-100nF), pada negatif dan positif motor ke body. Sedikit secara teoritis bisa saya jelaskan, bahwa jika body motor tsb. kita anggap sebagai ground/minus, maka frekuensi tinggi yang dipancarkan oleh motor akan "dihubung-singkatkan" oleh kapasitor ke ground, berarti pancarannya akan diredam (reduksi). Oleh karena itu, pemasangan kondensator pada motor model electric adalah merupakan keharusan!!! Sebagai tambahan untuk mengurangi storing ini, juga dapat dilakukan :
  • Posisi receiver dipasang sejauh mungkin dari motor
  • Antena receiver jangan sampai digulung, tapi kalau bisa dibentangkan
  • Menggunakan extra coil/lilitan spesial untuk motor interference-reduction
  • Atau.... menggunakan receiver+transmitter dengan mode PCM (Puls Code Modulation)
Perlu diperhatikan dalam pemasangan kondensator ke motor, bahwa lokasinya harus sedekat mungkin dengan motor (kaki Cap. dipotong sependek mungkin!)



Volt-Timer :
Alat yang juga dapat cukup membatu jika kita menggunakan baterai charger sederhana adalah sebuah "Timer". Seperti yang telah diuraikan diatas, perlunya kita mematikan arus, jika baterai sudah tersisi penuh untuk mencegah kerusakan pada baterai. Dengan charger yang bagus (contoh computer-charger) hal ini akan dilakukan oleh alat tersebut secara otomatis (adanya peak-detector, temp-sensor, etc), tapi dengan charger sederhana (contohnya buatan sendiri), kita perlu menentukan lamanya waktu untuk charging, jadi dengan timer ini, listrik ke charger akan dimatikan sesuai dengan waktu yang telah kita set sebelumnya. Saya anjurkan utk menggunakan timer, jika kita melakukan charging dengan charger biasa.
Multimeter
Pengukuran tegangan atau arus listrik dapat dilakukan oleh sebuah multimeter. Alat ini sangat penting, terutama dalam proses "charging" & "discharging" baterai. Sebaiknya kita mempersiapkan sebuah "digital" multimeter, agar pembacaannya dapat lebih akurat. Minimum option yang dibutuhkan pada multimeter adalah :
AC & DC : 200 mV ~ 400V, DC : 200uA ~ 10A
Pengukuran "Volt" biasanya dibutuhkan kita pada proses "discharging" & "Ampere" pada saat proses "charging"

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar