Electricidad Basica Para Aeromodelismo Jose Maria

ELECTRICIDAD BASICA PARA AEROMODELISMO. (y lo que haga falta V2) Intentare explicar los conceptos básicos necesarios de electricidad para aplicar en aeromodelos eléctricos. Como no se pretende sentar una cátedra omito alguna teoría básica eléctrica disponible en wikipedia etc. La correcta utilización y dimensionado de los distintos componentes, batería, regulador, motor, hélice etc. supondrá un aspecto importante en la practica de nuestra afición. Pues permitirá optimizar y mejorar el rendimiento de nuestros nuestros equipos. 1.1 CORRIENTE ELECTRICA, CONDUCTORES Y AISLANTES 1.2 LEY DE OHMM 1.3 SILMIL HIDRÁULICO 1.4 POTENCIA Y ENERGIA ELECTRICA 1.5 ESQUEMAS, CONEXIÓN EN SERIE Y EN PARALELO 1.6 MEDIDAS ELECTRICAS, EQUIPOS DE MEDIDA 1.7 CONECTORES EN AERMODELISMO Y SOLDADURA ELECTRICA. 2.1 BATERIAS 2.2 POLIMERO DE LITIO (Lipo) 2.3 LAS CES Y SU RELACIÓN CON EL TIEMPO DE DESCARGA 2.4 CONCEPTO DE RESISTENCIA INTERNA DE UNA BATERIA. 2.5 EQUILIBRADO DE LIPOS 2.6 EQULIBRADOR DE LIPOS 2.7 ELIGE TU PACK DE LIPO 3.1 AC & DC, CORRIENTE ALTERNA (CA) CORRIENTE CONTINUA(CC) 4.1 REGULADOR Y BEC 4.2 REGULADOR BRUSHLESS 4.3 PROGRAMACION 4.4 BEC 4.5 ALIMENTACION INDEPENDIENTE 4.6 ELIGE TU REGULADOR 5.1 MOTORIZACION ELECTRICA 5.2 PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE UN MOTOR BRUSHLESS 5.3 EMPUJE ESTATICO, POTENCIA, RENDIMIENTO Y VELOCIDAD 5.4 ELIGE TU MOTOR 5.5 PRUEBAS Y COMPARATIVAS 5.6 CONJUNTO HELICE MOTOR LIPO 1.1 CORRIENTE ELECTRICA, CONDUCTORES Y AISLANTES Se define la corriente eléctrica como un flujo de electrones que circulan por un conductor eléctrico debido a una diferencia de potencial o voltaje. Conductor eléctrico es el material que transmite la electricidad, ejemplo de conductores son los metales.

Esperamos que sea de gran ayuda y gracia a José María.Club Cierzo

Electricidad básica para aeromodelismo

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resistencia eléctrica de un material es la oposición que encuentra la corriente eléctrica para circular por dicho material, Su valor viene dado en ohmios se designa con la letra griega omega mayúscula (Ω) Aislante eléctrico, es un material que no es conductor de la electricidad, por ejemplo la mayoría de los plásticos, cristal, cerámica etc. Un circuito básico consistiría en una batería de 4V de voltaje que al conectar a sus bornes una bombilla se produciría una corriente eléctrica, el filamento de la bombilla se podría incandescente puesto que es una resistencia eléctrica emitiendo luz y calor. El voltaje o diferencia de potencial (U) reside en la batería, se mide en voltios (V), la resistencia eléctrica ( R) se mide en ohmios (Ω) y en este caso seria la bombilla, y al conectar a través de un conductor eléctrico la batería a la resistencia se producirá una corriente eléctrica que se mide en amperios (A) que es un flujo de electrones por unidad de tiempo. 1.2 Ley de ohmm La ley de ohmm nos viene a decir que la corriente eléctrica que circula por un circuito es directamente proporcional al voltaje aplicado e inversamente proporcional a la resistencia del circuito en ohmios

I = U / R Donde I es la intensidad de corriente eléctrica en amperios (A), U es la diferencia de potencial o voltaje en voltios (V) y R es la resistencia en ohmios (Ω), de esta ecuación salen dos mas despejando la primera, ecuaciones básicas.

U = R x I, R= U / I Entender este concepto es fundamental para entender las motorizaciones eléctricas, por si alguien no termina de ver esto pondremos un símil hidráulico. 1.3 SILMIL HIDRÁULICO



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Tenemos dos depósitos de agua conectados mediante una manguera, donde la altura de uno respecto al que esta abajo representaría la diferencia de potencial o voltaje, la manguera gorda representa al conductor eléctrico y la manguera fina la resistencia eléctrica. A primera vista los casos A y B tienen el deposito mas alto símil de mayor voltaje soltaran el agua con mas fuerza, pero claro los litros por segundo (intensidad eléctrica) dependerán también de la resistencia, a mas resistencia menos litros por segundo (intensidad eléctrica) Caso A, I = U/R................3 V / 2 Ω = 1,5 A Caso B, I = U/R................3 V / 1 Ω = 3 A Caso C, I = U/R................1 V / 2 Ω = 0,5 A Caso D, I = U/R................1 V / 1 Ω = 1 A Como demuestran las matemáticas el caso B es el que más litros por segundo circulan por su manguera, esta mas alto y su resistencia es menor. 1.4 POTENCIA Y ENERGIA ELECTRICA



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Se define el concepto de potencia eléctrica el producto de la intensidad de corriente ( I ) en amperios por el voltaje (U) en voltios y cuya unidad es en vatio (W) W = U x I, U= W / I, I = W / U Aparece en las características de aparatos eléctricos para poder distinguir en comparación con otros su capacidad de calentar en el caso de un radiador eléctrico, de iluminar de lámparas incandescentes. Siempre y cuando respetemos sus características como el voltaje aplicado, También puede aparecer en las características de un motor brushless o los requerimientos en potencia eléctrica de la motorización de un aeromodelo para orientarnos sobre la motorización requerida. Tenemos un radiador eléctrico domestico de 220 V que nos indica el tipo de red eléctrica a conectar y de 1000 W de potencia eléctrica máxima que nos da una idea de su capacidad de calentar también nos puede orientar cuanto dinero nos va a valer ponerle en funcionamiento, por este radiador circula una intensidad de corriente de I = W / U, 1000 / 220 = 4,5 A Tenemos un hipotético radiador de 12 V y 1000 W para batería de coche de 12 v, por este radiador circula una corriente de I = W / U, 1000 / 12 = 83 A La conclusión es la siguiente, lo que importa a la señora Maria que se quiere calentar no es precisamente los amperios que consume el radiador que ni sabe su existencia, le importa la máxima capacidad de calentar para no pasar frío, esto es directamente proporcional a los 1000 W y el tiempo que lo tenga enchufado, por tanto si tiene en casa 220 V en su red eléctrica comprara un radiador especifico para 220 V (1000 W) y sí su hipotética red es de 12 V comprara un radiador especifico para 12 V (1000 W) Queda evidenciado pues que para lograr la misma potencia eléctrica (1000 W) a menor voltaje mayor intensidad, podemos jugar un poco con este planteamiento pero deberemos de tener algunas cosas en cuenta: Cuando subimos el voltaje por ejemplo a 2.000 V resulta más difícil de aislar y es más peligroso su manejo, como virtud es que al circular menor intensidad calienta menos los cables, conexiones y interruptores, llega mejor a su destino. ( inviable domésticamente) que no imposible. La alta tensión se transporta mejor que la baja tensión. Por el contrario si bajamos el voltaje a 12 V es nada peligroso, muy fácil de aislar pero para la misma potencia necesitamos 83 A, necesitamos cable, conexiones interruptores que soporten esta enorme corriente (inviable domésticamente) que no imposible. En aeromodelismo trabajamos de 4 a 20 V aprox. A nadie le dan descargas eléctricas pero si se calientan los cables, ponemos especial atención a los conectores (banana dorados de 4 ó 6 mm etc) cables gordos con aislante de silicona que no se derritan con los calentones esporádicos. Se trabaja con mayor intensidad para conseguir los mismos vatios (W) Se podría decir que tenemos la baja tensión como condicionante, y se trabaja a 5 - 20 V por que las baterías ofrecen bajo voltaje,



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Tenemos pues dos ecuaciones imprescindibles de la electricidad, sin esto son difíciles de entender otras cosas que si nos son necesarias a no ser que tengamos fe en quienes si lo entiende.

I= U /R W= U x I Cual será la resistencia de las dos versiones del radiador de la señora Maria Del que se conecta a 12 V tenemos el voltaje y potencia por tanto se halla la intensidad I = W / U, 1000 w / 12 v = 83 A, Ahora tenemos voltaje e intensidad se deduce la resistencia R = U / I = 12 V / 83 A = 0,146 Ω Del que se conecta a 220 V tenemos el voltaje y potencia por tanto se halla la intensidad I= W / U, 1000 w / 220 v = 4,5 A Ahora tenemos voltaje e intensidad se deduce la resistencia R = U / Y = 220 V / 4,5 A = 48 Ω Podemos pues conectar el radiador de 220 V a la red de 12 V pero ni se inmutara pues tiene mucha resistencia eléctrica, apenas circulara electricidad y la señora Maria se coge el resfriado, veamos que sucede: I = U / R = 12 v / 48 Ω= 0.25 A; W= 12 V x 0,25 A = 3W Como se le ocurra conectar el radiador de 12 V a la red de 220 V, aumentara la corriente de forma drástica pues apenas hay resistencia eléctrica y saltaran las protecciones (disyuntores) o se quemara la instalación eléctrica. Este seria el concepto de cortocircuito. I = U / R = 220 / 0,146 Ω = 1500 A Puesto que en aeromodelismo tenemos la circunstancia del bajo voltaje se trabaja con mucha corriente eléctrica, se evitan los interruptores y se pone atención a los conectores. Lo que he pretendido demostrar es que hay que tener muy en cuenta las especificaciones de cada aparato eléctrico, Una cosa es que un motor sea según el fabricante de 180 W que es el producto del máximo voltaje y máxima hélice para ese motor. Y otra distinta es la potencia eléctrica que nos va a consumir con nuestra configuración, que podrá ser menor o superior para desgracia de los componentes de la motorización. ENERGIA ELECTRICA



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Evidentemente la señora Maria sabe que por muchos vatios que tenga su radiador tiene que enchufarle a la red eléctrica un tiempo para que pueda calentar la habitación, Energía eléctrica es el producto de la potencia eléctrica por tiempo y su unidad mas conocida de aplicación en las tarifas eléctricas es Kw /h, eso es lo que pagamos en nuestra factura por eso procuramos tener el radiador enchufado el tiempo imprescindible. UN POCO DE MAGNITUDES Y UNIDADES El vatio, Amperio, voltio, son unidades pero para determinadas utilidades se utiliza magnitudes como el kilometro que son 1.000 metros 1 GIGA..............1.000.000.000, 1 MEGA……….1000.000, 1 Megahercio, Mhz = 1.000.000 hz 1 KILO ……….1.000, 1 Kilovatio = 1000 vatios , 1 Kilovoltio = 1000 voltios 1 UNIDAD…….1 , ejemplo: vatio, amperio, Ohmio, voltios 1 MILI…………0,001 unidades, 1.000 miliamperios = 1 amperio 1 MICRO ……0,000001 unidades, 1.000.000 microfaradios = 1 faradio Es el momento de volver al principio si algo no has entendido, y si persistiendo aun no lo consigues preguntas por los foros 1.5 ESQUEMAS, CONEXIÓN EN SERIE Y PARALELO. Un esquema es la representación grafica de un circuito eléctrico, es necesario dibujarlo en el papel y entenderlo para después montarlo. Para simplificar su entendimiento y representación se dibuja una sola batería a pesar que puede ser de varias en serie y una sola resistencia que suelen ser varios componentes. En la figura A aparece el esquema básico de una batería lipo de 2S (dos elementos en serie), cada uno de ellos tiene su terminal positivo y negativo, para sumar los voltios de estas baterías se conectan en serie, se une el positivo de una con el negativo de la otra.



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En el esquema de la Fig. B se puede apreciar el mismo esquema de la Fig. A al que hemos añadido dos equipos de medida eléctrica, un voltímetro y un amperímetro. El voltímetro deberá ser de resistencia infinita no permitiendo el paso de la corriente y su conexión es en paralelo con la batería en este caso que nos interesa medir. La conexión del amperímetro debe de hacerse en serie con el circuito, la totalidad de la corriente eléctrica que circula por el circuito debe de atravesar el amperímetro para que este haga una medida, su resistencia debe de ser 0 Ω ohmios, es decir permite totalmente el paso de la corriente. En la figura B se puede apreciar el sentido convencional de la corriente de positivo a negativo, representa el sentido por el que circulan los electrones a través del hilo conductor y la resistencia. Como el voltímetro tiene resistencia infinita no circula corriente a su través, y como el amperímetro tiene resistencia cero circula sin dificultad. La figura C representa la resistencia del circuito que vamos a analizar en una motorización eléctrica de un aeromodelo, esta incluido el regulador, bec, motor brushless, receptor y servos. Para analizar nuestro circuito vamos a tratar este conjunto como una sola resistencia a la que aplicamos corriente continua de la batería. Esta resistencia tendrá un valor diferente dependiendo del mando de gas por citar el más importante. Si por error conectamos un amperímetro en paralelo con un voltaje a medir haremos un cortocircuito y se fundirá el fusible si lo tiene, y si intercalamos un voltímetro en serie se quedara el circuito abierto y mediremos voltaje de la batería a través de la resistencia. CONEXIÓN EN SERIE Y PARALELO Son conceptos fáciles pero que a veces cuesta entender, imaginemos una batería y una resistencia, su conexión es en paralelo pero es que tampoco cabe en este caso otra forma de conexionado, una vez tenemos este circuito básico al incorporar la segunda resistencia tenemos dos posibilidades: Resistencia en serie FIG D, La resistencia total del circuito es la suma de las dos resistencias y circula menos corriente eléctrica, recordar la ley de ohmm mayor resistencia menor corriente, por tanto al intercalar dos resistencias iguales en serie



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disminuye la corriente a la mitad que si solo conectamos una, por que hemos aumentado la resistencia al doble. Otra consecuencia es que si medimos el voltaje o ddp en bornes de la resistencia se mide la caída de tensión de esa resistencia de 6 V justo la mitad de 12 V de la batería en resistencias del mismo valor. Para calcular la caída de tensión en cada resistencia conectada en serie se aplica la ley de ohmm que en este caso seria, U= R x I, 1 ohmm x 6 A = 6 V Resistencia en paralelo FIG E. Podemos destacar que las dos resistencias tienen el mismo voltaje y la intensidad que debe de suministrar la batería es el doble que si hubiera solo una resistencia (en resistencias del mismo valor), La conexión en paralelo es la mas conocida en la vida cotidiana, cuando añadimos un servo, añadimos un regulador mas y un motor mas (aeromodelos bimotor) lo hacemos en paralelo, por lo que el voltaje recibido es el mismo pero la corriente que debe de suministrar la batería aumenta, es decir si un motor consume 12 A si ponemos dos iguales en paralelo el conjunto consume 24 A.

Conexión de baterías en serie, Es una practica habitual, la batería de nuestro coche tiene una serie de “vasos” o baterías de plomo en serie hasta lograr 12 V, y el resto de baterías para aeromodelismo su presentación es en serie, Digamos que aumentamos el voltaje por un lado manteniendo su capacidad, por lo cual sumamos la potencia del pack las de cada célula. Configuración 3S1P, tres en serie (Fig. G) en Conexión de baterías en paralelo, Es menos vista pero existen grandes packs de LIPO que vienen baterías en serie y a su vez con otro idéntico pack en paralelo, con esto mantenemos el voltaje de cada pack en serie y doblamos así su capacidad en mA, dos packs de 3S cada uno (11v) 2500 mA en paralelo dan un total de 11V y 5.000 mA, configuración 3S2P dos pack en paralelo de tres baterías en serie (Fig. F). Creo que para la practica de nuestra afición es suficiente saber que el voltaje de las baterías en serie se suma manteniendo su capacidad y la capacidad de las baterías en paralelo se suma manteniendo su voltaje, siempre usando células iguales para hacer estas combinaciones.



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Las resistencias en paralelo reciben el mismo voltaje y se suma la corriente que se debe de suministrar al conjunto, 1.6 MEDIDAS ELECTRICAS, EQUIPOS DE MEDIDA Desde el punto de vista del calculo y diseño de un conjunto motorización eléctrica el conjunto formado por el regulador, motor, receptor, servos, etc. es una sola resistencia eléctrica simple que cambia su valor en ohmios y por tanto su consumo en amperios en gran medida que damos gas al motor y en pequeña medida cuando actuamos los servos, los cálculos corresponden al consumo máximo del conjunto en amperios cuando damos gas al máximo. Se ignora el hecho que el regulador convierte la corriente continua en pulsos de corriente con una frecuencia determinada aplicado a un bobinado como es el motor brushless, con las consecuencias que esto tiene. El siguiente dibujo representa la forma “clásica” en la que mediríamos en nuestra mesa de trabajo tanto el voltaje del circuito como la corriente que circula por él.

Tenemos conectada una batería lipo de 11V a un regulador brushless, pasamos a través del amperímetro uno de los cables que unen la batería al regulador, y se conecta en serie un voltímetro para medir el voltaje que la lipo aplica al regulador brushless



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Para medir la intensidad y voltaje tenemos:

1- Sonda amperietrica o amperímetro shunt, únicamente medimos corriente eléctrica, consiste en una pequeña resistencia conectada en serie en el circuito y midiendo en escala 200 mV cc con el polímetro su caída de tensión nos da la intensidad del circuito, por ejemplo medimos 20 mV correspondería a 20 A. (ver especificaciones del fabricante) (20€ aprox) 2- vatímetros específicos para nuestra afición, nos miden a la vez corriente eléctrica y el voltaje y calcula su producto en vatios, y algunos datos mas, se conecta al vatímetro por un lado la fuente, batería en este caso respetando positivo y negativo y por el otro la carga que es el regulador. ( 50 € aprox) 3º- pinza amperimetrica de corriente continua, que nos permite medir la corriente eléctrica en amperios que circula por un cable sin conectar nada, basta con poner su pinza sobre el cable, (80 € aprox) 4º Polímetro, que como su nombre indica hace varios tipos de medida eléctrica, mide voltios sobradamente para nuestras lipos, intensidad eléctrica hasta 10 – 15A lo que le hace insuficiente para la mayoría de nuestras medidas y hace algunas medidas mas en las que no voy a entrar. Antes de hacer una medida hay que fijarse bien la escala y en la unidad del aparato , por ejemplo si vamos a medir una lipo de 3S deberemos de poner su escala en 20 Vcc, y si medimos lipos de 6S debemos de seleccionar un voltaje en continua mayor que el que vamos a medir. Leer instrucciones especificas del fabricante. Para nuestras necesidades que son básicas nos vale el más básico. (10 € aprox) 1.7 CONECTORES EN AERMODELISMO Y SOLDADURA ELECTRICA. Sabemos que tenemos un problema con la corriente eléctrica crónico, además sabemos que un pequeño fallo termina con nuestro modelo destrozado por el suelo, una solución son los conectores de banana. Los tenemos de 2mm (10 A) - 3,5mm (25 A) – 4mm (35 A) - 6mm ( 50 A) etc, para los diferentes rangos de corriente que soportan, se utilizan el las baterías lipo, en los reguladores para conectar la lipo y para conectar el motor brushless, en los cargadores para conectar la batería para cargar.



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A) conectores de 2mm, 3,5mm y 4 mm, termoretráctil para usar como aislante B) Para soldar el conector al cable se utiliza un soldador de estaño, se retira 3 mm de

aislante de un extremo del cable a soldar y situando la punta pelada en el conector y sobre un cartón mártir y se le insiste para que coja temperatura, se prueba hasta que derrite el estaño, se le aplica estaño hasta que quede relleno el hueco, se retira soldador y se deja enfriar.

C) Se cubre la soldadura y el trozo de conector adecuado con termoretractil del color adecuado y se aplica calor, con el soldador que tenemos a mano.

Los conectores de banana se venden en parejas de macho hembra y se deben de cubrir de termoretractil, una vez soldados, yo los distribuyo de la siguiente manera que no tiene por que ser la única posibilidad: Batería: positivo macho con termoretractil rojo. Negativo hembra termoretractil negro Cargador y regulador: positivo hembra con termoretractil rojo Negativo macho termoretractil negro. Aconsejo para las conexiones de batería, cargador y regulador utilizar exclusivamente cable de silicona en color rojo y negro y termoretractil en rojo y negro, de esta manera será difícil confundir el negro con el rojo por las indeseables consecuencias de las confusiones en este aspecto. El termoretractil se encuentra muy barato en tiendas de electrónica y en diferentes grosores y colores, su diámetro debe de ser superior a la banana que vamos a trabajar y acercando el soldador encoge. Soldadura: debido al la alta corriente soportado los cables se sueldan a los conectores de banana, un soldador económico nos puede servir perfectamente con un poco de estaño, Debido a la resistencia especifica de los conductores eléctricos cuando por un conductor circula mayor corriente eléctrica de la que esta diseñado durante un determinado tiempo el conductor se calienta disipando energía eléctrica en forma de calor, normalmente tanto las lipos, reguladores, y motores tienen cableado suficiente para que no suceda. Este efecto se vera aumentado en las conexiones eléctricas como los conectores por eso deben de estar sobredimensionados, en perfecto estado secos y limpios. La cuerda siempre se rompe por el lugar mas débil en nuestro caso son los conectores 2.1 BATERIAS La batería es un acumulador químico de energía eléctrica, que transforma la corriente aplicada en energía química y cuando se requiere transforma esta casi toda esta energía



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química en electricidad, hay varias tecnologías aplicadas a diferentes campos, en aeromodelismo se busca ligereza y capacidad de descarga. Actualmente tenemos las NIMH, pues las NICAD las han prohibido, las A123, y las de polímetro de litio que son de momento las mas extendidas dado su relación peso / capacidad. Leer manuales específicos sobre la manipulación y especificaciones de estas baterías. 2.2 POLIMERO DE LITIO (Lipo) Las baterías lipo consisten en células conectadas en serie, cada célula aporta la cantidad de 3,7 V nominales, esta medida es una media pues en realidad hay un voltaje cuando esta cargada de 4,2 V y uno cuando esta descargado de 3 V. Para alcanzar mayor voltaje se unen packs en serie, lipo 3S indica batería de lipo tres en serie. Voltaje nominal mínimo máximo 1S 3,7 v 3 v 4,2 v 2S 7,4 v 6 v 8,4 v 3S 11,1 v 9 v 12,6 v 4S 14,8 v 12 v 16,8 v 5S 18,5 v 15 v 21 v Con un simple voltímetro al medir nuestra batería podemos averiguar su nivel aproximado de carga, y sucede que una motorizacion “tira” mas cuando esta totalmente cargado que cuando esta cercana a agotarse. Otra característica de las baterías lipo es su capacidad de almacenamiento, 1000 mA /h esto nos indicaría que es capaz de darnos 1.000 mA ó 1 A durante una hora, me repito si cuento que lo que da la batería es una diferencia de potencial o voltaje, la corriente eléctrica solo se produce al conectar una resistencia a sus bornes y que además esa corriente sea de 1 A solo se produciría al conectar una resistencia calculada y no cualquiera. Pero claro 1 A durante una hora (1 C) podría servir para alimentar nuestra emisora, o una cámara de vídeo, nosotros necesitamos una mayor descarga en amperios y puesto que la energía eléctrica acumulada en la batería es limitada tendremos un tiempo de descarga inversamente proporcional a la descarga realizada. Su capacidad de descarga se mide en C (ces) decimos que una lipo es de 20 C cuando puede darnos 20 veces su capacidad de almacenamiento, es decir si es de 1000 mA, = 1 A, 20 x 1A= 20 A. Tipo de batería descarga máxima descarga aconsejada 70% Lipo 2200 mA 10C………...22A…(6 min.) ……………15 A (9 min.)



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Lipo 350 mA 20C………….7A …(3 min.)………………5 A (4.2 min.) Lipo 1800 mA 30C…………54 A.( 2 min.) ……………37 A ( 3 min.) 20C máximos, continuos, 20C sin más. Juego de palabras o ausencia de alguna palabra de las que se pueden aprovechar algunos fabricantes comenzando por los más económicos, no es lo mismo 20C máximo que 20C continuo y no es lo mismo escrito que en la realidad. Por tanto hay fabricantes que aseguran que una batería puede darte 20 C continuos que correspondería marcas de prestigio y cuando no se especifica es la descarga máxima que corresponde a baterías económicas chinas. 2.3 LAS CES Y SU RELACIÓN CON EL TIEMPO DE DESCARGA. Hace no mucho tiempo las lipo eran de 10C, ahora todas son de 20 C en adelante, este concepto es valido por tanto a sucesivas capacidades de descarga, por tanto sencilla regla de tres: 60 minutos..............1C x minutos.................20C , por regla de tres inversa 60 x 1 / 20 = 3 minutos. 3 minutos de motor al máximo de gas es llevar a las baterías al limite, a pesar que esta “cuenta de la vieja” no es del todo cierta sirve para mostrar una visión más global al asunto. Existe en el mercado lipos de 30 C máximo entendiendo que pueden funcionar a 20 C continuos. En la realidad es raro someter a una batería al máximo de su descarga todo el tiempo, si hacemos 3D nos aproximaremos a esta circunstancia, si lanzamos un velero hasta que tome altura durante solo 30 segundos podremos en teoría abusar más de los componentes. 2.4 CONCEPTO DE RESISTENCIA INTERNA DE UNA BATERIA. Todas las baterías tienen una resistencia eléctrica interna, las lipos quizás las que menos, depende solo del fabricante y de su calidad y no podemos variar ese parámetro indeseable excepto comprando baterías de mayor calidad y de mas CES. El efecto que podemos medir de esta resistencia interna consiste en lo siguiente: Tenemos una motorización con voltímetro a la lipo y un amperímetro en serie que en la realidad podría ser un vatímetro, al conectar la batería medimos voltios 12,5V el consumo es mínimo del receptor. Al dar gas al motor tenemos una descarga de 20 A dentro de lo normal para ese conjunto medido con el amperímetro y observamos que el voltaje medido baja a 11,6 V. Al parar el motor vuelve a aparecer los 12,5 V. La batería lipo ha caído 1 V que multiplicado por los 20 A nos da 20W que deberá de disipar en forma de calor, por eso es normal que una lipo termine ligeramente caliente al descargarla.



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No hay que confundir la progresiva bajada de voltaje durante la descarga de una lipo desde los 4,2 V por célula a plena carga a los 3 V cuando esta descargada. 2.5 CONCEPTO DE EQUILIBRADO DE LIPOS Físicamente un pak de batería de plomero de litio (LIPO) esta compuesta por varias baterías o células conectadas en serie, las hay de 1, 2, 3, 4 etc., el voltaje de las baterías conectadas en serie se suma, por lo que tenemos 3,7 / 7.4 / 11.1 V/ 14,8 V etc. Unir baterías en serie se hace en baterías NIMH, en la batería de 12 V de plomo de automóvil etc., pero debido a la naturaleza o las fuertes descargas a las que son sometidas las LIPO terminan desequilibrándose el voltaje de las células que la componen. Y que sucede en un pack de 2S lipo cuando se desequilibra, estaremos acortando la vida de ese pack, y paso a describirlo: El regulador del motor corta a 6 v, esto esta inventado para 3+3 V, pero puede suceder que sea 2,8 + 3,2. la primera célula la estamos descargando mas de lo debido y la segunda no da toda su capacidad. Ahora ponemos en carga y el cargador termina cuando el pack alcanza los 8,4 V, que debieran ser 4,2 + 4,2 V con células equilibradas, si tenemos 4 + 4,4 V, en este caso la primera célula no termina de cargarse y la segunda la estamos sobrecargando. Con esta situación a parte que las baterías dan menor rendimiento sencillamente nos las estamos cargando. 2.6 EQULIBRADOR DE LIPOS Los Pack de lipo vienen con conector para equilibrador, no es un conector universal ni hay ningún convenio internacional para que así lo sea, por lo que nos podemos encontrar con varios modelos de lipo cada una con su conector diferente. Tenemos en el mercado eqilibradores para packs de batería de lipo, suelen venir con varios tipos de conectores, no es necesario poner el equlilibrador en cada carga que se haga, mas bien de vez en cuando. Hay cargadores de lipos que cargan la lipo a través del conector de equilibrado, no suelen superar los 2 A de carga máxima. 2.7 ELIGE TU PACK DE LIPO Dado el amplio abanico de posibilidades intentare dar un poco de criterio para no perderse en este mundo. 1º - voltaje: Un conjunto motorizacion esta diseñado para un voltaje, ya tenemos nuestro primer dato fácil, hay ocasiones que al tener limitado el espacio o el peso de nuestra batería el diseño de la motorizacion parte de la batería que podemos poner.



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2º - Capacidad: En primer lugar hay que tener en cuenta las especificaciones del fabricante o diseñador de un aeromodelo puesto que se tiene en cuenta el peso y dimensiones de la batería, la capacidad y elementos de una lipo guardan relación con su peso y este peso podremos moverlo dentro de unos márgenes para equilibrar el modelo. En la mayoría de configuraciones guarda directa relación con la corriente máxima que debe de suministrar al motor, es decir si tenemos un consumo máximo de 25 A la mínima batería de 20C que debemos montar seria de: 25A/20 = 1,25A, =1250 mA, si le damos un poco de margen tenemos 1500 –1700 mA. Nos puede lleva a error pensar que le podemos montar una de 2500 mA ya que tendríamos más tiempo de vuelo y más vida de la lipo al realizar descargas alejadas de su máximo. Pero también es cierto que aportaríamos un peso extra a nuestro modelo que a su vez necesita mayor potencia para volar, es más adecuado adquirir varios packs de 1700 mA para ir cambiando evitando así lastrar nuestro modelo. Hay disciplinas como el vuelo en ladera con cierta velocidad del viento que se lastran los aeromodelos, en este y otros casos es posible poner baterías sin miedo por su peso. 3º Tamaño/ formato, dentro de unas mismas características el mercado nos ofrece la posibilidad de poder elegir la que mas se adapte a nuestras necesidades o aeromodelo, deberemos tener esto en cuenta. (lipo achatadas, alargadas etc con un mismo peso) 4º - CES, dato que debería ser objetivo y que puede variar entre marcas, siempre es mejor elegir la que tenga más, será mejor lipo de 50 C y tendrá menor resistencia interna que la de 15 C, otra cosa es que interese la calidad / precio. 3.1 AC & DC, corriente alterna (ca) corriente continua (cc) (un poco de culturilla solamente, si te aburre pasa al punto 4) La corriente continua es la que no cambia de polaridad ni el valor de su voltaje en el tiempo, son las que ofrecen todas las baterías y las fuentes de alimentación con que van equipadas los equipos de electrónica de consumo, como un PC, Tv etc. Viene identificado en castellano como CC y en ingles DC. Se denomina corriente alterna a la corriente eléctrica que varia tanto en su valor como su dirección cíclicamente, con forma de onda senoidal se utiliza como energía eléctrica con frecuencia de 50 hz. (Cambia 50 veces por segundo) por que consigue ser transportada y transformada su tensión mas eficientemente que la corriente continua. Para alimentar el motor de una lavadora o un radiador se utiliza 220 V ca pero para alimentar electrónica de consumo incorporan fuentes de alimentación para transformar los 220 Vca a +12Vcc, +5Vcc etc . A la señora Maria le da lo mismo la corriente alterna que la continua, tan solo quiere no pasar frío con su radiador de 1.000 W, las compañías eléctricas decidieron hace tiempo que la distribución de energía eléctrica fuera en corriente alterna.



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El radiador que es una resistencia pura, le da lo mismo que le apliquemos una corriente continua de 220 V cc, o una tensión alterna con un valor eficaz de 220 V ca. Haré mención a la corriente alterna trifásica por que es así como se genera y transporta la energía eléctrica, consiste en tres fases de corriente alterna desfasados 120º, este tipo de corriente se suministra a la industria en general a 380 V y con especial aplicación en motores eléctricos trifásicos, domésticamente nos dan una fase más neutro, 220 V eficaces. A cada vecino le suelen dar una fase distinta para equilibrar la línea. Hay cierto parecido en los conceptos básicos de un motor trifásico de corriente alterna y un motor brushless de tres polos de aeromodelismo, los dos tienen tres conexiones, tienen bobinado y no tienen escobillas y no funcionan con corriente continua.

En la figura A, aparece representado gráficamente la corriente alterna domestica de 50 hz. donde se aprecia que cambia su polaridad 50 veces por segundo y que tiene un voltaje de valor eficaz de 220 V pero que alcanza máximos y 0 v En la figura B se aprecia el desfase en el tiempo de las tres corrientes de igual frecuencia amplitud y valor eficaz de corriente trifásica alterna de 50 Hz, de uso industrial. En la figura C puede ser una aproximación a lo que sucede a la salida de un regulador brushless, es la alimentación a pulsos en tres polos de un motor brushless del orden de 16 Khz. Por dar un dato aproximado, el tren de pulsos debe de ir sincronizado con el



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giro del motor, se denomina corriente pulsatoria puesto que cambia de valor y no de sentido. La figura D representa la corriente continua, como su nombre indica no cambia de polaridad, la línea mas recta representa una fuente de alimentación, las otras dos son baterías que según se descargan bajan un poco su voltaje.

Motor de escobillas Motor brushless motor de corriente alterna Motor de escobillas, alimentado con corriente continua utiliza las escobillas para realizar un cambio de polaridad en el rotor. el rotor tiene el bobinado y en el estator los imanes. Las escobillas producen rozamiento calor ruido e interferencias y requieren mantenimiento. Motor brushless alimentado sus tres polos con pulsos de corriente hace girar el rotor, a diferencia del motor de escobillas el bobinado se encuentra en el estator (parte que no gira) y el cambio de polaridad que producen escobillas queda substituido por los sincronizados pulsos del regulador. Motor de corriente alterna, alimentado con corriente alterna 50Hz onda senoidal 4.1 REGULADOR Y BEC Se llama vulgarmente regulador a un componente que a veces integra un bec para alimentar receptor y servos y en otros casos son solo reguladores. 4.2 REGULADOR BRUSHLESS Su función consiste en controlar la corriente pulsatoria que alimenta el motor de tres polos para dar gas en función de la señal de control que le llega del receptor, Mención al regulador de escobillas que ofrece a su salida el efecto de una corriente continua a un nivel de voltaje en consonancia con la señal que le llega del receptor. Se alimentan directamente de la batería dado su elevado consumo dentro del conjunto y deben de cortar el suministro de corriente al motor llegado a un punto de agotamiento de las baterías preservando así su vida y asegurar que queda almacenada electricidad para alimentar los servos y receptor para poder tomar tierra.



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Los reguladores tienen una serie de características que los diferencian unos de otros y que hace que nos sean útiles para una motorzacion, poco adecuados o inadecuados. Estas son las principales. 1º corriente máxima, debe de estar siempre por encima de la corriente máxima de nuestra motorización un 30 % como mínimo. Si una motrizacion va a consumir 25 A el regulador deberá ser mínimo de 35 A, sobre todo en componentes chinos. 2º voltaje admitido y tipo de batería, hoy la mayoría por no decir todos admiten LIPOS lo que sí hay que prestar atención es que hay que admiten 2S y 3S, otros entre 4S y 6S, otros entre 3S y 5S… si elegimos un regulador (4S y 6S) para un proyecto de 3S no nos vale 3º modo de programación, Hay varias formas de programar los parámetros de un regulador, se debe de tener en cuenta este punto a la hora de elegir en función de nuestras preferencias y posibilidades. 4º BEC incluido o solo regulador. Los reguladores de poca corriente y poco voltaje (2S y 3S) suelen llevar bec incluido, según aumentamos voltaje y corriente hay que prestar atención a este detalle. 5º. OPTO, El regulador opto utiliza una tecnología que evita conectar eléctricamente el receptor con el variador mediante unos opto acopladores (de ahí el nombre) que transforman la señal que llega del receptor en luz, y luego recoge esa luz y la vuelve a convertir en señal eléctrica, con eso se consigue que no entre ruido eléctrico al receptor. es decir evita interferencias al receptor del regulador. Los reguladores opto no suelen incluir bec. 6º. conector de equilibrado. Ante una lipo desequilibrada corta gas cuando cualquiera de sus celulas alcanza el humbral prefijado que no debe ser menor de 3V, no soy partidario de este tipo de reguladores puesto que una lipo debe de estar perfectamente equilibrada siempre gracias al equilibrador de lipos. 4.3 PROGRAMACION La programación de un regulador se hará por varios medios dependiendo del fabricante habrá que seguir sus instrucciones, Por emisora: se accede al menú de programación por una serie de pitidos codificados que nos da el motor eligiendo la opción elegida con el mando de gas de nuestra emisora, puede generar confusión pero a cambio es la más económica, se aconseja desmontar la hélice mientras se programa o si bien permanecer detrás de esta en un campo despejado. Por tarjeta: se conecta la tarjeta al regulador se le modifican los parámetros, es rápido y fácil. Cada fabricante tiene una diferente y añaden costo económico. Conexión a Pc, a través del puerto USB y una aplicación podemos fácilmente acceder a la programación de nuestro regulador.



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Principales parámetros a programar Hay reguladores que amplían las posibilidades descritas y otros que cuentan con menos posibilidades incluso que carecen de programación. Tipo de batería y voltaje: ( LIPO, NIMH, A123) es fundamental especificar a nuestro regulador tanto el tipo de batería y el tipo de elementos que la componen, hay reguladores que detectan automáticamente el numero de células lipo. Voltaje de corte: Para proteger las baterías se programa un voltaje de corte que en las lipos no debe ser menor de 3V, hay reguladores que permiten cierto margen. Modo de corte de corriente: (total o progresivo) Cuando el voltaje de la batería alcanza el mínimo programado esto indica que esta agotada. Protegiendo así la batería, el regulador corta la corriente del motor eléctrico totalmente o progresivamente en unos segundos para que puedas aterrizar, no es un buen sistema para aprovechar la carga de nuestras baterías puesto que si confiamos demasiado puede provocar accidentes, se debe de programar el cronometro de la emisora para que avise un tiempo de gas de motor predefinido. No sea que corte gas haciendo una acrobacia a 2 m del suelo. Freno motor: consiste en bloquear eléctricamente el giro del motor cuando cortamos gas, hay reguladores con varios niveles de freno. El freno máximo se utiliza en hélices plegables en veleros, otros niveles de frenado se pueden utilizar para hacer acrobacias. Timing: Avance en el sincronismo del motor, En general a mayor numero de polos del motor mayor grado de timing, los motores inrrourner (2000 – 3500 Kv) o rotor interno tienen suelen tener entre 4 y 8 polos y los outrunner o carcasa giratoria (300 – 1800 Kv) suelen tener entre 10 – 14 polos. Consecuencias ajuste del timing: Bajo........máximo rendimiento y mayor duración del vuelo Normal....equilibrio entre el rendimiento y potencia. Alto.........mayor potencia y menor duración del vuelo. Las diferencias de consumo que yo he observado no superan en 15 % de consumo por lo que no es un parámetro que modifique sustancialmente las propiedades de un motor Modo de gas: directo o progresivo, dada la potencia y respuesta de algunos motores si damos gas bruscamente puede romper reductoras, consumir demasiada corriente, en modo progresivo da un pequeño retraso para que su respuesta sea mas moderada. 4.3 BEC



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BEC, debido a que tradicionalmente los receptores y servos se alimentaban a 5 V que son 4 elementos de nicad o nimh cuando utilizamos baterías de mayor voltaje y queremos aprovechar esta alimentación para los servos y receptor, se utiliza un regulador de tensión electrónico que con la posibilidad de admitir un rango de voltajes a su entrada entrega a su salida un voltaje estable de 5 V, evidentemente si esa alimentación de entrada es de 8 V se debe de comer los otros 3 v que multiplicados por la corriente que consume el conjunto receptor servos nos da una potencia eléctrica en vatios que deberá de disipar en forma de calor. Si aumentamos la alimentación a lipo de 3S, 11v ( 11 – 5 = 6V) 6 voltios por la misma intensidad de antes, el doble de potencia disipada, por eso los bec limitan los servos según aumentamos el voltaje de entrada. En moderados consumos suelen venir regulador y bec integrado, es la presentación mas extendida, El regulador toma la señal de gas a través de su conexión al receptor, y a su vez esta conexión alimenta el receptor y el resto de servos. En este tipo de conexiones si desconectamos el servo de direccion del receptor no funcionara la direccion pero si desconectamos el canal de gas que alimenta el conjunto receptor y servos no funciona nada. A partir de cierto voltaje de alimentación, 4S y de cierto consumo, 60A por decir un dato comienza a ser aconsejable separar el BEC de regulador, si el regulador se calienta en exceso corta, corta todo bec incluido, y si lo separamos físicamente podemos planeando aterrizar sin siniestro. BEC CONMUTADO SWITCHING Este modelo de bec en lugar de disipar la potencia necesaria para que los servos & receptor tengan 5 V, a través de una frecuencia de control va tomando trozos de corriente de las baterías en el tiempo con lo que a su salida tiene 5 V, esto es ideal frente a los becs convencionales, no hay calentones ni desperdicio de energía. Pero esa misma frecuencia para ir tomando “trozos” de tensión en el tiempo aplicado a las baterías puede afectar a los componentes más sensibles como el receptor o servos en forma de tirar nuestro aparato al suelo. Imagino esta influencia será mayor cuanto más pequeñas sean nuestras baterías. 4.5 ALIMENTACION INDEPENDIENTE Si alimentamos el motor de un modelo con 22 V y necesitamos 5 V para el receptor, en lugar de desperdiciar 17 V que multiplicados por el consumo de corriente de receptor y servos nos da una potencia eléctrica que hay que disipar en forma de calor, podemos recurrir a alimentar el receptor con una segunda batería de 4 elementos de NIMH sin bec o una lipo de 7,4 con BEC, en este caso la batería de la motorizacion se conecta al regulador y la batería o el bec de 5V se conecta a una toma auxiliar o de servo no usada



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del receptor alimentando así el receptor y servos. En esta configuración si el regulador contara con bec se deberá sacar la patilla positivo y encintarla Para optimizar la alimentación independiente existen en el mercado sistemas de ALIMENTACIÓN DOBLE para el receptor de tal manera que procuran siempre alimentación sea de las baterías de motor como las del propio receptor, de esta forma agote la que se agote el receptor & servos siempre tienen tensión. 4.6 ELIGE TU REGULADOR Un regulador no define una motorizacion como sucede en una batería / motor / hélice, sencillamente debe de cumplir su cometido sin darnos ninguna sorpresa. Tendremos que tener unos mínimos criterios a tener en cuenta antes de decidirnos por uno. Deberá superar la corriente máxima del conjunto motorización en un 30% como mínimo sobre todo en componentes chinos, ajustarse al voltaje y tipo de batería de la motorizacion, tener en cuenta el modo y posibilidades de programación y tener claro el bec que vamos a utilizar. 5.1 MOTORIZACION ELECTRICA, COMPARATIVAS Y PRUEBAS Según se ha explicado la resistencia de un circuito de aeromodelismo la formaba el regulador, bec y el motor, el 95 % del consumo de este conjunto depende del motor y a su vez el consumo del motor depende de la hélice que le montamos. Tenemos pues una motorización que es un conjunto de hélice – motor – batería, si variamos caprichosamente los valores de estas tres componentes, podemos quemar, desaprovechar, en definitiva cambiar el correcto equilibrio de un conjunto. 5.2 PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE UN MOTOR BRUSHLESS Un motor eléctrico es una maquina eléctrica que transforma la energía eléctrica en energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas, un motor eléctrico brushless es un motor de tres polos alimentado y sincronizado por un tren de pulsos procedentes de un regulador Carcasa rotatoria o outrunner o de rotor interno inrrourner, hace referencia a la disposición mecánica del rotor (parte giratoria) los de carcasa rotatoria se utilizan con conexión directa a hélice (300 – 1700 Kv aprox) , y los inrrourner (2000 – 4500 Kv aprox) se utilizan con pequeñas hélices, con reductora o para turbinas eléctricas por sus elevadas Kv. Kv o rpm/V , son las revoluciones por minuto por voltio aplicado, indica en definitiva lo revolucionado que es un motor, suele darse la circunstancia que un mismo motor



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tenga uno o más hermanos con diferentes Kv, estos dos motores hermanos con la misma hélice, consumirá mas amperios el de mayor Kv, se supone que a mayor Kv mas velocidad imprimirá al aeromodelo aunque también depende del voltaje aplicado. Corriente máxima ó máximo consumo: indica la corriente máxima que circula por el motor durante un pico de tiempo o a la corriente a la que se quema, por lo que se debe dimensionar a un 60 – 70 % del máximo. Con menor valor Suele aparecer el dato de corriente de máxima eficiencia. Motor de las mismas Kv a mayor peso aguanta mas corriente Hélice soportada, esto tiene directa relación con el voltaje aplicado, en algunas webs viene perfectamente indicado, 2S hélice APC 10x5 y 3S hélice 9x5, en otras no parece claro. Lo que sí es cierto es que un conjunto de motor y lipo soporta hélice 11x6 siempre la soporta más pequeña. Y si un conjunto motor y lipo 3S soporta hélice de 11x5, soportara esa hélice con lipo de 2S incluso más grande. Máximo voltaje, viene expresado por las baterías lipo que soporta (2S) (3S) o (3S) (4S) etc., Potencia eléctrica, representa el producto del máximo voltaje por su máximo consumo lo que representa un dato objetivo en vatios de la capacidad del motor. Nos puede ser valido pues en ocasiones un determinado aeromodelo especifica la motorizacion necesaria en W Conociendo este dato, la batería aconsejada y la hélice que monta podemos averiguar el motor necesario VEAMOS UNOS MOTORES BRUSHLESS:

Es un sencillo y económico motor donde lo primero que debemos fijarnos es donde va a ir acoplado a nuestro modelo, configuración bancada –motor – hélice Nos da el peso en vacío (sin conectores ni porta hélices), el voltaje que soporta (2s – 3s de lipo) es decir soporta hasta 11,1 V nominales y por supuesto de hay para abajo (2s) y nos indica la corriente máxima soportada a la que no hay que acercarse. La hélice máxima (8 x 4” – 8 x 6”) con máximo voltaje (3s). Se supone que el fabricante ha probado esta configuración sin alcanzar el máximo consumo de 20A Si le montamos 3S y hélice 9x5 lo quemamos según estas especificaciones. Y si lo probamos con un amperímetro veremos como al dar gas nos acercamos peligrosamente



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a los 20 A. Y digo acercarnos por que deberíamos desistir de ver los 20 A en nuestro aparato de medida. La configuración de 7,4V (2s) y hélice de 9 x 5” es valida, bajo la premisa de que si bajas el voltaje puedes poner una hélice mayor, siempre es mejor asegurarse de esto con un amperímetro. Carece de información sobre empuje estático, de velocidad y de RPM nos indica que es un motor de 180 w, serian 11v x 16 A = 176 w

La configuración de este motor es motor – bancada – hélice, si nos fijamos en la punta del eje lleva una marca para el prisionero por lo que es posible invertir el eje (sacarlo por detrás) cambiaríamos a (bancada – motor – hélice) también es posible que no podamos hacer esta operación. Su peso 57.9 gr, corriente de máxima eficiencia 12 A y la máxima de 14 A, al indicarnos que su rango de voltaje es de 6 – 10 V nos indica que soporta 3S, y soporta hélice de 10x5 “ estamos ante un motor que soporta lipo de 3S con hélice 10 x 5 “ No podemos montarlo con 3S y hélice 11x5 por que la hélice es mas grande que la aconsejada y si se puede montar en configuración 3S y 9x5 “ por que la hélice es mas pequeña. Nos da el empuje de entre 400 y 900 gr, pensaremos que la configuración 3S y 10x5 nos dan 900 gr de empuje. El eje es de 3 mm para tenerlo en cuenta a la hora de comprar el porta hélices. La potencia podría ser 11 v x 12 A = 130 w

Un pequeño motor para un avión ligero. Vemos la configuración bancada – motor – hélice, especifica bien sus dimensiones y peso, eje de 2 mm, se indica que la hélice debe ser gws puesto que son ligeras y en este caso probar con una hélice más pesada podría quemar el motor.



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Entiendo que soporta hélice GWS 6 x 3 en configuración 3S 11,1 v y no se si consume 3,6 A o si el máximo consumo, posiblemente las dos cosas. Tiene un empuje de 202 gr. en esa configuración.

Soporta hasta 50 A pero es más eficiente a 38 A, se puede alimentar desde 9 a 18 v, y en las pruebas con lipo de 6S ( 22,2v nominales) nos da datos con dos hélices, 6S y 11x5,5 empuja 2900 gr Potencia máxima del motor 18v x 50A= 900 w, eje de 5 mm, Nos dicen que el regulador deberá de ser de 70 A añado bec independiente conmutado o doble alimentación.

Motor de rotor interno de altas revoluciones (2900 Kv) destaca la ausencia de información a cerca de la hélice máxima. Buscando información que se debe de contrastar con un amperímetro dice que con hélice 4,5 x 4,5” y lipo de 3S consume 30 A. Motorización revolucionada y veloz. Evidentemente el regulador aconsejado deberá de incrementarse hasta los 40 A 5.3 EMPUJE ESTATICO, POTENCIA, RENDIMIENTO Y VELOCIDAD Este punto hace referencia a un conjunto, hélice, motor, y lipo El empuje estático: consiste en medir en gramos la presión ejercida por un motor & hélice en un banco de pruebas sobre una balanza electrónica, nos puede servir como referencia para saber la relación empuje estático en gr / peso del modelo en gr El dato del empuje estático de una motorizacion es un dato más por que en la realidad el avión en vuelo no esta estático, excepto en maniobras 3D como el torque roll, evidentemente deberá superar el empuje estático al peso en vuelo del modelo 3D.



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Potencia de un conjunto motorización es el producto de la corriente medida en amperios por el voltaje en voltios medidos en ese mismo instante que nos da los vatios consumidos. Nos puede ser valido pues en ocasiones un determinado aeromodelo especifica la motorizacion necesaria en W Conociendo este dato, la batería aconsejada y la hélice que monta podemos averiguar el motor necesario. Rendimiento hace referencia a la relación gramo de empuje estático y los vatios consumidos por el motor, se suele ver en gr/w y representa los gramos de empuje estático por cada vatio consumido, se puede apreciar que a mayor voltaje aplicado a un mismo motor menor rendimiento y a mas Kv menor rendimiento. Velocidad de la hélice hace referencia al producto de las revoluciones por minuto medidas de la hélice y a la característica del avance por vuelta de la hélice, no es todo el empuje estático, a veces con menor empuje y mayor velocidad vuela mejor nuestro modelo, a mas Kv mayor velocidad. Velocidad de una hélice 9 x 5’’ o 10 x 5’’ a 7500 RPM medidas 7500 rpm x 60 min x 5’’ x 2,54 Cm / 100.000 = 57,15 Km /h = 35,4 mph Donde 1’’ = 2,54 Cm; y 1 Km = 100.000 Cm; 1 Km = 0,62 millas La velocidad de la hélice no es la velocidad del modelo, la velocidad real máxima del modelo se vera aminorada por múltiples razones que ingenieros aeronáuticos nos podrán explicar, como la cavitación de la hélice o la resistencia aerodinámica del modelo. 5.4 ELIGE TU MOTOR Opción A La mejor manera de elegir es buscar información sobre el modelo que vamos a motorizar y saber el motor que han utilizado. Hay comparativas serias pero tener mucho cuidado con opiniones parciales pues una cosa es que funcione y otra distinta que sea un conjunto optimo. Opción B Muchos modelos aconsejan una marca concreta, podemos montar esos motores o tomar nota de su peso, Kv, corriente máx, lipo aconsejada y buscar su equivalencia en otras marcas o fabricantes económicos. A veces no lo ponen claro para que no sea fácil encontrar sus primos económicos. Si conocemos la lipo aconsejada, por ejemplo ( 1300 mA 20C 3S) tenemos 1,3 A x 20 = 26 A, consumirá 18 A máx. y soportara 3S, nos falta otro dato que puede venir por las Kv o la hélice aconsejada. Al final encontraremos una motorización equivalente que aunque pese un 15% más y soporte mas corriente será beneficioso. Opción C Podemos hacer un estudio aerodinámico de nuestro modelo y mediante numerosos cálculos y ecuaciones nos saque la mejor opción, también es posible tener dos o tres motores y pasear estos y otros componentes por varios aviones y hacerlos



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volar... al final aquí cada uno hace lo que puede o lo que sabe. No hay que confundir una motorización que funcione con una optima. 5.5 PRUEBAS Y COMPARATIVAS En algunas webs podemos ver pruebas a motores concretos o bien comparativas de varios motores equivalentes aspirantes para un aeromodelo, Saber lo que representa el consumo en amperios, el empuje estático, la potencia, las RPM, la velocidad, el rendimiento etc. puede dar algo de luz en todo este variopinto mundo de los brushless. Comenzamos con el motor 2215/25 de himodel, 59 gr 800 Kv, 2S y 3S, 17 A máx. Utiliza un rango de voltajes variado, personalmente pienso que con las pruebas de 8 y de 11 V hubiera bastado, supongo se utilizo una fuente de alimentación de laboratorio que proporciona voltajes estables y muchos amperios. Se puede apreciar que las pruebas son con dos hélices

Tenemos diversas pruebas las 5 primeras con hélice de 9x5 y las 5 restantes con hélice 10x5, en la primera prueba nos dice que aplicando 7 V y con hélice 9x5 nos da un consumo de 4,7 A, se calcula 7 V x 4,7 A = 32 W, tiene un empuje de 314 gr y un gran rendimiento 9,8 gramos de empuje por cada vatio consumido. Es decir aplicamos voltaje, medimos voltaje y consumo y medimos empuje, lo demás se calcula y se integra en la tabla En cuanto las RPM no sé si son medidas o calculadas lo cierto es que a mayor voltaje mas RPM y a mas revoluciones mayor velocidad (MPH)



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Conclusiones: este es un motor tranquilito, y podemos sacarle desde 314 gr de empuje que es ínfimo a 792 gr dependiendo de la hélice y voltaje, 800 Kv es para lipos de 3 por que con 2 anda menos que el caballo del malo. El dato de Pitch speed hace referencia a la velocidad de la hélice, calculado en el apartado anterior, coincidente en las pruebas con voltaje de 11V y hélice 10x5’’ La siguiente prueba esta encaminada a las diferentes opciones para equipar el acromaster de multiplex, es una comparativa de motorizaciones motor – lipo tradicionales ( axi, imax, etc.) y otras económicas ( hxt, Kd, etc.) comparten la misma hélice APC 11 x 5,5.

Todos equipados con lipo de 3S, donde se puede apreciar que las lipo baratas debido a su mayor resistencia interna cae un poco mas su tensión y a su vez, a todas cae su tensión cuanto más corriente les pedimos debido a su resistencia interna. Aparecen datos como el modelo de batería, su voltaje nominal, el modelo de motor, sus Kv, la hélice que es común, y medimos su consumo ( A) y su voltaje ( V) y calculamos la potencia consumida ( W) se miden las RPM reales, y se toma nota de su empuje medido por una bascula electrónica, se calcula cuantas “C” de la batería estamos solicitando y se calcula velocidad del modelo al parecer grabando su sonido y analizándolo con una aplicación y la duración de la lipo en esas condiciones, CONCLUSIONES: Los resultados son parecidos pero hay diferencias, fijándonos en el HXT de 1100 y 1250 Kv ve que el segundo gasta 8 A mas que su hermano y apenas ganamos nada a cambio, se observa que las equipaciones económicas funcionan de manera equivalente. A mas Kv mayor empuje en motores hermanos pero en diferentes fabricantes esto no siempre es así del todo, hay motorizaciones que abusan de las lipo ( 19 C) (16 C) sobre todo para lipos económicas o de menor calidad. Se demuestra que no siempre un mayor consumo se traduce en un mayor empuje y una mayor velocidad, apreciar esto en HC3516 y KD3612L 5.6 CONJUNTO HELICE MOTOR LIPO



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Para acertar en nuestro conjunto deberemos saber lo que necesita nuestro avión, no es lo mismo un jet con turbina eléctrica que un indor 3D, por eso es bueno guiarse para comenzar por el camino echo por otros, intentar aclarar todo el abanico de posibilidades que nos da la motorización eléctrica en base a los modelos habidos y por haber me parece de momento una abanico demasiado amplio. Me conformo pues con aclarar y unificar conceptos, para al menos hacer las cosas con un poco de criterio, es la base para avanzar. CASO A; cesna 500 gr (ala alta 80 Cm envergadura) Tenemos un modelo cesna de 500 gr de peso total este dato es objetivo, no vamos a hacer acrobacias especialmente, nos interesa gastarnos lo mínimo posible, sobre todo en baterías. Vamos a aprender a aterrizar por lo que le podremos una hélice gws que se rompen antes de romper lo que hay detrás. Este planteamiento es subjetivo por eso no puede haber una sola verdad sobre motorización, lo que intentare explicar es a ser consecuente con este planteamiento subjetivo. Elegiremos un motor de 60 gr que tenga un buen empuje con lipo de 2S. 2215/20 1260 Kv de himodel, nos cuenta en unas pruebas que localice, esto no siempre se da. Que con hélice de 9 x 5 tiene un empuje de 460 gr consumiendo 8 A, estos 8 A los soporta perfectamente el motor según características. ( 8 –13) mayor eficiencia y 22 A máximo Lipo, con 8 A de consumo nos valdrían unas de 600 mA 20 C , ( 0,6 A x 20 =12 A máx.) pero como no vamos a hacer indor nos cogemos unas de 1300 mA 20 C (1,3 A x 20 = 26 A) que nos duraran 9 minutos en teoría. Esta regla de tres inversa no es exacta pero sirve para no hacer el burro. Si nos da 1,3 A durante 60 min. Cuanto dura 8 A ------ x min, 1,3 x 60 / 8 = 9 min de duración Nos podemos permitir pues probar con hélice 10x5 GWS o cuando controlemos mejor ponerle una APC con porta hélices normal, esta modificación consume algo mas, lo que tolerara el conjunto. Regulador , de 12 A muy justo. De 20 A seria el ideal, Conclusiones, esta motorización es correcta, pero por que no se le puede poner un motorización que tire 800 gr, lipo de 3S, es un poco mas caro pero nada más. Por otro lado reflexionando ese motor que soporta hasta 22 A le estamos infrautilizado, podríamos encontrar otro que pesara 45 gr y que soporte menos corriente, así ahorramos en peso y consumimos dentro del rango, Por unos gramos mas tenemos componentes que nos valen para otros proyectos,



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CASO B, easy glider brushless. (velero elapor de 1,8 m de env) En orden de vuelo pesa sobre los 800 gr y tiene 1,8 m de envergadura, Tenemos limitado tanto el hueco de la batería que nos limitara sus dimensiones y por tanto su capacidad como el diámetro del motor, asunto este a tener en cuenta, al ser hélice plegable necesita un cono de aluminio y hélice plegable que pesa mas que una GWS y que una APC por tanto yo prefiero ejes de 4 o 5 mm de diámetro. Este planteamiento es objetivo. Comenzamos con las preferencias y esto es subjetivo. Para comenzar que es lo que pretendemos, perderlo de vista en 40 segundos, que suba mas por pena que por empuje.... creo ni una cosa ni otra pero esta decisión cambia todo lo demás y es subjetiva. El tema de la batería es fundamental, no por el peso puesto que es un velero si no por el hueco destinado, puede haber otras versiones pero en mi caso el hueco es de 17 Cm de largo por 4 Cm y 2 Cm, esta ultima medida es la “estrecha” Dentro del abanico de posibilidades que nos brinda el mercado podemos buscar baterías lipo de forma alargada y estrecha. . 1600 3S1P lipo Pack 102 x 34 x 18 mm ( 11V 32 A max) 2250 2S1P lipo Pack 110 x 35 x 16 mm ( 7, 4 V 45 A max) veamos un par de motores: Kd 36 – 28 / 1140 Kv, corriente máx. 22 A , hélice 3S 10x5. medidas 37 x 30 mm, eje 5mm Los únicos datos que tenemos con este motor, es que con lipo de 3S nos aconsejan hélice de 10x5, no tenemos datos sobre su empuje estático ni su consumo con esa hélice, suponemos que esta dentro de rango, 16 A que soportara la LIPO de 3S, y el empuje puede rondar los 1000 gr. Kd 36-22 S /1440 Kv, oriented 20 A , max 32 A, helices 2S 10x5 37 x 30 mm eje 5mm De momento buscamos algo mas revolucionado 1440 vueltas por voltio (Kv) para lipo de 7,4 V, la información brilla por su ausencia pero se puede deducir que si te dicen que su corriente operativa o normal para lipo de 7,4 es de 20 A y te aconsejan hélice de 10x5, suponemos el consumo y desconocemos su empuje que no debe de ser corto para nuestro modelo. Pues la primera motorización tenemos 11 V x 16 A = 176 W, y la segunda 7.4 V x 20A= 148 W. Estos datos pueden coincidir bastante con la realidad y es que donde termina una motorización de 7,4 V comienza la de 11 Para poder hablar de esto con objetividad hace falta probar los motores en una bancada y medir empuje, amperios etc,



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que normalmente casi nadie lo hace y todos hablamos asegurando rendimientos etc abundando y ahondando en el desconocimiento. Por que por volar, vuela a la perfección el de 1140 Kv con lipo de 7,4 y hélice de 10 x5, un pelin penoso para subir pero sube perfectamente. CASO C: FUNJET DE MULTIPLEX Es un modelo tipo jet cuya principal diferencia es que tiene una alta velocidad de perdida, es decir tolera mal la baja velocidad pues entra en perdida, necesita una motorización que le imprima velocidad, esto implica altas revoluciones y hélice pequeña, lo primero es ver el equipamiento recomendado. HIMAX A2825 – 2700 Consumo 3S y hélice 5,5 x 4,5” = 32 A; Hélice 5 x 4” = 22 A Batería de 3S 20C 1800 mA de forma alargada y Regulador de 40 A en adelante. Si compramos este equipamiento y una lipo de calidad de 20 C continuos tenemos 1,8 A x 20 = 36 A continuos por lo que es valida para alimentar una motorización de 32 A Ahora nos vamos a una motorización económica. Si tenemos pensado consumir 32 A necesitamos lipo de 2200 mA, y si solo nos cabe una de 1800 la motorización deberá de consumir 25 A, aspecto importante pues las baterías económicas dan 20C máx. Buscamos un motor brushless inrrourner de unas 2800 Kv con una corriente máxima superior a la que le vamos a someter y que soporte lipo de 3S HXT2835-2700 Speed: 2700kv Weight: 102grams Voltage Range: 6~12v Shaft Diameter: 3.2mm Max Load: 35A Weight: 102grams Diameter: 28.2mm Length: 37mm La información del consumo de este motor con lipo de 3S y hélice esta ausente, en comentarios particulares aparece 5.5x4.5 10.95V 22.5A 19140rpm, Puede ser una opción de menor consumo junto con el HXT 2445 2900 Kv mostrado anteriormente que tiene mas Kv. Saluda atentamente Rilos para el blog de miliamperios.



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Electricidad Basica Para Aeromodelismo Jose Maria

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