Απλά ηλεκτρολογικά για τρυπάνια Σπηλαιολογίας

Μιλήσατε και για Ηλεκτρολόγους...

Έκανα μια σκέψη, που αφορά και αυτό το project (θα το βρείτε εδώ http://www.fhs.gr/gr/forum/viewtopic.php?t=492), αλλά και γενικότερα όλα τα ηλεκτροκίνητα τρυπάνια που θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε στη Σπηλαιολογία.

Το συγκεκριμένο τρυπάνι έχει ισχύ 1.000W *περίπου και τάση 230V/50Hz.

Τα 1.000W προκύπτουν από *περίπου 4,5Α, ή αλλιώς, τα 4Α δίνουν 900κάτι Watt, ανάλογα τον κινητήρα και την ροπή που δίνει. Ροπόμετρο δεν έχω, ούτε προβλέπω να παίρνω ΚΑΙ ροπόμετρο στον γενικότερο εξοπλισμό μου...

Οι "συνήθεις" μπαταρίες μολύβδου δίνουν 12V, 7Ah αλλά μόλις 2Α ρεύμα εκκίνησης.
Πολύ σημαντικό το τελευταίο, γιατί έχω ακούσει από την "πράξη" ότι τα περισσότερα τρυπάνια μπαταρίας "κλατάρουν" μετά από λίγο. Το πιο ευαίσθητο σημείο τους είναι πράγματι οι μπαταρίες. Ειδικά στην Σπηλαιολογία έχω παρατηρήσει ότι η "τάση" είναι, οι μπαταρίες να φεύγουν από το ίδιο το τρυπάνι και να μετακομίζουν σε θήκες και ζώνες κοντά στον Σπηλαιολόγο. Καμία σχέση λοιπόν με τις λύσεις που κυκλοφορούν ευρύτατα στο εμπόριο.

Ξεχάστε τους παραλληλισμούς !
Ποτέ δυό μπαταρίες δεν έιναι ίδιες, ποτέ η τάση τους δεν έιναι ακριβώς ίδια και ποτέ η εσωτερική αντίστασή τους δεν είναι ίδια ! Όταν παραλληλίζονται δύο μπαταρίες, τότε λειτουργεί το σύστημά τους με ... μέγιατες απώλεις ! Η μία "ταϊζει" την άλλη, μια αποτέλεσμα να την εκφορτίζει και μέσω της εσωτερικής αντίστασης να ... κρατά ζεστό τον Σπηλαιολόγο.

Άν λοιπόν θέλουμε να "παίξουμε" με τις τυποποιημένες μπαταρίες μολύβδου, πρέπει να ανεβάσουμε την τάση.
Αλλά πόσο ? Τάσεις πάνω των 50V θεωρούνται επικίνδυνες. Ναι, σωστά ακούσατε. Κάτω από κάποιες συνθήκες υγρασίας, νερού και με δεδομένο ότι τις "φοράμε" κοντά στο σώμα, τάσεις άνω των 50V σέ ένα Σπήλαιο μπορεί να προκαλέσει μεγάλο πρόβλημα ! Ίσως ακόμα και τη γνωριμία με τη Σπηλαιοδιάσωση...

Άρα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μέχρι 4 συστοιχίες, συνδεδεμένες σε σειρά που παράγουν 48V ονομαστικά και οριακά λίγο πιο πάνω από τα 50V, γιατι κάθε συστοιχία μπορεί να έχει άεργη τάση (καινούργια) γύρω στα 13-14V...

Η ισχύς του συστήματος. 48V και 2A ρεύμα εκίνησης, ίσον 96W
Διάρκεια 7Ah, δηλ 3,5ώρες για ρεύμα κάτω των 2Α
Φτάνει ?
Ίσως...

Όπως βλέπετε, καμία σχέση με αυτό που θα θέλαμε να έχουμε. Άκου 960W...

Παρόλα αυτά, να ξέρετε, ότι άλλο οι φτηνοί ασύγχρονοι κινητήρες 230V/50Ηz που βάζουν στα εργαλεία, ειδικά οι κινέζοι, και άλλο ένα μελετημένο σύστημα κινητήρα συνεχούς (μπαταρίας) και συστήματος μπαταρίας.
Το μυστικό σε αυτήν την περίπτωση είναι η ροπή του κινητήρα, που είναι πάρα πολύ μεγαλύτερη από την αντίστοιχη του φτηνού ασύγχρονου κινητήρα.

Στα τυποποιημένα τρυπάνια μπαταρίας, "παίξουν" και κάποια ηλεκτρονικά τρύκ, που βγάζουν το μέγιστο της ροπής από μια σχετικά μικρή μπαταρία, που είναι σχεδιασμένη να "φοριέται" στο εργαλείο -Inverter, DC/DC converter και άλλα τέτοια-
Εφόσον μας εξυπηρετεί να φύγει η μπαταρία από πάνω του, οι δυνατότητες και του πιο απλού κρουστικού τρυπανιού μπαταρίας μεγαλώνουν κατά πολύ...!

Βρήκα διάφορες αναφορές και "συνταγές" από συναδέλφους στο Διαδίκτυο. Ακόμα και στο Speleonics έχει συνταγές για μετατροπές. Αλλά όλα αυτά είναι λιγο παλιά και ελαφρώς απλοϊκά. Σίγουρα λειτουργούν, αλλά ίσως να κρύβουν και κάποια προβλήματα οι λύσεις τους, που δεν τις βλέπετε με πρώτη ματιά. Από το "δεν ήξερα" μέχρι και "δεν ρώταγα" ...

Θα επανέλθω σε αυτό όταν έχω περισσότερες πληροφορίες για σημερινές τεχνολογίες μπαταρίας και τα ηλεκτρικά μεγέθη τους.
Αν σας ενδιαφέρει, φυσικά ...

Βρήκα λοιπόν κάποιες πληροφορίες για τα "κλασσικά" τρυπάνια που χρησιμοποιούνται στη Σπηλαιολογία.

BOSCH GBH 24V
Ήταν από τα πρώτα που βγήκαν στην κατηγορία του.
Έχει τύλιγμα και μπαταρίες 24V και ισχύ 265W. Μια γρήγορη διαίρεση, "τραβά" δηλαδή κάτι παραπάνω από 11Α. Η μπαταρία του έχει χωρητικότητα 1,2Αh. Πάλι με έναν απλό συλλογισμό, στα 11Α διαρκεί το πολύ 0,1 της ώρας οίτοι 6 λεπτά. Πράγματι, το BOSCH στην πράξη κάνει καμιά 12αριά τρύπες !!!
Η "ενέργεια" που κρατά το πακέτο είναι 24V*1,2Ah=28,8Wh

HILTI TE7A
Εμφανίστηκε αργότερα από το BOSCH, αλλά είναι σύστημα 36V. Έτσι λένε πολλοί ότι είναι καλύτερο. Ας το δούμε αναλυτικά.
Η μπαταρία κρατά 36V για 1,2Ah. Άρα η ενέργεια είναι 43,2Wh, σχεδόν διπλάσια του BOSCH.
Η ισχύς του τρυπανιού είναι περίπου 360W, που σημαίνει ότι ζητά περίπου 10Α. Η μπαταρία του λοιπόν "κρατά" θεωρητικά 0,12 της ώρας, που αντιστοιχεί σε ... 7,2 λεπτά. Παρόλα αυτά, αντέχει στις διπλάσιες τρύπες που κάνει το BOSCH.

Όπως βλέπετε, τα στοιχεία των Ah δεν είναι εκείνα που κάνουν από μόνα τους τη διαφορά. Είναι το γινόμενο τάσης επί ένταση επί χρόνο. Επίσεις κάτι που κρύβεται μέσα στον αριθμό που περιγράφει την ισχύ είναι και η ροπή (που δεν αναφέρεται πουθενά). Πράγματι λοιπόν, με 43,2Wh έναντι 28,8Wh και ισχύ 360W έναντι 295W, το HILTI κάνει διπλάσιες τρύπες από το BOSCH. Και το καλό είναι, ότι αυτό επαληθεύεται και πειραματικά.

Το BOSCH που πήρα πρόσφατα είναι της "οικογένειας" των 14,4V με χωρητικότητα 1,5Ah. Ένας απλός πολλαπλασιασμός το φέρνει στα 21,6Wh, που έιναι πάρα πολύ κοντά στα 28,8Wh του ΠΡΩΤΟΥ 24Vολτου BOSCH !!! Η τιμή του όμως απέχει πάρα πολύ. Άν το "νέο" 14άρι κοστίζει περίπου 130€ και έχει ενέργεια ίση με το 75% του 24αριού, η τιμή του δεν είναι ΟΥΤΕ στο μισό του παλιού, που κοστίζει γύρω στα 400€ !!!

Είμαι πάρα πολύ σίγουρος ότι το "απλό" τρυπανάκι των 14,4V με εξωτερικές μπαταρίες έχει ανάλογη απόδοση που έχουν και τα μεγάλα αδερφάκια του, κάτω από ανάλογες συνθήκες.

Όπως επίσεις ότι το "απλό" τρυπανάκι λύνει τα χέρια σε αποστολές στο αρμάτωμα ή σε επέκταση παλαιότερων, με τη νοοτροπία του "ΑΤΟΜΙΚΟΥ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΥ".

Αλλά αυτό είναι ένα θέμα που μπορούμε να το αναπτύξουμε καλύτερα σε άλλη ενότητα.
Ας παραμείνουμε στα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά των τρυπανιών και μπαταριών.

Ας κάνουμε έναν απλό συλλογισμό ότι αφορά επαναφορτιζόμενες μπαταρίες και άς αφήσουμε στην άκρη τα τυποποιημένα συστήματα που πωλούν οι εταιρέιες και ταιριάζουν κάτω από τα τρυπάνια τους, τόσο μηχανικά (κούμπωμα) όσο και "σχεδιαστικά" σαν απόληξη χειρολαβής ή πλαισίου.

Είπαμε, μπορούμε να "σχεδιάσουμε" το δικό μας σύστημα μπαταριών, αρκεί να μήν ξεπεράσουμε τα δέοντα.

Βρήκα λοιπόν μια "κοινή" επαναφορτιζόμενη μπαταρία μεγέθους LR20 και βάρους 165gr, 32 διάμετρο επί 60χιλ, και τεχνολογίας NiMH.

Έχει χωρητικότητα 11.500mAh, δηλ. 11,5Ah και τάση 1,2V. Το πλεονέκτημα σε NiMH, κάπως το λένε υδρίδιο μετάλλου νικέλίου ή κάπως έτσι, είναι ότι δεν έχει το "φαινόμενο μνήμης". Ας το πούμε πολύ απλά, ότι η μπαταρία δεν θυμάται τα καζίκια που της κάνατε. Είτε τη φορτίσατε σωστά, είτε την ξεφορτίσατε λάθος, αυτή σας το συγχωρεί για 1.000 φορές, μέχρι να αρχίσει να σας ζητά τα ρέστα... και χαλάσει.
Ότι της βάζετε, παίρνετε. Και μιλάμε πάντα για φορτίο... !

Άν λοιπόν η "απλή" μπαταριούλα έχει χωρητικότητα 1,5Ah, τότε 10 από αυτές θα έχουν τάση όσο μια μολύβδου 12V. Και οι 20 από αυτές όσο η μπαταρία του BOSCH 24V, δηλ. οι 30 όσο και αυτή του HILTI 36V. Σωστά ?
Εδώ μπορεί να φανεί και η μεγάλη διαφορά.
Επειδή η NiMH έχει πολύ μικρότερη εσωτερική αντίσταση από την "κοινή" NiCd, το ρεύμα που περνά μέσα από το σύστημα των 30 μπαταριών μπορεί να είναι πολύ μεγαλύτερο. Μην ξεχνάτε, ότι αθροίζουμε 30 εσωτερικές αντιστάσεις σε σειρά, άρα 30 φορές μικρό είναι πολύ μεγαλύτερο απο το 30 φορές μικρότερο !

Στην πράξη, αυτό σημαίνει ότι με λιγότερες μπαταρίες μπορούμε να έχουμε την ίδια ροπή. Και όπως είδαμε, η ροπή είναι αυτή που μετράει.

Ένας πρέοχειρος υπολογισμός δείχνει ότι μια ιδιοκατασκευή με αυτού του είδους οι μπαταρίες θα κόστιζε 20*15€=300€ gia to BOSCH και 30*15=450€ για το HILTI. Μην ξεχνάτε όμως ότι μιλάμε για 11,5 Αh, την στιγμή που οι "κανονικές" μπαταρίες δεν "βγάζουν" ούτε το 1/4 αυτής !!!

Συγκριτικά, οι τιμές για "έτοιμες" μπαταρίες NiMH θα ήταν 129€ (24V 3,0Ah) για το BOSCH και ??? για το HILTI

Άν θέλετε να συγκρίνουμε μιά ίδιου μεγέθους, ας μιλήσουμε για 20*(1,2V με 2,9Ah), π.χ. την Varta: Mono Akku VA 5620 LR20, με κόστος περίπου 190€ και βάρος 1,2Kg.

(συνεχίζεται)

Μια ευκολη αναβαθμιση στα δραπανα(τρυπανια) υπαρχουν στελεχοι(μυτες τρυπανιου) με 3 η 4 αιχμες και βελτιωμενα αυλακια.Η BOSCH εχει μια νεα σειρα ονοματι GRANITE που εχει μπλε αυλακι(σαν ενδειξη) 4 αιχμες και υποσχεται +40% στην αυτονομια και πολυ πιο γρηγορες τρυπες,υπαρχουν παρομοια και σε αλλες μαρκες.Η DEWAYLT προσφερει τα δραπανα της και σε εκδοση με μπαταρια 3Α μηπως το εχουν και οι αλλες?Απο οτι εχω ακουσει τις NiCd τις προτιμουν γιατι εχουν καλη ροπη.Το 14αρι σου ειναι πνευματικο η' κρουστικο?Τα κρουστικα μας καλυπτουν γιατι βγαζουν λιγοτερη ενεργεια κρουσης(οχι οτι παμε για κατεδαφηση)?

Σχετικά με το τρυπάνι μου BOSCH, θα βρείτε στη θεματική ενότητα Tρυπάνια: μπαταρίας ή βενζινοκίνητα;
εδώ http://www.fhs.gr/gr/forum/viewtopic.php?t=325

Ήθελα αυτή η ενότητα να πραγατεύεται μόνο τα περί ηλεκτρολογικών μεγεθών σχετικά με τα τρυπάνια.

Σκεφτόμουν μήπως προχωρήσω σε ανάλυση κάποιων μεγεθών σε απλοποιημένη μορφή, γιατί πολύ φοβάμαι ότι κάποιες έννοιες γύρω από τα "βόλτ" και τα "αμπέρ" που μπερδεύουν κόσμο, χρειάζονται κάποια ... εκλαϊκευση.

Λοιπόν, επανέρχομαι στα "ηλεκτρολογικά" των τρυπανιών, μια και αφήσαμε λίγο το θέμα και ... κρύωσε.

Θα μιλήσουμε λίγο για τα καλώδια και τα βίσματα που προσθέτουμε στα κοινά τρυπάνια, ώστε να τα κάνουμε "σπηλαιολογικά".

Καλό είναι να γνωρίζετε ότι όλα τα καλώδια δεν είναι ίδια, όπως και όλα τα βίσματα δεν κάνουν γι αυτή τη δουλειά.

Επίσεις, μακριά από κροκοδειλάκια και άλλα ακάλυπτες μεταλλικές "πατέντες", γιατί μπορούν να βραχυκυκλώσουν τη μπαταρία, και αυτη να πάρει φωτιά ! Και ακόμα και να μην αρπάξει, θα χαλάσει σίγουρα με βραχυκύκλωμα, πράγμα πολύ απλό να διαπιστώσετε: Δεν κρατά χωρητικότητα και αδειάζει πάρα πολύ γρήγορα. Και το λάθος κοστίζει αρκετά, μια που οι μπαταρίες για τρυπάνια κοστίζουν αρκετά ευρώ.

Συνιστώ να καλωδιώνετε τα τρυπάνια σας ΜΟΝΟ με καλώδια ηχείου ! Ναι, καλά ακούσατε. Για ηχείο. Αυτά τα καλώδια είναι άριστης ποιότητας από πλευράς χαλκού. Έχουν πάρα πολύ λεπτούς αγωγούς, πράγμα που τα κάνει πάρα πολύ εύκαμπτα (!) και πάρα πολύ μικρή ωμική αντίσταση (!), δηλαδή πολύ μικρή απώλεια πάνω τους (!). Τα κοινά ηλεκτρολογικά έχουν΄πάρα πολύ μόνωση επάνω τους, που για τη δική μας εφαρμογή είναι λίγο παραπανίσια, αλλά και το χειρότερο, είναι σχετικά χοντρόκλωνα, που με τις πολλές κινήσεις κόβονται.

Τα καλώδια αυτά είναι πάρα πολύ διαδεδομένα και θα τα βρείτε σε όλα τα καταστήματα με ηλεκτρονικά. Είναι συνήθως "διαφανή" και φαίνεται ο χαλκός τους, και ο χρωματισμός τους μοιάζει με χρυσό και ασημί. Λόγω της διατομής τους είναι ιδανικά για τα ρεύματα μπαταρίας και η μόνωση των αγωγών είναι για τα 12...36V της μπαταρίας υπεραρκετή.

Σχετικά με τα βύσματα τώρα. Ο προβληματισμός είναι να αντέχουν το ρεύμα της μπαταρίας, να είναι σταγανοποιητικά (όσο γίνεται) και να είναι η κατασκευή τους τέτοια, που να αποκλείει το βραχυκύκλωμα με κάτι μεταλλικό.
Δεν έδωσα μεγάλη σημασια στο αδιάβροχο, μια που όλο το τρυπάνι δεν είναι αδιάβροχο. Σημασία έδωσα να μην βραχυκυκλώνει, γιατι ένα καραμπίνερ που κουβαλάμε μαζί μας μπορεί να μας μετατρέψει σε κινούμενη δάδα....

Τα πιο κατάλληλα βίσματα που βρήκα γι αυτή τη δουλειά, είναι βίσματα για ηχεία για χρήση σε σκηνη. Είναι γερά και ανθεκτικά και αντέχουν σε ρεύματα. Θα τα βρείτε και αυτά σε καταστήματα ηλεκτρονικών, αλλά πιο εξειδικευμένα. Μπορείτε επίσεις να ρωτήσετε εκεί που πουλάνε "Ήχο", δηλ. καλύψεις συναυλιών κλπ.
Προσοχή ! Δεν μιλώ για τις κλέμμες που έχεουν τα ηχεία και "μαγκώνουμε" μέσα το καλώδιο! Είναι βίσματα, κανονικά, αρσενικό και θυλικό, και βισματώνει το ένα μέσα στο άλλο.

(συνεχίζεται)

Αντρέα, μιας και βλέπω ότι κάτι σκαμπάζεις από βύσματα, μπορείς να μου πεις πως θα εξασφαλίσω μια θεσούλα στο δημόσιο;