Por: Alfonso Perales
Al igual que las baterías se pueden considerar la "gasolina" de los automodelos eléctricos, los variadores de velocidad se pueden considerar los "carburadores" de los coches radiocontrolados de energía eléctrica.
El nombre de variadores de velocidad lo reciben de la función que realizan: variar o regular la velocidad. Sería más apropiado denominarlos reguladores, controladores de velocidad o aceleradores, pero en este artículo mantendremos el nombre que se ha impuesto y por el que se conocen por la mayoría de los aficionados.
En nuestros vehículos de escala reducida hay dos posibilidades de regular la velocidad, una con los variadores mecánicos y otra con los electrónicos. Si volvemos a compararlos con sus hermanos mayores que ruedan por las calles de nuestra ciudad, los mecánicos sería similares a los carburadores y los electrónicos a las centralitas electrónicas que regulan la inyección de los coches más modernos.
Los variadores mecánicos:
Son los que aparecieron en primer lugar para poder controlar o regular la velocidad de los coches teledirigidos, sin ellos sólo habría dos posibilidades: o velocidad máxima, o coche parado. Esto se da todavía en algunos coches a escala de juguete, que montan un pequeño motor, unas baterías y un interruptor.
Para regular la velocidad se ideó un sistema que consiste en interponer entre la batería y el motor una resistencia variable. Es decir al empezar a acelerar la resistencia (R) que se interpone entre la batería y el motor es la máxima posible, por lo que al ser la I=V/R y considerar la tensión constante (V), la intensidad (I) de la corriente, es decir la cantidad de electricidad que llega al motor, es mínima. A medida que la resistencia se va haciendo menor, mayor intensidad llegará al motor y el vehículo irá más rápido. La velocidad máxima se conseguirá cuando ninguna resistencia se interponga entre las baterías y el motor.
Pero, ¿cómo se consigue esto?, con los variadores mecánicos. De estos existen dos tipos principales, pero ambos consisten en un brazo metálico, que hace de contacto móvil y hace variar la resistencia. Este brazo está conectado mediante una varilla al servo de aceleración, y este se mueve según las órdenes recibidas del receptor, que a su vez las recibe del gatillo o palanca de la emisora que maneja el piloto. Uno de los tipos de variadores, el más clásico, suele tener tres marchas hacia adelante, un neutro y una marcha atrás. Las tres velocidades hacia delante se consiguen mediante la interposición de varias resistencias en serie. Al inicio del recorrido el brazo contacta con una pista unida a dos resistencias y se obtendrá la marcha lenta, luego se pasará a otra conectada a una sola una resistencia, obteniéndose una velocidad intermedia, por último el brazo conectará con una pista no unida a ninguna resistencia y se obtendrá la velocidad máxima, ya que la electricidad de la batería llegará directamente al motor. Antes del inicio de las marcha adelante hay un punto intermedio en el que no hay contacto, este punto se corresponde con el punto neutro de la emisora y no habrá movimiento. Si invertimos el recorrido del gatillo o de la palanca del acelerador de la radio, el brazo hará contacto con una pista cuya misión es invertir la polaridad, entonces el motor gira al revés y conseguimos que el coche vaya marcha atrás. En este tipo de variadores las resistencias suelen estar inmersas en cerámica para una mayor fiabilidad
Uno de los inconvenientes de este tipo de variadores es que son muy poco progresivos, se notará el paso de una resistencia a otra y el coche acelerará casi "a saltos". Por ello existen otros tipos, cuyo brazo se ajusta directamente al servo y se mueve sobre un reostato, es decir un hilo conductor bobinado en espiral que ejerce como resistencia variable. El paso del brazo por su superficie será más progresivo, haciendo que lo sea también la velocidad del vehículo, cuanto mayor sea las vueltas de las espiras más progresivo será y más se asemejará a un variador electrónico. En este tipo de variadores en lugar de la marcha atrás, suele existir un sistema de freno. Este consiste en desconectar la batería y provocar un cortocircuito haciendo que se inserte una resistencia entre los cables del motor, entonces la inercia del motor hace que éste se comporte como un generador, y la corriente producida detiene el movimiento del coche casi instantáneamente. Este tipo de variador mecánico es más progresivo que el modelo basado en los contactos con diferentes pistas unidas a resistencias, pero tiene más tendencia a averiarse por rotura del hilo-resistencia debido a las altas temperaturas que llega a alcanzar.
Ambos tipos de variadores mecánicos tienen inconvenientes respecto a los variadores electrónicos, como son:
- Pérdida de energía: Excepto cuando se va a la máxima velocidad, parte de la energía de las baterías se pierde en las resistencias en forma de calor. Es decir siempre gastaremos prácticamente los mismos electrones, vayamos a la mínima o a la máxima velocidad.
- Poco progresivos: incluso el modelo de espiral no se puede comparar al variador electrónico más básico.
- Lentos en la respuesta, ya que dependen de un servo mecánico.
- Limitados a motores no muy potentes: ya que la altas intensidades acaben por quemar literalmente el variador.
- Poca seguridad, ya que cuando se agotan las baterías se detiene el servo de aceleración y el variador puede quedar en una posición diferente a la neutra, quedando el coche fuera de control.
- Requieren un mantenimiento continuo, como se verá más adelante.
- Poco duraderos: el sistema de contactos no es perfecto y el paso de grandes intensidades de corriente hace que se deterioren llegando un momento en que la reparación no sea posible y haya que proceder a comprar uno nuevo.
- Peso y espacio: en los variadores mecánicos hay que incluir además de su peso, el del servo de dirección, resistencias cerámicas etc, por lo que son más pesados que los electrónicos. Además requieren más espacio libre en el chasis para su instalación.
Esto sin contar la necesidad de utilizar un paquete adicional de baterías para alimentar al receptor de la radio en caso de que éste no esté equipado con un BEC (circuito eliminador de baterías), lo que suprimiría el problema.
Pero no todo son inconvenientes, ya que tienen una ventaja fundamental que los hace idóneos en los coches de iniciación: su precio, hasta 10 veces inferior a los electrónicos. Por eso se utiliza en los modelos de iniciación.
El mantenimiento
Si queremos que nos dure lo más posible un variador mecánico hemos de dedicarle ciertas atenciones de mantenimiento. En primer lugar hemos de vigilar que el movimiento de las partes mecánicas sea lo más libre posible de tal forma que no se quede enganchado en una resistencia y el coche no haya forma de pararlo, para ello el muelle que sujeta el brazo móvil debe mantenerlo a la distancia justa de los contactos de las resistencias.
Los cables han de tener un recubrimiento flexible, de silicona o similar, si nuestro variador no los tiene habrá que sustituirlos por otros que podemos adquirir en tiendas de electrónica. Si se comienzan a estropear los cables han de ser sustituidos lo más pronto posible.
Además el variador ha de estar limpio de polvo, tierra o piedrecitas. Cuando es necesaria la limpieza del polvo o de los resultados de las chispas eléctricas que inevitablemente se producen durante su funcionamiento, hay que utilizar uno palillos con algodón (como los que se venden para la limpieza de los oídos) humedecidos en alcohol, o utilizar un producto de limpieza de instrumentos electrónicos como el CRC Electro, o si deseamos uno que no deje nada de residuo, pero bastante más caro podremos optar por el CRC "contact cleaner" o productos similares. Si el ennegrecimiento que se produce en las pistas es muy elevado y no se puede eliminar con estos productos, podemos utilizar una goma de borrar de las que se usan para tinta, o lijarlas con un papel de lija fino de grano 600 a 1000 si la degradación es importante. Si el deterioro es muy elevado lo mejor es cambiarlo.
El problema del polvo está resuelto en los variadores que tienen el brazo y pistas protegidos por una carcasa, como se puede apreciar en una de las fotos de este artículo. En estos variadores mecánicos de tipo cerrado, se puede añadir grasa lubricante a las pistas para disminuir el rozamiento entre los contactos, no lo aconsejamos para los descubiertos ya que el polvo y la tierra puede quedar retenido por la grasa y erosionar aún más los contactos, a no ser que los aislemos del exterior mediante su introducción en el interior de un globo.
LOS VARIADORES ELECTRONICOS:
Tienen la gran ventaja de solucionar la gran mayoría de los problemas de los variadores mecánicos, pero lógicamente su precio es mucho más elevado.
Hicieron su aparición a principios de los años 80, con el fin de solucionar los inconvenientes de los variadores mecánicos. Los primeros en aparecer eran grandes, pesados y muy caros, y debido a los transistores bipolares que empleaban, las resistencias eran elevadas, calentandose de manera importante, por lo que tampoco eran utilizables con motores excesivamente potentes. Más tarde, a mediados de los 80, aparecieron los transistores MOS-FET (Metal Oxide Silicone - Field Effect Transistor) es decir transistores con efecto de campo de silicona-óxido metálico y se dio un paso significativo en la obtención de variadores eficientes, siendo la antesala de los avanzados variadores de que disponemos actualmente.
Cómo funcionan
Los variadores electrónicos funcionan como interruptores, es decir permiten el paso de corriente o la cortan muchas veces por segundo. Al comienzo de la aceleración predominan las veces que el paso de corriente está cortado sobre las que se permite que pase, al ir acelerando aumenta el número de veces que se permite el paso de corriente sobre el de las veces que se corta, y al final del recorrido del gatillo o palanca del acelerador, el variador permitirá el paso de toda la corriente. Como dijimos esta función de corte-encendido de la corriente se hace muchas veces por segundo, por lo que no se notará en la marcha del coche.
Los variadores electrónicos están formados por varios bloques de circuitos electrónicos que presenten varias funciones, entre ellos podemos destacar 1) el discriminador del ancho de impulso que le llega del receptor, es decir interpreta el impulso y podemos reglarlo mediante el potenciómetro de ajuste del neutro; 2) el conversor de dicho impulso a pulsos de ciclo de trabajo, éste lo podemos regular mediante el potenciómetro de ajuste del recorrido o sensibilidad (punto máximo); 3) el multiplicador de la tensión, llevándola hasta 12-16 V para que en la siguiente etapa, la de excitación pueda disparar la puerta de los Mosfet; 4) etapa de excitación, abre el paso de corriente para disparar la puerta del Mosfet; 5) etapa de potencia o de Mosfet, es crucial para las prestaciones y rendimiento del variador; 6) freno, el freno se consigue mediante un Fet que ocasiona un cortocircuito en el motor y provoca que éste actúe como un generador, creando un campo magnético que frene al motor y al coche; 7) circuitos de protección (térmica, contra inversión de polaridad, etc.), que están en contacto con la etapa de excitación para detener su acción si es necesario; 8) el conocido como BEC (circuito eliminador de la batería) que tiene como fin alimentar al receptor y servos, mediante un regulador de la tensión de tal forma que reciban constantemente 5 ó 6 V y no quede el receptor sin alimentación cuando aceleramos estando las baterías casi gastadas y bajas de tensión, lo que podría provocar que el coche escapase de nuestro control.
Las características principales
Una vez conocido básicamente la estructura y funcionamiento de los variadores electrónicos, es interesante saber algo acerca de las características de estos, que son las que definirán su calidad, eficacia y prestaciones.
Estructura física
Constan de una caja en donde se aloja toda la electrónica, de ella salen una serie de cables. Dos de ellos van a la batería de la que se alimentan y otros dos van al motor, aunque en algunos casos salen del variador 3 cables en lugar de 4, debido a que uno, el positivo, es común para la batería y el motor. También salen del variador una serie de 3 cables de pequeño diámetro (negativo, positivo y señal) que han de ser conectados al canal 2 del receptor de radio. Otro cable pequeño y aislado se utiliza para alimentar un servo rápido FET, en el caso de que utilicemos uno de este tipo en el coche. Otros dos cables pequeños y de corta longitud son para cortocircuitar el regulador interno en caso de que usemos sólo 4 ó 5 baterías.
Frecuencia
Como dijimos los variadores electrónicos se basan en la función interruptor. El número de veces que éste se enciende y apaga por segundo se denomina frecuencia y se expresa en Hercios (Hz). Los primeros variadores daban una frecuencia de 50-60 Hz pero los actuales llegan a dar hasta 7500 Hz y se denominan de alta frecuencia. Cuanto mayor sea la frecuencia mayor será la progresividad y por tanto la suavidad de funcionamiento.
Transistores
Otra característica fundamental es el número y calidad de los transistores que se incluyen en el variador. Cuanto mejores sean y mayor sea su número, mejores serán las prestaciones, rendimiento pero también mayor será su precio. En la mayoría de los variadores se incorporan los transistores en paralelo por lo que la resistencia total será la de cada uno de ellos dividida por el número total de transistores. Por ello cuanto menor sea la resistencia individual y mayor el número de transistores, la resistencia interna será inferior. Es decir menos energía se desperdiciará y menos se calentará el variador. De todas formas la resistencia interna del variador (que incluye a la de los transistores y los diferentes circuitos) es de relativa importancia si se compara con la de los cables y conexiones, como se verá más adelante.
Corriente que pueden soportar
Otro característica de los variadores es qué corriente máxima pueden soportar. Se define una corriente máxima puntual, que es la que puede soportar durante 10 millonésimas de segundo, y suele ser muy elevada, y otra que es la que puede soportar de forma continuada, y que lógicamente es de un valor inferior. Estas intensidades de corriente, expresadas en amperios son las máximas que puede soportar el variador sin destruirse. Esto siempre se refiere a los transistores, pero lógicamente y a nivel práctico el que el variador aguante, también dependerá de las intensidades que puedan soportar el resto de los elementos de la electrónica del coche.
Protecciones
Otras características que poseen algunos variadores de alta gama es la protección frente al calor. Si éste es excesivo por una mala refrigeración, una relación corona/piñón inapropiada o un problema en la transmisión, podrían destruir al variador. Por ello algunos incorporan los denominados TEMPFET, o transistores protegidos frente a las temperaturas elevadas, y llevan una sonda que hace que cuando la temperatura sea excesiva se corte el paso de corriente en la etapa de excitación, parándose el variador y deteniéndose el coche, que volverá a funcionar cuando baje la temperatura. Cuando esto ocurre significa que algo va mal en uno de los puntos que citamos anteriormente y habrá que intentar corregirlo antes de que volver a correr con el coche.
También los variadores más modernos están protegidos frente a la inversión de la polaridad, cosa que puede ocurrir cuando utilizamos conectores de baterías habituales en competición y que no evitan un error en la conexión. Unos fabricantes optan por instalar un fusible con esta finalidad, y otros por un circuito que evita que el variador sea dañado. Hay que destacar que la inversión de polaridad puede producir daño al variador desprovisto de estas protecciones, incluso cuando tengamos el interruptor del variador en posición de apagado. La inversión de polaridad puede destruir algunos transistores del variador, especialmente los del freno.
Limitación de corriente
Otra posibilidad de los variadores de alta gama es la de contar con limitación de corriente, que suele aparecer en la caja e instrucciones con el nombre de "torque". Lo que hace es limitar la intensidad de corriente que llega al motor, es decir la cantidad de amperios. En general hay posibilidad de limitarlo entre 20 y 120 A. La limitación de corriente reduce la aceleración, pero no la velocidad punta.
Las ventajas de este dispositivo son dos: 1) por una parte ahorra energía de la batería, ya que limita la corriente que llega al motor que es difícilmente utilizable por encima de ciertos valores; 2) al limitar la corriente que llega al motor hace más fácil la conducción, ya que no habrá aceleraciones brutales difícilmente controlables por los pilotos menos experimentados. En algunos variadores antiguos existía la posibilidad de regular la curva de potencia, para que fuera más o menos plana, sin embargo esta posibilidad se ha abandonado por la más eficaz de la limitación de intensidad.
Para circuitos de poco agarre se suele utilizar una limitación en 4x2 entre 40 y 60 A y en los de mucho agarre entre 60 y 100 A. En 4x4 se suelen sumar unos 20 A a estas cifras. Pero desde luego las cifras a emplear dependerán mucho de la habilidad del piloto.
Marcha atrás
Los variadores consiguen que el coche pueda ir marcha atrás cambiando la polaridad de la corriente que va al motor. Los variadores de competición disponen de marcha adelante y freno pero en general no de marcha atrás. La justificación es que, durante las carreras oficiales, en los circuitos hay personas cuya función es la de devolver el coche a la pista si se sale de ella o choca, por lo que no sería necesaria la marcha atrás, pero los principales motivos son el rendimiento y el precio. En los variadores con marcha atrás hay que dedicar parte de los transistores a dicha función, por ello no todos estarán en paralelo, sino que es necesario formar cuatro grupos, dos en serie y dos en paralelo, sumándose las resistencias en vez de dividirse como ocurre en los variadores sin marcha atrás que agrupan todos los transistores en paralelo. Un variador con marcha atrás tendrá una resistencia el doble que uno con el mismo número de transistores de la misma calidad pero con solo marcha adelante. Por ello en los de marcha atrás llegarán menos electrones al motor, andará menos y el variador se calentará más, no pudiendo controlar motores tan potentes. Además la disipación del calor será peor, ya que es más difícil colocar radiadores, porque si estos ponen en contacto grupos distintos de transistores, pueden producir un cortocircuito. Por supuesto que se pueden conseguir variadores con marcha atrás muy eficientes, pero a costa de aumentar el número de transistores y por ello su peso y precio. De los disponibles en el mercado lo habitual es que un variador con marcha atrás ofrezca 6 veces más resistencia que uno con sólo marcha adelante.
Para evitar que se dañe el motor y la transmisión, la marcha atrás no entra inmediatamente después del freno, sino que hay un intervalo de tiempo y muchas veces este intervalo es regulable en el variador.
Freno
De la función de freno se encargan uno o dos transistores del variador. Si se usan dos transistores para el freno, la frenada será más potente. Cuando se usan mucho los frenos, se calientan y la eficacia de la frenada puede disminuir. Para la función de freno es necesario la utilización de un diodo para la corriente recirculante, el diodo Schottky. Para evitar el calentamiento, y por problemas de espacio, en algunos variadores de altas prestaciones con gran número de transistores, este diodo no cabe físicamente en el interior del variador, por lo que algunos fabricantes optan por suministrarlo aparte para ser instalado en el motor.
Algunos variadores disponen de la posibilidad de recarga de las baterías en las frenadas y aprovechan el efecto generador del motor cuando se frena para inyectar corriente en las baterías. De esta forma la autonomía de estas podrá verse beneficiada.
Otras características:
Por último está el número de baterías que pueden utilizar, que generalmente son entre 4 y 10 en los mejores variadores. Algunos fabricantes denominan a sus variadores según la capacidad de utilizar un número determinado de baterías, por ejemplo un 410 podrá usar entre 4 y 10 y un 610 entre 6 y 10. De todas formas esto no tiene gran importancia en nuestro caso porque las competiciones que se desarrollan en España son siempre con 6 baterías.
Las marcas
Al principio eran las marcas europeas (alemanas e inglesas) las que comenzaron a fabricar los variadores electrónicos, como era el caso de Robbe, Graupner y Demon. Poco después otras marcas se sumaron, como las japonesas Sanwa, Futaba, K.O., la inglesa Nosram o la norteamericana Novak. Posteriormente la marca holandesa Corally con tecnología Phillips fue la que comenzó una revolución en este campo, al ofrecer la limitación de corriente. Los americanos reaccionaron, sobre todo Tekin y Novak, ambos situados en el estado de California, que es donde se encuentran los mejores fabricantes de semiconductores, disponen de una alta tecnología y son fabricantes en un país que es el rey de la competición de radiomodelos eléctricos. Estos dos fabricantes son actualmente los líderes del mercado. Sin embargo en los últimos años se ha visto la reacción europea sobre todo con los LRP, GM, Robitronic, CS, y M-Troniks, y las las japonesas K.O. y Keyenze.
Montaje y precauciones
Lo primero que hemos de tener en cuenta al montar el variador en el automodelo es comprobar que las clavijas de éste se corresponden con el receptor de la radio que estemos utilizando, ya que por desgracia los diferentes fabricantes no se han puesto de acuerdo en esto y no hay correspondencia entre los cables positivos y negativos. En general los conectores están dispuestos de tal forma que no se puedan conectar directamente los de otros fabricante, pero cuando vayamos a cambiar las clavijas de conexión, hemos de tener un gran cuidado en no confundirnos ya que en caso contrario podremos echar a perder, no sólo el variador, sino también el receptor. Además hemos de atender a los ajustes de la emisora recomendados en las instrucciones de ese variador.
El segundo punto es la instalación, los variadores se han de fijar al vehículo mediante cinta de doble cara o Velcro. El lugar de instalación ha de ser uno en el cual el variador reciba el máximo flujo de aire para evitar que se sobrecaliente, ya que cuanto mayor sea la temperatura, mayor será la resistencia. Para evitar el calentamiento hemos de instalar los radiadores, que irán encajados en los transistores y que ayudarán a mantener el variador a una temperatura apropiada. Pero cuidado con los radiadores, ya que hemos de evitar en todo momento que contacten los de los transistores de marcha adelante con los de marcha hacia atrás, ya que podrían producir un cortocircuito. También hay que tener cuidado de no tocar ambos con un objeto metálico cuando el variador está conectado a la batería, o que los transistores se pongan en contacto con cualquier parte metálica (o de fibra de carbono, que también es conductora), pues puede producirse un cortocircuito.
Volviendo al lugar de instalación, hemos de instalarlo lo más alejado posible del receptor para evitar que se produzcan interferencias. Además el uso de variadores electrónicos conlleva la instalación de 2 condensadores de 0,1 microfaradios en el motor, que eviten las emisiones parásitas provocadas por el chisporroteo. Cuando se usan variadores de alta frecuencia es recomendable además el empleo de un condensador polarizado de tantalio de 2,2 uF y 25 V, todo esto además de la posible instalación del diodo de freno Schottky en los variadores que lo requieran.
Otro tema es el cableado y los conectores. Tanto los cables que van al motor como los que van a la batería han de ser lo más corto posibles y de un diámetro elevado para de esa forma disminuir la resistencia y por tanto la pérdida de energía. Para mejorar el rendimiento pueden soldarse directamente los cables del variador al motor. Como dijimos, un cableado inadecuado puede tener mucha más resistencia que un variador. Aunque los fabricantes proveen de cables apropiados en la mayoría de los casos, si alguna vez hemos de sustituirlos, hay que utilizar siempre cables flexibles de silicona, ya que estos ofrecen menos resistencia que los demás, aunque se trate también de cables flexibles. Lo mismo en lo que respecta a los conectores, estos han de ser de ser de la calidad usada en competición, los tipo Corally son excelentes y en lo referente al material, como la plata es la mejor conductora, los que reciben un baño de plata son los mejores, seguidos de los de oro. También influye en la resistencia la calidad de las soldaduras, si las realizamos de manera limpia, la resistencia será menor.
Otro tema a tener en cuenta es que la mayoría de los variadores no son impermeables por lo que si vamos a conducir en condiciones de lluvia debemos protegerlos, por ejemplo con un globo y tener además en cuenta, sobre todo con los de gama baja, que conducir en terreno húmedo y con el barro pegándose a las ruedas, aumenta el consumo y podemos sobrecalentar el variador si no cambiamos la relación del coche a una más corta, por ejemplo poniendo un piñón de menos dientes. También hay que tener en cuanta que no hay que seguir acelerando cuando el coche está retenido por un obstáculo, pues el variador puede estropearse por un sobrecalentamiento, sobre todo si no tiene protección térmica. El mantenimiento en los variadores electrónicos es nulo, a diferencia de los mecánicos. Por ello es conveniente no abrirlos y sobre todo no intentar repararlos por personas no expertas, ya que incluso la cercanía de un soldador no adecuado puede afectar a la electricidad estática del transistor y destruirlo. Si es necesaria su reparación lo mejor es enviarlos al fabricante.
Reglajes
Los variadores suelen disponer de potenciómetros de ajuste y los más normales son el punto neutro, velocidad máxima. El ajuste se realiza encendiendo la emisora y luego el variador, pero manteniendo en coche de tal forma que las ruedas motrices no toquen el suelo. El neutro se regula moviendo el potenciómetro de ajuste hasta que se para el motor. El punto máximo se ajusta con la ayuda de una lucecita (diodo LED), de tal forma que la velocidad máxima se alcance al llegar al 80-90 % de recorrido de la palanca o gatillo. Si no se dispone de la ayuda luminosa, se puede regular o "a oído", es decir el máximo es cuando el motor ha llegado a su máximo ruido, o con un voltímetro, en dicho caso se pone en la posición de milivoltios y al acelerar disminuye la lectura, cuando deja de disminuir la tensión será el punto máximo. En los variadores modernos estos reglajes son mucho más sencillos, e incorporan un sistema de ajuste en el que solo hay que apretar un botón del variador cuando la radio está encendida y acelerar al máximo y frenar. Con algunos variadores se puede, ajustar la radio, las intensidades de corriente en función del tiempo de carrera, la intensidad del freno, la progresividad de la aceleración, pudiendo incluso apagar el variador desde la emisora, sin tener que tocar el variador. También se puede regular la potencia de freno, la marcha atrás en caso de disponer de ella, o la limitación de torque. No entraremos en ellos ya que varía su regulación según los fabricantes.
La elección:
Ahora que conocemos un poco a los variadores electrónicos y basándonos sobre todo en sus características, estamos en condiciones de plantear un tema crucial: cómo elegir el variador que vamos a comprar.
Esto lo haremos en función del dinero con que contemos y de las prestaciones que necesitemos. Una opción es comprar el variador electrónico para simplemente para sustituir al mecánico de tal forma que el coche se pueda conducir mejor y las baterías nos duren más, sin tener pretensiones de participar en competiciones de alto nivel ni utilizar motores muy potentes. En ese caso deberíamos elegir uno con marcha atrás, para no tenernos que desplazar hasta el coche cuando choquemos con algún obstáculo, pero teniendo en cuenta que nos debe permitir usar los motores que deseamos, aunque la mayoría aguantan motores de 17 y más vueltas de bobinado. El problema de adquirir estos variadores de gama baja es que cuando seamos más hábiles y podamos conducir motores muy potentes tendremos que sustituirlos y comprar uno nuevo, por lo que haremos un doble desembolso, sin embargo siempre podemos vender nuestro antiguo variador de segunda mano.
En lo referente a la competición y antes de decidirnos deberemos consultar las características declaradas por los fabricantes, pero siempre contemplándolas con un espíritu crítico. Por ejemplo los valores de corriente máxima se obtienen multiplicando las teóricas de cada Mosfet por el número de ellos, son realmente asombrosos y son teóricamente ciertos, pero ¿qué más nos da que puedan soportar miles de amperios de corriente máxima durante millonésimas de segundo, cuando no podría soportarla ni los conectores, el motor o los cables, que llegarían a fundirse?. Más importante es que puedan mantener una cifra elevada de manera continua. Por ello estos valores, siempre que sean como mínimo de 200 A de continua, no nos han de importar en exceso.
La resistencia interna es sin duda el mejor exponente de la calidad del variador. Se expresa en voltios/amperios, es decir la disminución de la tensión al pasar la corriente por el variador, por cada amperio suministrado. Si un fabricante da un valor de resistencia de 0,0015 ohmios, significa que al aplicar una corriente de 10 A, la disminución de la tensión será de 0,015 voltios (V = 0,0015x10), pero será sólo del paso por los transistores, no a través del variador completo y sus cables, por lo que la real será mayor. Hay que tener en cuenta que la expresión de esta resistencia puede variar según los fabricantes. Estos suelen dar la que corresponde a los transistores, que como vimos son función de la calidad y número de éstos, ya que a igualdad de Fet, cuanto mayor sea su número menor será su resistencia. La resistencia influye en el calentamiento del variador y en la duración de las baterías. Sin embargo no debemos gastarnos varios miles de pesetas en un variador que ofrezca unos pocos miliohmios menos de resistencia, cuando unos conectores o cables de mala calidad o excesivamente largos pueden ofrecer una resistencia muchísimo mayor. En general se recomienda que un variador de altas prestaciones tenga una pérdida de tensión interna no superior a 0,03 V a 12 A de intensidad.
Otras características de interés que debemos contemplar en su adquisición es que la de que se trate de modelos de alta frecuencia y que tengan limitación de intensidad (torque). Ambos factores influyen en que el coche sea más manejable. Con la alta frecuencia el conmutador y las escobillas del motor sufrirán menos, tendrán menos desgaste y el motor se calentará menos. Con la limitación de intensidad podremos regular adecuadamente el consumo. La protección frente al sobrecalentamiento y frente a la inversión de polaridad nos asegurará frente a roturas y nos protegerá el bolsillo. Otras características más accesorias son el ajuste con un solo toque y que sea programable, aunque esto último tiene su ventaja sobre todo en carreras de pista ya que podremos programar distintas intensidades de corriente a lo largo de la carrera para que el motor responda a lo largo de toda ella y nos duren las baterías hasta el final.
Otro factor a considerar es si vamos a utilizar un servo rápido tipo K.O. de las series 1000, 2000 y 3000 ó Sanwa ERG-XS, en ese caso el variador debe disponer de un regulador de tensión lo más cercano a 6 V y con un paso de intensidad de 1 A.
El peso y volumen del variador han de considerase sobre todo en competición en pista 1/12, donde el peso es importante y el espacio puede ser limitado, aunque en esta categoría una baja resistencia del variador es fundamental para que las baterías puedan durar los 8 minutos.
Por último, pero no lo menos importante, está el fabricante. Algunos además de ofrecer una calidad contrastada ofrecen garantía, y las reparaciones posteriores se realizan en la misma fábrica a un precio módico y con una rapidez notable.
VARIADORES: GLOSARIO
Dimensiones y peso: Las dimensiones nos dan una idea de si el variador podrá ser alojado en un determinado espacio. Esto es de utilidad en aquellos coches en los que el espacio es escaso. Un peso reducido siempre es bienvenido, ya que un coche con menos peso acelera mejor y consume menos. Sin embargo las dimensiones y el peso están en ocasiones reñidos con la eficacia del variador, ya que se recurre con frecuencia a reducir el número de transistores.
Límite de vueltas del motor (Motor limit): En general los variadores de alta gama no tienen limitación de la potencia de los motores, que se expresa por su número de vueltas de bobinado. Los variadores que tienen menos transistores y por ello mas resistencia, no pueden soportar motores muy potentes.
Número de elementos de batería que puede soportar el variador: La mayoría de los variadores de alta gama admiten entre 4 y 10 baterías. En nuestro país las competiciones son generalmente con 6 baterías y en ocasiones, como con el 1/12, con 4 baterías.
B.E.C. (Circuito Eliminador de Batería): Todos los variadores de gama alta están equipados de este circuito. Tiene como fin alimentar al receptor y al servo mediante un regulador de la tensión. De esta forma recibirán constantemente 5 ó 6 voltios y se evita que el receptor se quede sin alimentación cuando aceleramos estando las baterías casi gastadas. Esto podría provocar que el coche escapase a nuestro control. Además los servos digitales de alta velocidad necesitan alimentarse con altas corrientes y para ello el variador ha de suministrarles los amperios que necesitan. Por ello es conveniente que la corriente sea alta y que el variador proporcione como mínimo valores de 1 amperio, aunque corrientes más altas con aconsejables. Si el variador solo es capaz de proporcionar corrientes bajas puede llegar a estropearse con determinados servos.
Frecuencia máxima: Los variadores electrónicos funcionan como interruptores, es decir permiten o cortan el paso de la corriente muchas veces por segundo. La velocidad variará en función de que predomine el paso o el corte de la corriente. El número de veces que el variador realice esta acción por segundo se denomina frecuencia y se expresa en Hercios (Hz). Los primeros variadores que se fabricaron daban solo 50-60 Hz. A partir 1000 Hz se denominan de alta frecuencia, pero actualmente algunos pueden alcanzar valores superiores a 20.000 Hz.
Cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será la progresividad y por tanto la suavidad de funcionamiento. Además a mayor frecuencia mayor duración de las baterías y mayor vida del motor.
Resistencia (On resistance): Es un parámetro importante en el funcionamiento del variador, ya que en gran parte indica su calidad. Cuando la resistencia es baja la potencia que llega al motor desde las baterías y a través del variador, es mayor. Se expresa en voltios/amperios, es decir la disminución de la tensión al pasar la corriente por el variador por cada amperio suministrado. Los fabricantes suelen expresar la resistencia a valores de 10 amperios (A). Si un fabricante da un valor de resistencia de 0,0015 ohmios significa que al aplicar una corriente de 10 A, la disminución de la tensión será de 0,015 voltios (V = 0,0015 x 10). La resistencia se refiere al paso por los transistores, no a través de todo el variador y sus cables. La resistencia también influye en el calentamiento del variador y en la duración de las baterías.
Corriente máxima (drive current, peak current, rated current): Indica la calidad de los transistores empleados en el variador. El máximo de corriente que las baterías pueden dar es de unos 120 amperios, pero cuando más corriente pueda soportar el variador, mejor es la calidad de sus transistores. Las mediciones, y por ello sus valores pueden variar entre fabricantes.
Ajuste rápido (Quick tune, one touch set up): Sistema sencillo de ajuste automático del variador a la emisora. Muchas veces se basa en tocar simplemente un botón del variador. Este sistema elimina la necesidad de ajustes manuales de la emisora.
Limitación de corriente (Current limiter, torque limiter): Esta función limita la intensidad de corriente que llega al motor, es decir la cantidad de amperios. La limitación de corriente reduce la aceleración, pero no la velocidad punta. Su función es doble, por una parte ahorra energía, que en los valores altos es difícilmente utilizable por el motor, y por otra hace más fácil la conducción ya que evitan aceleraciones excesivas. La limitación puede realizarse mediante un botón giratorio, un chip intercambiable (digital), o mediante la programación del variador, en aquellos que poseen dicha función.
Programable: Esta característica se refiere a la posibilidad de que el mismo piloto pueda acceder y programar una amplia variedad de parámetros, sea mediante aparatos diseñados especialmente, sea mediante su ordenador personal o simplemente mediante los botones que tiene el variador. Según los variadores se pueden programar funciones como el recorrido del acelerador antes de que el coche empiece a moverse, intensidad de la corriente que entra en el motor al iniciar la aceleración, frecuencia de la aceleración y freno, respuesta al acelerador, etc.
Interruptor: Aunque no es un detalle de gran importancia, hemos creído interesante especificar si el variador lleva o no un interruptor. Algunos variadores no llevan interruptor, solo es necesario tocar un botón para ponerlo en marcha o apagarlo. Otros sí llevan lo que se conoce físicamente como un interruptor, lo que a veces algo molesto de colocar en el coche sin que se suelte. Otros llevan el interruptor unido físicamente al variador, lo que evita los cables y el anclaje al coche.
Diodo Schottky: La mayoría de los variadores de gama alta lo llevan. Cuando el acelerador no está al máximo, hay corriente que vuelve al variador desde el motor. Si no hubiera un diodo Schottky, esa corriente pasaría a través del transistor del freno, lo calentaría y sería menos eficiente. El diodo Schottky evita esto. Además ocupa un sitio relativamente grande, por lo que algunos fabricantes para reducir el tamaño del variador no lo incluyen en su interior, y recomiendan colocar uno externo lo más cerca posible del motor.
Diámetro de los cables: El calibre del cable, es decir su anchura, determina la resistencia que éste ofrece al paso de la corriente. De nada sirve un variador con unos transistores que ofrezcan una resistencia muy baja, si unos cables estrechos ofrecen mucha más resistencia. Por ello cuanto más anchos sean los cables, mejor porque la resistencia será menor. La anchura viene definida por un número de calibre y cuanto menor sea ese número, mayor será la anchura del cable y menor su resistencia. Así, es preferible un cable de calibre 12 a uno de 14, ya que el de 12 es más ancho y ofrece menos resistencia.
Cables reemplazables: La longitud de los cables es conveniente que sea la menor posible, para ofrecer así menor resistencia y menor pérdida de corriente. Si cambiamos el variador de un coche a otro al final puede que queden demasiado cortos y tengamos que poner cables nuevos. En algunos variadores esto es muy difícil, ya que los cables están soldados en el interior. Por el contrario otros tienen puntos de fácil acceso adonde se pueden soldar los cables con facilidad. A estos últimos son a los que nos referimos en el apartado cables reemplazables.
Protección contra la inversión de polaridad: Los pilotos experimentados no suelen equivocarse al conectar los cables del variador a la batería. Pero en realidad esto puede pasarle a cualquiera. Si el variador no está protegido contra la inversión de la polaridad y se produce el error lo más probable es que se estropee totalmente el variador, o como mínimo los transistores del freno. Por ello un variador protegido contra la inversión de la polaridad nos puede ahorrar mucho dinero.
Protección térmica (Thermal protection; overload protection): Los variadores que la tiene llevan un sensor que desconecta los transistores cuando la temperatura sube demasiado. Esta función protege a los transistores y evita que se estropeen por el exceso de temperatura. Algunos variadores pueden tener dos fases, una disminuye la aceleración a la mitad y si la temperatura sigue subiendo la corta totalmente. Esta función no es imprescindible en los variadores de altas prestaciones, ya que se calientan poco debido a su baja resistencia |
