Töökorras 9 -voldine aku, mis on valmistatud vanadest pliihappeelementidest: 11 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Kas teiega juhtus kunagi nii, et näksite suupisteid ja järsku mõistsite, et olete neid üle tarbinud, palju rohkem, kui igapäevane toitumiskvoot lubab või läksite toidupoodidesse ja mõne valearvestuse tõttu varusite mõne toote üle. Mõlemat asja on minuga juhtunud mitu korda, kuid ainult seekord oli see midagi muud, mida ma liiga palju varusin. Need olid patareid ja mitte need standardsed AA patareid, vaid need mahukad pliiakud. Las ma ütlen teile, kuidas.

Varem, kui õppisin veel mikrokontrolleri ja muu kohta, tegin ma palju IC- ja vooluringipõhiseid projekte. Kuna kõiki neid projekte saab hõlpsasti toita ühe pliipatareiga või nende erinevate variatsioonidega, ostsin neid hulgi. Aja möödudes hakkasin ahelaid asendama mikrokontrolleritega ja pliiakud paremate liitiumioonakudega nende töökindluse ja tõhususe tõttu.

Mõni päev tagasi vaatasin oma akukonteinerit ja leidsin tohutu hulga patareisid, lihtsalt lamades ja raisates ületunde. Ma ei teadnud sel ajal, mida nendega teha, jätsin nad selliseks, nagu nad on. Hiljuti suri mu ebakindlal põhjusel minu 12 -voldine pliiaku, mida kasutasin vooluahelate kontrollimisel ja prototüüpimisel väga hõlpsalt. Raha kulutamise ja uue aku ostmise asemel mõtlesin need vanad 4v akud mõnevõrra kasutusele võtta ja teha kaasaskantava muutuva toiteallika.

Algselt plaanisin, et panen patareid gruppi ja ühendan sinna pingeregulaatori mooduli, kuid siis mõtlesin, et saan selle projekti palju paremaks ja nägusamaks muuta. Kavatsen need patareid gruppi panna ja katta metallkorpusega, et need meenutaksid 9v akut. Seega, millel on kaasaskantava muutuva toiteallika omadused, mis on pakitud suuremahulise 9 V aku komplekti. Kas poleks tore ja tooks tagasi kõik need mälestused, kui varem olid 9V akud turul kõige silmapaistvamad.

Tarvikud

• Vanad patareid (kasutan 4 V pliiakusid. Kui teil pole pliiakusid, saate liitiumpatareid vanadest sülearvutitest ja elektroonikaseadmetest päästa)
• Buck muundur (LM2596)
• Voltmeeter
• 10K potentsiomeeter (valige keskmise suurusega potentsiomeeter ja ärge unustage nuppu)
• ON/OFF lüliti
• Alalisvoolu toitepistik
• Alumiiniumist leht
• MDF plaat
• mõned värvid (pihustusvärv sobiks hästi)

Samm: vanade akude laadimine

Minu patareisid hoiti kapis väga kaua ja seetõttu olid nad osa laetust kaotanud. Üldiselt kaotavad pliiakud ühe aasta jooksul 4–5% kogu laadimisest, kuid see protsent võib sõltuvalt aku kasutusajast erineda. Seega pidin enne kaugemale minekut veenduma, et kõik mu akud on laetud sarnasele pingetasemele, see tähendab umbes 4 V pingele. Laadimiseks ei kasutanud ma tasakaalustatud laadijat ega spetsiaalset laadimist. Allpool olen maininud kahte laadimisviisi. Mõlemad on võrdselt tõhusad ja hõlpsasti kasutatavad.

MEETOD 1:

Mina isiklikult kasutasin oma akude laadimiseks meetodit. Ma lihtsalt ühendasin aku muutuva toiteallikaga ja tõstsin selle pinge umbes 4,2 V. Kuna paljud mu akud olid sarnase pingega, ühendasin need rühmaks (ühendasin need paralleelselt) ja laadisin ühest toiteallikast. Ärge kasutage seda meetodit, kui akude vaheline pingevahe on kõrge, kuna see võib põhjustada tasakaalustamata laadimist või äkilist voolutugevust ning takistada või kahjustada nende sisemist keemiat.

MEETOD 2:

Kui teil pole muudetavat toiteallikat, saate akusid lihtsalt laadida, ühendades need mobiiltelefoni laadijaga. Täna toodavad peaaegu kõik nutitelefoni laadijad ühtlast 5 V voolu (kiirlaadimine on tähelepanuta jäetud). Kui ühendame laadijaga järjestikku silikoondioodi, saame väljundis 4,3 volti. Seda seetõttu, et räni dioodi tõkkepotentsiaal on 0,7 V ja selle järjestikune kasutamine põhjustab pingelanguse. Kuna 4,3 V pliiakude laadimine käib käsikäes, saate selle meetodiga neid väga lihtsalt laadida. Lihtsalt veenduge, et diood on ettepoole suunatud, vastasel juhul ei voola sellest voolu. Dioodi nihke edastamiseks ühendage selle katood laadija positiivse külge ja anood aku positiivse külge. Ühendage laadija miinus aku negatiiviga.

2. samm: akupaki valmistamine

Kui kõik akud olid laetud, hakkasin neid kokku rühmitama. Patareide integreerimisel pidin silmas pidama kolme aspekti, mis olid järgmised:

1. Aku mõõtmed. Kui kõik oleks tehtud, peaks kogu pakend meenutama 9 V akut (9 V aku ja meie akupatarei mahuline suhe peaks olema sarnane). Kuna suurema osa ruumist võtavad patareid, tuleb need õigesti paigutada.
2. Patareide klemmid peaksid olema õigesti joondatud, nii et juhtmete ühendamine nendega ei tekitaks probleeme ja juhtmed ei peaks pärast juhtmestiku pinget tekkima.
3. Sellel peaks olema elektroonika jaoks tühimik või tühimik, nii et konstruktsioon lisaks toele toetaks ja kaitseks.

Ma kasutasin üheksa neist 4V patareidest ja otsustasin need kahekesi purustada. Esimeses rühmas on kuus patareid ja teises kolm. Väiksem kolmest patareist koosnev rühm jääb suurema rühma peale. Suurem pakk on ristküliku kujuline ja toimib süsteemi alusena ning väiksem pakk on L -kujul ja asub selle kohal. Neljanda aku tühimik või tühimik mahutab elektroonika ja kaitseb neid.

Patareide kokku kleepimiseks kasutasin paksu kahepoolset teipi. Sellel on tugev haare ja see tagab ka polsterduse kokkupõrke vastu. Praegu teen ainult kahte akut. Ma sidun need kokku, kui elektroonika osa on tehtud, kuna nende eraldamisel on lihtsam töötada.

Samm: ühendage aku klemmid kokku

Pliiaku klemmid on samuti valmistatud pliist. Kui need on pikka aega õhu käes, oksüdeerub pliimetall ja moodustab enda ümber kaitsekihi. See kate takistab edasist oksüdeerumist ja ei lase jootmel plii külge kleepuda. Nii et enne juhtmete ühendamist klemmidega peame sellest kattekihist lahti saama. Üks hea viis selleks on lihvimine. Võite kasutada peeneteralist liivapaberit või faili. Ärge lihvige kogu pinda liivaga, vaid tehke piisavalt, et saaksite nendega juhtmed ühendada. Kui terminalide peal oli kolm kolme hoobiga faili, suutsin need lihtsalt joota.

Nagu teate, on mul kokku 9 patareid. Erinevaid kombinatsioone läbi vaadates sain teada, et kolme aku paralleelne panemine ja grupi moodustamine, seejärel nende kolme rühma järjestikune ühendamine toimib minu jaoks kõige paremini. See kombinatsioon toodab 12 V pinget 4,5 Ah juures, mis on minu igapäevaseks tööks piisav.

Nii et nagu eespool mainitud, tegin sama. Kolme aku paralleelne ühendamine andis mulle kolm akut 4V 4,5Ah väljundiga ja seejärel ühendades need kolm akut järjestikku, sain netovõimsuse 12A 4,5Ah juures.

Samm: pingeregulaatori ja toitelüliti lisamine

Praeguse seisuga saab meie akut kasutada sellisena, nagu see on, ja see väljastab ühtlase 12 V voolu, kuid ma tahan, et see oleks paindlikum ja vastaks ka erinevatele pingetasemetele. Selle saavutamiseks lisasin akupakile muutuva buck -muunduri. Seda tehes saan nüüd selliseid pingeid nagu 5V ja 3.3V, mis on digitaalelektroonikas ja mikrokontrollerites väga levinud. Kui töötate pingega üle 12 V, saate buck -muunduri asemel ühendada võimendusmuunduri ja saada soovitud tulemused. Protsess on peaaegu sama, lihtsalt veenduge, et teie voltmeeter oleks antud kõrgepinge kuninga jaoks.

Ma kasutan LM2596 buck -muundurit, kuna need on üsna odavad ja neil võib olla ka stabiilne pinge ja hea efektiivsus. IC andmelehe kohaselt võib see väljastada 5Amp voolu ja 12V toiteallika toitel võib see langeda kuni 1V. Sellele buck -muundurile lisasin ka üldotstarbelise ON/OFF lüliti, kuna sellel pole sisseehitatud lülitit ega energiasäästurežiimi. Kui märkate, on buck -muunduri potentsiomeeter (üldiselt sinine) väga väike ja seda tuleb kruvikeerajaga reguleerida. Selle piirangu ületamiseks eemaldasin varu potentsiomeetri ja jootsin uue keskmise suurusega 10K potentsiomeetri. Nüüd saame pingetasemeid hõlpsalt muuta. Allpool on toodud juhtmestiku sammud:

• Ühendage buck -muunduri negatiivne sisend otse akuga
• Ühendage buck -muunduri positiivne sisend lüliti kontaktiga 1
• Ühendage lüliti tihvt 2 aku +12 V pingega
• Jootke paar juhet buck -muunduri väljundklemmi külge ja jätke teine ots nii, nagu see on. Me ühendame need hiljem

NÕUANNE: Potentsiomeetri lahjendamiseks võite kasutada jootetakti, kuid kui seda pole, saate selle liigse jootmismeetodi abil eemaldada. Sulatage klemmidel mõni jootetraat, kuni joodis moodustab sula jäljed. Kui sulatatud jooterada on piisavalt kuum, tõmmake potentsiomeetrit õrnalt alt üles. See peaks kohe välja tulema. Puudutage moodulit veidi ja kogu liigne jootmine kukub maha.

Samm: voltmeetri paigaldamine

Meie muutuv toiteallikas on paigaldatud ja töötab ideaalselt. Nüüd, et näha, kui palju pinget see väljastab, vajame voltmeetrit. Selleks saame kasutada oma usaldusväärset sõbralikku multimeetrit, kuid sellise ülesande jaoks oleks multimeeter üleliigne. Samuti on enamikul meist ainult üks multimeeter ja kui see on meie toiteallikaga ühendatud, ei saa me seda muudel eesmärkidel kasutada. Seega tundub hea valik voltmeetri paigaldamine, mis annab meile alati reaalajas väljundi.

Mulle isiklikult meeldib see väike digitaalne voltmeeter, mida ma praegu kasutan. See töötab 12 V toitel ja võib töötada pingetasemetel vahemikus 0 V kuni 99 V. Sellel on väga kompaktne vorm ja see annab üsna täpsed näidud. Voltmeetri ühendamiseks toimige järgmiselt.

• Ühendage voltmeetri positiivne võimsus buck -muunduri sisendiga
• Ühendage voltmeetri negatiivne võimsus buck -muunduri negatiivse sisendiga
• Ühendage voltmeetri signaal buck -muunduri positiivse väljundiga
• (Valikuline) Kui teie voltmeetril on negatiivse signaali tihvt või traat, ühendage see muunduri negatiivse väljundiga

6. samm: kuidas akut laadida?

Kui projekt on tehtud ja me seda mõnda aega kasutame, vajame tühjenenud akude laadimiseks mõnda allikat. Kogu kokkupaneku väljavõtmine ja iga elemendi eraldi laadimine on tõesti pingeline. Vajame laadijat, mis suudab akusid laadida, hoides kogu komplekti puutumata. Kuna meie pliiakud on laadimise osas paindlikud, kasutan 12V laadimiseks spetsiaalset laadijat.

Ma kasutasin seda laadijat oma vana 12 V pliiaku laadimiseks. See annab umbes 14,4 V väljundit ja saab meie akut väga lihtsalt laadida. See tuvastab automaatselt laetuse taseme ja katkestab voolu, kui aku on täielikult laetud. Aku laadimine spetsiaalse laadijaga tagab meile maksimaalse aku kasutusea ja tõhususe. Kuid kui teil pole spetsiaalset laadijat, saate need otse ühendada 14,4 V püsipingega ja laadida.

Aku klemmidele väljastpoolt pääsemiseks ühendasin lihtsalt alalisvoolu toitepistiku akuga.

• Ühendage toitepistiku klemm positiivselt +12V akuga
• Toitepistiku maandus aku negatiivse klemmi külge

Samm: patareide kokku pakkimine

Selle projekti elektrooniline osa on nüüd valmis. Nagu ma teile varem ütlesin, panen väiksema akurühma (kolmest patareist) suurema (6 patareiga) taignarühma peale. Patareide otse üksteise peale asetamine võib kahjustada klemme ja seega kogu süsteemi. Seetõttu vajame nende vahel mingit padja. Selleks kasutan üldotstarbelist puuvilla. See puuvill on oma olemuselt pehme ja tagab suurepärase pehmenduse. Võite puuvilla asemel asetada ka õhukese käsna, kuid mul pole ühtegi neist lamamas, nii et pidin väljapääsu tegema ainult puuvillaga. Lõika puuvill aku kujul kääridega ja ära kasuta seda ülearu. Täiendav puuvill voolab ainult külgedelt ja võtab ruumi, suurendades seega asjatult suurust. Kogu selle koostu hoidmiseks kasutasin mõnda maalriteipi. Võite kasutada mis tahes üldotstarbelist linti, kui sellel on hea kleepuvus ja tõmbetugevus. Proovige sinna panna kopsakas lint. Pange puuvillale ka teip, kuna see võib külgedelt voolata ja lekkida.

8. samm: väliskest

Väliskesta jaoks plaanisin esialgu kasutada MDF -plaati või vineeri. Siis läksin üle akrüüllehtedele, kuna akrüüliga oli palju lihtsam töötada. Hiljem lükkasin kõik need võimalused tagasi ja valisin õhukeste alumiiniumlehtede. Need olid odavad ja sarnanesid 9V aku korpusega palju paremini kui teised.

Ostsin selle lehe mõnda aega tagasi kohalikust ehituspoest. Kuigi see pole täiesti jäik ega suuda pakkuda suurt konstruktsioonitugevust, töötab see meie puhul kindlasti, kuna patareidel on piisavalt hea konstruktsioonitugevus, et hoida kogu konstruktsiooni koos.

Alustasin korpuse CAD -kujunduse tegemisest ja joonistasin selle joonlaua ja markeri abil metalllehele. Seda saate hõlpsamini teha, printides välja šabloonikujunduse. Metallist kääride abil eemaldasin metallplaadilt vajaliku osa. Leidsin kohad, kus leht tuleb voltida, ja eemaldasin nende punktide äärmusest väikesed võrdkülgsed kolmnurgad. Need kolmnurksed tühimikud aitavad meil metalli kergesti painutada.

Lehe painutamiseks libistasin selle suure MDF -plaadi alla ja jõllitasin käega painutusservale survet. Rõhu avaldamiseks võite kasutada ka mõnda puutükki või haamrit. Kahe otsa ühendamiseks kasutasin kahekordset õmblusühendust. Kui te ei tea, mis on õmblusvuuk ja kuidas seda teha, soovitan teil minna YouTube'i ja vaadata mõnda videot. See on üsna lihtne teha ja väga tavaline liitumisprotsess. Selle liigendi valmistamiseks kasutatakse kolme 10 mm segmenti trafareti äärmustes. Kui vuuk oli tehtud, kinnitasin selle mõne superliimiga. Joodiku kinnitamiseks võib teha ka kõvajoodisega jootet, kuid mul polnud alumiiniumist jootet, nii et pidin seda tegema superliimiga.

9. samm: klemmide ja korpuse aluse valmistamine

Külgedel töötas alumiiniumplekk hästi, kuid aluse puhul ei suutnud nad patareide kaalu vastu pidada. Vajasin aluse jaoks midagi tugevat ja kõva, nii et kasutasin 4 mm paksust MDF -plaati. See oli piisavalt raske kõiki patareisid toetama ega painutanud isegi. Eemaldasin MDF -plaadilt kaks tükki, ühe ülemise ja alumise. Tükkide mõõtmed olid samad, mis väliskestal, mille suurus on 102 mm x 50 mm.

Ülemisel MDF -plaadil puurisin augud muunduri, potentsiomeetri ja lüliti väljundjuhtmete jaoks. Täiuslike aukude tegemiseks kasutasin puuri ja Dremeli kombinatsiooni. Voltmeetri ja alalisvoolu pistikupesa jaoks tegin alumiiniumkorpusesse augud. Lüliti jaoks panin selle positiivse võimsusega klemmi sisse, kuna see sobis sinna ideaalselt.

Suure aku klemmide valmistamiseks kasutasin sama alumiiniumlehte, mida kasutasin väliskesta jaoks. Alumiinium, mis on juhtiv metall, võib elektrienergiat läbida, seega saame oma vitriinaklemente kasutada tegeliku väljundklemmina ja nende kaudu kanalit toita.

• Positiivse klemmi tegemiseks keerasin õhukese riba lihtsalt ringiks ja ühendasin seejärel mõne liimiga kaks otsa. Keerasin klemmide ülemise külje servad ka kokku, et need muutuksid nüriks ega lõikaks meie nahka.
• Negatiivse klemmi jaoks tegin alumiiniumlehele kaks kontsentrilist ringi, mille välisraadius oli kaks korda suurem kui sisering. Seejärel tegin kolm läbimõõtu, millest igaüks oli üksteisest 120 -kraadise nurga all. Alates punktidest, kus dimeter lõikab siseringi, projitseerisin välisele ringile sirgjooned. See andis mulle tähelaadse struktuuri. Eemaldasin selle tähestruktuuri põhilehelt ja painutasin selle käed alusega risti. Nii tegin negatiivse klemmi.

Samm: maalimine

Nüüdseks hakkas aku kuju võtma, kuid see tundus pisut igav ja lõpetamata. Otsustasin anda sellele paar kihti värvi, et pilt ja sarnasus välja tuua. Mul oli vana 9V aku, mis oli võrdluseks. Joonistasin markeri abil korpusele vajalikud vaheseinad ja värvisin kere pihustusvärvidega. Kuna minipatarei on minu riigis kõige tavalisem, siis kasutasin oma disaini jaoks täpselt sama värvikombinatsiooni punane, valge ja sinine. Ülemise ja alumise MDF -i tükkide jaoks kasutasin ainult musta värvi. Kui värv oli kuivanud, joonistasin mõned detailid ja teksti, et see näeks realistlikum välja.

11. samm: projekti kokkuvõtte tegemine

Kõik on nüüd tehtud, peame selle lihtsalt kokku panema. Alustasin sellest, et panin väliskatte elektroonika peale. Seejärel liimiti kuumalt voltmeeter ja alalisvoolu pistik alumiiniumkorpuse külge. Ühendasin kõigepealt lüliti elektroonikast lahti, liimisin kuumalt MDF -plaadile ja ühendasin uuesti buck -muunduriga.

Mäletate neid väljundjuhtmeid, mille jätsime ühendamata, võtke need ja ühendage terminalidega, mille tegime paar minutit tagasi. Asetage klemmidele kuum liim ja kleepige need MDF -plaadi külge. Pange kõik kokku ja sulgege väliskesta metallkaaned.

Hei, projekt on nüüd valmis. Aitäh, et nii kaua viibisite ja selle projekti jaoks aega andsite. Loodetavasti teile meeldis. Palun meeldige minu YouTube'i kanalile ja tellige see, samuti tellige mulle juhiseid, et mitte kunagi maha jätta ühtegi minu tehtud projekti.