Siit saate teada, kuidas teha kaasaskantavat patareitoitega monitori, mis toidaks ka Raspberry Pi: 8 sammu (piltidega)

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

Kas olete kunagi tahtnud liikvel olles kodeerida pythonit või saada oma Raspberry Pi roboti kuvariväljundit või vajasite sülearvuti või kaamera jaoks kaasaskantavat sekundaarset ekraani?

Selles projektis ehitame kaasaskantava patareitoitega kuvari ja toiteallika, mis võivad toita ka vaarika pi või toita teie telefoni. Projekti ehitamiseks kasutame liitium-ioonakut ja kasutame nii buck kui ka DC alalisvoolu muundureid.

Olge ettevaatlik ja pidage meeles, et ohutusalased meeldetuletused on paksus kirjas

Tarvikud

Sa vajad:

-A Raspberry pi (mis tahes plaat töötab, lihtsalt märkige volage nõue ja voolutugevus hilisemaks kasutamiseks) ning vajalikud adapterid ja toitejuhtmed:

www.amazon.com/gp/product/B01C6FFNY4/ref=o…

-12 VOLT LCD monitor (kasutasin 7-tollist ekraani);

www.amazon.com/Loncevon-Portable-Computer-…

-A DC to DC buck converter USB väljundiga:

www.amazon.com/gp/product/B07JZ2GQJF/ref=o…

-A DC to DC Boost Converter:

www.amazon.com/Onyehn-LTC1871-Converter-Ad…

-Ühetuumaline väike- ja keskmise suurusega elektroonika, mille juhe suudab taluda vähemalt 10 amprit

-hüppaja kaablid

-USB toitejuhe

-HDMI kaabel

-Kuva jaoks sobiv tünni tihvt:

www.amazon.com/OdiySurveil-5Pairs-Terminal…

-(valikuline) 3D -printer, et vajadusel printida kinnitusdetaile ja akuümbrist

-Akuhoidik:

www.amazon.com/Plastic-Battery-Batteries-C…

-Sobiv lüliti

www.amazon.com/Aoyoho-Thread-Latching-Butt…

-18650 akuelementi ühtlastes kogustes (olge äärmiselt ettevaatlikud, kui ostate liitiumioonakusid müüjatelt, kellelt ostmine pole teile tuttav)

Samm: mõistke põhitõdesid

Siin on kiire ülevaade projekti teooriast ja põhimõtetest, kuna on oluline mõista selle projekti põhilisi elektroonilisi põhimõtteid.

Esiteks hindame meie valitud põhikomponente. Valisime selle projekti jaoks 12-voldise monitori ja vaarika pi töötab pingega 5 volti ja nõuab võimsuse säilitamiseks kuni 3 amprit sõltuvalt sellest, millist vaarika pi plaati kasutatakse.

Järgmisena arutame oma jõuallikat. Selle projekti toiteks kasutatakse liitium-ioonrakke (keskmiselt mahuga 3,5 V) 2S konfiguratsioonis (rakud on järjestatud rakugruppidesse, millest kaks on ühendatud järjestikku üksteisega paralleelselt). Sellisena võib aku väljastada keskmist pinget 7 volti ning selle voolutugevus ja võimsus määratakse kasutatavate rakurühmade arvu järgi.

Nüüd vaatame üle meie võimsuse reguleerimise süsteemi. Kuna aku väljund ei ole esialgu rahuldav, et projekti tõhusalt toita, on DC -alalispinge muundurid vajalikud, et muuta meie aku väljundpinge iga seadme nõutud pingeks (mis muudab patareisid) ka maksimaalse väljundkoormuse voolu), kas pinget tõstes või langetades (seega vastavalt voolu langetamine ja tõstmine). Kuna vaarika pi vajab suuremat koormusvoolu kui väljundkuva, tuleb pinget vähendada, et see vastaks vaarika pi nõutavale pingele ja koormusvoolule

Seega on meie 2S aku konfiguratsiooni saavutamine ideaalne antud ülesande jaoks (kuna väljund on umbes 7 V), kuna see on piisavalt lähedal vaarika pi nimipingele, et pakkuda ka piisavalt koormusvoolu ja piisavalt lähedal nimipingele ekraan nii, et pinge suurendamisel on piisavalt voolu, et ekraani veel kasutada.

Projektis kasutatavad alalisvoolu ja alalisvoolu pingemuundurid on järgmised: 1) võimendusmuundur, mis suurendab meie 7-voldist sisendit, stabiilseks 12-voldiseks väljundiks, mida meie monitor kasutab, ja 2) buck-muundur, see väheneb meie 7-voldine sisend stabiilseks 5-voldiseks väljundiks, kus on piisavalt voolu, et tagada kõige intensiivsem töö.

Seda projekti saab teha ka mitmel viisil, näiteks teha seda nii, et ainult kuvar töötab patareidega, sel juhul peate vaid järgima juhendit ja eirama vaarika seadistamise samme pi.

Samuti saab seda projekti kasutada vaarika pi -plaadi asemel telefoni või mõne muu USB -toitega seadme toiteks, kui te ignoreerite monitori iga etapi kõiki osi või selle variatsioone, seega on siin õpetatud põhitõed teada mis tahes edasiste paranduste või muudatuste tegemisel on abiks.

2. samm: ehituse alustamine ja osade printimine

Nüüd, kui saate aru selle projekti põhilistest elektroonilistest toimingutest, saame alustada oma ehitust.

See projekt on enamasti elektrooniline, kuid kui soovite kõike korralikus pakendis või teil pole teatud osi. Saate need esmalt 3D -printida, et saaksite hiljem elektroonikale keskenduda.

Kui kasutasite soovitatud kuvarit, saate seda faili kasutada oma rakmete jaoks (lisatud etappi).

Kui vajate akuhoidjat, saate seda vaadata: https://www.thingiverse.com/thing:1823552. Võite järgida looja juhiseid või puurida oma auke ja kasutada m2 kuni m4 kruvide, poltide ja seibide abil oma rakke ja juhtmeid. Ärge unustage enne jätkamist oma ühendusi uuesti kontrollida ja isoleerida kõik avatud ühendused ja juhtkruvid.

3. samm: aku ühendamine

Enne alustamist veenduge, et teil on olemas kõik vajalikud komponendid, ja kontrollige, kas teie 18650 elemendid on sarnase pinge ja võimsusega

Esiteks rühmitage oma 18650 liitiumioonakud paarikaupa ja ühendage iga paar järjestikku, moodustades rakurühma.

Seejärel võtke iga rakurühm ja ühendage need üksteisega paralleelselt ning pidage meeles, et ühendate lüliti ühte paralleelsesse ristmikku (eelistatavalt esimesse või viimasesse või aku väljundisse).

Seda on näha ülaltoodud ühendusskeemist.

Ärge unustage enne jätkamist veelkord oma ühendusi kontrollida ja isoleerida kõik avatud ühendused ja juhtivkruvid

Samm: pingeregulaatorite ühendamine

Järgmisena ühendame akuga alalisvoolu ja alalisvoolu regulaatorid.

Esiteks veenduge, et akule asetatud lüliti, nagu eespool näidatud, on enne juhtmestikku välja lülitatud, et vältida komponentide kahjustamist kalibreerimise ajal.

Seejärel ühendage aku positiivsed klemmid paralleelselt pluss- ja võimendusmuunduritega.

Seejärel ühendage aku negatiivne klemm paralleelselt nii buck- kui ka boost -muunduritega.

Seda on näidatud ülalpool.

Seejärel lülitage lüliti sisse ja kruvikeerajaga reguleerige võimendus- ja taandemuundurite väljundeid, keerates plaatide potentsiomeetreid

Võimendusmuundur toidab 12 VOLT ekraani ja väljund peab olema kalibreeritud nii, et sellel oleks 12-voldine väljund

Bucki muundur toidab Raspberry Pi. Nagu varem mainitud, on igal plaadil erinev praegune nõue. Lülitage buck -muundur väärtusele 5 volti ja seadke see USB -režiimile (seda saab teha komponendi pakendis kaasasoleva dokumentatsiooni kaudu) ning määrake kehtivatele eeskirjadele 1 amp ja kalibreerige vastavalt plaadile, kui see on hiljem ühendatud.

Samm: ühendage ekraan ja Raspberry Pi

Pärast pingeregulaatorite kalibreerimist saame oma seadmed ühendada

Esiteks saame ühendada oma silindri tihvti võimendusmuunduri väljundiga õige polarisatsiooni korral ja seejärel ühendada see ekraaniga.

Seejärel ühendage oma USB Raspberry Pi -ga ja ühendage seejärel HDMI oma Raspberry Pi ekraaniga.

Nüüd kasutage kruvikeerajat ja reguleerige buck -muunduri praegune kork väärtusele, mille juures vaarika pi -plaat lülitub sisse ja saab alguse (võib sõltuvalt kasutatavast plaadist varieeruda vahemikus 1 kuni 4 amprit).

Mobiiltelefoni saab siin kasutada, kui mobiiltelefoni tuleb laadida, selle asemel, et toita vaarika pi, vaid veenduge, et potentsiomeetri piiramise voolutugevus on seatud teie seadme spetsifikatsioonidele.

6. samm: pakkimine

Nüüd on elektroonika tehtud ja nüüd saate kõik oma kaablid kinni siduda ning on aeg LCD -rakmed ühendada

Võimendusmuunduri ja aku saate vastavalt oma vajadustele sobitada kuuma liimi või poltidega ja kui kasutate kaasasolevat trükitud rakmeid, siis:

1) Kinnitage kõik komponendid kahepoolse teibi abil, puurige 3D-trükitud mudelisse augud, mis sobivad teie komponentidega, ja kinnitage kruvidega või keeratavate sidemetega 3D-mudeli külge

2) Eemaldage kuvarialus monitori alt, et paljastada pesa, millesse mudel sisestatakse

3) Lükake prinditud kinnituse sakk altpoolt monitori tagaküljel olevasse pessa, kuni kinnitus on kindlalt kinnitatud.

4) Kruvi kinnitamiseks ja komponentide kinnitamiseks keerake alus tagasi.

Samm 7: Järeldus

Nüüd on teil patareitoitega Raspberry Pi ja ekraan, edasiliikumiseks saate lisada traadita klaviatuuri ja seejärel kaamera. Samuti olete selle projekti kaudu süvendanud oma arusaamist elektroonikast ja sellest, kuidas põhilised esemed, mida igapäevaelus kasutate, nagu akud ja nutitelefonid, töötavad ja saavad toite.

8. samm: tulevased sammud

Seda projekti saab tulevikus täiustada, lisades 3D -prinditud korpuse, milles saab kõiki olemasolevaid komponente säilitada ja väliskeskkonna eest kaitsta.

Lisaks saab seadme laadimiseks ilma akusid eemaldamata lisada integreeritud aku laadimisahelat ja lisada rohkem elemente, et parandada aku kasutusaega.

Saate selle projekti kohandada akupangaks või lihtsalt akutoitega kuvariks ja tulevikus saate suurendada ka oma aku mahtuvust ja maksimaalset koormusvoolu, ühendades paralleelselt praeguste elementidega rohkem 2S 18650 rakurühmi sarnases konfiguratsioonis.

Seda projekti saab veelgi laiendada kuvarite ja vaarika piraatide maatriksiks, laiendades aku rakurühmi ja korrates selle projekti iga sammu. Seda projekti saab seega kasutada selgroogina, millel saate laiendada oma patareitoitega kuvarite ja vaarika pi