Kaasaskantav toiteallikas Listrik L585 585Wh: 17 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Oma esimese Instructable'i jaoks näitan teile, kuidas ma selle kaasaskantava toiteallika tegin. Sellise seadme jaoks on palju termineid, nagu toitepank, elektrijaam, päikeseenergia generaator ja paljud teised, kuid ma eelistan nime "Listrik L585 Portable Power Supply".

Listrik L585-l on sisseehitatud 585Wh (6S 22.2V 26, 364mAh, testitud) liitiumaku, mis võib tõesti kesta. See on ka antud võimsuse jaoks üsna kerge. Kui soovite seda võrrelda tüüpilise kliendi toitepangaga, saate seda hõlpsalt jagada, jagades mAh -i reitingu 1000 -ga, seejärel korrutades selle 3,7 -ga. Näiteks PowerHouse (üks suurimaid tuntud tarbijatele mõeldud elektripank) mahutavus on 120 000 mAh. Nüüd teeme matemaatikat. 120 000 /1 000 * 3,7 = 444Wh. 444Wh vs 585Wh. Lihtne kas pole?

Kõik on pakitud sellesse kena alumiiniumist kohvrisse. Nii saab Listrik L585 hõlpsasti kaasas kanda ja ülemine kate kaitseb tundlikke instrumente, kui neid ei kasutata. Sain selle idee pärast seda, kui nägin, et keegi ehitas tööriistakasti abil päikeseenergiageneraatori, kuid tööriistakast ei tundu nii suurepärane, eks? Niisiis lõin selle alumiiniumist kohvriga püsti ja see näeb palju parem välja.

Listrik L585 -l on mitu väljundit, mis võivad katta peaaegu kõiki olmeelektroonikaseadmeid.

Esimene neist on vahelduvvoolu väljund, mis ühildub peaaegu 90% alla 300 W võimsusega võrguseadmetega, mitte kõigi mitte-siinuselise väljundi tõttu, kuid saate seda parandada puhta siinusmuunduri abil, mis on palju kallim kui standardne muudetud siinuslaine inverter, mida ma siin kasutasin. Need on üldiselt ka suuremad.

Teine väljund on USB -väljund. Seal on 8 USB -porti, mis ületavad. Paar neist suudavad pakkuda pidevat maksimaalset voolu 3A. Sünkroonne parandamine muudab selle väga tõhusaks.

Kolmas neist on täiendav I/O. Seda saab kasutada aku laadimiseks või tühjendamiseks maksimaalse kiirusega 15A (300W+) ja 25A (500W+) hetkeliselt. Sellel pole mingit reguleerimist, põhimõtteliselt lihtsalt tavalist aku pinget, kuid sellel on mitu kaitset, sealhulgas lühis, ülevool, üle- ja ülelaadimine.

Viimane ja minu lemmik on reguleeritav alalisvoolu väljund, mis suudab väljastada 0–32 V, 0–5A kõikides pingevahemikes. See võib toita väga erinevaid alalisvooluseadmeid, nagu tüüpiline sülearvuti 19 V väljundiga, Interneti -ruuter 12 V juures ja palju muud. See reguleeritav alalisvoolu väljund välistab vajaduse kasutada vahelduvvoolu alalisvoolu toiteallikat, mis muide halvendab tõhusust, kuna kogu süsteem muudab alalisvoolu vahelduvvooluks ja seejärel uuesti alalisvooluks. Seda saab kasutada ka pideva pinge ja pideva voolu funktsiooniga pingitoiteallikana, mis on väga kasulik minusugustele inimestele, kes sageli elektroonikaga töötavad.

Samm: materjalid ja tööriistad

Peamised materjalid:

* 1X DJI Spark alumiiniumist kohver

*60X 80*57*4,7 mm prismaatilised liitiumrakud (võite asendada tavalisema 18650 -ga, kuid leidsin, et sellel elemendil on täiuslik vormitegur ja mõõtmed)

* 1X 300W 24V alalisvoolu vahelduvvoolu muundur

* 1x DPH3205 programmeeritav toide

* 2X 4 pordiga USB buck muundurid

* 1X Cellmeter 8 aku kontrollija

* 1X 6S 15A BMS

* 1X 6S tasakaalu pistik

* 12X M4 10mm poldid

* 12x M4 pähklid

* 6X roostevabast terasest sulgud

* 1X 6A ühepooluseline lülituslüliti

* 1X 6A kahepooluseline lülituslüliti

* 1X 15A ühepooluseline lülituslüliti

* 4X 3mm roostevabast terasest LED -hoidik

* 4X naissoost XT60 pistikud

* 4X M3 20 mm messingist vaherõngad

* 4x M3 30 mm masinakruvid

* 2X M3 8mm masinakruvid

* 6x M3 pähkleid

* 1X 25A 3 -kontaktiline klemm

* 4x 4,5 mm kaablite labidad

* Kohandatud lõikega 3 mm armatuurlaud

-

Kulumaterjalid:

* Soojuskinnitused

* Jootma

* Flux

* 2,5 mm tahke vasktraat

* Vastupidav kahepoolne teip (saate kõrgeima kvaliteediga)

* Õhuke kahepoolne teip

* Kaptoni lint

* Epoksü

* Must värv

* 26 AWG juhe LED -indikaatoritele

* 20 AWG hõbedane keerdtraat väikese vooluga juhtmestiku jaoks

* 16 AWG hõbedast ahelatraat suure vooluga juhtmestiku jaoks (eelistatud on madalam AWG. Minu oma on hinnatud 17A pidevaks šassii juhtmestikuks, vaevalt piisavalt)

-

Tööriistad:

* Jootekolb

* Tang

* Kruvikeeraja

* Käärid

* Hobi nuga

* Pintsetid

* Puurida

2. samm: skeem

Skeem peaks olema iseenesestmõistetav. Vabandan halva joonistamise pärast, kuid sellest peaks rohkem kui piisama.

3. samm: armatuurlaud

Esmalt kujundasin armatuurlaua. PDF -faili saate tasuta alla laadida. Materjal võib olla puit, alumiiniumleht, akrüül või midagi sarnast. Mina kasutasin sel "ümbrisel" akrüüli. Paksus peaks olema 3 mm. Saate seda lõigata CNC -ga või lihtsalt printida 1: 1 skaalaga paberile ja lõigata käsitsi.

4. samm: ümbris (värvimis- ja kinnitusklambrid)

Korpuse jaoks kasutasin DJI Sparki jaoks alumiiniumist kohvrit, sellel on täpselt õige mõõde. Lennuki hoidmiseks oli kaasas vahtmaterjal, nii et võtsin selle välja ja värvisin sisemise osa mustaks. Puurisin oma kohandatud lõikega armatuurlauale vastavalt aukude kaugusele 6 4 mm auku ja paigaldasin klambrid sinna. Seejärel liimisin igale sulgule M4 mutrid, et saaksin mutreid väljastpoolt kruvida ilma mutreid kinni hoidmata.

Samm: akupakk, 1. osa (rakkude testimine ja rühmade loomine)

Aku jaoks kasutasin tagasilükatud LG prismaatilisi liitiumelemente, mille sain vähem kui 1 dollari eest. Põhjus, miks need on nii odavad, on lihtsalt sellepärast, et nad on kaitsme läbi põlenud ja märgistatud vigaseks. Eemaldasin kaitsmed ja need on nagu uued. See võib olla natuke ohtlik, kuid vähem kui ühe dollari eest ei saa ma tegelikult kurta. Lõppude lõpuks kasutan kaitsete jaoks akuhaldussüsteemi. Kui kavatsete kasutada kasutatud või tundmatuid elemente, on mul siin hea juhend, kuidas kasutatud liitiumelemente testida ja sorteerida: (varsti).

Olen näinud palju inimesi, kes kasutavad seda tüüpi seadme jaoks pliiakut. Muidugi on nendega lihtne töötada ja need on odavad, kuid pliiakude kasutamine kaasaskantavate rakenduste jaoks on minu jaoks suur ei. Pliihappe ekvivalent kaalub umbes 15 kilogrammi! See on 500% raskem kui minu valmistatud aku (3 kilogrammi). Kas ma peaksin teile meelde tuletama, et ka selle maht on suurem?

Ostsin neid 100 ja katsetasin neid ükshaaval. Mul on testi tulemuste tabel. Filtreerisin, sorteerisin ja lõpuks sain 60 parimat lahtrit. Ma jagan need võrdselt võimsusega, nii et igal rühmal on sama võimsus. Nii on akupakett tasakaalus.

Olen näinud, kuidas paljud inimesed ehitasid oma aku ilma täiendava testimiseta igale elemendile, mis on minu arvates kohustuslik, kui kavatsete teha tundmatutest elementidest aku.

Test näitas, et iga elemendi keskmine tühjenemisvõime on 1,536A tühjenemisvoolu juures 2636 mAh. Väiksema voolu korral suureneb võimsus väiksema voolukadu tõttu. Mul õnnestus saada 0,8A tühjenemisvooluga 2700mAh+. Ma saan täiendavalt 20% rohkem võimsust, kui laadin elemendi 4,35 V/elemendi peale (rakk lubab 4,35 V laadimispinget), kuid BMS ei luba seda. Samuti pikendab elemendi laadimine 4,2 V -ni selle eluiga.

Tagasi juhendi juurde. Esiteks ühendasin 10 lahtrit õhukese kahepoolse teibiga. Seejärel tugevdasin seda kaptonlindi abil. Ärge unustage liitiumpatareidega töötamisel olla eriti ettevaatlik. Nendel prismaatilistel liitiumrakkudel on äärmiselt lähedane positiivne ja negatiivne osa, nii et seda on lihtne lühistada.

6. samm: akupakk 2. osa (rühmadega liitumine)

Pärast rühmade loomise lõpetamist on järgmine samm nendega ühinemine. Nende ühendamiseks kasutasin õhukest kahepoolset teipi ja tugevdasin seda uuesti kaptonlindiga. Väga oluline, veenduge, et rühmad oleksid üksteisest eraldatud! Vastasel juhul tekib nende jadaühendamisel väga vastik lühis. Prismaelemendi keha on viidatud aku katoodile ja vastupidi 18650 elemendi jaoks. Palun pidage seda meeles.

Samm: akupakk, 3. osa (jootmine ja viimistlemine)

See on kõige raskem ja ohtlikum osa, rakkude kokku jootmine. Lihtsaks jootmiseks vajate jootekolvi, mis on vähemalt 100W. Minu oma oli 60W ja see oli täielik PITA jootmiseks. Ärge unustage voogu, pagana palju voogu. See tõesti aitab.

** Olge selles etapis äärmiselt ettevaatlik! Suure mahutavusega liitiumaku pole midagi sellist, millega soovite kohmakas olla. **

Esiteks lõikasin oma 2,5 mm paksuse vasktraadi soovitud pikkuseks ja seejärel eemaldasin isolatsiooni. Seejärel jootsin vasktraadi lahtri sakile. Tehke seda piisavalt aeglaselt, et joodisel voolata, kuid piisavalt kiiresti, et vältida kuumuse tekkimist. See nõuab tõesti oskusi. Soovitan enne reaalse asjaga proovimist midagi muud harjutada. Laske akul pärast mitu minutit jootmist pausi jahtuda, sest kuumus ei sobi ühelegi akule, eriti liitiumakule.

Viimistlemiseks kleepisin BMS-i 3-kihilise kahepoolse vahtteibiga ja traatisin kõik vastavalt skeemile. Jootsin aku väljundisse kaablite labidad ja paigaldasin need labidad kohe toite põhiterminali, et vältida labidate üksteise puudutamist ja lühise tekkimist.

Ärge unustage jootma traati tasakaaluliidese negatiivsest küljest ja traati BMS -i negatiivsest küljest. Peame selle vooluahela lahti lööma, et Cellmeter 8 (aku indikaator) välja lülitada, nii et see ei lülitu igavesti sisse. Teine ots läheb hiljem lüliti ühele poolusele.

8. samm: akupaketi 4. osa (paigaldamine)

Paigaldamiseks kasutasin kahepoolset teipi. Soovitan sel juhul kasutada kvaliteetset, vastupidavat kahepoolset teipi, kuna aku on üsna raske. Kasutasin 3M VHB kahepoolset teipi. Siiani hoiab lint akut väga hästi. Pole probleemi.

Aku sobib sinna väga hästi, üks põhjus, miks valisin selle prismaatilise liitium -elemendi silindrilise liitium -elemendi asemel. Aku ümber olev õhupuhasti on soojuse hajumise seisukohalt väga oluline.

Kuumuse hajumise osas ei muretse ma selle pärast liiga palju. Laadimiseks kasutan oma IMAX B6 Mini, mis suudab toota ainult 60W. See pole midagi võrreldes 585 Wh akuga. Laadimine võttis rohkem kui 10 tundi, nii aeglaselt, et soojust ei teki. Aeglane laadimine sobib ka igat tüüpi akudele. Tühjenemiseks on maksimaalne vool, mida ma saan akust võtta, tunduvalt alla 1C tühjenemiskiiruse (26A) ainult 15 A pideva ja 25 A hetkega. Minu akul on umbes 33mOhm sisemine takistus. Hajutatud võimsusvõrrand on I^2*R. 15*15*0,033 = 7,4 W võimsust, mis kaotati soojusena 15A tühjendusvoolul. Nii suure asja puhul pole see suur asi. Reaalse maailma test näitab, et suure koormuse korral tõuseb aku temperatuur umbes 45–48 kraadi Celsiuse järgi. Liitiumaku jaoks pole see tegelikult mugav temperatuur, kuid siiski töötemperatuuri vahemikus (maksimaalselt 60º)

9. samm: muunduri 1. osa (lahtivõtmine ja radiaatori paigaldamine)

Inverteri puhul eemaldasin selle korpusest, nii et see mahub alumiiniumist portfelli ja paigaldasin paar radiaatorit, mille sain purunenud arvuti toiteallikast. Võtsin hilisemaks kasutamiseks kaasa ka jahutusventilaatori, vahelduvvoolu pesa ja lüliti.

Inverter töötab enne pingekaitse sisselülitamist 19 V -ni. See on piisavalt hea.

Üks ebatavaline asi on see, et märgistusel on selgelt kirjas 500W, samas kui trükkplaadi siiditrükk ütleb, et see on 300W. Samuti on sellel muunduril tõeline pöördpolaarsuse kaitse, erinevalt enamikust inverteritest, mis kasutavad vastupidise polaarsuse kaitseks tumma dioodi + kaitsme. Tore, kuid sel juhul mitte eriti kasulik.

Samm: inverter (paigaldamine ja paigaldamine)

Esiteks pikendasin sisendvõimsust, LED -indikaatoreid, lülitit ja vahelduvvoolu pistikupesa juhtmeid, nii et need oleksid piisavalt pikad. Seejärel paigaldasin muunduri korpusesse kahepoolse teibiga. Jootsin toite sisendjuhtmete teise otsa kaablilabidad ja ühendasin need põhiterminaliga. Paigaldasin armatuurlauale LED -näidikud, ventilaatori ja vahelduvvoolu pistikupesa.

Leidsin, et muunduril on toiteallikaga ühendamisel vaikne vool (<1mA), kuid see on välja lülitatud, nii et otsustasin ühendada muunduri toitejuhtme otse ilma lülitita. Sel moel ei vaja ma mahukat suure voolu lülitit ja vähem raisatud voolu juhtmele ja lülitile.

Samm 11: USB -moodul (paigaldamine ja juhtmestik)

Esiteks laiendasin mõlema mooduli LED -indikaatoreid. Seejärel virnastasin moodulid M3 20 mm messingist vahetükkidega. Jootsin toitejuhtmed vastavalt skeemile ja panin kogu sõlme armatuurlauale ja sidusin lukuga. Jootsin 2 juhtme patareist, mida ma varem mainisin, lüliti teisele poolusele.

12. samm: DPH3205 mooduli 1. osa (paigaldus ja sisendjuhtmed)

Puurisin diagonaalselt 2 3 mm auku läbi põhjaplaadi ja seejärel paigaldasin DPH3205 mooduli 8 mm M3 kruvidega, mis läbivad neid auke. Ühendasin sisendi paksude 16 AWG juhtmetega. Negatiivne läheb otse moodulile. Positiivne läheb kõigepealt lülitile ja seejärel moodulile. Teises otsas jootsin kaablite labidad, mis ühendatakse põhiterminaliga.

Samm 13: DPH3205 mooduli 2. osa (ekraani paigaldamine ja väljundjuhtmestik)

Paigaldasin ekraani esipaneelile ja ühendasin juhtmed. Seejärel paigaldasin XT60 pistikud armatuurlauale kaheosalise epoksiidi abil ja ühendasin need pistikud paralleelselt. Seejärel läheb juhe mooduli väljundisse.

14. samm: lisaseadmed/väljundid (paigaldamine ja juhtmestik)

Paigaldasin 2 XT60 pistikut koos kaheosalise epoksüga ja jootsin pistikud paralleelselt paksude 16 AWG juhtmetega. Teises otsas jootsin kaablite labidad, mis lähevad põhiterminali. Siia läheb ka USB -mooduli juhe.

Samm 15: QC (kiire ülevaatus)

Veenduge, et sees pole midagi ragisevat. Soovimatud juhtivad esemed võivad põhjustada lühise.

16. samm: viimistlemine ja testimine

Panin kaane kinni, keerasin poldid kinni ja valmis! Testisin kõiki funktsioone ja kõik töötas nagu lootsin. Minu jaoks kindlasti väga kasulik. See maksis mulle veidi üle 150 dollari (ainult materjal, välja arvatud rikked), mis on sellise asja jaoks väga odav. Kokkupanek kestis umbes 10 tundi, kuid planeerimine ja uurimine võttis aega umbes 3 kuud.

Kuigi olen enne toiteallika ehitamist teinud päris palju uuringuid, on mu toiteplokil endiselt palju vigu. Ma ei ole tulemusega tegelikult rahul. Tulevikus ehitan Listrik V2.0 koos paljude täiustustega. Ma ei taha kogu plaani rikkuda, kuid siin on mõned neist:

1. Lülitu suure võimsusega 18650 elemendile
2. Veidi suurem mahutavus
3. Palju suurem väljundvõimsus
4. Palju paremad turvaelemendid
5. Sisemine MPPT laadija
6. Parem materjalivalik
7. Arduino automaatika
8. Spetsiaalne parameetri indikaator (aku maht, voolutugevus, temperatuur jne)
9. Rakendusega juhitav alalisvoolu väljund ja palju muud, mida ma teile praegu ei ütle;-)

17. samm: värskendused

Värskendus nr 1: lisasin jahutusventilaatori jaoks käsitsi alistuslüliti, et saaksin selle käsitsi sisse lülitada, kui tahan toiteallikat täiskoormusel kasutada, nii et sees olevad osad jääksid jahedaks.

Värskendus #2: BMS süttis põlema, nii et ma muudan kogu akusüsteemi paremaks. Uuel on 6S10P asemel 7S8P konfiguratsioon. Veidi väiksem võimsus, kuid parem soojuseraldus. Iga rühm on nüüd turvalisuse ja jahutuse tagamiseks üksteisest eraldatud. 4,1 V/elemendi laadimispinge 4,2 V/elemendi asemel parema pikaealisuse tagamiseks.