Maitinimo kaupiklis: sukraunama USB įkraunama baterijų sistema: 5 žingsniai (su paveikslėliais)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Spustelėkite žemiau, kad apsilankytumėte mūsų „Hackaday“projekto puslapyje

hackaday.io/project/164829-power-stacker-s…

„Power Stacker“yra nešiojamas, modulinis, USB įkraunamas ličio jonų akumuliatorius. Naudodami šią modulinę sistemą, sudėkite juos kartu, jei norite alkanų energijos, arba atskirkite juos mažesniems projektams. Gerber, BOM ir. STL failus rasite žemiau.

„Power Stacker“daro tai, ko nepavyko kitoms USB įkraunamoms baterijoms, ir tai yra galimybė kartu sujungti, kad padidėtų akumuliatoriaus talpa, arba atskirti nuo daugelio mažų baterijų mažesniems projektams. Galite pažodžiui naudoti tas pačias „Power Stacker“baterijas daugelį metų daugelyje programų!

Kitas unikalus „Power Stacker“bruožas yra tas, kad kiekviena baterija gauna savo įkrovimo valdiklį, kuris garantuoja tikrą ląstelių balansavimą ir užtikrina, kad kiekviena baterija būtų įkrauta tinkama įtampa realiuoju laiku net ir kraunant ir (arba) išsikrovus.

Pradėjęs sėkmingą „Kickstarter“projektą, pavadintą „Solderdoodle Pro“, supratau, kad ta pati baterijų technologija, naudojama lydmetaliui lydyti, gali būti naudojama sprendžiant problemą, bandant rasti tinkamą bateriją ir nuolat pirkti naujas baterijas kiekvienam naujam projektui. Kartu su žiniomis apie 3D spausdinimą sukūriau baterijos dėklą, kurį galima atspausdinti, modifikuoti ir bendrinti!

Maitinimo kaupiklis taip pat suderinamas su atvirojo kodo DC-DC keitikliais, tokiais kaip „Adafruit“„Power Boost 1000“.

Kaip veikia akumuliatoriaus krūva?

Žemos priekinės įtampos/didelės srovės diodai, esantys įkrovimo valdiklio plokštėje, yra sumontuoti grandinės įėjime ir išėjime, kurie neleidžia kryžminio ryšio tarp kelių maitinimo šaltinių ir įkrovimo valdiklių išvesties. Tai leidžia kiekvienos įkrovimo valdiklio plokštės įvesties ir išvesties kaiščių jungtims tapti magistralinėmis juostomis, leidžiančiomis įtampa išlikti tokia pati, o srovė daugintis. Aukščiausios įtampos akumuliatoriaus krūva išsikraus labiausiai, kol kitos baterijos pasieks beveik tą pačią įtampą, ir jos taip pat pradės išsikrauti tokiu pačiu greičiu, o tai padaugins dabartinę akumuliatoriaus pakuotės galią.

„Power Stacker“specifikacijos: * laikas visiškai įkrauti: @5 vatai 3350 mAh: 3 valandos | @8 vatai 13400 mAh: 7 valandos

* Talpa: 3350mAh, 6700mAh arba 13400mAh / 3.6V

* Tipas: „Panasonic NCR18650B“ličio jonų

* Įvestis - srovė: nuo 450 iki 2600 mA | Įtampa: 5-6 voltai

* USB prievadų skaičius: 1 (priklausomai nuo 5 V adapterio modulių skaičiaus)

* Išvestis - standartinės „Arduino“stiliaus moterų ir vyrų antraštės

* Išėjimas - srovė: iki 2000 mA | Įtampa: 3,6 volto tiesiogiai arba 5 voltai su nuolatinės srovės keitiklio moduliu

* Korpuso medžiaga: 3D spausdinta medžiaga

* Baterijos tarnavimo laikas įprastai: 5 metai * Keičiama baterija

* Suteikia iki 320% „iPhone“įkrovimą arba 160% „Galaxy S5“įkrovimą su dviem elementais 6700 mAh

* Suderinamas su „Arduino“, „iPhone“, „Android“, „Windows Phone“ir kt. Su 5 voltų DC-DC keitiklio moduliu

*ĮSPĖJIMAS: Būkite atsargūs dirbdami su bet kuria ličio jonų baterija, nes sutrumpinus akumuliatorių, galite nudegti. Visada dėvėkite apsauginius akinius. Naudokite rekomenduojamus akumuliatoriaus ir grandinės komponentus, nes yra didesnė 2000 mA maksimali akumuliatoriaus įkrovimo srovė. 3D spausdintos dalys gali deformuotis esant aukštai temperatūrai.

FCC atitiktis: Nereikalaujama, nes grandinės dažnis yra mažesnis nei 1,7 MHz

1 veiksmas: reikalingos medžiagos, įrankiai ir failai

Čia yra reikalingų medžiagų, įrankių ir failų sąrašas.

MEDŽIAGOS:

Kiekis Aprašymas

1 ličio jonų įkrovimo valdiklio grandinė (schemą, „Gerber“failus ir kt. Galima atsisiųsti iš ankstesnio puslapio. Pagrindinis IC komponentas yra „Maxim MAX8903G“įkrovimo valdiklis.)

1 NCR18650B 3350 mAh nesaugoma „Panasonic“ličio jonų baterija www.ebay.com (Jei reikia mažesnės kainos, išbandykite „Panasonic NCR18650A“bateriją, kurios talpa yra šiek tiek mažesnė - 3070 mAh. Įsitikinkite, kad ji neapsaugota, ir atidžiai patikrinkite akumuliatoriaus dalies numerį. Apsaugotos baterijos yra ilgesnės su įmontuota grandine, kuri gali turėti įtakos veikimui. Nuoroda https://industrial.panasonic.com/www-cgi/jvcr13pz.cgi?E+BA+3+ACI4002+NCR-18650B+7+EU Kitos markės baterijos Nerekomenduojama, nes įkrovimo valdiklio srovė į akumuliatorių gali siekti 2000 mA, o „Panasonic NCR18650“chemija gali su tuo susitvarkyti. Jei jums reikia naudoti kitų markių gaminius, įsitikinkite, kad jie atitinka tas pačias specifikacijas, chemiją ir gali atlaikyti iki 2 amperų įkrovimo srovės. Naudojant šias specifikacijas neatitinkančias baterijas, galima pavojingai sugadinti baterijas.)

2 „Hirose“dviejų kontaktų jungtis DF3-2S-2C

2 „Hirose Socket“24-28 AWG gofravimo kaištis DF3-2428SCC

1 1 "platus Kaptono juostos ritinys https://www.mcmaster.com/#7648a715/=qu58072 1" Kaptono juostos diskas

1 1 colio skersmens termiškai susitraukiančio vamzdžio gabalas 2,7 colio ilgio 2 1/16 colio šilumos susitraukiančio vamzdžio gabalas 1,0 colio ilgio 1 litavimo vielos ritinys 1 3D spausdintas dėklas (failas pasiekiamas ankstesniame puslapyje.)

1 2X4 moterų antraštė

1 5 voltų nuolatinės srovės keitiklis

1 „Protoboard“https://store.oshpark.com/products/mint-tin-sized-p…

1 1X2 moterų antraštė

1 vyriška antraštės juostelė

Įvairių ilgių 26 AWG standartinės raudonos ir juodos spalvos srieginės 4 amperų maksimalios vielos, išvardytos žemiau: https://www.mcmaster.com/#catalog/119/798/=qu7rf61 6,10 colių juoda viela. 06 juostelės vienas galas.20 juostelės kitas galas

1 8.00 raudona viela.06 juostelės vienas galas.20 juostelės kitas galas

ĮRANKIAI: Kiekis Aprašymas

1 „Power Core Battery Fixture“https://www.shapeways.com/shops/Solarcycle

1 vielos nuėmiklių 24-26 gama diapazonas

1 vielos gofravimo 20-24 gabarų diapazonas

1 matuoklis

1 Lituoklis

1 kaitinimo pistoletas

1 Žirklės

2 žingsnis: akumuliatoriaus surinkimas

Įdėkite NCR18650B akumuliatorių į akumuliatoriaus laikiklį teigiama puse į viršų. Lituodami armatūra suderins raudonus ir juodus laidus. Nelieskite lituoklio prie tvirtinimo elemento, nes jis gali ištirpti. Galbūt galėsite lituoti akumuliatorių be armatūros, tačiau tai yra daug sunkiau ir jums vis tiek reikės kažko, kad akumuliatorius nenukristų. Šviestuvas gali būti naudojamas ir kitiems akumuliatorių projektams.

Įdėkite 0,20 colio ilgos raudonos vielos galą į tranšėją, pažymėtą +RAUDONA, ir prilituokite raudoną laidą prie akumuliatoriaus. Pabandykite greitai prilituoti prie akumuliatoriaus, nes per didelė baterijos šiluma gali ją sugadinti. Jei yra lydmetalis išlindę, išlyginkite jį lituokliu. Po litavimo pakreipkite tvirtinimo elementą ir pirštu išstumkite akumuliatorių iš apačios. Apverskite bateriją aukštyn kojom ir įdėkite bateriją į laikiklį su raudona viela +RED lygyje ir neigiamas akumuliatoriaus galas nukreiptas į viršų. Sulenkite raudonojo laido galą „Hirose“kaiščiu ir įkiškite kaištį į „Hirose“2 kontaktų jungties 1 prievadą. Šiuo metu norite prijungti jungtį, nes tai pavojinga palikite kabančią akumuliatoriaus laido galą ir gali sukelti trumpą arba nudegimą, jei palies neigiamą akumuliatoriaus galą. Įdėkite 0,20 colio ilgio juodos vielos galą į tranšėją, pažymėtą -BLK, ir lituokite Juodas laidas prie akumuliatoriaus. Šios baterijos neigiamas galas paprastai reikalauja daugiau šilumos lituoti, nes yra daugiau paviršiaus, kuris liečiasi su akumuliatoriaus mase, tačiau pabandykite greitai lituoti. Jei išlindo lydmetalis, išlyginkite jį lituokliu. Po litavimo sutraukite juodos vielos galą Hirose kaiščiu ir įkiškite kaištį į 2 kontaktų Hirose jungties 2 prievadą. Pakreipkite armatūrą ir pirštu išstumkite akumuliatorių iš apačios. Sulenkite juodą laidą tiesiai žemyn per neigiamo akumuliatoriaus galo kraštą ir nukreipkite raudoną laidą į kilpą išilgai akumuliatoriaus šono. Poveikis turėtų būti toks, kad raudonas laidas, einantis iš teigiamo akumuliatoriaus galo, yra 120º atstumu nuo to, kur susitinka juodi ir raudoni laidai. Ši vielos geometrija leidžia teigiamiems ir neigiamiems laidams išeiti iš tos pačios pusės ir puikiai priglunda. Vieną kartą apvyniokite 1 colio pločio Kaptono juostos gabalėlį aplink akumuliatoriaus vidurį, kad laikytumėte laidus. Kiekviename akumuliatoriaus gale uždėkite 1 colio Kaptono juostos diską ir užlenkite kraštus ant akumuliatoriaus šono. Tada stumkite 1 karščio susitraukimo vamzdelį virš akumuliatoriaus, kai vamzdelis yra lygus teigiamam akumuliatoriaus galui. Visas vamzdžio atsilaisvinimas turi išsikišti į neigiamą galą. Dabar naudokite šilumos pistoletą, kad sutrauktumėte vamzdelį, kad užbaigtumėte akumuliatoriaus surinkimą.

3 žingsnis: „Power Stacker“surinkimas

Norėdami atlikti vieno elemento sąranką, tiesiog lituokite 2X4 moterišką antraštę prie įkrovimo valdiklio plokštės, prijunkite akumuliatorių, po to lituokite antgalių kaiščius prie 5 voltų DC-DC plokštės ir prijunkite prie įkrovimo valdiklio plokštės.

Norėdami atlikti kelių elementų sąranką, lituokite antraštes su protoboutu tos pačios konfigūracijos, kaip ir įkrovimo valdiklio kaiščiai, ir lituokite 1X2 moterišką antraštę prie plokštės.

Priekinės plokštės gale iš įkrovos valdiklio plokštės lituokite visus kaiščius, susijusius su SYS OUT prievadu, iš įkrovimo valdiklio plokštės lituokite visus su GND prievadu susijusius kaiščius ir iš IN6V prievado prijunkite visus kaiščius. įkrovimo valdiklio plokštė. Tada lituokite SYS OUT prie protoboardo antraštės kaiščio ir GND lituokite prie kitos protoboard plokštės.

Įstumkite prototipą į 3D spausdinto korpuso angą, tada prijunkite baterijas, įkrovimo valdiklio plokštes ir 5 voltų DC-DC keitiklį.

4 žingsnis: programos

Tiesiog prijunkite akumuliatorių prie įkrovimo valdiklio plokštės, prijunkite DC-DC 5 voltų keitiklį ir įkraukite USB įrenginį.

Prijunkite mikro USB įkrovimo kabelį, kad įkrautumėte baterijas iš bet kurio 5–6 voltų maitinimo šaltinio. Kiekviena ląstelė turi savo įkrovimo valdiklį, skirtą tikram realaus laiko ląstelių balansavimui. Aptikus energijos perteklių, kiekvienas pakavimo įkrovos valdiklis automatiškai pradės krauti.

Taip pat galite prijungti kelis energijos šaltinius prie „Power Stacker“, pvz., Saulės kolektorių, dinaminių ir kitų USB maitinimo šaltinių, kad padidintumėte akumuliatoriaus įkrovimo srovę.

Nesvarbu, ar įkraunate išmanųjį telefoną, planšetinį kompiuterį ar nuotoliniu būdu valdomą robotą, „Power Stacker“suteiks jums reikalingos galios dabar ir prisitaikys prie jūsų energijos poreikių ateityje.

SVEIKINAME! Baigėte statyti „Power Stacker“!

5 veiksmas: trikčių šalinimas

SAUGUMAS

Nepalikite „Power Stacker“tiesioginių saulės spindulių. Laikykite jį uždengtą arba pavėsyje. Dėl saulės kaitros įkrovimo grandinė ir akumuliatorius gali labai įkaisti, nustoti krauti, sugesti baterija ir sutrumpėti jo tarnavimo laikas.

Priimtina temperatūra: „Power Stacker“skirta naudoti esant 0–45 ° C (32–149ºF) temperatūrai. Laikymas: laikykite „Power Stacker“kambario temperatūroje. „Power Stacker“reikia įkrauti maždaug kartą per metus, kad būtų išvengta per didelio išsikrovimo.

Norėdami gauti geriausius rezultatus, prieš naudodami visiškai įkraukite „Power Stacker“.

PROBLEMŲ SPRENDIMAS

„Power Stacker“šviesos diodas nešviečia kraunant iš nešiojamojo kompiuterio

1) Taip gali atsitikti, jei „Power Stacker“yra visiškai išsekęs ir įjungiamas mažo įkrovimo režimas. „Power Stacker“laikykite prijungtą maždaug 15 minučių, o LED įkrovimo lemputė turėtų vėl įsijungti.

2) Kai kurių senesnių nešiojamųjų kompiuterių USB prievaduose yra ribotas srovės apribojimas ir jie išjungs USB prievadą, jei srovė viršys ribą. Pabandykite prijungti „Power Stacker“prie kito USB prievado.