„Listrik L585 585Wh AC“nešiojamasis maitinimo šaltinis: 17 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Savo pirmajame „Instructable“parodysiu, kaip sukūriau šį nešiojamąjį maitinimo šaltinį. Tokiam įrenginiui yra daug terminų, tokių kaip maitinimo bankas, elektrinė, saulės generatorius ir daugelis kitų, bet man labiau patinka pavadinimas „Listrik L585 Portable Power Supply“.

„Listrik L585“turi įmontuotą 585 Wh (6S 22.2V 26, 364mAh, išbandyta) ličio bateriją, kuri tikrai gali tarnauti. Jis taip pat yra gana lengvas pagal nurodytą talpą. Jei norite palyginti jį su įprastu klientų maitinimo banku, tai galite padaryti lengvai, padaliję mAh reitingą iš 1 000, tada padauginę iš 3,7. Pavyzdžiui, „PowerHouse“(vienas didžiausių gerai žinomų vartotojų energijos bankų) talpa yra 120 000 mAh. Dabar padarykime matematiką. 120 000 /1 000 * 3,7 = 444Wh. 444Wh prieš 585Wh. Lengva ar ne?

Viskas supakuota į šį gražų aliuminio portfelį. Tokiu būdu „Listrik L585“galima lengvai nešiotis, o viršutinis dangtelis apsaugos nenaudojamus jautrius instrumentus viduje. Ši idėja man kilo po to, kai pamačiau, kad kažkas pastatė saulės generatorių, naudodamas įrankių dėžę, tačiau įrankių dėžė neatrodo tokia puiki, tiesa? Taigi aš pakėliau jį aliuminio portfeliu ir jis atrodo daug geriau.

„Listrik L585“turi kelis išėjimus, kurie gali apimti beveik visus plataus vartojimo elektroninius prietaisus.

Pirmasis yra kintamosios srovės išėjimas, kuris yra suderinamas su beveik 90% maitinimo šaltinių, kurių galia mažesnė nei 300 W, o ne su visais, nes jie nėra sinusoidiniai, tačiau tai galite išspręsti naudodami grynos sinusinės bangos keitiklį, kuris yra daug brangesnis nei standartinis modifikuotas čia naudoju sinusinių bangų keitiklį. Paprastai jie taip pat yra didesni.

Antrasis išėjimas yra USB išvestis. Yra 8 USB prievadai, kurie šiek tiek viršija. Pora jų gali tiekti maksimalią 3A srovę. Sinchroninis ištaisymas daro jį labai efektyvų.

Trečiasis yra pagalbinis įvestis/išvestis. Jis gali būti naudojamas vidinei baterijai įkrauti arba iškrauti maksimaliu 15A (300W+) greičiu ir 25A (500W+) akimirksniu. Jame nėra jokio reguliavimo, iš esmės tik paprasta akumuliatoriaus įtampa, tačiau jis turi daugybę apsaugos priemonių, įskaitant trumpąjį jungimą, viršsrovę, perkrovą ir išsikrovimą.

Paskutinis ir mano mėgstamiausias yra reguliuojamas nuolatinės srovės išėjimas, kuris gali išvesti 0-32V, 0-5A visuose įtampos diapazonuose. Jis gali maitinti labai įvairius nuolatinės srovės prietaisus, tokius kaip įprastas nešiojamasis kompiuteris su 19 V išvestimi, interneto maršrutizatorius esant 12 V įtampai ir daug daugiau. Ši reguliuojama nuolatinės srovės išvestis pašalina poreikį naudoti kintamosios srovės į nuolatinės srovės maitinimą, o tai, beje, pablogins efektyvumą, nes visa sistema nuolatinę srovę paverčia kintamąja, o tada vėl į nuolatinę. Jis taip pat gali būti naudojamas kaip maitinimo šaltinis su nuolatine įtampa ir nuolatinės srovės funkcija, o tai labai naudinga tokiems žmonėms kaip aš, kurie dažnai dirba su elektronika.

1 žingsnis: medžiagos ir įrankiai

Pagrindinės medžiagos:

* 1X DJI Spark aliuminio portfelis

*60X 80*57*4,7 mm prizminiai ličio elementai (galite pakeisti įprastesnius 18650, bet aš pastebėjau, kad ši ląstelė turi tiesiog tobulą formos koeficientą ir matmenis)

* 1X 300W 24V DC į kintamosios srovės keitiklį

* 1X DPH3205 programuojamas maitinimo šaltinis

* 2X 4 prievadų USB jungčių keitikliai

* 1X „Cellmeter 8“akumuliatoriaus tikrintuvas

* 1X 6S 15A BMS

* 1X 6S balanso jungtis

* 12X M4 10 mm varžtai

* 12X M4 veržlės

* 6X nerūdijančio plieno laikikliai

* 1X 6A vieno poliaus perjungimo jungiklis

* 1X 6A dviejų polių perjungimo jungiklis

* 1X 15A vieno poliaus perjungimo jungiklis

* 4x 3 mm nerūdijančio plieno LED laikiklis

* 4X moterų XT60 jungtys

* 4X M3 20 mm žalvario tarpikliai

* 4X M3 30 mm mašinos varžtai

* 2X M3 8 mm mašinos varžtai

* 6X M3 veržlės

* 1X 25A 3 kontaktų gnybtas

* 4X 4,5 mm kabelių kastuvai

* Individualiai supjaustytas 3 mm prietaisų skydelis

-

Eksploatacinės medžiagos:

* Šilumos susitraukimai

* Lituoklis

* Flux

* 2,5 mm kieta varinė viela

* Tvirta dvipusė juosta (gaukite aukščiausios kokybės)

* Plona dvipusė juosta

* Kaptono juosta

* Epoksidinė

* Juodi dažai

* 26 AWG viela LED indikatoriams

* 20 AWG sidabrinė viela, skirta mažos srovės laidams

* 16 AWG sidabro vielos viela, skirta didelės srovės laidams (pageidautina žemesnė AWG. Mano įvertintas 17A nepertraukiamu važiuoklės laidu, tik vos pakanka)

-

Įrankiai:

* Lituoklis

* Žnyplės

* Atsuktuvas

* Žirklės

* Hobio peilis

* Pincetas

* Grąžtas

2 žingsnis: schema

Schema turėtų būti savaime suprantama. Atsiprašau už prastą piešinį, bet jo turėtų būti daugiau nei pakankamai.

3 žingsnis: prietaisų skydelis

Pirmiausia suprojektavau prietaisų skydelį. PDF failą galite atsisiųsti nemokamai. Medžiaga gali būti mediena, aliuminio lakštas, akrilas ar bet kas, turintis panašią savybę. Šiuo „dėklu“naudojau akrilą. Storis turėtų būti 3 mm. Galite jį iškirpti CNC arba tiesiog atspausdinti ant popieriaus 1: 1 mastelio ir supjaustyti rankiniu būdu.

4 žingsnis: korpusas (dažymo ir tvirtinimo laikikliai)

Dėklui aš naudoju aliuminio portfelį „DJI Spark“, jis yra tinkamo dydžio. Lėktuvas buvo laikomas su putplasčiu, todėl aš jį išėmiau ir vidinę dalį nudažiau juodai. Aš išgręžiau 6 4 mm skyles pagal skylių atstumą savo pasirinktinio pjovimo prietaisų skydelyje ir ten sumontavau laikiklius. Tada ant kiekvieno laikiklio priklijavau M4 veržles, kad galėčiau prisukti varžtus iš išorės, nelaikydamas veržlių.

5 veiksmas: akumuliatoriaus bloko 1 dalis (elementų bandymas ir grupių sudarymas)

Akumuliatoriui naudoju atmestus LG prizminius ličio elementus, kuriuos gavau už mažiau nei 1 USD. Priežastis, kodėl jie tokie pigūs, yra tik todėl, kad jie sudegė saugikliu ir pažymėti kaip sugedę. Nuėmiau saugiklius ir jie kaip nauji. Tai gali būti šiek tiek nesaugu, tačiau už mažiau nei po vieną pinigą aš tikrai negaliu skųstis. Juk apsaugai naudosiu akumuliatoriaus valdymo sistemą. Jei ketinate naudoti naudotas ar nežinomas ląsteles, čia yra geros instrukcijos, kaip išbandyti ir rūšiuoti panaudotas ličio kameras: (netrukus).

Mačiau daug žmonių, naudojančių švino rūgšties bateriją tokiam prietaisui. Žinoma, su jais lengva dirbti ir jie yra pigūs, tačiau švino rūgšties akumuliatoriaus naudojimas nešiojamam naudojimui man yra didelis „ne“. Švino rūgšties ekvivalentas sveria apie 15 kilogramų! Tai 500% sunkesnis už mano pagamintą akumuliatorių (3 kilogramai). Ar turėčiau jums priminti, kad jos tūris taip pat bus didesnis?

Nusipirkau 100 jų ir išbandžiau po vieną. Turiu testo rezultatų skaičiuoklę. Aš jį filtravau, surūšiavau ir gavau 60 geriausių ląstelių. Aš juos padalijau vienodai pagal pajėgumus, todėl kiekviena grupė turės panašius pajėgumus. Tokiu būdu akumuliatorius bus subalansuotas.

Mačiau, kad daugelis žmonių, nebandydami kiekvienos ląstelės, pastatė savo akumuliatorių, kuris, mano manymu, yra privalomas, jei ketinate padaryti bateriją iš nežinomų elementų.

Bandymas parodė, kad vidutinė kiekvienos ląstelės iškrovos galia yra 2636 mAh esant 1,5 A iškrovimo srovei. Esant mažesnei srovei, talpa bus didesnė dėl mažesnių energijos nuostolių. Man pavyko gauti 2700mAh+ esant 0,8A iškrovimo srovei. Aš įgausiu papildomą 20% daugiau talpos, jei įkrausiu elementą iki 4,35 V/elementas (elementas leidžia 4,35 V įkrovimo įtampą), tačiau BMS to neleidžia. Be to, elemento įkrovimas iki 4,2 V pailgins jo tarnavimo laiką.

Grįžtant prie instrukcijos. Pirma, aš sujungiau 10 ląstelių, naudodami ploną dvipusę juostą. Tada aš sustiprinau jį naudodami kaptono juostą. Nepamirškite būti ypač atsargūs dirbdami su ličio baterija. Šios prizminės ličio ląstelės turi labai artimą teigiamą ir neigiamą dalį, todėl jas lengva sutrumpinti.

6 veiksmas: akumuliatoriaus bloko 2 dalis (prisijungimas prie grupių)

Baigęs kurti grupes, kitas žingsnis yra sujungti jas. Norėdami juos sujungti, aš naudoju ploną dvipusę juostą ir vėl ją sutvirtinau kaptono juosta. Labai svarbu, įsitikinkite, kad grupės yra izoliuotos viena nuo kitos! Priešingu atveju gausite labai nemalonų trumpąjį jungimą, kai lituosite juos kartu. Prizminio elemento korpusas yra susijęs su akumuliatoriaus katodu ir atvirkščiai - 18650 elementų. Prašome to nepamiršti.

7 veiksmas: akumuliatoriaus bloko 3 dalis (litavimas ir apdaila)

Tai sunkiausia ir pavojingiausia dalis - lituoti ląsteles. Jums reikės mažiausiai 100 W lituoklio, kad būtų lengviau lituoti. Mano buvo 60W ir tai buvo visas PITA lituoti. Nepamirškite srauto, velniškai daug srauto. Tai tikrai padeda.

** Šiame žingsnyje būkite labai atsargūs! Didelės talpos ličio baterija nėra kažkas, su kuo norėtumėte būti nepatogus. **

Pirma, aš nukirpau savo 2,5 mm kietą varinę vielą iki norimo ilgio, tada nulupiu izoliaciją. Tada vario vielą lituodavau prie kameros skirtuko. Darykite tai pakankamai lėtai, kad lydmetalis tekėtų, bet pakankamai greitai, kad nesikauptų šiluma. Tai tikrai reikalauja įgūdžių. Aš rekomenduočiau praktikuoti ką nors kita, prieš tai išbandydamas su tikru dalyku. Po kelių minučių litavimo leiskite akumuliatoriui pailsėti, kad atvėstų, nes karštis netinka bet kokiai baterijai, ypač ličio baterijai.

Baigdamas priklijavau BMS su 3 sluoksnių dvipusėmis putplasčio juostomis ir viską vielau pagal schemą. Lituodavau kabelio kastuvus ant akumuliatoriaus išvesties ir nedelsdamas sumontuodavau tuos kastuvus prie pagrindinio maitinimo gnybto, kad kastuvai nesiliestų ir nesukeltų trumpojo jungimo.

Nepamirškite lituoti laido iš neigiamos pusiausvyros jungties pusės ir laido iš neigiamos BMS pusės. Turime išjungti šią grandinę, kad išjungtume „Cellmeter 8“(akumuliatoriaus indikatorius), kad ji neįsijungtų amžinai. Kitas galas vėliau patenka į vieną jungiklio polių.

8 veiksmas: akumuliatoriaus bloko 4 dalis (montavimas)

Diegimui naudoju dvipusę juostą. Aš rekomenduoju šiuo atveju naudoti aukštos kokybės, sunkią dvipusę juostą, nes baterija yra gana sunki. Naudojau 3M VHB dvipusę juostą. Kol kas juosta labai gerai laiko akumuliatorių. Jokių problemų.

Akumuliatorius ten labai tinka, viena iš priežasčių, kodėl pasirinkau šį prizminį ličio elementą, o ne cilindrinį ličio elementą. Aplink akumuliatorių esantis oro tarpas yra labai svarbus šilumos išsklaidymui.

Dėl šilumos išsklaidymo man tai per daug nerūpi. Įkrovimui naudoju savo „IMAX B6 Mini“, kuris gali tiekti tik 60W. Tai nieko, palyginti su 585 Wh baterija. Įkrovimas truko daugiau nei 10 valandų, todėl lėtai, kad nesusidarytų šiluma. Lėtas įkrovimas taip pat tinka bet kokio tipo akumuliatoriams. Išsikrovimui maksimali srovė, kurią galiu paimti iš akumuliatoriaus, yra gerokai mažesnė nei 1C iškrovimo greitis (26A), kai tik 15A nuolatinis, 25A momentinis. Mano akumuliatoriaus vidinė varža yra apie 33 mOhm. Išsklaidytos galios lygtis yra I^2*R. 15*15*0,033 = 7,4 W galios, prarastos kaip šiluma esant 15A iškrovimo srovei. Dėl tokio didelio dalyko tai nėra didelis dalykas. Tikrojo pasaulio bandymas rodo, kad esant didelei apkrovai akumuliatoriaus temperatūra pakyla iki maždaug 45–48 laipsnių Celsijaus. Nelabai patogi ličio baterijos temperatūra, tačiau vis tiek laikomasi darbinės temperatūros diapazone (ne daugiau kaip 60º)

9 žingsnis: keitiklio 1 dalis (išardymas ir radiatoriaus montavimas)

Keitiklio atveju aš jį išėmiau iš dėklo, kad jis tilptų į aliuminio portfelį ir įdiegiau porą radiatorių, kuriuos gavau iš sugedusio kompiuterio maitinimo šaltinio. Aš taip pat pasiėmiau aušinimo ventiliatorių, kintamosios srovės lizdą ir jungiklį vėlesniam naudojimui.

Inverteris veikia iki 19 V, kol įsijungia apsauga nuo žemos įtampos. Tai pakankamai gerai.

Vienas neįprastas dalykas yra tai, kad etiketėje aiškiai parašyta 500W, o ant šilkografijos ant PCB - 300W. Be to, šis keitiklis turi tikrąją atvirkštinio poliškumo apsaugą, skirtingai nuo daugumos keitiklių, kurie naudoja nebylų diodą ir saugiklį, kad apsaugotų atvirkštinį poliškumą. Gražu, bet nelabai naudinga šiuo atveju.

10 žingsnis: keitiklis (montavimas ir montavimas)

Pirma, aš pratęsiau įvesties galią, LED indikatorius, jungiklį ir kintamosios srovės lizdo laidą, kad jie būtų pakankamai ilgi. Tada įdėjau keitiklį į korpusą naudodami dvipusę juostą. Kitame maitinimo įvesties laidų gale lituodavau kabelių kastuvus ir prijungiau juos prie pagrindinio gnybto. Prie prietaisų skydelio pritvirtinau LED indikatorius, ventiliatorių ir kintamosios srovės lizdą.

Radau, kad keitiklio nulio ramybės srovė (<1mA) yra prijungta prie maitinimo šaltinio, bet išjungta, todėl nusprendžiau tiesiogiai prijungti keitiklio maitinimo laidą be jokio jungiklio. Tokiu būdu man nereikia didelių gabaritų didelės srovės jungiklio ir mažiau švaistomos laido ir jungiklio galios.

11 veiksmas: USB modulis (montavimas ir prijungimas)

Pirma, aš išplėtiau abiejų modulių LED indikatorius. Tada aš sudėjau modulius su M3 20 mm žalvario tarpikliais. Lituodavau maitinimo laidus pagal schemą ir visą agregatą uždėdavau prie prietaisų skydelio ir surišdavau užtrauktukais. Aš lituodavau 2 laidus iš anksčiau minėtos baterijos į kitą jungiklio polių.

12 veiksmas: DPH3205 modulio 1 dalis (montavimas ir įvesties laidai)

Aš išgręžiau 2 3 mm skyles per apatinę plokštę įstrižai ir tada sumontavau DPH3205 modulį su 8 mm M3 varžtais, kurie praeina per tas skyles. Aš prijungiau įvestį storais 16 AWG laidais. Negatyvas eina tiesiai į modulį. Teigiamas rezultatas pirmiausia pereina prie jungiklio, tada į modulį. Kitame gale litavau kabelių kastuvus, kurie bus prijungti prie pagrindinio terminalo.

13 veiksmas: DPH3205 modulio 2 dalis (ekrano montavimas ir išvesties laidai)

Aš pritvirtinau ekraną prie priekinio skydelio ir prijungiau laidus. Tada aš prijungiau XT60 jungtis prie prietaisų skydelio, naudodamas dviejų dalių epoksidą, ir prijungiau šias jungtis lygiagrečiai. Tada laidas eina į modulio išvestį.

14 veiksmas: papildomas įvestis/išvestis (montavimas ir prijungimas)

Aš sumontavau 2 XT60 jungtis su 2 dalių epoksidine medžiaga ir lydėme jungtis lygiagrečiai su storais 16 AWG laidais. Kitame gale lituodavau kabelių kastuvus, einančius į pagrindinį terminalą. Laidas iš USB modulio taip pat eina čia.

15 žingsnis: QC (greitas patikrinimas)

Įsitikinkite, kad viduje nieko nebarkuoja. Nepageidaujami laidūs elementai gali sukelti trumpąjį jungimą.

16 žingsnis: Baigimas ir bandymas

Uždarau dangtį, užsukau varžtus ir viskas! Aš išbandžiau visas funkcijas ir viskas veikia taip, kaip tikėjausi. Tikrai labai naudinga man. Man tai kainavo šiek tiek daugiau nei 150 USD (tik medžiaga, neįskaitant gedimų), o tai yra labai pigu už kažką panašaus. Surinkimo procesas truko apie 10 valandų, tačiau planavimas ir tyrimai truko apie 3 mėnesius.

Nors prieš sukurdamas savo maitinimo šaltinį aš atlikau daug tyrimų, mano maitinimo šaltinis vis dar turi daug trūkumų. Aš tikrai nesu patenkintas rezultatu. Ateityje kursiu „Listrik V2.0“su daugybe patobulinimų. Nenoriu sugadinti viso plano, bet čia yra keletas jų:

1. Perjunkite į didelės talpos 18650 elementus
2. Šiek tiek didesnė talpa
3. Daug didesnė išėjimo galia
4. Daug geresnės saugos funkcijos
5. Vidinis MPPT įkroviklis
6. Geresnis medžiagų pasirinkimas
7. „Arduino“automatika
8. Specialus parametrų indikatorius (akumuliatoriaus talpa, energijos suvartojimas, temperatūra ir pan.)
9. Programa valdo nuolatinės srovės išvestį ir daugelį kitų, kurių dabar jums nepasakosiu;-)

17 veiksmas: atnaujinimai

1 atnaujinimas: Aš pridėjau rankinį aušinimo ventiliatoriaus perjungimo jungiklį, kad galėčiau jį įjungti rankiniu būdu, jei noriu naudoti maitinimo šaltinį esant pilnai apkrovai, kad viduje esančios dalys išliktų vėsios.

2 atnaujinimas: BMS užsidegė, todėl visą baterijų sistemą perdariau geresne. Naujasis gali pasigirti 7S8P konfigūracija, o ne 6S10P. Šiek tiek mažesnė talpa, bet geresnis šilumos išsklaidymas. Kiekviena grupė dabar yra atskirta, kad būtų užtikrintas didesnis saugumas ir vėsinimas. 4,1 V/elemento įkrovimo įtampa, o ne 4,2 V/ląstelė, kad būtų užtikrintas ilgesnis tarnavimo laikas.