Prijenosna jedinica za napajanje: 3 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Inspiracija za ovaj projekt došla je iz želje za metodom za punjenje mojih dronovskih baterija na terenu. Još jedno dobro vrijeme za korištenje bilo bi kampiranje. Ova konstrukcija nije nužno najjeftinija alternativa. Postoji mnogo komercijalno dostupnih proizvoda koji nude mnogo po razumnoj cijeni. Imao sam oko polovice potrebnih komponenti samo sjedio. Osim toga, želio sam nešto raditi u proteklom vremenu, pa sam odlučio radije graditi nego kupovati. Ako nemate nijednu stavku u odjeljku materijala i cijene, očekujte da ćete potrošiti 400+ američkih dolara na ukupan iznos. Taj iznos može kupiti pristojno već završeno postavljanje. Inače, ako novac i vrijeme želite iskoristiti u zamjenu za vlastito prijenosno napajanje uz iskustvo, onda je ova konstrukcija savršena.

Specifikacije moje građe:

• 4S (serija) 20P (paralelno) 16,8 V baterija (93,6 vatnih sati)
• 4S 40Amp BMS
• Pretvarač snage 300 W
• 6 USB priključaka za punjenje
• 1 120V američka utičnica
• Solarna ploča od 100 vati
• Kontroler punjenja od 11 pojačala

Ovaj uređaj može zadovoljiti vaše vlastite specifikacije ovisno o tome kako ga želite izgraditi i što želite da sadrži. Ako želite bateriju većeg kapaciteta ili više utičnica, veću izlaznu snagu (veći pretvarač) i tako dalje nego što biste trebali uzeti u obzir dimenzije tih objekata prije kupnje kućišta. Slučaj koji sam koristio odabrao sam zbog cijene, dostupnosti, kao i vodootporne brtve. Ako namjeravate sve točno ponoviti nego samo kupiti ono što je dolje navedeno.

Nemam nikakve veze s web stranicama koje su povezane, samo sam njihov potrošač. Sklon sam neko vrijeme kupovati po internetu prije nego što obavim kupnju i otkrio sam da su to najveća vrijednost za najmanji iznos u dolarima u vrijeme kada sam ih kupio u usporedbi s onim što je još bilo dostupno. Da biste dobili apsolutno najniže cijene za većinu artikala, preporučio bih kupnju izravno iz Kine. Jedini nedostatak je očekivati da će isporuka stići u prosjeku za jedan do dva mjeseca. Napravio sam stotine narudžbi s Aliexpress.com samo ove godine i primio točno ono što sam očekivao ponekad u roku od tri tjedna

Materijali i cijena

Baterije (80) 18650 Ćelije

Trake od nikla.1,.12, ILI.15 debljine

4S BMS

Silikonska žica promjera 14

Silikonska žica promjera 26 Treba imati dvije različite boje

(2) Prekidači za klackalicu Potreban je samo jedan prekidač ako želite ugraditi osjetnik temperature/regulator za automatsko upravljanje ventilatorima.

Digitalni regulator temperature

XT60 konektori (nisu lemljeni) ILI XT60 konektori (već lemljeni)

Ventilatori (2) 12V DC

Indikator baterije

Digitalni mjerač

USB priključak sa šest priključaka

Step Down Buck Converter

Slučaj Ako idete s drugim kućištem, ovi dizajni neće stati u njega. Pelican ima datoteke koje možete preuzeti za CAD softver kako biste ugradili vlastite dizajne prednjih ploča.

Silikonsko brtvilo

Solarna ploča, kontroler punjenja i pretvarač

1 kg PETG ili ABS niti

M1-M5 Asortiman vijaka

Skupljajuće cijevi

VHB vrpca

300 mm skupljene cijevi

(16) 10 X 3 mm magneti

Super ljepilo

Ukupni trošak 550 USD +/- uključujući solarne ploče, koje se većina komercijalnih proizvoda prodaje zasebno, a ovisno o tome koji kapacitet baterije kupite može se značajno smanjiti. Također ovisi o ponudi i potražnji pa se cijene mogu promijeniti.

Potrebni alati

3D pisač lemilica

Lem

Toplinska pištolj ili mala baklja

Akumulatorski točkovni zavarivač

Skidači žica

Alat za ožičenje žica s priključnim rukavima

Mala ravna glava

Šesterokutni ključevi 2,5 mm, 3 mm, 4 mm

Wowstick nije potreban, ali zgodan je ako imate puno projekata s malim vijcima.

C4 18650 Punjač baterija

Digitalni multimetar

Bušilica

Set svrdla

Korak 1: Baterija

Ovaj korak je doista sasvim drugi projekt sam po sebi. Kupio sam rabljene baterije koje su imale prethodne ožiljke od točkastog zavarivanja pa sam upotrijebio rotacijski alat i mali rezni kotač za njihovo brušenje. Nakon što su oba kraja očišćena na svim ćelijama, preporučuje se puniti ih pomoću pametnog punjača poput C4 navedenog u odjeljku s alatima.

Za dobre upute o tome kako sastaviti vlastite baterije i kako spojiti BMS -ove preporučujem školske kanale Jehu Garcia i Ebike. Ako ste radili montažu akumulatora, iskusni s točkastim zavarivanjem baterija i ožičenjem BMS -a, tada vjerojatno možete preskočiti na Ispis i montažu.

Kad se sve ćelije napune, ispitajte napon svake ćelije. Sve što je ispod 3,6 volti treba zbrinuti. U prosjeku sam imao ćelije oko 4 volta. Višemetarski se jako razlikuju po tome kako se pojavljuju. Možda potražite priručnik kako biste pronašli točnu ikonu, simbol ili slovo za ispitivanje istosmjernog napona. Na svom mjeraču za provjeru napona preklopio sam digitalni multimetar na postavku DC 6V i primijenio crnu na negativnu, a crvenu na pozitivnu.

Da biste rasporedili ćelije, stavite baterije u jednu od tiskanih 18650 4S 10P ploča. Jedan red do kraja trebao bi imati isti kraj prema gore (pozitivan ili negativan). Sljedeći red iznad trebao bi imati suprotni kraj okrenut prema gore (pozitivan ili negativan). Pogledajte priložene slike.

Nakon što su sve ćelije raspoređene i utisnute u donju ploču. Drugu ploču postavite na baterije. Ako vam se čini da dobro pristaje, počnite s jednog kraja i lagano ga udarite o baterije po jednu ili dvije ćelije odjednom te se postupno pomaknite prema drugom kraju baterije. Dvije ploče trebaju ih sve držati na mjestu bez savijanja.

UPOZORENJE:

Budite vrlo oprezni i odvojite vrijeme s ovim sljedećim korakom, mogao bi vas šokirati i možda kratiti baterije. Očistite sve obližnje vodljive materijale kako ne biste slučajno stavili bateriju na nju uspostavljajući električnu vezu.

Ako ste zadovoljni svojom ciglom baterija, vrijeme je za točkasto zavarivanje. Ako koristite isti točkasti zavarivač kao i ja, morat ćete dobiti debljinu.1-.15, ovaj zavarivač ne može zavariti deblje od toga. Postavljanje nikl traka je važno. Najlakši način za objašnjenje je da pogledate slike koje sam uključio radi točnog izgleda. Izrežite i postavite nikl trake na bateriju. Podignite bateriju do zavarivača s priličnim pritiskom i jednom je zalijepite, provjerite i još jednom zalijepite te prijeđite na sljedeću ćeliju.

Na kraju ćete završiti točkasto zavarivanje. Sada je vrijeme za povezivanje sustava za upravljanje baterijom (BMS). BMS prati i ravnomjerno raspoređuje struju po svim povezanim ćelijama. Deblja (crna i crna) žica (kalibra 14-18) bila je tako da sam mogao pretvoriti 10P u 20P bateriju. Obično bi se to učinilo točkovnim zavarivanjem više traka u istom uzorku, ali kako bih se uklopila u ovaj specifični slučaj trebala su mi dvije cigle jedna pored druge, a ne jedan dugački pravokutnik.

Montirajte (vruće ljepilo) BMS na izolacijski materijal poput tvrde plastike, pjene ili kartona. Nemojte ga postavljati izravno na bočne strane baterija.

Ostale tanje žice (kalibra 28-30) povezane su na različite točke BMS-a. Koristio sam iste kodove boja za istu točku na BMS -u. Crna je 0V, žuta je 4.2V, zelena je 8.4V, crvena je 12.6V, a ružičasta je 16.8V. Svaki broj ima dvije žice jer ga je potrebno paralelno spojiti na prve ćelije i posljednje ćelije. Kad biste napravili jednu dugu pravokutnu bateriju, vaše bi žice počele na kraju banke, a druge bi se žice protegle do drugog bočnog kraja bloka. Za trake od nikla koristio sam lemilicu kako ne bih oštetio ćeliju.

Dopunjavanje baterije je jednostavno. Lemite na jednu crvenu i jednu crnu debelu žicu (14 kalibra) najmanje 6 inča duljine, s XT60 priključkom na kraju. To ide na simbole + i - na BMS -u. Zalijepio sam kaptonsku traku kako bih spriječio pomicanje bloka. Gurnite bateriju u neki skupljajući omot od 300 mm, odrežite višak i nanesite toplinski pištolj ili baklju s određenom udaljenošću. Banka baterija je sada potpuna.

Korak 2: Ispis i montaža

Ako ste potpuno novi u 3D ispisu, predlažem da pročitate u nastavku, inače možete preskočiti na odjeljak postavki ispisa.

Imam dva Endera 3. Obje su zaista dobre kvalitete za cijenu i mogu podnijeti PLA, ABS i PETG. Adhezija kreveta najveći je problem unatoč svladavanju izravnavanja kreveta. Ono što mi je riješilo taj problem bilo je izbacivanje zaliha kreveta i zamjena kaljenim staklom. Naravno da sam ga morao izravnati, ali samo jednom. Prije svakog ispisa obrišem ga s nekih 70% izopropilnog alkohola. Neka se vaš pisač potpuno zagrije. Pisač i filament držite na suhom mjestu. Više vlage znači više problema. Zrnca vjerojatno neće biti pravilno laminirana što uzrokuje lako razdvajanje dva sloja u sredini gotovog dijela.

Ako još nemate 3D pisač i razmišljate o nabavci Endera 3, pomno slijedite ovaj vodič za izradu. Slijedio sam sve korake na oba pisača koja sam sastavio i u prvom pokušaju ispao savršeno. Ja sam korisnik Cure za rezač. Uključene su mnoge mogućnosti postavljanja, a besplatna je za korištenje.

Postavke ispisa

Ova veza je za STL datoteke

Preporučuje se ABS ili PETG. Što je veći postotak ispune, to bolje. Odabrao sam 25% za sve četiri prednje ploče. Koristio sam mlaznicu 0,8 u nacrtu i imao proizvod pristojnog izgleda u prosjeku od pet sati po komadu. Ove potpore trebaju biti orijentirane sa slovima okrenutim prema nebu.

Unutarnje komponente tiskane su pomoću mlaznice 0,6 u standardnoj kvaliteti.

(1) Ravna zagrada 100% ispuna

(4) Bowties 100% ispuna

(2) Magnetne šipke 75% - 100%

(1) Nosač kontrolera punjenja 75% - 100%

(1) Montažni držač pretvarača Buck 50% ispune. Postoje dvije verzije. Za montažu na kućište potrebna su vam samo dva vijka pa sam dizajnirao 2 rupe kao i 4 rupe. No, potrebno je samo ispisati jedno ili drugo.

18650 Baterija 4S 10P Ploče 100% ispunjene sa 0,4 mlaznice standardne kvalitete. Učinio sam to s PLA -om jer će biti omotana, a zatim ponovno zatvorena u futrolu. Ovisno o tome koliko baterija namjeravate koristiti (40 ćelija = potrebno je ukupno 2 ploče 4S 10P) (80 ćelija = ukupno 4 ploče 4S 10P su potrebne)

Sastavljanje zajedno u osnovi je poput lego kockica. Leptir mašne služe za držanje ploča zajedno, ali nisu potrebne. Ono što najbolje osigurava sve zajedno su magnetske šipke, kao i pritisak tijesnog prianjanja iz kućišta. Prilikom umetanja magneta u dijelove, imao sam hrpu u ruci, nanio malo super ljepila u dio i pritisnuo jedan magnet pomoću hrpa na vrhu. To je bilo tako da je polaritet obrnut i da su magneti slučajno zalijepljeni na pogrešan način.

Nakon što su četiri magneta bila zalijepljena do kraja utisnuta, pustila sam da se osuši nekoliko sati. Dao sam svakom od četiri magneta drugi magnet da ostane povezan s njim. Na ovaj način polaritet je već ispravan za vrijeme lijepljenja prednjih ploča i pritiska na te magnete.

Korak 3: Montaža i ožičenje

Za priložene grafikone toka pogledajte kako sam povezao stvari.

Spajanje svega skupa nije jako komplicirano, samo se tako čini. Za većinu komponenti uključuju samo pozitivne i negativne žice. Prekidači postaju pomalo zeznuti. Ako namjeravate imati automatsko upravljanje ventilatorom pomoću digitalnog regulatora/senzora temperature, sve što vam je potrebno je jedan prekidač za uključivanje i isključivanje uređaja. Ako želite druge pomoćne programe, kao što je LED svjetlosna traka ili nešto slično, u tom slučaju vjerojatno biste htjeli upotrijebiti drugi prekidač.

Prije nego što zalemite bilo što zajedno, ne zaboravite prvo postaviti mjerače i prekidače u ispisane prednje ploče. Inače ćete to morati učiniti dva puta. Ovo sam naučio na teži način. Pri montaži ventilatora idealno je da želite cirkulaciju zraka. Jedan bi trebao uvući zrak, a drugi ispuhati zrak. Pretvarač također ima ventilator koji ispuhuje zrak sa stražnje strane.

Za pretvarač sam ga privremeno rastavio na ploču. Ne morate toliko raditi, ali da biste proširili doseg utičnice od 120 V, morat ćete izvršiti neko rastavljanje. Nemojte to raditi dok ste uključeni u bilo što. Četiri vijka na donjoj ploči otkrivaju sve. Potrebno je odvrnuti još četiri vijka na prednjoj ploči (s otvorima). Izvucite utikače iz prednje ploče. Ploča se nije mogla ukloniti osim ako su žice prerezane ili prednja ploča odrezana. Vjerojatno možete samo prerezati žice jer sljedeći korak uključuje njihovo rezanje kako biste produžili doseg.

Odabrao sam drugačiji put i pažljivo izrezao male zareze u ploči pomoću rotacijskog alata. Zatim sam uzeo kliješta i savio ih kako bih mogao provući utičnice. Tada sam shvatio da moram spojiti i lemiti žicu od otprilike šest centimetara. Ima samo tri žice za produženje. Predlažem da se režu, spajaju, lemljuju i skupljaju cijevi jednu po jednu. To omogućuje produžetak utičnice da dođe do prednje ploče kućišta. Nakon što je izvršena ta izmjena, morat ćete vratiti donju ploču na pretvarač i pripremiti montažne konzole.

Koristio sam aluminijsku kutnu šipku. Označeno mjesto za rupe, izbušene rupe i odsijecanje komada s temeljca šipke. Zagrade sam dizajnirao tako da se mogu 3D printati kako bi vam olakšali život. Na slikama pogledajte kako sam ih montirao na kućište. Prije nego izbušite rupe, provjerite jeste li zadovoljni svojim izgledom i ne baterija li previše klizi. Gurnuo sam bateriju do desnog kuta kućišta, pretvarač odmah do nje, a zatim izbušio rupe. Kad izbušite rupe, nosač za pretvaranje pretvarača u gornji dio pretvarača trebao bi biti montiran jer nema dovoljno prostora za bušenje rupa s pretvaračem postavljenim na putu.

Izbušim samo rupe kroz kućište za ova dva držača i dvije rupe za montažni držač namijenjen za DC-DC pretvarač. Prije nego što sam provukao vijak kroz navedeni otvor, nanio sam silikonsku brtvu na unutarnju i vanjsku stranu kako bi bio vodootporan. Također sam koristio podloške na oba kraja vijaka. Dizajnirao sam magnetske šipke tako da imaju mogućnost pričvršćivanja na kućište i vijcima.

Na svom PPSU -u koristio sam VHB traku da zalijepim regulator punjenja sa strane kućišta. Prilikom izrade ovog uputstva odvojio sam vrijeme za izradu nosača koji možete 3D ispisati i izbušiti rupe za pričvršćivanje ako želite. Jedino drugo područje koje sam koristio je mala količina VHB trake bilo je između ravnog držača i solarnog utikača kako ne bi klizio prilikom uključivanja u priključak solarne ploče.

Nadam se da vam je ovo bilo inspirativno, informativno ili donekle zabavno. Hvala što ste pogledali moj projekt.