Uređaj za slaganje: Složeni USB punjivi baterijski sustav: 5 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Molimo kliknite dolje da posjetite našu stranicu projekta Hackaday

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

Power Stacker je prijenosna, modularna, USB punjiva litij-ionska baterija. Složite ih zajedno za projekte gladne energije ili ih odvojite za manje projekte s ovim modularnim sustavom. Datoteke Gerber, BOM i. STL dostupne su u nastavku.

Power Stacker radi ono što druge USB punjive baterije nisu uspjele, a to je mogućnost kombiniranja zajedno radi povećanog kapaciteta baterija ili odvajanja u više malih baterija za manje projekte. Doslovno možete koristiti iste Power Stacker baterije dugi niz godina u mnogim aplikacijama!

Još jedna jedinstvena značajka Power Stackera je da svaka baterija dobiva svoj vlastiti regulator punjenja, koji jamči istinsko uravnoteženje ćelija i brine se da se svaka baterija napuni na pravi napon u stvarnom vremenu, čak i tijekom punjenja i/ili pražnjenja.

Nakon pokretanja uspješnog Kickstarter projekta pod nazivom Solderdoodle Pro, shvatio sam da se ista tehnologija baterija koja se koristi za taljenje lema može koristiti za rješavanje problema pokušaja pronalaženja prave baterije i stalne kupnje novih baterija za svaki novi projekt. U kombinaciji sa mojim znanjem 3D ispisa, stvorio sam kućište za bateriju koje se može ispisivati, mijenjati i dijeliti!

Uređaj za slaganje napajanja također je kompatibilan s otvorenim izvornim DC-DC pretvaračima poput Adafruit Power Boost 1000.

Kako radi snop baterija?

Diode niskog napona/velike struje na ploči regulatora punjenja ugrađene su na ulaz i izlaz kruga, što sprječava unakrsne razgovore između više izvora napajanja i između izlaza regulatora punjenja. To omogućuje da međusobne veze između ulaznih i izlaznih pinova svake ploče kontrolera punjenja postanu sabirnice dopuštajući da napon ostane isti i struja se umnoži. Baterija najvišeg napona u snopu će se najviše prazniti sve dok ostale baterije ne dosegnu blizu istog napona, a i one će se početi prazniti istom brzinom, što umnožava trenutni izlaz baterije.

Specifikacije slagača napajanja: * Vrijeme do potpunog punjenja: @5 W 3350mAh: 3 sata | @8 W 13400mAh: 7 sati

* Kapacitet: 3350mAh, 6700mAh ili 13400mAh / 3,6V

* Tip: Panasonic NCR18650B Litij-ionski

* Ulaz - struja: 450 do 2600mA | Napon: 5 do 6 volti

* Broj USB portova: 1 (ovisno o broju 5V adapterskih modula)

* Izlaz - ženski i muški zaglavlja u standardnom stilu Arduino

* Izlaz - struja: do 2000mA | Napon: 3,6 V izravni ili 5 V s DC-DC pretvaračkim modulom

* Materijal kućišta: 3D tiskani materijal

* Vijek trajanja baterije pri uobičajenoj uporabi: 5 godina * Zamjenjiva baterija

* Omogućuje do 320% napunjenosti iPhonea ili 160% napunjenosti Galaxy S5 s dvije ćelije 6700mAh

* Kompatibilan s Arduinom, iPhoneom, Androidom, Windows Phoneom i drugima s 5-voltnim DC-DC pretvaračkim modulom

*UPOZORENJE: Budite oprezni pri rukovanju bilo kojom litij-ionskom baterijom jer kratki spoj baterije može uzrokovati opekline. Uvijek nosite zaštitne naočale. Molimo vas da koristite preporučene komponente baterije i kruga zbog veće maksimalne struje napunjenosti baterije od 2000 mA. 3D ispisani dijelovi mogu se iskriviti pod visokim temperaturama.

Usklađenost s FCC -om: NIJE potrebno jer su frekvencije kruga ispod 1,7 MHz

Korak 1: Potrebni materijali, alati i datoteke

Ovdje je popis potrebnih materijala, alata i datoteka.

MATERIJALI:

KOLI Opis

1 Krug litij-ionskog regulatora punjenja (sheme, Gerberove datoteke itd. Mogu se preuzeti s prethodne stranice. Glavna IC komponenta je regulator punjenja Maxim MAX8903G.)

1 NCR18650B 3350mAh nezaštićena Panasonic -ova litij -ionska baterija www.ebay.com (Ako su potrebni niži troškovi, isprobajte bateriju Panasonic NCR18650A s nešto manjim kapacitetom od 3070mAh. Provjerite je li nezaštićena i pažljivo provjerite broj dijela baterije. Zaštićene baterije imaju dodatnu duljinu s ugrađenim krugom, što može utjecati na performanse. Reference https://industrial.panasonic.com/www-cgi/jvcr13pz.cgi?E+BA+3+ACI4002+NCR-18650B+7+EU Druge marke baterija se NE preporučuju jer struja regulatora punjenja u bateriji može biti i do 2000 mA, a kemikalija Panasonic NCR18650 to može podnijeti. Ako trebate koristiti druge marke, provjerite odgovaraju li istim specifikacijama, kemiji i mogu podnijeti do 2 ampera struje punjenja. Korištenje baterija koje ne zadovoljavaju ove specifikacije može dovesti do opasnog oštećenja baterije.)

2 Hirose 2-pinski konektor DF3-2S-2C

2 Hirose utičnica 24-28 AWG Krimp Pin DF3-2428SCC

1 1 "Wide Kapton Tape Roll https://www.mcmaster.com/#7648a715/=qu58072 1" Kapton Tape Disc

1 1 "Promjer komad termoskupljajuće cijevi 2,7" Long2 1/16 "Komad termoskupljajuće cijevi 1,0" Long 1 Rola lemljene žice 1 3D tiskana kutija (Datoteka dostupna na prethodnoj stranici.)

1 žensko zaglavlje 2X4

1 5-voltni DC-DC pretvarač

1 Protoboard

1 žensko zaglavlje 1X2

1 muški trak za zaglavlje

Različite duljine 26 AWG Standardna crvena i crna žica s 4 ampera maksimalne žice navedene ispod: https://www.mcmaster.com/#catalog/119/798/=qu7rf61 6.10 Crna žica.06 traka jedan kraj.20 traka drugi kraj

1 8.00 Crvena žica.06 traka jedan kraj.20 traka drugi kraj

ALATI: KOL. Opis

1 Baterija za napajanje jezgre napajanja

1 Skidač žica raspon 24-26

1 Wire Crimper raspon mjerača 20-24

1 Mjerač vrpce

1 Lemilica

1 Toplinska pištolj

1 Škare

Korak 2: Sklapanje baterije

Umetnite bateriju NCR18650B u držač baterije s pozitivnom stranom okrenutom prema gore. Uređaj će poravnati crvenu i crnu žicu dok lemite. Ne dodirujte lemilicu na učvršćenje jer se može rastopiti. Možda ćete moći lemiti bateriju bez učvršćenja, ali to je mnogo teže i još bi vam trebalo nešto da spriječite da baterija padne. Uređaj se može koristiti i za druge projekte izrade baterija.

Stavite ogoljeni kraj.20 "dugačke crvene žice u rov s oznakom +CRVENA i lemite crvenu žicu na bateriju. Pokušajte brzo lemiti na bateriju jer je previše topline u bateriji može oštetiti. Ako ima lema koji viri, zagladite ga lemilicom. Nakon lemljenja nagnite držač i gurnite bateriju prstom iznutra. Okrenite bateriju naopako i umetnite bateriju u držač s crvenom žicom u +CRVENOM koritu a negativni kraj baterije okrenut prema gore. Pričvrstite kraj crvene žice Hirose iglom i umetnite iglu u priključak 1 Hirose 2-pinskog priključka. U ovom trenutku želite priključiti konektor jer je opasno ostaviti viseći goli kraj žice baterije izložen i potencijalno može uzrokovati kratki spoj ili opekline ako dodirne negativni kraj baterije. Postavite ogoljeni kraj dugačke crne žice.20 "u rov s oznakom -BLK i lemite Crna žica do baterije. Negativni kraj ove baterije obično zahtijeva više topline za lemljenje jer ima više površine u dodiru s masom baterije, ali pokušajte brzo lemiti. Ako viri neki lem, zagladite ga lemilicom. Nakon lemljenja, preklopite kraj crne žice Hirose Pin-om i umetnite iglu u priključak 2 Hirose 2-pin konektora. Nagnite držač i gurnite bateriju s donje strane prstom. Savijte crnu žicu ravno prema dolje preko ruba negativnog kraja baterije i vodite crvenu žicu da se petlja po bočnoj strani baterije. Učinak bi trebao biti da crvena žica koja silazi s pozitivnog kraja baterije bude udaljena 120º od mjesta gdje se spajaju crna i crvena žica. Ova geometrija žice omogućuje da pozitivne i negativne žice izlaze s iste strane i daje dobro prianjanje. Omotajte komad 1 "široke Kapton trake jednom oko sredine baterije kako biste držali žice prema dolje. Postavite 1" Kapton traku od diska od 1 "na svaki kraj baterije i preklopite rubove sa strane baterije. Zatim gurnite 1 "termoskupljajuću cijev preko baterije tako da cijev bude u ravnini s pozitivnim krajem baterije. Sva olabavljena cijev bi trebala stršiti s negativnog kraja. Sada upotrijebite toplinski pištolj za skupljanje cijevi kako biste dovršili sklop baterije.

Korak 3: Sklapanje električnog slagača

Za postavljanje jedne ćelije, jednostavno lemite 2X4 žensko zaglavlje na ploču kontrolera punjenja, spojite bateriju, a zatim zalemite muške zaglavlje na 5-voltnu DC-DC ploču i spojite je na ploču kontrolera punjenja.

Za višećelijsko postavljanje, lemite muška zaglavlja na protoboard u istoj konfiguraciji kao i pinovi kontrolera punjenja i lemite žensko zaglavlje 1X2 na ploču.

Na stražnjoj strani matične ploče lemite sve pinove povezane sa SYS OUT priključkom s ploče kontrolera punjenja, lemite sve pinove povezane s GND priključkom s ploče kontrolera punjenja i lemite sve pinove povezane s priključkom IN6V iz ploča kontrolera punjenja. Zatim lemite SYS OUT na žensku iglu zaglavlja na protoboru i lemite GND na drugu žensku iglu zaglavlja na protoboru.

Gurnite protoboard u utor na 3D tiskanom kućištu, zatim spojite baterije, ploče kontrolera punjenja i 5-voltni DC-DC pretvarač na protoboard.

Korak 4: Aplikacije

Samo spojite bateriju na ploču kontrolera punjenja, priključite DC-DC 5-voltni pretvarač i napunite USB uređaj.

Spojite mikro USB kabel za punjenje kako biste napunili baterije iz izvora napajanja od 5 do 6 volti. Svaka ćelija ima vlastiti kontroler punjenja za istinsko balansiranje ćelija u stvarnom vremenu. Svaki regulator punjenja u paketu automatski će se početi puniti kada se otkrije višak energije.

Također možete spojiti više izvora energije na Power Stacker kao što su solarni paneli, dinamo i drugi USB izvori napajanja kako biste povećali struju punjenja u bateriji.

Bez obzira na to punite li pametni telefon, tablet ili robota s daljinskim upravljanjem, Power Stacker će vam dati potrebnu snagu sada i prilagoditi se vašim potrebama u budućnosti.

ČESTITAMO! Završili ste s izgradnjom Power Stackera!

Korak 5: Rješavanje problema

SIGURNOST

Ne ostavljajte Power Stacker na izravnoj sunčevoj svjetlosti. Držite ga pokrivenog ili u sjeni. Toplina od sunca može uzrokovati da se krug punjenja i baterija jako zagriju, zaustave punjenje, degradiraju bateriju i skrate njezin vijek trajanja.

Prihvatljive temperature: Power Stacker je dizajniran za rad na temperaturama između 0º i 45º C (32º i 149º F). Skladištenje: Pohranite električni slagač na sobnoj temperaturi. Električni slagač treba puniti otprilike jednom godišnje kako bi se spriječilo prekomjerno pražnjenje.

Za najbolje rezultate, napunite Power Stacker prije uporabe.

RJEŠAVANJE PROBLEMA

Power Stacker LED ne svijetli pri punjenju s prijenosnog računala

1) To se može dogoditi ako je Power Stacker potpuno ispražnjen i pređe u način punjenja kapljicama. Držite Power Stacker uključen oko 15 minuta i LED lampica za punjenje bi se trebala ponovno uključiti.

2) Neki stariji prijenosni računali imaju ograničenje niske struje u USB priključcima i onemogućit će USB priključak ako struja premaši ograničenje. Pokušajte priključiti Power Stacker na drugi USB priključak.