Listrik L585 585Wh AC DC prijenosno napajanje: 17 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Za svoj prvi Instructable pokazat ću vam kako sam napravio ovo prijenosno napajanje. Za ovu vrstu uređaja postoji mnogo izraza kao što su banka napajanja, elektrana, solarni generator i mnogi drugi, ali ja više volim naziv "Listrik L585 prijenosno napajanje".

Listrik L585 ima ugrađenu litijevu bateriju od 585Wh (6S 22.2V 26, 364mAh, testirano) koja zaista može izdržati. Također je prilično lagan za dati kapacitet. Ako ga želite usporediti s tipičnom korisničkom baterijom, to možete učiniti jednostavno tako da ocjenu mAh podijelite s 1000, a zatim je pomnožite s 3,7. Na primjer, PowerHouse (jedna od najvećih dobro poznatih potrošačkih banaka) ima kapacitet od 120 000 mAh. Idemo sada računati. 120, 000 /1, 000 * 3,7 = 444Wh. 444Wh VS 585Wh. Lako zar ne?

Sve je upakirano u ovu lijepu aluminijsku aktovku. Na ovaj se način Listrik L585 može lako nositi, a gornji poklopac štitit će osjetljive instrumente iznutra dok se ne koristi. Na ovu sam ideju došao nakon što sam vidio da je netko sagradio solarni generator pomoću kutije za alate, ali kutija za alat ne izgleda tako sjajno, zar ne? Pa sam ga razbio aluminijskom aktovkom i izgleda puno bolje.

Listrik L585 ima više izlaza koji mogu pokriti gotovo sve potrošačke elektroničke uređaje.

Prvi je AC izlaz koji je kompatibilan s gotovo 90% mrežnih uređaja ispod 300 W, nisu svi zbog nesinusoidnog izlaza, ali to možete popraviti korištenjem čistog sinusnog pretvarača, koji je mnogo skuplji od standardno modificiranog pretvarač sinusnog vala koji sam ovdje koristio. Općenito su i veći.

Drugi izlaz je USB izlaz. Postoji 8 USB priključaka, što je nekako pretjerano. Par njih može isporučiti kontinuiranu maksimalnu struju od 3A. Sinkrono ispravljanje čini ga vrlo učinkovitim.

Treći je pomoćni I/O. Može se koristiti za punjenje ili pražnjenje interne baterije maksimalnom brzinom od 15A (300W+) neprekidno i 25A (500W+) trenutno. On nema nikakvu regulaciju, u osnovi samo običan napon baterije, ali ima višestruke zaštite, uključujući kratki spoj, prekomjernu struju, prekomjerno punjenje i prekomjerno pražnjenje.

Posljednji i meni najdraži je podesivi istosmjerni izlaz, koji može izlaziti 0-32V, 0-5A u svim rasponima napona. Može napajati vrlo širok raspon istosmjernih uređaja poput tipičnog prijenosnog računala s 19V izlazom, internetskog usmjerivača na 12V i još mnogo toga. Ovaj podesivi istosmjerni izlaz uklanja potrebu za korištenjem AC / DC napajanja, što će usput pogoršati učinkovitost jer cijeli sustav pretvara DC u AC, a zatim ponovno u DC. Također se može koristiti kao izvor napajanja sa stalnim naponom i konstantnom strujom, što je vrlo korisno za ljude poput mene koji često rade s elektronikom.

Korak 1: Materijali i alati

Glavni materijali:

* 1X DJI Spark aluminijska aktovka

*60X 80*57*4,7 mm prizmatične litijeve ćelije (možete ih zamijeniti uobičajenijima 18650, ali otkrio sam da ova ćelija ima savršeni faktor oblika i dimenzije)

* 1X 300W 24V DC in AC pretvarač

* 1X programirano napajanje DPH3205

* USB pretvarači s 2 priključka s 4 priključka

* 1X uređaj za provjeru baterije Cellmeter 8

* 1X 6S 15A BMS

* 1X 6S priključak za ravnotežu

* 12X vijci M4 10 mm

* 12X M4 matice

* 6X držači od nehrđajućeg čelika

* 1X 6A jednopolni prekidač

* 1X 6A dvopolni prekidač

* 1X 15A jednopolni prekidač

* 4X 3 mm LED držač od nehrđajućeg čelika

* 4X ženski XT60 konektori

* 4X M3 odstojnici od mesinga od 20 mm

* 4 x M3 vijci za stroj 30 mm

* 2 x M3 vijci za stroj 8 mm

* 6X M3 matice

* 1X 25A 3 -polni terminal

* 4X 4,5 mm kabelski pik

* Prilagođena ploča s instrumentima od 3 mm

-

Potrošni materijal:

* Hladnjake

* Lemljenje

* Fluks

* 2,5 mm puna bakrena žica

* Dvostrana ljepljiva traka (nabavite najkvalitetniju)

* Tanka dvostrana traka

* Kapton traka

* Epoksid

* Crna boja

* 26 AWG žica za LED indikatore

* Srebrna žica od 20 AWG za ožičenje slabe struje

* Srebrna žica od 16 AWG za ožičenje velike struje (poželjna je niža AWG. Moja je ocijenjena na 17A kontinuirano ožičenje šasije, samo jedva dovoljno)

-

Alati:

* Lemilica

* Klešte

* Odvijač

* Škare

* Hobi nož

* Pinceta

* Bušilica

Korak 2: Shema

Shema bi trebala biti sama po sebi razumljiva. Oprostite na lošem crtežu, ali trebalo bi biti više nego dovoljno.

Korak 3: Ploča s instrumentima

Prvo sam dizajnirao ploču s instrumentima. PDF datoteku možete besplatno preuzeti. Materijal može biti drvo, aluminijski lim, akril ili bilo što sa sličnim svojstvima. U ovom "slučaju" koristila sam akril. Debljina bi trebala biti 3 mm. Možete ga izrezati CNC -om ili jednostavno ispisati na papiru u mjerilu 1: 1 i ručno izrezati.

Korak 4: Kućište (nosači za slikanje i postavljanje)

Za kućište sam koristio aluminijsku aktovku za DJI Spark, ima pravu dimenziju. Došao je s pjenom za držanje zrakoplova pa sam ga izvadio i obojao unutarnji dio u crno. Izbušio sam 6 rupa od 4 mm prema udaljenosti rupa na prilagođenoj ploči s instrumentima i tamo postavio nosače. Zatim sam zalijepio matice M4 na svaki nosač kako bih mogao pričvrstiti vijke izvana, a da pritom ne držim matice.

Korak 5: Baterija, 1. dio (Testiranje ćelija i stvaranje grupa)

Za bateriju sam koristio odbačene LG prizmatične litijeve ćelije koje sam dobio za manje od 1 USD. Razlog zašto su tako jeftini je samo zato što su pregorjeli osigurač i označeni kao neispravni. Uklonio sam osigurače i dobri su kao novi. Možda je to pomalo nesigurno, ali za manje od svakog dolara ne mogu se požaliti. Uostalom, za zaštitu ću koristiti sustav za upravljanje baterijom. Ako ćete koristiti iskorištene ili nepoznate ćelije, ovdje imam dobre upute za testiranje i razvrstavanje rabljenih litijevih ćelija: (USKORO).

Vidio sam mnogo ljudi koji koriste olovnu bateriju za ovu vrstu uređaja. Naravno da je s njima lako raditi i jeftino je, ali korištenje olovne baterije za prijenosnu aplikaciju za mene je veliki ne-ne. Ekvivalent olovne kiseline bit će težak oko 15 kilograma! To je 500% teže od baterije koju sam napravio (3 kilograma). Trebam li vas podsjetiti da će i po volumenu biti veći?

Kupio sam ih 100 i testirao jednu po jednu. Imam proračunsku tablicu rezultata testa. Filtrirao sam ga, sortirao i na kraju dobio najboljih 60 ćelija. Podijelim ih jednako prema kapacitetu tako da će svaka skupina imati sličan kapacitet. Na taj način će se baterija uravnotežiti.

Vidio sam da je mnogo ljudi izgradilo svoju bateriju bez daljnjih ispitivanja na svakoj ćeliji, što je po meni obvezno ako ćete napraviti bateriju od nepoznatih ćelija.

Test je pokazao da je prosječni kapacitet pražnjenja svake ćelije 2636mAh pri struji pražnjenja 1,5A. Na nižoj struji, kapacitet će biti veći zbog manjeg gubitka snage. Uspio sam dobiti 2700mAh+ pri struji pražnjenja 0,8A. Dobit ću dodatnih 20% više kapaciteta ako napunim ćeliju na 4,35 V/ćeliji (ćelija dopušta napon punjenja 4,35 V), ali BMS to ne dopušta. Također, punjenje ćelije na 4,2 V produžit će joj vijek trajanja.

Natrag na upute. Prvo sam spojio 10 ćelija pomoću tanke dvostrane trake. Zatim sam ga ojačao pomoću kaptonske trake. Ne zaboravite biti posebno oprezni pri radu s litijevom baterijom. Ove prizmatične litijeve ćelije imaju izuzetno bliske pozitivne i negativne strane pa ih je lako skratiti.

Korak 6: Baterija, 2. dio (pridruživanje grupama)

Nakon što završim s stvaranjem grupa, sljedeći korak je da im se pridružim. Da bih ih spojio, upotrijebio sam tanku dvostranu traku i ponovno je ojačao kaptonskom trakom. Vrlo važno, pobrinite se da grupe budu izolirane jedna od druge! Inače ćete dobiti vrlo gadan kratki spoj ako ih spajate zajedno. Tijelo prizmatične ćelije upućuje se na katodu baterije i obrnuto za 18650 ćelija. Molimo vas da ovo imate na umu.

Korak 7: Baterija, dio 3 (lemljenje i završna obrada)

Ovo je najteži i najopasniji dio, lemljenje stanica zajedno. Za jednostavno lemljenje trebat će vam lemilica od najmanje 100 W. Moj je bio 60 W i bio je to ukupan PITA za lemljenje. Ne zaboravite fluks, paklenu tonu fluksa. Zaista pomaže.

** Budite izuzetno oprezni u ovom koraku! Litijeva baterija velikog kapaciteta nije nešto s čime ne želite biti nespretni. **

Prvo sam prerezao čvrstu bakrenu žicu od 2,5 mm na željenu duljinu, a zatim odlijepio izolaciju. Zatim sam lemio bakrenu žicu na jezičak ćelije. Učinite to dovoljno sporo da lem teče, ali dovoljno brzo da spriječite nakupljanje topline. Zaista je potrebna vještina. Preporučio bih da vježbate na nečem drugom prije nego što isprobate sa stvarnom. Dajte bateriji pauzu nakon nekoliko minuta lemljenja kako bi se ohladila jer toplina nije dobra za bilo koju vrstu baterije, osobito za litijeve.

Za završnu obradu, zalijepio sam BMS s 3 sloja dvostrano traka od pjene i sve ožičio prema shemi. Lemio sam lopatice kabela na izlazu baterije i odmah sam ih postavio na glavni priključak napajanja kako bih spriječio da se lopate međusobno dodiruju i uzrokuju kratki spoj.

Ne zaboravite lemiti žicu s negativne strane konektora vage i žicu s negativne strane BMS -a. Moramo prekinuti ovaj krug da bismo deaktivirali mjerač ćelije 8 (indikator baterije) kako se ne bi vječno uključivao. Drugi kraj kasnije ide na jedan pol prekidača.

Korak 8: Baterija, dio 4 (instalacija)

Za instalaciju sam koristio dvostranu traku. Preporučujem upotrebu visokokvalitetne, izdržljive dvostrane trake za ovaj slučaj jer je baterija prilično teška. Koristio sam dvostranu 3M VHB traku. Do sada, traka jako dobro drži bateriju. Nema problema.

Baterija se tamo jako lijepo uklapa, jedan od razloga zašto sam odabrao ovu prizmatičnu litijevu ćeliju umjesto cilindrične litijeve ćelije. Zračni otvor oko baterije vrlo je važan za odvođenje topline.

Što se tiče odvođenja topline, ne brinem se previše zbog toga. Za punjenje ću koristiti svoj IMAX B6 Mini koji može isporučiti samo 60W. To nije ništa u usporedbi s baterijom od 585Wh. Punjenje je trajalo više od 10 sati, tako sporo da se ne stvara toplina. Sporo punjenje također je dobro za sve vrste baterija. Za pražnjenje, maksimalna struja koju mogu izvući iz baterije znatno je ispod 1C (26A) pri samo 15A neprekidno, 25A trenutno. Moj akumulator ima unutarnji otpor od 33mOhm. Jednadžba raspršene snage je I^2*R. 15*15*0,033 = 7,4 W snage izgubljene kao toplina pri struji pražnjenja 15A. Za nešto ovako veliko, to nije velika stvar. Test u stvarnom svijetu pokazuje da se pri velikom opterećenju temperatura baterije povećava na oko 45-48 stupnjeva Celzijusa. Nije baš ugodna temperatura za litijevu bateriju, ali je i dalje unutar radnog raspona temperature (maksimalno 60º)

Korak 9: Pretvarač, dio 1 (Rastavljanje i ugradnja hladnjaka)

Za pretvarač, izvadio sam ga iz kućišta tako da stane u aluminijsku aktovku i ugradio par hladnjaka koje sam dobio od pokvarenog napajanja računala. Uzeo sam i ventilator za hlađenje, utičnicu za izmjeničnu struju i prekidač za kasniju upotrebu.

Pretvarač radi na 19 V prije nego što se uključi zaštita od podnapona. To je dovoljno dobro.

Jedna neobična stvar je da označavanje jasno kaže 500 W, dok sitotisak na PCB -u kaže da je 300 W. Također, ovaj pretvarač ima stvarnu zaštitu od obrnutog polariteta za razliku od većine pretvarača koji koriste glupu diodu + osigurač za zaštitu od obrnutog polariteta. Lijepo, ali u ovom slučaju ne baš korisno.

Korak 10: Pretvarač (instalacija i montaža)

Prvo sam produžio ulaznu snagu, LED indikatore, prekidač i žicu utičnice izmjenične struje tako da su dovoljno dugi. Zatim sam instalirao pretvarač u kućište pomoću dvostrane trake. Lemio sam lopatice kabela na drugom kraju ulaznih žica i spojio ih na glavni terminal. Montirao sam LED pokazivače, ventilator i utičnicu za izmjeničnu struju na ploču s instrumentima.

Otkrio sam da pretvarač nema nultu struju mirovanja (<1mA) kada je spojen na izvor napajanja, ali je deaktiviran pa sam odlučio priključiti mrežnu žicu pretvarača izravno bez prekidača. Na ovaj način ne trebam glomazan prekidač velike struje i manje uzalud potrošene energije na žici i prekidaču.

Korak 11: USB modul (instalacija i ožičenje)

Prvo sam proširio LED indikatore na oba modula. Zatim sam module složio s M3 20 -milimetarskim razmaknicama od 20 mm. Zalemio sam žice za napajanje prema shemi i stavio cijeli sklop na ploču s instrumentima te ga vezao patentnim zatvaračima. Zalemio sam 2 žice iz baterije koju sam ranije spomenuo na drugi pol prekidača.

Korak 12: Modul DPH3205, 1. dio (instalacija i ožičenje ulaza)

Izbušio sam 2 rupe od 3 mm dijagonalno kroz donju ploču, a zatim sam instalirao modul DPH3205 s vijcima M3 od 8 mm koji prolaze kroz te rupe. Ožičio sam ulaz debelim 16 AWG žicama. Negativno ide izravno u modul. Pozitivna vrijednost prvo ide na prekidač, a zatim na modul. Lemio sam kablovske lopatice na drugom kraju koji će biti spojen na glavni terminal.

Korak 13: Modul DPH3205, dio 2 (Montaža zaslona i ožičenje izlaza)

Montirao sam zaslon na prednju ploču i spojio žice. Zatim sam spojio XT60 konektore na ploču s instrumentima pomoću dvodijelnog epoksida i paralelno ožičio te konektore. Zatim žica odlazi na izlaz modula.

Korak 14: Pomoćni U/I (montaža i ožičenje)

Montirao sam 2 konektora XT60 s 2 dijela epoksida i lemio konektore paralelno s debelih 16 AWG žica. Lemio sam žlice s drugog kraja koje idu do glavnog terminala. Žica iz USB modula također ide ovdje.

Korak 15: QC (brza inspekcija)

Pazite da unutra ništa ne zvecka. Neželjeni vodljivi predmeti mogu izazvati kratki spoj.

Korak 16: Završetak i testiranje

Zatvorio sam poklopac, zavrnuo vijke i gotovo! Testirao sam sve funkcije i sve radi kako sam se nadao. Definitivno jako korisno za mene. Koštalo me nešto više od 150 USD (samo materijal, ne uključujući kvarove), što je vrlo jeftino za ovako nešto. Proces sastavljanja trajao je oko 10 sati, no planiranje i istraživanje trajali su oko 3 mjeseca.

Iako sam dosta istraživao prije nego što sam izgradio napajanje, moje napajanje i dalje ima mnogo nedostataka. Nisam baš zadovoljan rezultatom. U budućnosti ću izgraditi Listrik V2.0 s mnogo poboljšanja. Ne želim pokvariti cijeli plan, ali evo nekih od njih:

1. Prebacite se na ćelije velikog kapaciteta 18650
2. Nešto veći kapacitet
3. Mnogo veća izlazna snaga
4. Mnogo bolje sigurnosne značajke
5. Unutarnji MPPT punjač
6. Bolji odabir materijala
7. Arduino automatizacija
8. Namjenski indikator parametara (kapacitet baterije, potrošnja energije, temperatura itd.)
9. DC izlaz kontroliran aplikacijom i mnoge druge koje vam za sada neću reći;-)

Korak 17: Ažuriranja

Ažuriranje #1: Dodao sam ručni prekidač za ventilator za hlađenje kako bih ga mogao ručno uključiti ako želim koristiti napajanje pri punom opterećenju kako bi dijelovi unutra ostali hladni.

Ažuriranje #2: BMS se zapalio, pa sam cijeli sustav baterije preradio s boljim. Novi se može pohvaliti konfiguracijom 7S8P umjesto 6S10P. Nešto manji kapacitet, ali bolje odvođenje topline. Svaka je grupa sada raspoređena radi bolje sigurnosti i hlađenja. Napon punjenja 4,1 V/ćeliji umjesto 4,2 V/ćeliji za bolju dugovječnost.