Naučite kako napraviti prijenosni monitor s baterijskim napajanjem koji može napajati i Raspberry Pi: 8 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Jeste li ikada htjeli kodirati python ili imati izlaz za prikaz svog Raspberry Pi robota u pokretu ili vam je trebao prenosivi sekundarni ekran za vaš laptop ili kameru?

U ovom projektu izgradit ćemo prijenosni monitor i baterijsko napajanje koji također može napajati malinu pi ili puniti vaš telefon. Koristićemo litijum-jonsku ćelijsku bateriju i koristiti i buck i pojačivače DC na DC pretvarače za izgradnju našeg projekta.

Budite oprezni i zapamtite da su sigurnosni podsjetnici podebljani

Supplies

Trebat će vam:

-A Raspberry pi (bilo koja ploča će raditi, samo imajte na umu zahtjev za volageom i trenutnu potrošnju za kasniju upotrebu) i potrebne adaptere i kabele za napajanje:

www.amazon.com/gp/product/B01C6FFNY4/ref=o…

-LCD monitor od 12 VOLT (koristio sam ekran od 7 inča);

www.amazon.com/Loncevon-Portable-Computer-…

-Pontažni pretvarač istosmjerne struje u istosmjernu struju sa USB izlazom:

www.amazon.com/gp/product/B07JZ2GQJF/ref=o…

-DC TO DC pretvarač pojačanja:

www.amazon.com/Onyehn-LTC1871-Converter-Ad…

-Jednožilna mala i srednja elektronika Žica od koje može izdržati najmanje 10 ampera

-spojni kablovi

-USB kabl za napajanje

-HDMI kabel

-Podesna cijevna iglica za ekran:

www.amazon.com/OdiySurveil-5Pairs-Terminal…

-(Opciono) 3D štampač za štampanje montažnih delova i kućišta baterije ako je potrebno

-Držač baterije:

www.amazon.com/Plastic-Battery-Batteries-C…

-Odgovarajući prekidač

www.amazon.com/Aoyoho-Thread-Latching-Butt…

-18650 baterijskih ćelija u jednakim količinama (Izuzetno ste oprezni pri kupovini litij-ionskih ćelija od prodavača kod kojih niste upoznati s kupnjom)

Korak 1: Razumijevanje osnova

Evo kratkog uvida u teoriju i principe koji stoje iza projekta, jer je važno razumjeti osnovne elektronske principe koji stoje iza ovog projekta.

Prvo da procijenimo osnovne komponente koje smo odabrali. Za ovaj projekt odabrali smo monitor od 12 volti, a malina pi radi na naponu od 5 volti i zahtijeva do 3 ampera za održavanje napajanja ovisno o tome koja se ploča maline pi koristi.

Zatim, razgovarajmo o našem izvoru energije. Litij-ionske ćelije (u prosjeku kapaciteta 3,5 V) koriste se za napajanje ovog projekta, u 2S konfiguraciji (ćelije su poredane u ćelijske grupe od kojih sadrže dvije ćelije povezane u nizu, od kojih je svaka grupa ćelija ožičena paralelno jedno s drugim). Kao takva, baterija može emitirati prosječni napon od 7 volti, a njen trenutni izlaz i kapacitet određeni su brojem ćelija koje se koriste.

Pređimo sada na naš sistem regulacije napajanja. Zbog izlaza baterije koji u početku nisu zadovoljavajući za samostalno efikasno napajanje projekta, pretvarači istosmjernog u istosmjerni napon potrebni su za pretvaranje izlaznog napona naše baterije u napon potrebnog napona svakog uređaja (što dovodi do promjene baterija) maksimalna izlazna struja opterećenja), bilo povećanjem ili snižavanjem napona (dakle snižavanje i povećanje struje respektivno). Kako malini pi treba veća struja opterećenja od prikaza, napon će se morati smanjiti kako bi se zadovoljili potrebni napon i struja opterećenja maline pi

Stoga je naša konfiguracija 2S baterije idealna za obavljanje ovog zadatka (s obzirom da je izlaz oko 7V) jer je dovoljno blizu nominalnog napona maline pi da osigura i dovoljnu struju opterećenja i dovoljno blizu nominalnog napona ekran tako da će, kad se napon poveća, biti dovoljno struje da i dalje radi s ekranom.

Pretvarači istosmjerne u istosmjernu struju koji se koriste u projektu su: 1) pretvarač pojačanja, ovo će povećati naš 7-voltni ulaz, na stalni 12-voltni izlaz koji će koristiti naš monitor i 2) pretvarač u dolarima, to će se smanjiti naš 7-voltni ulaz na stalni 5-voltni izlaz s dovoljno napajanja strujom za najintenzivniji rad.

Ovaj projekt se također može izvesti na različite načine, poput izvođenja projekta tako da će samo zaslon imati baterijsko napajanje, u tom slučaju sve što trebate učiniti je slijediti vodič i zanemariti korake za postavljanje maline pi.

Također, ovaj se projekt može koristiti za napajanje telefona ili bilo kojeg drugog USB pogona umjesto maline pi ploče, ako zanemarite sve dijelove svakog koraka koji se odnose na monitor ili bilo koje njegove varijacije, pa je poznavanje osnova koje se ovdje poučavaju od ključnog značaja za daljnja poboljšanja ili izmjene.

Korak 2: Pokretanje izrade i ispisivanje dijelova

Sada kada razumijete osnovne elektroničke operacije ovog projekta, možemo započeti s izgradnjom.

Ovaj je projekt uglavnom elektronički, ali ako želite sve u urednom pakiranju ili nemate određene dijelove. Možete ih prvo isprintati u 3D pa se kasnije možete usredotočiti na elektroniku.

Ako ste koristili preporučeni monitor, možete koristiti ovu datoteku za pojaseve (uključeno u korak).

Ako vam treba držač baterije, možete provjeriti: https://www.thingiverse.com/thing:1823552. Možete slijediti upute kreatora ili možete sami probušiti rupe i upotrijebiti m2 do m4 vijke, vijke i podloške za stezanje ćelija i ožičenja. Ne zaboravite dvaput provjeriti svoje veze i izolirati sve otvorene spojeve i provodne vijke prije nego nastavite dalje.

Korak 3: Ožičenje baterije

Prije nego počnete, provjerite imate li sve potrebne komponente i ne zaboravite provjeriti jesu li vaše 18650 ćelije sličnog napona i kapaciteta

Prvo grupirajte svoje 18650 litij-ionske baterije u parove i povežite svaki par u nizu tvoreći ćelijsku grupu.

Zatim uzmite svaku grupu ćelija i povežite svaku od njih paralelno jedna s drugom, i ne zaboravite spojiti prekidač na jedan od paralelnih spojeva (po mogućnosti prvi ili zadnji ili na izlazu baterije).

To se vidi na gornjoj shemi ožičenja.

Ne zaboravite još jednom provjeriti svoje veze i izolirati sve otvorene spojeve i provodne vijke prije nego nastavite dalje

Korak 4: Povezivanje regulatora napona

Zatim ćemo spojiti naše regulatore istosmjernog na istosmjerni napon na našu bateriju.

Prvo provjerite je li prekidač postavljen na bateriju kao što je prikazano isključen prije ožičenja kako biste spriječili oštećenje komponente tijekom kalibracije.

Zatim paralelno spojite pozitivne priključke baterije na pozitivne i pretvarače napona i pojačivača.

Zatim paralelno povežite negativni priključak baterije i na pretvarač napona i na pretvarač.

Ovo je prikazano gore.

Zatim uključite prekidač i pomoću odvijača podesite izlaze pretvarača za povećanje i smanjenje okretanjem potenciometara ploče

Pretvarač za pojačavanje napajat će 12 VOLT zaslon, a izlaz mora biti kalibriran kako bi imao izlaz od 12 V

Pretvarač Buck će napajati Raspberry Pi. Kao što je ranije spomenuto, svaka ploča ima različite trenutne zahtjeve. Postavite pretvarač dolara na 5 volti i postavite ga u USB način rada (može se izvršiti putem priložene dokumentacije u pakiranju za komponentu), a trenutne propise postavite na 1 amper i kalibrirajte na temelju ploče nakon što se kasnije povežete.

Korak 5: Povežite ekran i Raspberry Pi

Nakon kalibracije regulatora napona, možemo priključiti naše uređaje

Prvo, možemo povezati našu cijevnu iglu s izlazom pretvarača pojačanja u odgovarajućoj polarizaciji, a zatim je možete spojiti na ekran.

Zatim spojite USB na Raspberry Pi, a zatim spojite HDMI sa svog Raspberry Pi na zaslon.

Sada upotrijebite odvijač i podesite trenutnu kapu pretvarača u vrijednosti na kojoj se uključuje malina pi ploča i podiže (može varirati od 1 do 4 ampera ovisno o ploči koja se koristi).

Ovdje se može koristiti mobilni telefon ako želite napuniti mobitel, umjesto napajanja maline pi, samo provjerite je li amperaža pri kojoj ograničavate potenciometar postavljena na onu koja je navedena u specifikacijama vašeg uređaja.

Korak 6: Zaključak

Sada je elektronika gotova i sada možete povezati sve svoje kabele i vrijeme je da povežete kabelski svežanj

Pretvarač pojačanja i bateriju možete prilagoditi svojim potrebama pomoću vrućeg ljepila ili vijaka, a ako koristite priloženi štampani uprtač, učinit ćete sljedeće:

1) Pričvrstite sve komponente ili dvostranom trakom, izbušivši rupe u 3D štampanom modelu kako bi odgovarale vašim komponentama i pričvrstite ih vijcima ili uvijajućim vezama na 3d model

2) Uklonite postolje za prikaz sa donje strane monitora kako biste otkrili otvor u koji će model biti umetnut

3) Gurnite jezičak odštampanog držača u otvor na zadnjoj strani monitora odozdo, sve dok nosač ne bude siguran.

4) Odvijte nazad u postolje da biste pričvrstili držač i pričvrstili komponente.

Korak 7: Zaključak

Sada imate Raspberry Pi i zaslon na baterije, za napred možete dodati bežičnu tastaturu, a zatim i kameru. Takođe, putem ovog projekta, produbili ste razumijevanje elektronike i načina na koji osnovne stvari koje koristite u svakodnevnom životu, poput baterija i pametnih telefona, rade i napajaju se.

Korak 8: Koraci u budućnosti

Ovaj se projekt u budućnosti može poboljšati dodavanjem 3D ispisanog kućišta u kojemu se sve postojeće komponente mogu pohraniti i zaštititi od vanjskog okruženja.

Također, integrirani krug za punjenje baterije može se dodati za punjenje uređaja bez uklanjanja baterija, a može se dodati i više ćelija radi poboljšanja trajanja baterije.

Ovaj projekt možete prilagoditi u bateriju ili samo u zaslon s napajanjem iz baterije, a ubuduće možete povećati i kapacitet baterije i maksimalnu izlaznu struju opterećenja povezivanjem više grupa ćelija 2S 18650 u sličnoj konfiguraciji paralelno sa trenutnim ćelijama.

Ovaj se projekt može dodatno proširiti u matricu zaslona i piksela maline proširenjem grupa ćelija baterije i ponavljanjem svakog koraka unutar ovog projekta. Ovaj se projekt stoga može koristiti kao okosnica na kojoj možete proširiti svoju matricu displeja i Raspberry pi na baterije