Uređaj za slaganje: Složivi USB punjivi sistem baterije: 5 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Molimo kliknite dolje da posjetite našu stranicu projekta Hackaday

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

Power Stacker je prijenosna, modularna, punjiva USB litij-ionska baterija. Složite ih zajedno za projekte gladne energije ili ih odvojite za manje projekte s ovim modularnim sistemom. Gerber, BOM i. STL datoteke su dostupne 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. Možete doslovno koristiti iste Power Stacker baterije dugi niz godina u mnogim aplikacijama!

Još jedna jedinstvena značajka Power Stackera je da svaka baterija dobiva vlastiti kontroler punjenja, koji jamči istinsko balansiranje ćelija i osigurava 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 kupovine novih baterija za svaki novi projekt. U kombinaciji sa mojim znanjem 3D štampanja, stvorio sam futrolu za bateriju koja se može štampati, mijenjati i dijeliti!

Uređaj za slaganje napajanja kompatibilan je i s otvorenim izvorima DC-DC pretvarača poput Adafruit Power Boost 1000.

Kako radi snop baterija?

Diode niskog napona/velike struje na ploči kontrolera punjenja ugrađene su na ulaz i izlaz kruga, što sprječava unakrsne razgovore između više izvora napajanja i između izlaza kontrolera punjenja. Ovo omogućava 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 Litijum-jonski

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

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

* 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 štampani materijal

* Trajanje baterije pri uobičajenoj upotrebi: 5 godina * Zamjenjiva baterija

* Omogućuje do 320% punjenja 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 sklopa zbog veće maksimalne struje punjenja baterije od 2000 mA. 3D štampani dijelovi mogu se iskriviti pod visokim temperaturama.

Usklađenost sa FCC: NIJE potrebno jer su frekvencije kola ispod 1,7 MHz

Korak 1: Potrebni materijali, alati i datoteke

Ovdje je popis potrebnih materijala, alata i datoteka.

MATERIJALI:

KOL. Opis

1 Krug litijum-jonskog kontrolera punjenja (sheme, Gerber datoteke itd. Mogu se preuzeti sa prethodne stranice. Glavna IC komponenta je kontroler punjenja Maxim MAX8903G.)

1 NCR18650B 3350mAh nezaštićena Panasonic litij -ionska baterija www.ebay.com (Ako su potrebni niži troškovi, isprobajte bateriju Panasonic NCR18650A s nešto manjim kapacitetom od 3070mAh. Uvjerite se da nije zaštićena i pažljivo provjerite broj dijela baterije. Zaštićene baterije imaju dodatnu dužinu s ugrađenim krugom, što može utjecati na performanse. se NE preporučuju jer struja kontrolera 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 izdržati 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 Pinfm za prešanje DF3-2428SCC

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

1 komad termoskupljajuće cijevi promjera 2 "" dugačak 2 1/16 "komad termoskupljajuće cijevi 1,0" dugačak 1 rola lemljene žice 1 3D štampano kućište (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 dužine 26 AWG Standardna crvena i crna žica sa 4 ampera sa maksimalnom žicom 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 Žičani krimper, raspon 20-24

1 Tape Measure

1 Lemilica

1 Toplotna pištolj

1 makaze

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 po učvršćenju jer se može rastopiti. Možda ćete moći lemiti bateriju bez učvršćenja, ali to je mnogo teže i svejedno bi vam trebalo nešto da spriječite da baterija padne. Uređaj se može koristiti i za druge projekte baterija.

Postavite 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 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 i negativni kraj baterije okrenut prema gore. Priključite kraj crvene žice Hirose iglom i umetnite iglu u priključak 1 Hirose 2-pinskog konektora. 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 kontaktu s masom baterije, ali pokušajte brzo lemiti. Ako vam lem strši, zagladite ga lemilicom. Nakon lemljenja, preklopite kraj crne žice Hirose iglom i umetnite iglu u priključak 2 Hirose 2-pinskog konektora. Nagnite držač i gurnite bateriju prstom izvana. 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 da držite žice prema dolje. Postavite 1" Kapton traku 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 igle zaglavlja muškog spoja 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 zalemite 1X2 žensko zaglavlje na ploču.

Na stražnjoj strani matične ploče lemite sve pinove povezane sa SYS OUT portom s ploče kontrolera punjenja, lemite sve pinove povezane s GND portom s ploče kontrolera punjenja i lemite sve pinove povezane s IN6V portom iz ploča kontrolera punjenja. Zatim lemite SYS OUT na ženski pin zaglavlja na protoboru i lemite GND na drugi pin zaglavlja na protoboard -u.

Gurnite protoboard u utor na 3D štampanom kućištu, zatim priključite 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.

Priključite mikro USB kabel za punjenje kako biste napunili baterije iz izvora napajanja od 5 do 6 volti. Svaka ćelija ima svoj kontroler punjenja za istinsko balansiranje ćelija u stvarnom vremenu. Svaki kontroler punjenja u paketu automatski će započeti punjenje čim 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.

Bilo da punite pametni telefon, tablet ili robota sa 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 direktnoj sunčevoj svjetlosti. Držite ga pokrivenog ili u hladu. 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: Čuvajte 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 upotrebe.

RJEŠAVANJE PROBLEMA

LED napajanje slagača ne svijetli prilikom punjenja s prijenosnog računara

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

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