Napajalnik: Zložljiv akumulatorski sistem USB: 5 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Prosimo, kliknite spodaj, da obiščete našo stran projekta Hackaday

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

Power Stacker je prenosna, modularna litij-ionska baterija za polnjenje USB. Zložite jih skupaj za energetsko zahtevne projekte ali jih ločite za manjše projekte s tem modularnim sistemom. Spodaj so na voljo datoteke Gerber, BOM in. STL.

Power Stacker naredi tisto, kar drugim baterijam za ponovno polnjenje USB ni uspelo, in to je možnost združevanja za večjo zmogljivost baterije ali ločitev na več majhnih baterij za manjše projekte. Iste baterije Power Stacker lahko dobesedno uporabljate več let v številnih aplikacijah!

Druga edinstvena lastnost Power Stackerja je, da vsaka baterija prejme svoj krmilnik polnjenja, ki zagotavlja resnično uravnoteženje celic in skrbi, da se vsaka baterija v realnem času napolni na pravo napetost tudi med polnjenjem in/ali praznjenjem.

Po začetku uspešnega projekta Kickstarter, imenovanega Solderdoodle Pro, sem spoznal, da se lahko z isto baterijsko tehnologijo, ki se uporablja za taljenje spajkanja, reši problem iskanja prave baterije in nenehnega nakupa novih baterij za vsak nov projekt. V kombinaciji s svojim poznavanjem 3D tiskanja sem ustvaril ohišje za baterijo, ki ga je mogoče natisniti, spremeniti in dati v skupno rabo!

Napajalnik je združljiv tudi z odprtokodnimi pretvorniki DC-DC, kot je Adafruit Power Boost 1000.

Kako deluje sklop baterij?

Na vhodu in izhodu vezja so nameščene diode z nizko napetostjo/visokim tokom na plošči krmilnika polnjenja, ki preprečujejo navzkrižni pogovor med več viri energije in med izhodom regulatorjev polnjenja. To omogoča, da medsebojne povezave med vhodnimi in izhodnimi zatiči vsake plošče krmilnika polnjenja postanejo vodila, ki omogočajo, da napetost ostane enaka in se tok pomnoži. Najvišja napetostna baterija v svežnju se bo največ izpraznila, dokler druge baterije ne dosežejo skoraj iste napetosti in se bodo tudi one začele prazniti z enako hitrostjo, kar pomnoži trenutni izhod baterije.

Specifikacije napajalnika: * Čas do popolnega polnjenja: @5 W 3350mAh: 3 ure | @8 W 13400mAh: 7 ur

* Kapaciteta: 3350mAh, 6700mAh ali 13400mAh / 3,6V

* Tip: Panasonic NCR18650B Litij-ionska

* Vhod - tok: 450 do 2600mA | Napetost: 5 do 6 voltov

* Število vrat USB: 1 (odvisno od števila adapterjev 5V)

* Izhod - ženske in moške glave standardnega sloga Arduino

* Izhod - tok: do 2000mA | Napetost: 3,6 V ali 5 V z pretvornikom DC-DC

* Material ohišja: 3D tiskan material

* Življenjska doba baterije pri običajni uporabi: 5 let * Zamenljiva baterija

* Zagotavlja do 320% napolnjenosti iPhone ali 160% napolnjenosti Galaxy S5 z dvema celicama 6700mAh

* Združljiv z Arduino, iPhone, Android, Windows Phone in drugimi s 5-voltnim pretvornikom DC-DC

*OPOZORILO: Pri ravnanju z litij-ionsko baterijo bodite previdni, saj lahko zaradi kratkega stika z baterijo opečete. Vedno nosite zaščitna očala. Uporabite priporočene komponente akumulatorja in vezja zaradi višjega polnilnega toka baterije 2000mA. 3D -natisnjeni deli se lahko pri visokih temperaturah upognejo.

Skladnost s FCC: NI potrebna, ker so frekvence vezja pod 1,7 MHz

1. korak: Potrebni materiali, orodja in datoteke

Tu je seznam potrebnih materialov, orodij in datotek.

MATERIALI:

KOLI Opis

1 Vezje litij-ionskega krmilnika polnjenja (sheme, datoteke Gerber itd. Lahko prenesete s prejšnje strani. Glavna komponenta IC je krmilnik polnjenja Maxim MAX8903G.)

1 NCR18650B 3350mAh nezaščitena litij -ionska baterija Panasonic www.ebay.com (če so potrebni nižji stroški, poskusite z baterijo Panasonic NCR18650A z nekoliko manjšo kapaciteto 3070 mAh. Prepričajte se, da je nezaščitena in natančno preverite številko dela baterije. Zaščitene baterije imajo dodatno dolžino z vgrajenim vezjem, ki lahko vpliva na zmogljivost. NE priporočamo, ker je tok regulatorja polnjenja v akumulatorju do 2000 mA in kemikalija Panasonic NCR18650 lahko to obvlada. Če morate uporabiti druge blagovne znamke, se prepričajte, da ustrezajo istim specifikacijam, kemiji in lahko prenesejo do 2 ampera polnilnega toka. Uporaba baterij, ki ne ustrezajo tem specifikacijam, lahko povzroči nevarne poškodbe baterije.)

2 Hirose 2-polni konektor DF3-2S-2C

2 Hirose vtičnica 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 "premer kos termoskrčljive cevi 2,7" dolg2 1/16 "kos toplotno skrčne cevi 1,0" dolg 1 zvitek spajkalne žice 1 3D natisnjena torbica (datoteka na voljo na prejšnji strani.)

1 ženska glava 2X4

1 5-voltni DC-DC pretvornik

1 Protoboard

1 ženska glava 1X2

1 Moški trak za glavo

Različne dolžine 26 AWG Standardna rdeča in črna 4 -žilna največja napetostna žica, navedena spodaj: https://www.mcmaster.com/#catalog/119/798/=qu7rf61 6.10 Črna žica.06 trak en konec.20 trak drugi konec

1 8.00 Rdeča žica.06 trak en konec.20 trak drugi konec

ORODJA: KOL. Opis

1 Power Core Battery Fixture

1 Odstranjevalci žic 24-26 merilnikov

1 Obseg žičnih stiskalnic 20-24

1 Merilni trak

1 Spajkalnik

1 Toplotna pištola

1 škarje

2. korak: Sestavljanje baterije

Baterijo NCR18650B vstavite v nosilec baterije s pozitivno stranjo navzgor. Naprava bo med spajkanjem poravnala rdečo in črno žico. Spajkalnika se ne dotikajte napeljave, ker se lahko stopi. Morda boste lahko spajkali baterijo brez napeljave, vendar je veliko težje in še vedno bi morali nekaj preprečiti, da bi baterija padla. Namestitev se lahko uporablja tudi za druge akumulatorske projekte.

Odložen konec dolge rdeče žice.20 "postavite v jarek z oznako +RDEČA in rdečo žico spajkajte na baterijo. Poskusite jo hitro spajkati na baterijo, ker jo lahko preveč toplote poškoduje. Če je kakšna spajka če štrli, ga zgladite s spajkalnikom. Po spajkanju nagnite nosilec in s prstom potisnite baterijo od spodaj. Obrnite baterijo na glavo in vstavite baterijo v nosilec z rdečo žico v RDEČEM koritu in negativni konec baterije obrnjen navzgor. S pomočjo Hirose Pin-a stisnite konec rdeče žice in ga vstavite v vrata 1 na 2-polnem konektorju Hirose. Na tem mestu želite priključiti konektor, ker je to nevarno. pustiti viseči prazen konec akumulatorske žice izpostavljen in lahko povzroči kratki stik ali opekline, če se dotakne negativnega konca baterije. Postavite.20 "dolg konec dolge črne žice v jarek z oznako -BLK in spajkajte Črna žica do baterije. Negativni konec te baterije običajno zahteva več toplote za spajkanje, ker je več površine v stiku z maso baterije, vendar poskušajte hitro spajkati. Če štrli spajkanje, ga poravnajte s spajkalnikom. Po spajkanju stisnite konec črne žice s Hirose Pin-om in ga vstavite v vrata 2 na 2-pin priključku Hirose. Nagnite držalo in s prstom potisnite baterijo od spodaj. Črno žico upognite naravnost navzdol čez rob negativnega konca baterije in vodite rdečo žico, da se zanka vzdolž strani baterije. Učinek bi moral biti, da je rdeča žica, ki se spušča s pozitivnega konca baterije, oddaljena 120 ° od mesta, kjer se stikata črna in rdeča žica. Ta geometrija žice omogoča, da pozitivne in negativne žice izstopajo z iste strani in omogočajo tesno prileganje. Enkrat okrog sredine baterije zavijte kos 1 "širokega Kaptonovega traku, da držite žice navzdol. Postavite 1" Kaptonov trak na vsak konec baterije in robove prepognite ob strani baterije. Nato 1 -palčno toplotno skrčljivo cev potisnite čez baterijo, pri čemer mora biti cev poravnana s pozitivnim koncem baterije. Vsa ohlapna cev naj štrli iz negativnega konca. Sedaj s toplotno pištolo skrčite cev, da dokončate sklop baterije.

Korak 3: Sklop napajalnika

Za nastavitev ene celice preprosto spajkajte ženski nastavek 2X4 na ploščo krmilnika polnjenja, priključite baterijo, nato pa spajajte moške zatiče glave na 5-voltno DC-DC ploščo in jo priključite na ploščo krmilnika polnjenja.

Za večcelično nastavitev spajkajte moške glave na protoboard v isti konfiguraciji kot nožice krmilnika polnjenja in spajajte žensko glavo 1X2 na ploščo.

Na zadnji strani matične plošče spajkajte vse zatiče, povezane z vrati SYS OUT, s plošče krmilnika polnjenja, spajajte vse zatiče, povezane z vrati GND, s plošče krmilnika polnjenja in spajajte vse zatiče, povezane z vrati IN6V iz plošča krmilnika polnjenja. Nato spajkajte SYS OUT na ženski zatič glave na protoboardu in spajkajte GND na drugi ženski zatič glave na protoboardu.

Protoboard vstavite v režo na 3D tiskanem ohišju, nato na protoboard pritrdite baterije, krmilne plošče za polnjenje in 5-voltni DC-DC pretvornik.

4. korak: Aplikacije

Samo priključite baterijo na ploščo krmilnika polnjenja, priključite DC-DC 5-voltni pretvornik in napolnite svojo napravo USB.

Priključite polnilni kabel mikro USB za polnjenje baterij iz vira napajanja 5 do 6 voltov. Vsaka celica ima svoj krmilnik polnjenja za resnično uravnoteženje celic v realnem času. Vsak krmilnik polnjenja v paketu se bo samodejno začel polniti, ko se zazna presežna moč.

Na napajalnik lahko priključite tudi več virov energije, kot so sončne celice, dinamo in drugi viri napajanja USB, da povečate polnilni tok v akumulatorju.

Ne glede na to, ali polnite pametni telefon, tablični računalnik ali robota z daljinskim upravljalnikom, vam bo Power Stacker dal moč, ki jo potrebujete zdaj, in se v prihodnosti prilagodil vašim potrebam po energiji.

ČESTITAMO! Končali ste z gradnjo Power Stackerja!

5. korak: Odpravljanje težav

VARNOST

Power Stackerja ne puščajte na neposredni sončni svetlobi. Naj bo pokrit ali v senci. Sončna toplota lahko povzroči, da se polnilni krog in baterija zelo segrejeta, prenehata polniti, poslabšata baterijo in skrajšata njeno življenjsko dobo.

Sprejemljive temperature: Power Stacker je zasnovan za delovanje pri temperaturah med 0 ° in 45 ° C (32 ° in 149 ° F). Skladiščenje: Napajalnik shranjujte pri sobni temperaturi. Power Stacker je treba napolniti približno enkrat letno, da se prepreči prekomerno praznjenje.

Za najboljše rezultate pred uporabo popolnoma napolnite Power Stacker.

ODPRAVLJANJE TEŽAV

Power Stacker LED ne zasveti, ko polnim prenosnik

1) To se lahko zgodi, če je napajalnik popolnoma izpraznjen in preide v način polnjenja. Power Stacker pustite priklopljenega približno 15 minut, lučka za polnjenje LED pa se mora ponovno prižgati.

2) Nekateri starejši prenosni računalniki imajo v vratih USB omejitev nizkega toka in bodo onemogočili vrata USB, če tok preseže omejitev. Poskusite priključiti napajalnik na druga vrata USB.