סוללת 9 וולט מרובת עבודה העשויה מתאי חומצה עופרת ישנים: 11 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:13

האם קרה לך שאי פעם בלעת חטיפים ופתאום הבנת שצרכת אותם, הרבה יותר ממה שמכסת הדיאטה היומית שלך מאפשרת או שהלכת לקניות במכולת ובגלל חישוב לא נכון, מלאת יותר מדי מוצר. שני הדברים האלה קרו לי, כמה פעמים, אבל רק שהפעם זה היה משהו אחר שהצטברתי בו יותר מדי. אלה היו סוללות, ולא אותן סוללות AA סטנדרטיות אלא סוללות חומצת עופרת מגושמות אלה. תן לי לספר לך כיצד.

לפני הימים, כשעוד למדתי על מיקרו -בקרים וכאלה, נהגתי להכין הרבה פרוייקטים מבוססי IC ומעגלים. מכיוון שכל הפרויקט הזה יכול להיות מופעל בקלות על ידי סוללות חומצה עופרת אחת או עם וריאציות שונות של סוללות אלה, נהגתי לרכוש אותן בכמויות גדולות. ככל שחלף הזמן, התחלתי להחליף מעגלים במיקרו-בקרים וסוללות חומצת עופרת עם סוללות ליתיום טובות יותר בגלל האמינות והיעילות שלהן.

כמה ימים אחורה, הסתכלתי על מיכל הסוללות שלי ומצאתי נתח ענק של סוללות, פשוט שוכב ומתבזבז שעות נוספות. באותו זמן לא ידעתי מה לעשות איתם, אז השארתי אותם כמו שהם. לאחרונה סוללת חומצת העופרת 12V שלי, בה השתמשתי בקלות בבדיקה ואב -טיפוס של המעגלים, מתה מסיבה לא ברורה. במקום לבזבז כסף ולרכוש סוללה חדשה, חשבתי להכניס סוללות 4V ישנות אלו לשימוש ולהכין בעזרתה אספקת חשמל משתנה.

בהתחלה תכננתי, פשוט להכניס את הסוללות לקבוצה ולחבר אליה מודול של ווסת מתח, אבל אז חשבתי שאוכל להפוך את הפרויקט הזה להרבה יותר טוב ומראה טוב. אני מתכנן להכניס את הסוללות האלה לקבוצה ולכסות אותן במעטפת מתכתית כך שדומה לסוללה של 9V. לכן בעל התכונות של ספק כוח משתנה הנכלל באריזה של סוללת 9V גדולה במיוחד. האם זה לא יהיה נחמד ויחזיר את כל הזיכרונות האלה, כאשר בעבר היו סוללות 9V הבולטות ביותר בשוק.

אספקה

• סוללות ישנות (אני משתמש בסוללות חומצת עופרת 4V. אם אין לך סוללות חומצת עופרת, תוכל להציל סוללות ליון-יון ממחשבים ניידים ישנים וממכשירים אלקטרוניים)
• ממיר באק (LM2596)
• מד מתח
• פוטנציומטר 10K (בחר פוטנציומטר בגודל בינוני ואל תשכח את הכפתור)
• מתג הדלק / כבה
• שקע חשמל DC
• יריעת אלומיניום
• לוח MDF
• כמה צבעים (צבע ריסוס יעבוד מצוין)

שלב 1: טעינת הסוללות הישנות

הסוללות שלי נשמרו בארון מארוך מאוד ובגלל זה, הן איבדו סכום מסוים מהטעינה שלהן. בדרך כלל סוללות חומצה עופרת מאבדות 4% עד 5% מהטעינה הכוללת שלהן בשנה אחת, אך אחוז זה עשוי להשתנות בהתאם לחיי הסוללה שלך. אז לפני שנמשיך הלאה, הייתי צריך לוודא שכל הסוללות שלי טעונות לרמת מתח דומה, כלומר בסביבות 4V. לצורך הטעינה לא השתמשתי במטען מאוזן או מטען מיוחד. למטה הזכרתי שתי שיטות לטעינה. שניהם יעילים וקלים לשימוש לא פחות.

שיטה 1:

אני אישית נהגתי לטעון את הסוללות שלי. פשוט חיברתי את הסוללה לספק כוח משתנה והגברתי את המתח שלה ל -4.2 וולט. מכיוון שרבות הסוללות שלי היו ברמות מתח דומות, חיברתי אותן יחד בקבוצה (חיברתי אותן במקביל) וטענתי אותן מאספקת חשמל אחת. אל תתרגל שיטה זו אם פער המתח בין הסוללות גבוה, מכיוון שהיא עלולה לגרום לטעינה לא מאוזנת או לזרם פתאומי של הזרם ועלולה להפריע או לפגוע בכימיה הפנימית שלהם.

שיטה 2:

אם אין לך היצע משתנה, אתה יכול פשוט לטעון את הסוללות על ידי חיבורן למטען לטלפון נייד. כיום, כמעט כל מטעני הסמארטפונים מפיקים זרם קבוע של 5V (טעינה מהירה מוזנחת). אם נחבר דיודת סיליקון בסדרה עם המטען, נקבל 4.3 וולט בעוצמה. הסיבה לכך היא שלדיודת הסיליקון יש פוטנציאל מחסום של 0.7V ושימוש בה בסדרה יגרום לירידת מתח. מכיוון שטעינה של סוללות חומצת עופרת עם 4.3V הולכת יד ביד, תוכל לטעון אותן בקלות רבה בשיטה זו. רק וודא שהדיודה היא הטיה קדימה אחרת שום זרם לא יזרום דרכה. כדי להטות את הדיודה קדימה, חבר את הקתודה שלה לחיובית של המטען ואנודה לחיובי של הסוללה. חבר את השלילי של המטען לשלילי של הסוללה.

שלב 2: הכנת מארז סוללות

כאשר כל הסוללות נטענו, התחלתי לקבץ אותן. בעת שילוב הסוללות, הייתי צריך לזכור שלושה היבטים, שהם:

1. מידת מארז הסוללות. כאשר הכל יתבצע, החבילה כולה צריכה להידמות לסוללת 9V (יחס נפחי של סוללת 9V וחבילת הסוללות שלנו צריכה להיות דומה). מכיוון שרוב החלל נרכש על ידי הסוללות, הן צריכות להיות ממוקמות כראוי.
2. מסופי הסוללות צריכים להיות מיושרים כראוי כך שחיבור חוט אליהם אינו מהווה טרחה ולא אמור להיות מתח בחוטים לאחר ביצוע החיווט.
3. צריך שיהיה בו חלל או חלל לאלקטרוניקה, כך שהמבנה מספק גם תמיכה והגנה מלבד לינה.

השתמשתי בתשע מתוך סוללות 4V אלה והחלטתי לחלק אותן בקבוצה של שניים. בקבוצה הראשונה יהיו שש סוללות ובשנייה שלוש. הקבוצה הקטנה של שלוש הסוללות תונח על גבי הקבוצה הגדולה יותר. החבילה הגדולה תהיה בצורת מלבן ותשמש כבסיס המערכת והחבילה הקטנה יותר תהיה בצורת 'L' ומנוחה מעליה. החלל או הפער של הסוללה הרביעית יתאימו לאלקטרוניקה ויגנו עליהם.

כדי להדביק את הסוללות, השתמשתי בקלטת דו צדדית עבה. יש לו אחיזה חזקה וגם מספק ריפוד נגד התנגשויות. כרגע אכין רק את שתי חבילות הסוללה. אני אקשור אותם יחד עם סיום החלק האלקטרוניקה, כיוון שקל יותר לעבוד כשהם בנפרדים.

שלב 3: חיבור מסופי הסוללה יחד

המסופים של סוללת חומצת העופרת עשויים גם הם מעופרת. כאשר הם נחשפים באוויר במשך זמן רב, המתכת העופרת מתחמצנת ויוצרת ציפוי מגן סביבו. ציפוי זה מונע חמצון נוסף וכן אינו מאפשר להלחמה להידבק על עופרת. אז לפני שמחברים חוטים כלשהם למסופים, עלינו להיפטר מהציפוי הזה. אחת הדרכים הטובות לעשות זאת היא באמצעות שיוף. אתה יכול להשתמש בנייר חול גרוס דק או בקובץ. אל תשייפו את כל המשטח, רק עשו מספיק בכדי שתוכלו לחבר אליהם חוטים. עם שתי שלוש משיכות קובץ על גבי מסופים, הצלחתי להלחם אותם בקלות.

כידוע, יש לי 9 סוללות בסך הכל. לאחר שעברתי על שילובים שונים, גיליתי שהצבת שלוש סוללות במקביל וגיבוש קבוצה, ואז חיבור שלוש הקבוצות בסדרות עובד הכי טוב בשבילי. שילוב זה פלט 12V במהירות 4.5Ah וזה מספיק לעבודה השוטפת שלי.

אז כפי שצוין למעלה, עשיתי אותו הדבר. חיבור 3 סוללות במקביל העניק לי שלוש חבילות סוללה בעלות הספק של 4V 4.5Ah ולאחר מכן על ידי חיבור שלוש הסוללות האלה בסדרה, קיבלתי תפוקה נטו של 12V ב- 4.5Ah.

שלב 4: הוספת ווסת מתח ומתג מתח

נכון לעכשיו, ניתן להשתמש בחבילת הסוללות שלנו כפי שהיא והיא תפיק זרם יציב של 12V אבל אני רוצה שהיא תהיה גמישה יותר ותתאים גם לרמות מתח שונות. כדי להשיג זאת, הוספתי ממיר דולר משתנה לחבילת הסוללה. על ידי כך, כעת אוכל לקבל מתח כמו 5V ו -3.3V הנפוצים מאוד באלקטרוניקה דיגיטלית ובבקרי מיקרו. אם אתה עובד עם מתח גבוה מ- 12V, תוכל לחבר ממיר דחיפה במקום ממיר באק ולקבל את התוצאות הרצויות. התהליך כמעט זהה, רק ווד מד המתח שלך דורג עבור אותו מלך המתחים הגבוהים.

אני משתמש בממיר LM2596 באק מכיוון שהם די זולים ויכולים להיות בעלי גם מתח יציב עם יעילות טובה. על פי גליון הנתונים של ה- IC, הוא יכול להפיק 5 אמפר של זרם ויכול לרדת עד 1V כאשר הוא מופעל מאספקת 12V. לממיר הכסף הזה הוספתי גם מתג הפעלה/כיבוי למטרה כללית מכיוון שאין בו מתג מובנה או מצב חיסכון בחשמל. אם אתה מבחין, פוטנציומטר (בדרך כלל בצבע כחול) בממיר הכסף הוא קטן מאוד ויש להתאים אותו באמצעות מברג. כדי להתגבר על מגבלה זו, הורדתי את פוטנציומטר המניה והלחמתי פוטנציומטר חדש בגודל 10K בינוני. כעת אנו יכולים לשנות בקלות את רמות המתח. להלן שלבי החיווט:

• חבר קלט שלילי של ממיר הכסף ישירות לחבילת הסוללות
• חבר קלט חיובי של ממיר באק לפין 1 של מתג
• חבר את סיכה 2 של המתג ל 12 V של מארז הסוללה
• הלחם זוג חוטים למסוף הפלט של ממיר הכסף והשאיר את הקצה השני כפי שהוא. נחבר ביניהם מאוחר יותר

טיפ: להסרת הלחמת הפוטנציומטר, אתה יכול להשתמש בפתיל להסרת הלחמה, אבל אם אין לך כזה, אתה יכול להסיר אותו בשיטת הלחמה מוגזמת. ממיסים מעט חוט הלחמה במסופים עד שההלחמה יוצרת מסלולים מותכים. ברגע שמסלול ההלחמה המותכת חם מספיק, משוך בעדינות את הפוטנציומטר מלמטה. זה אמור לצאת מיד. תנו ברז קטן למודול וכל הלחמה העודפת תיפול.

שלב 5: התקנת מד מתח

ספק הכוח המשתנה שלנו מותקן ועובד בצורה מושלמת. עכשיו כדי לראות כמה מתח הוא מוציא, נצטרך מד מתח. לשם כך, אנו יכולים להשתמש במולטימטר הידידותי האמין שלנו, אך עבור משימה כזו, מולטימטר יהיה הגזמה. כמו כן, לרובנו יש רק מולטימטר אחד ואם הוא עוסק באספקת החשמל שלנו, איננו יכולים להשתמש בו למטרות אחרות. אז התקנת מד מתח שיכול תמיד לתת לנו קריאת פלט חי נראית בחירה טובה.

אני אישית אוהב את מד המתח הדיגיטלי הקטן שאני משתמש בו כרגע. הוא עובד על 12V ויכול לפעול ברמות מתח הנעים בין 0V ל- 99V. יש לו צורה קומפקטית מאוד ונותן קריאות מדויקות למדי. כדי לחבר את מד המתח שלך, בצע את השלבים הבאים:

• חבר את הכוח החיובי של מד המתח לקלט של ממיר הכסף
• חבר את הכוח השלילי של מד המתח לקלט השלילי של ממיר הכסף
• חבר את האות של מד המתח לפלט החיובי של ממיר הכסף
• (אופציונלי) אם למד המתח שלך יש סיכת אות או חוט שלילי, חבר אותו פלט שלילי של ממיר באק

שלב 6: כיצד לטעון את הסוללה?

לאחר ביצוע הפרויקט ואנו משתמשים בו במשך זמן מה, נזדקק למקור כלשהו כדי להטעין את המצברים המותשים. להוציא את כל ההרכבה ולהטעין כל תא בנפרד ממש קדחתני. אנו זקוקים למטען שיכול להטעין את הסוללות תוך שמירה על מכלול שלם. מכיוון שסוללות חומצת העופרת שלנו גמישות מבחינת הטעינה, אשתמש במטען מיוחד 12V לצורך טעינה.

נהגתי להשתמש במטען זה לטעינת סוללת חומצת העופרת הישנה שלי 12V. הוא פלט בסביבות 14.4V ויכול בקלות לטעון את מארז הסוללות שלנו. הוא מזהה אוטומטית את רמת הטעינה ומנתק את החשמל כשהסוללה טעונה במלואה. טעינת הסוללות במטען מיוחד תעניק לנו חיי סוללה ויעילות מרביים. אבל אם אין לך מטען מיוחד, תוכל לחבר אותם ישירות לספק מתח קבוע של 14.4V ולחייב אותם.

כדי לגשת אל מסופי הסוללה מבחוץ, חיברתי פשוט שקע חשמל DC לחבילת הסוללה.

• חבר חיובי של מסוף שקע החשמל ל +12V סוללה
• שקע חשמל למסוף השלילי של הסוללה

שלב 7: אריזת הסוללות יחד

חלק אלקטרוני מפרויקט זה הושלם כעת. כפי שאמרתי לך קודם, אני אציב את קבוצת הסוללות הקטנה יותר (של 3 סוללות) על גבי קבוצת הבלילה הגדולה יותר (של 6 סוללות). הנחת הסוללות ישירות זו על גבי זו עלולה לפגוע במסופים ומכאן במערכת כולה. לכן אנו זקוקים לאיזה כרית בין השניים. לשם כך, אני משתמש בכותנה לתכשיר כללי. כותנה אלה הם רכים באופיים ומספקים ריפוד מעולה. אתה יכול גם להניח ספוגי דק במקום כותנה אבל אין לי אף אחד מהם מונח כך שהייתי צריך להתפנות עם כותנה בלבד. השתמש במספריים כדי לחתוך את הכותנה בצורת הסוללה שלך ואל תשתמש בה יתר על המידה. כותנה נוספת תזרום רק מהצדדים ותרכוש מקום ומכאן להגדיל את הגודל ללא צורך. כדי להחזיק את כל המכלול הזה יחד, השתמשתי בקלטת דבק. אתה יכול להשתמש בכל קלטת למטרות כלליות כל עוד יש לה כוח הדבקה טוב וחוזק מתיחה. נסה לשים שם כמות גדולה של קלטות. שימו גם מעט סרט על כותנה כיוון שהוא עשוי לנסות לזרום ולדלוף מהצדדים.

שלב 8: ביצוע המעטפת החיצונית

עבור המעטפת החיצונית, תכננתי בתחילה להשתמש בלוח MDF או דיקט. לאחר מכן עברתי ליריעות אקריליק כיוון שהיה הרבה יותר קל לעבוד עם אקריליק. מאוחר יותר דחיתי את כל האפשרויות הללו והלכתי עם יריעות אלומיניום דקות. הם היו זולים ודמו לגוף של סוללת 9V הרבה יותר טוב מאחרים.

קניתי את הסדין הזה מחנות חומרי בניין מקומית לפני זמן מה. למרות שהוא אינו נוקשה לחלוטין ואינו יכול לספק חוזק מבני גדול, הוא בהחלט יעבוד במקרה שלנו מכיוון שלסוללות עצמן יש חוזק מבני מספיק טוב בכדי להחזיק את כל המבנה יחד.

התחלתי בעיצוב CAD של המעטפת וציירתי אותו על יריעת המתכת בעזרת סרגל וסמן. אתה יכול לעשות זאת ביתר קלות על ידי הדפסת עיצוב שבלונה. בעזרת גזירת מתכת הסרתי את החלק הנדרש מיריעת מתכת. איתרתי את הנקודות בהן אמור לקפל את הסדין והסרתי משולשים קטנים דו -צדדיים מהקיצוניות של אותן נקודות. חללים משולשים אלה יעזרו לנו לכופף את המתכת בקלות.

כדי לכופף את הסדין, החלקתי אותו מתחת ללוח MDF גדול ובהיתי מפעיל לחץ על קצה הכיפוף בעזרת ידי. אתה יכול גם להשתמש בחתיכת עץ או בפטיש כדי להפעיל לחץ. לחיבור שני הקצוות השתמשתי במפרק תפר כפול. אם אינך יודע מהו מפרק תפר וכיצד להכין אותו, אני ממליץ לך להיכנס ליוטיוב ולצפות בכמה סרטונים. זה די קל לבצע ותהליך הצטרפות נפוץ מאוד. שלושת מקטעי 10 מ מ בקצוות השבלונה משמשים לייצור המפרק הזה. לאחר יצירת המפרק, אבטח אותו בעזרת דבק -על. ניתן לבצע הלחמה גם לאבטחת המפרק אך לא היה לי הלחמה מאלומיניום ולכן נאלצתי לעשות זאת באמצעות דבק -על.

שלב 9: יצירת הטרמינלים ובסיס המארז

מבחינת הצדדים, יריעת האלומיניום עבדה מצוין אך עבור הבסיס, הם לא יכלו להחזיק את עוצמת הסוללות. הייתי צריך משהו יציב וקשה לבסיס אז השתמשתי בלוח MDF בעובי 4 מ"מ. זה היה מספיק קשה לתמוך בכל הסוללות ואפילו לא הגמיש. הסרתי שתי חתיכות מלוח ה- MDF, אחת למעלה וחלק התחתון. מימד החלקים היה זהה לזה של המעטפת החיצונית, שהוא 102 מ"מ X 50 מ"מ.

על לוח ה- MDF העליון, קידחתי חורים עבור חוטי הפלט של ממיר באק, פוטנציומטר והמתג. השתמשתי בשילוב של מקדחה ודרמל כדי ליצור חורים מושלמים. עבור מד מתח ושקע חשמל DC, עשיתי חורים במעטפת האלומיניום. עבור המתג, הנחתי אותו בתוך מסוף החשמל החיובי מכיוון שהוא התאמה מושלמת לשם.

להכנת מסופי הסוללה הגדולה השתמשתי באותו יריעת אלומיניום בה השתמשתי עבור המעטפת החיצונית. אלומיניום בהיותו מתכת מוליכה יכול להעביר חשמל ומכאן שנוכל להשתמש במסופי הראווה שלנו כמסופי פלט בפועל ולהעברת כוח דרכם.

• להכנת הטרמינל החיובי, פשוט גלגלתי רצועה דקה לעיגול ולאחר מכן בעזרת דבק על חיברתי את שני הקצוות. גלגלתי גם את הקצוות של הצד העליון של הטרמינלים כדי שיהיו בוטים ולא יחתכו את העור שלנו.
• עבור הטרמינל השלילי, יצרתי שני עיגולים קונצנטריים על יריעת אלומיניום עם רדיוס החיצוני החיצוני כפול מזה של המעגל הפנימי. אחר כך יצרתי שלושה קוטרים, כל אחד בזווית של 120 מעלות מהשני. מהנקודות שבהן הדימטר חותך את המעגל הפנימי, הקרנתי קווים ישרים על המעגל החיצוני. פעולה זו העניקה לי מבנה דמוי כוכב. הסרתי את מבנה הכוכבים הזה מהגיליון הראשי וכיופפתי את זרועותיו בניצב לבסיס. כך יצרתי את הטרמינל השלילי.

שלב 10: ציור

בשלב זה, הסוללה החלה להתגבש אך היא נראתה מעט משעממת ולא גמורה. החלטתי לתת לו כמה שכבות צבע, להוציא את התמונה והדמיון. הייתה לי סוללת 9V ישנה ששכבה בה השתמשתי לעיון. בעזרת סמן ציירתי את המחיצות הדרושות על המארז וציירתי את הגוף בצבעי ריסוס. מכיוון שהסוללה המיניאטורית שיש ברשותי היא הסוג הנפוץ ביותר המשמש במדינה שלי, השתמשתי בדיוק באותו שילוב צבעים של אדום, לבן וכחול לעיצוב שלי. לחתיכות MDF העליונות והתחתונות השתמשתי רק בצבע שחור. לאחר שהצבע התייבש ציירתי כמה פרטים וטקסט כדי שייראה מציאותי יותר.

שלב 11: סיכום הפרויקט

הכל נעשה עכשיו, אנחנו רק צריכים להרכיב את זה. התחלתי בהנחת המכסה החיצוני על גבי האלקטרוניקה. לאחר מכן הדבק חם את מד המתח ושקע החשמל DC למעטפת האלומיניום. תחילה נתקתי את המתג מהאלקטרוניקה, הדבקתי אותו על לוח ה- MDF וחיברתי אותו מחדש לממיר הכסף.

אתה זוכר את חוטי הפלט שהשארנו ללא חיבור, קח אותם והתחבר למסופים שיצרנו כמה דקות אחורה. שימו מעט דבק חם על המסופים והדביקו אותם ללוח ה- MDF. חבר הכל יחד וסגור את המכסים המתכתיים של המעטפת החיצונית.

היי, הפרויקט הושלם כעת. תודה שנשארת כל כך הרבה זמן והקדשת מזמנך לפרויקט זה. מקווה שאהבת את זה. אנא עשו לייק והירשמו לערוץ היוטיוב שלי וגם הירשמו לי על הוראות הוראה לעולם לא לפספס שום פרויקט שנעשה על ידי.