תיבת חשמל ניידת: 4 שלבים (עם תמונות)

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

היו לי כמה חלקים נוספים שהיו צריכים מטרה ולמרבה המזל הם התאימו זה לזה כמו שקניתי אותם למטרה זו. מטרה זו היא לספק כמות שימושית של כוח למהפך בחבילה ניידת קומפקטית.

רק במקרה היה לי מארז נוסף של Pelican 1460 שהזמנתי ללא מגשים בטעות. היו לי גם ארבע סוללות בהישג יד שנרכשו בעבר כדי לשפר את זמן ההפעלה של ה- MX650 שלי (https://www.instructables.com/id/Battery-Powered-Motorcycle/), אבל אז החלטתי שהם שקל יותר ממה שרציתי להכניס לאופניים. המהפך נרכש להתקנה בקרוואן הישן שלי, אך עדיין לא הספקתי להתקין אותו. חוטים ואביזרי חשמל נוספים זמינים תמיד במוסך שלי, אם כי לא תמיד בצבע שאני רוצה.

ניסיתי את הסוללות והממיר להתאמה במקרה פליקן ונולד רעיון. עמדתי לבנות קופסת סוללות ניידת כדי להפעיל דברים ברחבי המחנה ולהפעיל אורות וצעצועים בבית המשחקים האחורי של אחי לילדים שלו. התברר שהתיק פליקן יתאים בצורה מושלמת לשתי סוללות נוספות, אז שאלתי גם את אחי. הוא קנה שתי סוללות נוספות, מה שהופך את הספירה ל -6 כל 22 אמפר ליום חומצות עופרת אטומות למשך 132 אמפר יחד.

שלב 1: רשימת חלקים, כלים ואזהרות בטיחות

בטיחות ראשונה - חשמל יכול להרוג. אז אנא הבנת בסיסית של הסיכונים הכרוכים בטרם ממשיכים בבניה זו או כל מבנה אחר. הלחמה באזור מאוורר היטב. היזהר בעת עבודה עם כלי עבודה ותמיד לבש PPE מתאים (ציוד מגן אישי).

הכלים המשמשים במבנה זה כוללים: מקדחה, ברזל הלחמה, צבת, חוטם / מחבטת חוטים, מסור ג'יג, מדידת קלטת, וייז, סמן, סכין, מברג ברגים

רשימת חלקים:

6 כל סוללות SLA 22Ah-שלי הגיעו מקטנועים של Monster 350 $

6 או 8 מחברי חוט וטבעת - היו לי בהישג יד אך ניתן לרכוש אותם בכל חנות רכב או חומרה.

סרט קשירת מתכת - ידוע גם בשם קלטת תלייה ולדעתי ניתן להשיג אותו בחנויות לחומרי בניין או בחנויות עץ.

מהפך - התחלתי עם אחד שהיה ברשותי 750W/1500W והסתיים באחר בגלל דרישות הספק 1500W/3000W - מהנמל הובלה בערך $ 140

ברגים וברגים - מעטים נדרשים לפרויקט הזה והייתי עם אותם בהישג יד.

קצף שונות לתמיכה בסוללות - יש לי כמה בהישג יד. במקום ניתן להשתמש בשאריות עץ או בחומר אחר.

מטען סוללות 12 וולט - יש לי כמה מטענים שונים לרכב. כל מטען 12 וולט יעשה את העבודה.

נרתיק פליקן - השתמשתי במקרה של פליקן 1460 הזמין באתר www.atlascases.com בערך 175 $

שלב 2: הבנייה

המבנה הוא ישר קדימה.

התקנתי את שש הסוללות במגש התחתון של מארז הפליקן ותמכתי בהן בקצף כדי להחזיק אותן במקומן. מכיוון שהקופסה לעולם לא תצטרך להטות בצד, זה יציע הרבה תמיכה, גם בלי לאבטח אותם לקופסה. לאחר מכן חתכתי את המכסה כדי להחזיק את המהפך והצמדתי את המהפך למכסה בעזרת סרט מתכת וברגים. הסוללות מחוברות במקביל ואז מחוברות למהפך. הלחמתי כל אחד ממחברי הטבעות לחוטים והשתמשתי בחוט 6 או 8 מד שהיה ביד. אל תלך דק מדי על החוט מכיוון שמערכת זו נמצאת בעומס גדול.

הערה: ממירים יכולים לייצר כמות לא מבוטלת של חום ויש להתקין אותם באזורים של זרימת אוויר טובה. למרות שלא דאגתי יותר מדי בנוגע לכך מכיוון שלמהפך שבו השתמשתי יש שני מאווררי קירור מובנים. זה תמיד רעיון טוב לתת להם לנשום, אז אני חותך את החור קצת יותר גדול בחלק הקדמי של המכסה כדי לאפשר קצת אוויר להיכנס ומהפך. לעולם אל תעטוף מהפך בסמרטוטים או הניח אותו על חומר בעירה

הוספתי צלחת מודפסת תלת מימד להלביש את החור הגס שנחתך בחזית המכסה בעזרת מסור ג'יג. ציירתי אותו בצבע שנותר מפרויקט שנערך לאחרונה והתקרב לצבע המארז.

זה כל מה שיש לבנייה הזו. תמונות צריכות לעזור להמחיש עד כמה הבנייה הזו פשוטה.

קופסת הסוללות שלי ארוזה היטב עם חומצת עופרת צפופה של 12 וולט. הוא שוקל 95 ק ג ולכן עדיף להזיז אותו על ידי שני אנשים למרות שהקופסה כוללת ידיות.

זה יעלה איפשהו בערך 700 $ להרכיב את כל החלקים

שלב 3: העקרונות מאחורי הבנייה

יש לי כעת שש סוללות 12 וולט המספקות כמות שימושית של הספק AC של 120 וולט. למה בכל זאת הכל עובד?

אני עשוי להכניס את עצמי יותר לעומק לשאלה הזו ממה שאני רוצה, אבל אני אנסה להבהיר (להגדיר) כמה מונחים ועקרונות חשמליים בסיסיים. לפעמים אני צריך לחפש כמה מהמונחים והעקרונות הבאים כדי לקבל את התוצאות הרצויות מפרויקטים שאני בונה. אז חשבתי שאשתף כמה מונחים ומושגים שימושיים. אני צריך לציין שאני לא מהנדס חשמל, וגם לא חשמלאי, אז אל תהסס לתקן אותי אם אני טועה ואני אתקן את זה. אתה יכול לשאול כל שאלה שאתה רוצה, אך שים לב שאולי אינני יודע את התשובה.

מהם מעגלים מקבילים וכיצד הם משתווים לחיווט בסדרות? בפרויקטים שלי אני מתכוון לעתים קרובות לחיווט מקבילי או לחיווט בסדרה. הסוללות במקביל הינן חוטיות פלוס מסוף לפלוס (ים) ומסוף שלילי למסוף שלילי. זה לא משנה את מתח המוצא הכולל של הסוללות. דוגמה היא 6 כל סוללות 12 וולט במקביל מניבות 12 וולט של הספק. כך חוטית פרויקט הסוללה הזה.

הסוללות בסדרות מחוברות מסוף פלוס למסוף שלילי וכך אחת. כאשר כל סוללה מוסיפה את המתח שלה עד האחרון. דוגמה לכך היא שלוש סוללות AA ב -1.5 וולט כל אחת מניבה מתח של 4.5 וולט כשהיא מחוברת בסדרה ורק 1.5 וולט כאשר חוטית במקביל.

זה יכול להתייחס גם לומר נורות LED. נניח שאנו משתמשים בנורות הדורשות הספק של 3 וולט. נורות אלה כאשר הן מחוברות במקביל ידרשו רק 3 וולט המסופקות להן. ואילו אותן נורות הדורשות 3 וולט כאשר הן מחוברות בסדרה ידרשו 6 וולט לשניים ו -9 וולט לשלושה.

הערה נוספת בעת שילוב סוללות במקביל או בסדרות הן צריכות להיות מאותו סוג סוללה עם אותם ערכי אמפר שעה (Ah או mAh). עקרונות אלה מצוינים בתמונות לעיל עם הערות מוכנסות הקוראות פרטים. צילומי המסך נלקחים מתוך "מעגלי טינקרד", שהוא כלי חדש ונחמד מאוד ב- Tinkercad.

מהו מהפך וכיצד הוא פועל? מהפך ממיר חשמל מזרם DC ל AC. אני לא מתכוון לפרט יותר כיצד הוא עושה זאת, אך הוא מגביר את מתח ה- DC ואז משנה אותו לזרם חילופין לפני שהוא שולח אותו למכשיר. עליך לדעת מהן דרישות ההספק של המכשיר אותו אתה עומד להפעיל עם המהפך ומהו כוחו של המקור המזין את המהפך. לרוב המקור יהיה 12 וולט DC עם פלט 120 וולט AC. ייתכן שתוכל להסתדר עם מהפך קטן של 400 וואט או שתצטרך מהפך של 3000 וואט בהתאם למה שאתה מפעיל: נורה או מסור עגול. לכן, קבע כי המהפך שבו אתה משתמש גדול מכוח ההפעלה (נחשול) הדרוש למכשירים שאתה מתכנן להפעיל באמצעותו. כמו כן, שים לב שפלט גל הסינוס של מהפך הוא לרוב גל "מרובע" (סינוס שונה) ולא גל סינוס מעוגל ואפילו מעוגל של כוח AC מהקיר. זה אולי לא משנה אם אתה מניע מנוע חשמלי, אבל זה עשוי להיות חשוב בעת הפעלת ציוד תקשורת, רפואי או ניווט למשל. (תרשים גל סינוס ודרישת הספק בתמונות למעלה)

AC לעומת DC - AC, זרם חילופין, הוא מה שיש לך בשקעים בבית שלך. DC, זרם ישר, הוא מה שאתה מוצא בסוללות מכל הסוגים; כגון הסוללה שמפעילה את המכונית שלך או את סוללות ה- AA שאתה מכניס לשלט הרחוק שלך.

בהספק DC כיוון האלקטרונים זורם מהמסוף השלילי למסוף החיובי בכיוון אחד כמו תנועת המים דרך צינור. הספק DC משמש בדרך כלל במתח נמוך מזה של הספק AC.

בזרם AC כיוון האלקטרונים מחליף כיוון ללא הרף. עד 60 פעמים בשנייה ברוב מערכות החשמל בארה ב. מתח AC קל יותר לפעול במתח גבוה יותר מאשר מתח DC.

מה קורה לשעות אמפר כאשר אתה מחבר סוללות בסדרות לעומת במקביל? שעות אמפר כאשר הסוללות מחוברות בסדרות שוות למה שהסוללות קוראות. אם במבנה זה חיברתי את כל 6 הסוללות בסדרות במקום במקביל הן יניבו 72 וולט, אך רק 22 אה. ואילו 6 הסוללות של הפרויקט הזה מחוברות במקביל ב -12 וולט ויחד הן מניבות 132 אמפר. כֵּן!!!!

מהי סוללת SLA? SLA = חומצה עופרת אטומה. כלומר סוללת DC שלא תדלוף אם היא תתהפך או תורכב על הצד.

מהם גלי סינוס וכיצד הוא משפיע על הכוח? עם כוח AC מ"הגריד "גל הסינוס חלק מאוד כמו גלים באוקיינוס מבלי שהרוח מניבה פסגות ועמקים מעוגלים היטב. עם כוח AC המופק ממקור DC עם מהפך אתה יכול לקבל גלי סינוס "מרובעים" למדי. בדרך כלל זו לא בעיה גדולה אם אתה מניע מנוע, אורות או פריטים לא טכניים אחרים. עם זאת, אם אתה מפעיל ציוד ניווט, רפואה או תקשורת זה יכול ליצור הפרעה. ניתן לבנות ממירים כדי לספק כוח גלי סינוס נקי, אך ככל שהגל מנקה יותר עלות המהפך גבוהה יותר.

מהו אמפר (A)? מספר האלקטרונים נמדד באמפר (אמפר) וידוע כזרם.

מהן שעות אמפר (אה)? תחשוב על אה כמכל הדלק. כאשר Ah היא יחידת מטען חשמלי מוכפלת בזמן. זה שווה למטען המועבר על ידי זרם יציב של אמפר אחד הזורם במשך שעה אחת. לעתים קרובות תראה את זה מבוטא כמיליאמפר, mAh, שהוא אלפית השעה אמפר.

מהו Wattage (W)? Wattage הוא מדידת הכוח הדרוש להפעלת מכשיר ונמדדת בוואטים. דרך נוספת לנסח זאת היא: חשמל הוא הקצב, ליחידת זמן, שבו מועברת אנרגיה חשמלית על ידי מעגל חשמלי. כאשר ואט אחד שווה ג'אול לשנייה. זהו מד לגודל המהפך הדרוש להפעלת המכשיר או ההתקנים שלך.

מה הם אוהם? אוהם הם יחידת מדידה להתנגדות חשמלית. חלק מהחומרים זורמים כוח בקלות בעוד שחומרים אחרים יוצרים התנגדות ובכך מעכבים את תנועת האלקטרונים. זו גם הסיבה שאתה צריך להשתמש בחוט מד 8 לכל הפחות (6 מד עדיף) על מנת שנוכל לקבל את הזרימה הדרושה בין הסוללות אל המהפך מבלי להמיס חוטים.

מהו מתח? לחץ חשמלי (אנרגיה פוטנציאלית) בין שתי נקודות הנמדדות כוולט.

שלב 4: שימוש ראשון בעולם האמיתי

המשימה הראשונה בה השתמשנו בקופסת הכוח הניידת הייתה הפעלת מכונת פיצ'ר בייסבול. לרוע המזל המהפך הראשון שהתקנתי בקופסה היה מהפך שיא של 750 ואט / 1500 ואט וזה לא הספיק מספיק כוח להפעלת מכונת המגרש עבור קבוצת הליגה הקטנה של בני. תרגול החבטות חשוב כמובן ולכן קניתי מהפך שיא של 1500 ואט / 3000 ואט והתקנתי אותו בתיבה במקום המהפך הקטן יותר. המהפך הגדול יותר פועל, אך גם הוא נכנס לאזעקה/ניתוק והוא פוצץ את הנתיך במכשיר ההתנדנדות אם אני לא מפעיל את גלגל הזבוב מסתובב ביד לפני הפעלת מתג ההפעלה של המכונה. אני באמת לא יכול להגיד מדוע זה קורה מכיוון שמכונת ההתנעה תתחיל כשזה מחובר לשקע חשמל בקיר מבלי לפוצץ את הנתיך. אני חושב שזה יכול להיות איך הכוח מועבר מהממיר או שאולי זה גל הסינוס של הכוח שנמסר כפי שנדון קודם לכן. מכונת ההגשה לוקחת את הספק של 120 וולט המסופק על ידי המהפך וממיר אותו בחזרה לספק של 90 וולט DC להפעיל את המנוע.

היו כמה פידבקים מוצקים של אחרים ב- Instructables בנוגע למה זה מפוצץ את הנתיך על מכונת הכביסה ללא התחלה מתגלגלת. להלן אחת ההערות שלדעתי מסבירות היטב את המצב: ביחס להערתך מדוע הנתיך קופץ באמצעות תיבת החשמל ולא בעת שימוש בחשמל. רוב המהפך מוציא גל מרובע, חלק מייצרים מה שנקרא גל סינוס פסאודו שהוא גל מרובע מדורג שגדל ויורד בגובה (מתח) בשלבים העוקבים בערך את העקומה של 180 מעלות מחזור גל הסינוס בחיובי. וכיוונים שליליים, מהפך מסוג זה מתנהג באופן כמעט זהה כחשמל AC מהרשת, אך הממירים שלא עושים זאת, שהם רק מחוללי גל מרובע כפי שניתן לראות בעזרת אוסצילוסקופ יש לך בעצם שני סוגים, אחד שיוצר גל מרובע שמחזיק את 180 מעלות המחזור החיובי והשלילי, הסוג השני יוצר גל מרובע שנמשך פחות מ -180 מעלות המחזור החיובי והשלילי. המהפך מהסוג הראשון, מתח היציאה לדעתי חייב להשתוות למתח ה- RMS של גל הסינוס, אם לא והפלט גבוה יותר בין RMS לערך השיא סביר להניח שהוא יפוצץ את הנתיך בהתאם לפיגור הזמן שה- יש לנתיך ולזרם ההתחלה שהמנוע שואב כשהוא מתחיל מהתחלה מתה (כל המנועים שואבים כמויות שונות של הספק מההתחלה שיכולה להשתנות פי 3 עד פי 10 מהעוצמה שלהם). המהפך מהסוג השני כשהם יוצרים דופק מרובע לגל מרובע שאינו נמשך כל עוד 180 מעלות של המחזור מחויבים להוציא מתח גבוה מערך RMS כדי לשלב את אותו הספק כמו סינוס. גל עושה את כל 180 מעלות המחזור. אם המהפך שלך מהסוג השני הזה עליך להיות זהיר בעת הפעלת ציוד הכולל MOV בחשמל כהגנה מפני קוצים על קו החשמל, שכן במקרים רבים רמת המתח עלולה להיכנס לטווח ההגנה של ה- MOV והיא עלולה להתפוצץ או במקרה גרוע יותר להתלקח. אני סומך רק על אוסצילוסקופ שייתן לי את הערכים האמיתיים של המתח שהוציא כל מהפך. כל טוב. ג'ון H848

זה באמת נחמד שהמכשיר המזדקן פועל בשקט מוחלט מתיבת החשמל ובמקום שהוא מופעל מגנרטור הפועל במגרש.

אני צופה שימוש רב שנים מהקופסה הזו לכל מיני משימות, החל מהפעלת בית המשחקים של אחיינית ואחיינית בחצר האחורית ועד להטענת אופנועי התער שאני בונה (ראה https://www.instructables.com/id/Battery-Powered-motorcycle). הקופסה כבדה לתנועה ולכן היא לא תשמש לכל דבר, אך היא אופציה נחמדה לקבל בעת הצורך. ברור שהוא הרבה יותר שקט מהגנרטור שלנו ומספק את אותו וואט של כוח שמיש. כמובן שהגנרטור יספק חשמל כל עוד יש לי בנזין, אך בסופו של דבר אני צריך לחבר את הסוללות לצורך טעינת תיבת הסוללות.

אני מקווה שמצאת ערך כלשהו בכתיבה זו. שאלות או הערות יתקבלו בברכה תמיד. אעשה כמיטב יכולתי לענות בזמן מדויק.

תודה. שוקמייד