מערם חשמל: מערכת סוללה נטענת הערימה: 5 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

אנא לחץ למטה כדי לבקר בדף הפרויקט שלנו ב- Hackaday

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

Power Stacker היא סוללת ליתיום יון ניידת, מודולרית, נטענת USB. ערמו אותם יחד לפרויקטים חשובי כוח או הפרידו אותם לפרויקטים קטנים יותר בעזרת מערכת מודולרית זו. קובצי Gerber, BOM ו-. STL זמינים להלן.

Power Stacker עושה את מה שסוללות נטענות USB אחרות לא הצליחו לעשות, וזוהי היכולת לשלב יחדיו עבור קיבולת סוללה מוגברת או להיפרד לסוללות קטנות רבות לפרויקטים קטנים יותר. אתה ממש יכול להשתמש באותן סוללות Power Stacker במשך שנים רבות ביישומים רבים!

תכונה ייחודית נוספת של Power Stacker היא שכל סוללה מקבלת בקר טעינה משלה, המבטיח איזון תאים אמיתי ומוודא שכל סוללה טעונה במתח הנכון בזמן אמת גם בזמן הטעינה ו/או פריקה.

לאחר שהפעלתי פרויקט מוצלח של Kickstarter בשם Solderdoodle Pro, הבנתי שניתן להשתמש באותה טכנולוגיית סוללות המשמשת להמסת הלחמה כדי לפתור את הבעיה של ניסיון למצוא את הסוללה הנכונה וצריך לרכוש כל הזמן סוללות חדשות לכל פרויקט חדש. בשילוב עם הידע שלי בהדפסה תלת מימדית, יצרתי מארז לסוללה שניתן להדפיס, לשנות ולשתף!

מערם חשמל תואם גם עם ממירים DC-DC של קוד פתוח כמו ה- Power Boost 1000 של Adafruit.

כיצד פועלת ערימת הסוללות?

דיודות מתח קדימה/זרם גבוה על לוח בקר הטעינה מותקנות על הכניסה והיציאה של המעגל, המונעות דיבור חוצה בין מקורות כוח מרובים ובין הפלט של בקרי הטעינה. זה מאפשר לחיבורי הקשר בין סיני הכניסה והפלט של כל לוח בקר טעינה להפוך לסורגי אוטובוס המאפשרים למתח להישאר זהה ולהתרבות הזרם. סוללת המתח הגבוהה ביותר בערימה תפרק הכי הרבה עד שהסוללות האחרות יגיעו קרוב לאותו מתח וגם הן יתחילו להיפרק באותו קצב, מה שמכפיל את התפוקה הנוכחית של מארז הסוללות.

מפרט ערימות כוח: * זמן טעינה מלאה: @5 וואט 3350mAh: 3 שעות | @8 וואט 13400mAh: 7 שעות

* קיבולת: 3350mAh, 6700mAh או 13400mAh / 3.6V

* סוג: פנסוניק NCR18650B ליתיום-יון

* קלט - זרם: 450 עד 2600mA | מתח: 5 עד 6 וולט

* מספר יציאות USB: 1 (תלוי במספר מודולי המתאם של 5V)

* פלט - כותרות נקבה וזכר סטנדרטיות בסגנון ארדואינו

* פלט - זרם: עד 2000mA | מתח: 3.6 וולט ישיר או 5 וולט עם מודול ממיר DC-DC

* חומר מארז: חומר מודפס בתלת מימד

* חיי סוללה בשימוש אופייני: 5 שנים * סוללה הניתנת להחלפה

* מספק עד 320% טעינה לאייפון או 160% מטען גלקסי S5 עם שני תאים 6700mAh

* תואם ל- Arduino, iPhone, Android, Windows Phone ואחרים עם מודול ממיר DC-DC 5 וולט

*אזהרה: היזהר בעת טיפול בכל סוללת ליתיום-יון מכיוון שקצר הסוללה עלול לגרום לכוויות. הרכיבי תמיד משקפי מגן. אנא השתמש ברכיבי סוללה ומעגלים מומלצים בגלל זרם הטעינה המרבי של 2000mA. חלקים מודפסים בתלת מימד עלולים להתעוות בטמפרטורות גבוהות.

תאימות FCC: לא נדרשת מכיוון שתדרי המעגל נמוכים מ -1.7 מגה -הרץ

שלב 1: חומרים, כלים וקבצים דרושים

להלן רשימת החומרים, הכלים והקבצים הנדרשים.

חומרים:

תיאור QTY

ניתן להוריד מעגל בקר טעינה אחד ליתיום-יון (סכמטי, קבצי גרבר וכו '. הדף הקודם. רכיב ה- IC העיקרי הוא בקר הטעינה Maxim MAX8903G.)

1 סוללת ליתיום יון פנסוניק NCR18650B 3350mAh לא מוגנת www.ebay.com (אם יש צורך בעלות נמוכה יותר, נסה את סוללת Panasonic NCR18650A עם מעט פחות קיבולת של 3070mAh. ודא שהיא לא מוגנת ובדוק היטב את מספר חלק הסוללה. הסוללות המוגנות הוסיפו אורך עם מעגל מובנה, שעשוי להשפיע על הביצועים. הפניה https://industrial.panasonic.com/www-cgi/jvcr13pz.cgi?E+BA+3+ACI4002+NCR-18650B+7+EU מותגים אחרים של סוללות אינן מומלצות מכיוון שזרם בקר הטעינה לסוללה יכול להיות גבוה עד 2000mA והכימיה של Panasonic NCR18650 יכולה להתמודד עם זה. אם אתה צריך להשתמש במותגים אחרים, וודא שהם עומדים באותם המפרט, הכימיה ויכולים להתמודד עד 2 אמפר של זרם טעינה. שימוש בסוללות שאינן עומדות במפרטים אלה עלול להוביל לנזק מסוכן לסוללה.)

מחבר 2 פינים של Hirose DF3-2S-2C

2 Socket Hirose 24-28 AWG Crimp Pin DF3-2428SCC

1 1 "גליל טייפ רחב של קפטון https://www.mcmaster.com/#7648a715/=qu58072 1" דיסק קלטת קפטון

1 קוטר חתיכה של צינורות כיווץ חום 2.7 "ארוכים 2 1/16" חתיכת צינורות חום 1.0 "ארוכים 1 גליל חוט הלחמה 1 מארז מודפס בתלת -ממד (הקובץ זמין בעמוד הקודם.)

כותרת נקבה 2X4

1 5 וולט DC-DC ממיר

1 Protoboard

כותרת 1X2 נקבה אחת

1 רצועת כותרת זכר

אורכים שונים 26 AWG סטנדרטי אדום ושחור תקוע חוט 4 אמפר מקסימום חוט המפורט להלן: https://www.mcmaster.com/#catalog/119/798/=qu7rf61 6.10 חוט שחור.06 רצועה קצה אחד.20 רצועה הקצה השני

1 8.00 חוט אדום.06 רצועה קצה אחד.20 רצועה הקצה השני

כלים: תיאור QTY

1 מתקן סוללות Power Power

1 חוטי חוטים 24-26 טווחי משך

טווח 1 Wire Crimper 20-24

1 מדידת סרט

1 מלחם

1 אקדח חום

1 מספריים

שלב 2: הרכבת סוללה

הכנס את סוללת NCR18650B למתקן הסוללות כשהצד החיובי פונה כלפי מעלה. המתקן יישר את החוטים האדומים והשחורים תוך כדי הלחמה. אין לגעת בברזל הלחמה למתקן מכיוון שהוא עלול להמיס. אולי תוכל להלחם את הסוללה ללא המתקן, אבל זה הרבה יותר קשה ועדיין תזדקק למשהו כדי שהסוללה לא תיפול. המתקן יכול לשמש גם לפרויקטים אחרים של סוללות.

הנח את הקצה המפוספס.20 "של החוט האדום הארוך בתעלה שכותרתו +אדום והלחם את החוט האדום לסוללה. נסה להלחם לסוללה במהירות מכיוון שיותר מדי חום לסוללה עלול להזיק לה. אם יש הלחמה כלשהי. בולט החליק אותו עם מגהץ הלחמה. לאחר ההלחמה הטה את המתקן ודחף את הסוללה מלמטה באצבע. הפוך את הסוללה הפוך והכנס את הסוללה למתקן עם החוט האדום בשוקת +האדום. והקצה השלילי של הסוללה כלפי מעלה. לחץ את קצה החוט האדום בעזרת סיכת ההירוז והכנס את הפין ליציאה 1 של מחבר הדו-פין של Hirose. ברצונך לחבר את המחבר בשלב זה מכיוון שהוא מסוכן להשאיר את קצהו החשוף של חוט הסוללה חשוף ויכול לגרום לקצר או לכוויות אם הוא נוגע בקצה השלילי של הסוללה. הניחו את קצהו המופשט.20 "של החוט השחור הארוך בתעלה המסומנת -BLK והלחמו את חוט שחור לסוללה. הקצה השלילי של סוללה זו דורש בדרך כלל יותר חום להלחמה מכיוון שיש יותר שטח פנים במגע עם מסת הסוללה, אך נסה להלחם במהירות. אם יש הלחמה בולטת, החלק אותו עם מגהץ הלחמה. לאחר הלחמה, יש לסחוט את קצה החוט השחור בעזרת סיכת ההירוז ולהכניס את הסיכה ליציאה 2 של מחבר הדו-פין של Hirose. הטה את המתקן ודחף את הסוללה מלמטה בעזרת האצבע. כופף את החוט השחור ישר כלפי מטה מעבר לקצה הקצה השלילי של הסוללה והנח את החוט האדום להסתובב לאורך הצד של הסוללה. ההשפעה צריכה להיות שהחוט האדום היורד מהקצה החיובי של הסוללה נמצא במרחק של 120 מעלות מהמקום בו החוטים השחורים והאדומים נפגשים. גיאומטריית חוט זו מאפשרת לחוטים החיוביים והשליליים לצאת מאותו צד ומעניקה התאמה הדוקה. עטפו פיסת סרט קפטון רחבה בגודל 1 אינץ 'פעם אחת באמצע הסוללה כדי להחזיק את החוטים כלפי מטה. הניחו דיסק קלטון בגודל 1 אינץ' בכל קצה הסוללה וקפל את הקצוות על צד הסוללה. לאחר מכן החלק את צינור כיווץ החום 1 "מעל הסוללה כשהצינור סומק עם הקצה החיובי של הסוללה. כל רפיון הצינור צריך לבלוט החוצה את הקצה השלילי. כעת השתמש באקדח חום כדי לכווץ את הצינור להשלמת מכלול הסוללה.

שלב 3: מכלול מערם הכוח

להתקנה של תא בודד, פשוט הלחם את כותרת הנקבה 2X4 ללוח בקר הטעינה, חבר את הסוללה ולאחר מכן סיכות כותרת זכר הלחמה ללוח DC-DC 5 וולט וחבר אותה ללוח בקר הטעינה.

להתקנה מרובת תאים, הלחם את הכותרות הזכריות ללוח הבקרה באותה תצורה של סיכות בקר הטעינה והלחם את הכותרת הנשית 1X2 ללוח.

בחלק האחורי של לוח הלוח, הלחם את כל הסיכות המשויכות ליציאת SYS OUT מלוח בקר הטעינה, הלחם את כל הסיכות המשויכות ליציאת ה- GND מלוח בקר הטעינה והלחם את כל הסיכות המשויכות ליציאת ה- IN6V מתוך לוח בקר הטעינה. לאחר מכן, הלחם SYS OUT לסיכת הכותרת הנשית בלוח הפרוטובור והלחם את ה- GND לסיכת הכותרת הנשית השנייה בלוח הבסיס.

החלק את לוח הלוח לתוך החריץ במארז המודפס בתלת-ממד, ולאחר מכן חבר את הסוללות, לוחות בקר הטעינה וממיר DC-DC 5 וולט ללוח הפרוטוב.

שלב 4: יישומים

אתה פשוט מחבר את הסוללה ללוח בקר הטעינה, חבר את ממיר DC-DC 5 וולט וטען את התקן ה- USB שלך.

חבר כבל טעינה מיקרו USB כדי לטעון את הסוללות ממקור כוח של 5 עד 6 וולט. לכל תא יש בקר טעינה משלו לאיזון תאים בזמן אמת. כל בקר טעינה בחבילה יתחיל לטעון באופן אוטומטי לאחר גילוי הספק עודף.

אתה יכול גם לחבר מספר מקורות אנרגיה ל- Power Stacker כמו פאנלים סולאריים, דינמוס ומקורות כוח USB אחרים כדי להגדיל את זרם הטעינה לחבילת הסוללות.

בין אם אתה טוען טלפון חכם, טאבלט או רובוט בשלט רחוק, Power Stacker ייתן לך את הכוח הדרוש לך כעת ויתאים לדרישות החשמל שלך בעתיד.

מזל טוב! סיימת לבנות את מערם הכוח!

שלב 5: פתרון בעיות

בְּטִיחוּת

אין להשאיר את ערם החשמל באור שמש ישיר. שמור אותו מכוסה או בצל. חום מהשמש יכול לגרום למעגל הטעינה והסוללה להתחמם מאוד, להפסיק את הטעינה, לפגוע בסוללה ולקצר את תוחלת החיים שלה.

טמפרטורות מקובלות: מערם החשמל מיועד להפעלה בטמפרטורות שבין 0º ל- 45ºC (32º ו- 149º F). אחסון: אחסן את מערם הכוח בטמפרטורת החדר. יש לטעון את Power Stacker בערך פעם בשנה כדי למנוע פריקה יתר.

לקבלת התוצאות הטובות ביותר, טען את ערם החשמל במלואו לפני השימוש.

פתרון תקלות

נורית ה- Power Stacker לא נדלקת בעת הטעינה מהמחשב הנייד שלי

1) זה יכול להתרחש אם מערם החשמל מתרוקן לחלוטין ונכנס למצב טעינה טפטוף. השאר את Power Stacker מחובר למשך כ -15 דקות ונורית הטעינה של ה- LED אמורה להידלק מחדש.

2) למחשבים ניידים ישנים יותר יש מגבלת זרם נמוכה ביציאות ה- USB שלהם ויבטל את יציאת ה- USB אם הזרם חורג מהמגבלה. נסה לחבר את ערם החשמל ליציאת USB אחרת.