אספקת חשמל ניידת Listrik L585 585Wh AC DC: 17 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

עבור ההוראה הראשונה שלי, אני הולך להראות לך איך יצרתי את ספק הכוח הנייד הזה. ישנם מונחים רבים למכשיר מסוג זה כמו בנק חשמל, תחנת כוח, גנרטור סולארי ועוד רבים אחרים אך אני מעדיף את השם "ספק כוח נייד Listrik L585".

ל- Listrik L585 יש סוללת ליתיום מובנית של 585Wh (6S 22.2V 26, 364mAh, נבדקה) שיכולה באמת להחזיק מעמד. זה גם קל למדי עבור הקיבולת הנתונה. אם אתה רוצה להשוות אותו עם בנק כוח אופייני ללקוח, אתה יכול לעשות זאת בקלות על ידי חלוקת דירוג mAh ב- 1, 000 ולאחר מכן הכפל אותו ב- 3.7. לדוגמה, ל- PowerHouse (אחד מבנק החשמל הצרכני הגדול ביותר) יש קיבולת של 120, 000mAh. עכשיו, בואו נעשה את החשבון. 120, 000 /1, 000 * 3.7 = 444 וואט. 444Wh VS 585Wh. קל לא?

הכל ארוז בתוך תיק האלומיניום הנחמד הזה. בדרך זו ניתן לשאת את Listrik L585 בקלות והכריכה העליונה תגן על המכשירים הרגישים בפנים כשהיא לא בשימוש. קיבלתי את הרעיון הזה אחרי שראיתי מישהו בונה גנרטור סולארי באמצעות ארגז כלים, אבל ארגז כלים לא נראה כל כך נהדר, נכון? אז זינקתי אותו עם תיק אלומיניום וזה נראה הרבה יותר טוב.

ל- Listrik L585 יציאות מרובות שיכולות לכסות כמעט את כל המכשירים האלקטרוניים לצרכן.

הראשון הוא פלט AC התואם לכמעט 90% ממכשירי החשמל מתחת ל -300 וואט, לא כולם עקב פלט לא סינוסי אבל אתה יכול לתקן זאת באמצעות מהפך גל סינוס טהור, שהוא הרבה יותר יקר מהתקן הסטנדרטי שהשתנה מהפך גלי סינוס שהשתמשתי בו כאן. הם בדרך כלל גם גדולים יותר.

הפלט השני הוא פלט USB. יש 8 יציאות USB, שהן די מוגזמות. זוג מהם יכול לספק זרם מרבי של 3A רציף. תיקון סינכרוני הופך אותו ליעיל מאוד.

השלישי הוא קלט/פלט עזר. ניתן להשתמש בו לטעינה או פריקה של הסוללה הפנימית בקצב מרבי של 15A (300W+) רציף ו -25A (500W+) מיידי. אין לו תקנה, בעצם רק מתח סוללה רגיל אבל יש לו מספר הגנות כולל קצר, זרם יתר, טעינת יתר ופריקה יתר.

האחרון והאהוב עליי הוא פלט DC מתכוונן, שיכול להוציא 0-32V, 0-5A בכל טווח המתחים. הוא יכול להפעיל מגוון רחב מאוד של מכשירי DC כמו מחשב נייד טיפוסי עם פלט 19V, נתב אינטרנט במהירות 12V ועוד. פלט DC מתכוונן זה מבטל את הצורך להשתמש באספקת חשמל AC ל- DC, מה שאגב יחמיר את היעילות מכיוון שכל המערכת ממירה DC ל- AC ואז שוב ל- DC. זה יכול לשמש גם כספק כוח ספסל עם מתח קבוע ופונקציית זרם קבוע, וזה מאוד שימושי לאנשים כמוני שעובדים לעתים קרובות עם אלקטרוניקה.

שלב 1: החומרים והכלים

חומרים עיקריים:

* 1X תיק DJI Spark מאלומיניום

*60X 80*57*4.7 מ מ תאי ליתיום פריזמטיים (ניתן להחליף עם 18650 נפוצים יותר, אך מצאתי שלתא זה יש רק גורם צורה ומימד מושלם)

* 1X 300W 24V DC לממיר AC

* אספקת חשמל לתכנות 1X DPH3205

* ממירים USB 2 יציאות USB

* 1X בודק סוללות 8 מטר

* 1X 6S 15A BMS

* מחבר איזון 1X 6S

* 12X ברגים 10 מ מ

* 12X M4 אגוזים

* סוגריים 6X מנירוסטה

* מתג החלפת מוט אחד 1X 6A

* מתג החלפת מוט כפול 1A 6A

* 1X 15A מתג מוט אחד

* מחזיק LED 4X 3 מ מ מנירוסטה

* 4X מחברי XT60 נקבה

* מרווחי פליז M3 20 מ מ

* 4X M3 ברגי מכונה 30 מ מ

* ברגי מכונה 2X M3 8 מ מ

* 6X M3 אגוזים

* מסוף 1X 25A 3 פינים

* 4X כפות כבלים של 4.5 מ מ

* לוח מכשירים 3 מ מ בהתאמה אישית

-

חומרים מתכלים:

* צמצום חום

* הלחמה

* שטף

* חוט נחושת מוצק 2.5 מ מ

* קלטת דו צדדית כבדה (קבל את הסרט האיכותי ביותר)

* סרט דק דו צדדי

* קלטת קפטון

* אפוקסי

* צבע שחור

* 26 AWG חוט עבור מחווני LED

* חוט תקוע כסוף 20 AWG לחיווט זרם נמוך

* חוט תקוע כסוף 16 AWG לחיווט זרם גבוה (עדיף AWG נמוך יותר. שלי מדורג בחיווט שלדה רציפה 17A, רק בקושי מספיק)

-

כלים:

* מלחם

* צבת

* מברג

* מספריים

* סכין תחביב

* פינצטה

* תרגיל

שלב 2: סכמטי

התרשים צריך להיות מובן מאליו. סליחה על הציור הגרוע, אבל זה אמור להספיק.

שלב 3: לוח המכשירים

תכננתי תחילה את לוח המכשירים. ניתן להוריד את קובץ ה- PDF בחינם. החומר יכול להיות עץ, יריעת אלומיניום, אקריליק או כל דבר בעל נכס דומה. השתמשתי באקריליק ב"מארז "הזה. עובי צריך להיות 3 מ"מ. אתה יכול לחתוך אותו ב- CNC, או פשוט להדפיס אותו על נייר בקנה מידה 1: 1 ולחתוך אותו ידנית.

שלב 4: המארז (צביעת הרכבה והרכבה)

במקרה, השתמשתי בתיק אלומיניום עבור DJI Spark, יש לו בדיוק את הממד הנכון. זה בא עם קצף כדי להחזיק את המטוס אז הוצאתי אותו וצבעתי את החלק הפנימי בשחור. קידחתי 6 חורים של 4 מ מ בהתאם למרחק החורים בלוח המכשירים החתוך המותאם אישית והתקנתי שם את הסוגריים. לאחר מכן הדבקתי אגוזים M4 על כל סוגריים כדי שאוכל להבריג את הברגים מבחוץ מבלי לאחוז באומים.

שלב 5: מארז הסוללות חלק 1 (בדיקת תאים ועריכת קבוצות)

עבור מארז הסוללות, השתמשתי בתאי ליתיום פריזמטיים של LG שקיבלתי בפחות מ -1 $ כל אחד. הסיבה שהם כל כך זולים היא רק בגלל שהם פוצצו נתיך ותויגו כפגומים. הסרתי את הנתיכים והם טובים כחדשים. זה אולי קצת לא בטוח אבל עבור פחות מכסף כל אחד, אני לא יכול באמת להתלונן. אחרי הכל, אני אשתמש במערכת ניהול סוללות להגנה. אם אתה מתכוון להשתמש בתאים משומשים או לא ידועים, יש לי הוראות טובות כיצד לבדוק ולמיין תאי ליתיום משומשים כאן: (בקרוב).

ראיתי הרבה אנשים שמשתמשים בסוללת חומצת עופרת למכשיר מסוג זה. אין ספק שהם קלים לעבודה וזולים, אך השימוש בסוללה של חומצת עופרת ליישום נייד היא דבר לא נוח בשבילי. שקולה של חומצת עופרת שוקלת כ -15 ק"ג! זה כ -500% יותר מכבד הסוללה שהכנתי (3 ק"ג). האם אני צריך להזכיר לך שזה יהיה גדול יותר גם בנפח?

קניתי 100 מהם ובדקתי אותם אחד אחד. יש לי את הגיליון האלקטרוני של תוצאת הבדיקה. סיננתי אותו, מייןתי אותו ובסופו של דבר יש לי את 60 התאים הטובים ביותר. אני מחלק אותם באופן שווה לפי היכולת כך שלכל קבוצה תהיה יכולת דומה. בדרך זו, מארז הסוללות יהיה מאוזן.

ראיתי הרבה אנשים שבנו את מארז הסוללות שלהם ללא בדיקות נוספות על כל תא, שלדעתי הוא חובה אם אתה מתכוון לייצר מארז סוללה מתאים לא ידועים.

הבדיקה הראתה כי קיבולת הפריקה הממוצעת של כל תא היא 2636mAh בזרם פריקה של 1.5A. בזרם נמוך יותר הקיבולת תהיה גבוהה יותר בגלל פחות אובדן חשמל. הצלחתי להשיג 2700mAh+ בזרם פריקה של 0.8A. אקבל קיבולת נוספת של 20% יותר אם אטעין את התא ל -4.35V/תא (התא אכן מאפשר מתח טעינה של 4.35V) אך ה- BMS אינו מאפשר זאת. כמו כן, טעינת התא ל- 4.2V תאריך את חייו.

בחזרה להנחיה. ראשית, חיברתי 10 תאים יחד בעזרת סרט דק דו צדדי. לאחר מכן, חיזקתי אותו בעזרת קלטת קפטון. זכור להיות זהיר במיוחד כאשר אתה מתמודד עם סוללת ליתיום. לתאי הליתיום הפריזמטיים הזה יש חלק חיובי ושלילי קרוב מאוד כך שקל לקצר אותו.

שלב 6: מארז הסוללות חלק 2 (הצטרפות לקבוצות)

לאחר שסיימתי ליצור את הקבוצות, השלב הבא הוא לחבר אותן יחד. כדי לחבר אותם, השתמשתי בסרט דק דו צדדי וחיזקתי אותו שוב עם סרט קפטון. חשוב מאוד, וודא שהקבוצות מבודדות זו מזו! אחרת, תקבל קצר מאוד מגעיל כאשר תלחם אותם יחד בסדרות. גוף התא הפריזמטי מתייחס לקתודה של הסוללה ולהיפך עבור 18650 תאים. אנא זכור זאת.

שלב 7: מארז הסוללות חלק 3 (הלחמה וגימור)

זהו החלק הקשה והמסוכן ביותר, הלחמת התאים יחד. תזדקק למלחם בגודל של לפחות 100W להלחמה קלה. שלי היה 60W וזה היה PITA הכולל להלחמה. אל תשכח את השטף, המון שטף. זה ממש עוזר.

** היו זהירים במיוחד בשלב זה! סוללת ליתיום בעלת קיבולת גבוהה היא לא משהו שאתה רוצה להיות מגושם איתו. **

ראשית, חתכתי את חוט הנחושת המוצק בגודל 2.5 מ מ באורך הרצוי ואז קילפתי את הבידוד. לאחר מכן הלחמתי את חוט הנחושת לשונית התא. עשו את זה לאט מספיק כדי לתת להלחמה לזרום, אבל מהר מספיק כדי למנוע הצטברות חום. זה באמת דורש מיומנות. אני ממליץ להתאמן על משהו אחר לפני שאתה מנסה את זה עם הדבר האמיתי. תנו לחבילת הסוללה הפסקה לאחר מספר דקות של הלחמה להתקרר מכיוון שהחום אינו טוב לכל סוג של סוללה, במיוחד לסוללת ליתיום.

לסיום הדבקתי את ה- BMS עם 3 שכבות של סרטי קצף דו-צדדיים וחוטפים הכל לפי הסכימה. הלחמתי אתרי הכבלים על פלט הסוללה והתקנתי מיד את הכפים האלה במסוף החשמל הראשי כדי למנוע מהאדים לגעת אחד בשני ולגרום לקצר.

זכור להלחם חוט מהצד השלילי של מחבר האיזון וחוט מהצד השלילי של ה- BMS. עלינו לפתוח את המעגל הזה כדי לבטל את Cellmeter 8 (מחוון סוללה) כדי שלא יופעל לנצח. הקצה השני עובר לקוטב אחד של מתג מאוחר יותר.

שלב 8: מארז הסוללה חלק 4 (התקנה)

לצורך ההתקנה השתמשתי בקלטת דו צדדית. אני ממליץ להשתמש בקלטת דו צדדית איכותית וכבדה למארז זה מכיוון שהסוללה כבדה למדי. השתמשתי בסרט 3M VHB דו צדדי. עד כה הקלטת מחזיקה את מארז הסוללות טוב מאוד. אין שום בעיה.

מארז הסוללות ממש מתאים שם, אחת הסיבות שבחרתי בתא הליתיום הפריזמטי הזה על פני תא הליתיום הגלילי. פער האוויר סביב מארז הסוללות חשוב מאוד לפיזור החום.

לגבי פיזור החום, אני לא דואג יותר מדי מזה. לטעינה אשתמש ב- IMAX B6 Mini שלי שיכול לספק 60W בלבד. זה כלום בהשוואה לחבילת הסוללה של 585 וואט. הטעינה ארכה יותר מ -10 שעות, כל כך איטית עד שלא נוצר חום. טעינה איטית טובה גם לכל סוג של סוללה. לצורך פריקה, הזרם המרבי שאני יכול לשאוב מחבילת הסוללות הוא הרבה מתחת לקצב פריקה של 1C (26A) ב -15A רציף בלבד, 25A מיידי. לסוללה שלי יש התנגדות פנימית בסביבות 33mOhm. משוואת הכוח המופזרת היא I^2*R. 15*15*0.033 = 7.4W של כוח שאבד כחום בזרם פריקה של 15A. למשהו כל כך גדול, זה לא עניין גדול. בדיקה בעולם האמיתי מראה כי בעומס גבוה, הטמפרטורה של מארז הסוללות עולה לסביבות 45-48 מעלות צלזיוס. לא ממש טמפרטורה נוחה לסוללת ליתיום, אבל עדיין בטווח טמפרטורות העבודה (60º מקסימום)

שלב 9: המהפך חלק 1 (פירוק והתקנת קירור)

עבור המהפך, הסרתי אותו מהמקרה כך שהוא יתאים בתוך תיק האלומיניום והתקנתי זוג צינורות קירור שקיבלתי מאספקת מחשב שבורה. לקחתי גם את מאוורר הקירור, שקע ה- AC והמתג לשימוש מאוחר יותר.

המהפך פועל עד 19 וולט לפני בעיטת ההגנה מפני תת -מתח. זה מספיק טוב.

דבר יוצא דופן הוא שהתווית אומרת בבירור 500W ואילו על מסך הלוח PCB כתוב שהוא 300W. כמו כן, למהפך זה יש הגנה על קוטביות הפוכה אמיתית, בניגוד לרוב הממירים שיש בהם שימוש בדיודה מטומטמת + קונטרול נתיך להגנה על קוטביות הפוכה. נחמד, אבל לא מאוד שימושי במקרה זה.

שלב 10: המהפך (התקנה והתקנה)

ראשית, הרחבתי את כוח הכניסה, מחווני LED, המתג וחוט שקע החשמל כך שהם ארוכים מספיק. לאחר מכן, התקנתי את המהפך במקרה באמצעות סרט דו צדדי. הלחמתי אתרי הכבלים בקצה השני של חוטי הכנסת החשמל וחיברתי אותם למסוף הראשי. הרכבתי את מחווני ה- LED, המאוורר ושקע החשמל ללוח המכשירים.

גיליתי שלמהפך יש זרם אפסי (<1mA) כאשר הוא מחובר למקור חשמל אך הוא מושבת ולכן החלטתי לחבר את חוט החשמל של המהפך ישירות ללא כל מתג. בדרך זו, אני לא צריך מתג זרם גבוה ומגושם ופחות בזבוז כוח על החוט והמתג.

שלב 11: מודול ה- USB (התקנה וחיווט)

ראשית, הרחבתי את מחווני ה- LED בשני המודולים. לאחר מכן, ערמתי את המודולים עם מרווחי פליז מסוג M3 20 מ מ. הלחמתי את חוטי החשמל לפי הסכימה והנחתי את כל המכלול ללוח המכשירים וקשרתי אותו עם קשרי רוכסן. הלחמתי את 2 החוטים מהסוללה שהזכרתי באריזה הקודמת לקוטב השני של המתג.

שלב 12: מודול DPH3205 חלק 1 (התקנה וקלט חיווט)

קידחתי 2 חורים של 3 מ"מ דרך הלוח התחתון באלכסון ואז התקנתי את מודול DPH3205 עם ברגי M3 8 מ"מ שעוברים דרך החורים האלה. חיברתי את הקלט בחוטי 16 AWG עבים. השלילי עובר ישירות למודול. החיובי עובר למעבר תחילה ואז למודול. הלחמתי כפות כבלים בקצה השני שיחובר למסוף הראשי.

שלב 13: מודול DPH3205 חלק 2 (התקנת תצוגה וחיווט פלט)

הרכבתי את המסך ללוח הקדמי וחיברתי את החוטים. לאחר מכן, הרכבתי את מחברי ה- XT60 ללוח המכשירים באמצעות אפוקסי בשני חלקים וחיברתי אותם מחברים במקביל. ואז החוט עובר לפלט המודול.

שלב 14: קלט/פלט עזר (הרכבה וחיווט)

הרכבתי 2 מחברים XT60 עם 2 אפוקסי חלק והלחמתי את המחברים במקביל עם 16 חוטי AWG עבים. הלחמתי אתרי הכבלים בקצה השני המגיעים למסוף הראשי. החוט ממודול ה- USB עובר גם לכאן.

שלב 15: QC (בדיקה מהירה)

וודא ששום דבר לא מקרקש בפנים. פריטים מוליכים לא רצויים יכולים לגרום לקצר.

שלב 16: סיום ובדיקה

סגרתי את המכסה, הברגתי את הברגים וסיימתי! בדקתי כל פונקציות והכל עובד כפי שקיוויתי. בהחלט שימושי מאוד בשבילי. זה עלה לי קצת יותר מ -150 דולר (חומר בלבד, לא כולל כשלים), וזה מאוד זול למשהו כזה. תהליך ההרכבה ארך כ -10 שעות, אך התכנון והמחקר ארכו כ -3 חודשים.

למרות שעשיתי די הרבה מחקר לפני שאני בונה את ספק הכוח שלי, אספקת החשמל שלי עדיין יש פגמים רבים. אני לא ממש מרוצה מהתוצאה. בעתיד אבנה את Listrik V2.0 עם הרבה שיפורים. אני לא רוצה לקלקל את כל התוכנית, אבל הנה חלק ממנה:

1. עבור לתאי 18650 תאים
2. קיבולת מעט גבוהה יותר
3. הספק פלט גבוה בהרבה
4. תכונות בטיחות הרבה יותר טובות
5. מטען MPPT פנימי
6. בחירת חומרים טובה יותר
7. אוטומציה של Arduino
8. מחוון פרמטר ייעודי (קיבולת הסוללה, כוח נמשך, טמפרטורה וכן הלאה)
9. פלט DC נשלט על ידי אפליקציות ועוד רבות אחרות שאני לא אגיד לך כרגע;-)

שלב 17: עדכונים

עדכון מס '1: הוספתי מתג דריסה ידני למאוורר הקירור כדי שאוכל להפעיל אותו ידנית אם אני רוצה להשתמש באספקת החשמל בעומס מלא כך שהחלקים בפנים יישארו קרירים.

עדכון מס '2: ה- BMS עלה באש, אז אני עושה מחדש את כל מערכת הסוללות עם מערכת טובה יותר. החדש מתהדר בתצורת 7S8P במקום 6S10P. קצת פחות קיבולת אבל פיזור חום טוב יותר. כל קבוצה נמצאת כעת במרווחים לשיפור בטיחות וקירור. מתח טעינה של 4.1V/תא במקום 4.2V/תא לאריכות ימים טובה יותר.