Stakuesi i energjisë: Sistemi i baterisë i rimbushur me USB në stivo: 5 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:20

Ju lutemi klikoni më poshtë për të vizituar faqen tonë të projektit Hackaday

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

Power Stacker është një paketë baterie portative, modulare, USB e rimbushshme me litium-jon. Vendosini ato së bashku për projekte të etur për energji ose ndani ato për projekte më të vogla me këtë sistem modular. Skedarët Gerber, BOM dhe. STL janë në dispozicion më poshtë.

Power Stacker bën atë që bateritë e tjera të rimbushshme USB nuk kanë arritur ta bëjnë, dhe kjo është aftësia për t'u kombinuar së bashku për rritjen e kapacitetit të baterisë ose ndarjen në shumë bateri të vogla për projekte më të vogla. Ju mund të përdorni fjalë për fjalë të njëjtat bateri Power Stacker për shumë vite në shumë aplikacione!

Një veçori tjetër unike e Power Stacker është se çdo bateri merr kontrolluesin e vet të ngarkimit, i cili garanton balancimin e vërtetë të qelizave dhe sigurohet që çdo bateri të ngarkohet në tensionin e duhur në kohë reale edhe gjatë ngarkimit dhe/ose shkarkimit.

Pas fillimit të një projekti të suksesshëm të Kickstarter të quajtur Solderdoodle Pro, kuptova se e njëjta teknologji e baterive e përdorur për të shkrirë saldimin mund të përdoret për të zgjidhur problemin e përpjekjes për të gjetur baterinë e duhur dhe për të blerë vazhdimisht bateri të reja për çdo projekt të ri. Kombinuar me njohuritë e mia për printimin 3D, krijova një kuti për baterinë që mund të printohet, modifikohet dhe ndahet!

Stacker Power është gjithashtu i pajtueshëm me konvertuesit DC-DC me Burim të Hapur si Adafruit's Power Boost 1000.

Si funksionon pirgu i baterisë?

Diodat e tensionit të ulët përpara/rrymës së lartë në tabelën e kontrolluesit të ngarkimit janë instaluar në hyrjen dhe daljen e qarkut, të cilat parandalojnë bisedën kryq midis burimeve të shumta të energjisë dhe midis daljes së kontrolluesve të ngarkimit. Kjo lejon që ndërlidhjet midis kunjave të hyrjes dhe daljes të secilës bord të kontrolluesit të ngarkimit të bëhen shirita bus, duke lejuar që voltazhi të mbetet i njëjtë dhe rryma të shumëfishohet. Bateria e tensionit më të lartë në pirg do të shkarkohet më së shumti derisa bateritë e tjera të arrijnë afër të njëjtit tension dhe ato gjithashtu do të fillojnë të shkarkohen me të njëjtën ritëm, gjë që shumëfishon prodhimin aktual të paketës së baterisë.

Karakteristikat e Power Stacker: * Koha për tu karikuar plotësisht: @5 Watts 3350mAh: 3 orë | @8 Watts 13400mAh: 7 orë

* Kapaciteti: 3350mAh, 6700mAh, ose 13400mAh / 3.6V

* Lloji: Panasonic NCR18650B Lithium-Jon

* Hyrja - Rryma: 450 në 2600mA | Tensioni: 5 deri në 6 volt

* Numri i Porteve USB: 1 (në varësi të numrit të moduleve të përshtatësit 5V)

* Rezultati - Tituj standarde të stilit Arduino për femra dhe meshkuj

* Dalja - Rryma: Deri në 2000mA | Tensioni: 3.6 volt direkt ose 5 volt me modul konvertues DC-DC

* Materiali i Rastit: Material i printuar 3D

* Jeta e baterisë nën përdorim tipik: 5 vjet * Bateri e zëvendësueshme

* Siguron deri në 320% iPhone Charge ose 160% Galaxy S5 Charge me dy qeliza 6700mAh

* E pajtueshme me Arduino, iPhone, Android, Windows Phone dhe të tjerë me modul konvertues 5 Volt DC-DC

*KUJDES: Kini kujdes kur përdorni ndonjë bateri litium-jon sepse shkurtimi i baterisë mund të shkaktojë djegie. Vishni gjithmonë syze sigurie. Ju lutemi përdorni komponentët e rekomanduar të baterisë dhe qarkut për shkak të rrymës maksimale të ngarkimit të baterisë 2000mA. Pjesët e printuara 3D mund të shtrembërohen nën temperatura të larta.

Pajtueshmëria me FCC: NUK kërkohet sepse frekuencat e qarkut janë nën 1.7MHz

Hapi 1: Materialet, mjetet dhe skedarët e kërkuar

Këtu është një listë e materialeve, mjeteve dhe skedarëve të kërkuar.

MATERIALE:

Përshkrimi QTY

1 Qark kontrollues i ngarkimit të litium-jonit (Skematik, Dosjet Gerber, etj. Mund të shkarkohen nga faqja e mëparshme. Komponenti kryesor IC është kontrolluesi i ngarkimit Maxim MAX8903G.)

1 NCR18650B 3350mAh Bateri e pambrojtur Panasonic Lithium Jon www.ebay.com (Nëse është e nevojshme kosto më e ulët, provoni baterinë Panasonic NCR18650A me një kapacitet pak më të vogël 3070mAh. Sigurohuni që është e pambrojtur dhe kontrolloni me kujdes numrin e pjesës së baterisë. Bateritë e mbrojtura kanë shtuar gjatësinë me një qark të integruar, i cili mund të ndikojë në performancën. Referenca https://industrial.panasonic.com/www-cgi/jvcr13pz.cgi?E+BA+3+ACI4002+NCR-18650B+7+EU Marka të tjera të baterive NUK rekomandohen sepse rryma e kontrolluesit të ngarkimit në bateri mund të jetë deri në 2000mA dhe kimia Panasonic NCR18650 mund ta trajtojë atë. Nëse keni nevojë të përdorni marka të tjera, sigurohuni që ato të plotësojnë të njëjtat specifikime, kimi dhe mund të trajtojnë deri në 2 Ampe rrymë ngarkimi. Përdorimi i baterive që nuk i plotësojnë këto specifikime mund të çojë në dëmtime të rrezikshme të baterisë.)

2 Lidhës 2-pin Hirose DF3-2S-2C

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

1 1 "Rrip i gjerë Kapton Tape https://www.mcmaster.com/#7648a715/=qu58072 1" Disk Kapton Tape

1 1 "Copë Diametri e Tubit të Tkurrjes së Nxehtësisë 2.7" I gjatë2 1/16 "Copë e Tubit të Tkurrjes së Nxehtësisë 1.0" I gjatë 1 Rrotull teli lidhës 1 Kase 3D e printuar (Skedari i disponueshëm në faqen e mëparshme.)

1 Koka Femrash 2X4

Konvertues 5 Volt DC-DC

1 Protoboard

1 Kreu Femrash 1X2

1 shirit për kokë për meshkuj

Gjatësi të ndryshme 26 AWG Standard Red and Black Stranded 4 Amp Max Wire Listuar më poshtë: https://www.mcmaster.com/#catalog/119/798/=qu7rf61 6.10 Black Wire.06 shirit një skaj.20 shirit në anën tjetër

1 8.00 Red Wire.06 shirit njërin skaj.20 shirit skajin tjetër

MJETET: Përshkrimi QTY

Pajisje baterie 1 bërthamë energjie

1 Shirita me tela varg matës 24-26

1 Wrim Crimper 20-24 gamë gage

1 Masë kasetë

1 Hekur për saldim

1 armë ngrohëse

1 gërshërë

Hapi 2: Montimi i baterisë

Futeni baterinë NCR18650B në Pajisjen e Baterisë me anën pozitive të kthyer nga lart. Pajisja do të rreshtojë telat Kuq e Zi ndërsa lidhni. Mos e prekni hekurin për saldim, sepse mund të shkrihet. Ju mund të jeni në gjendje të lidhni baterinë pa pajisje, por është shumë më e vështirë dhe do t'ju duhet akoma diçka për të parandaluar që bateria të bjerë. Pajisja mund të përdoret edhe për projekte të tjera të baterive.

Vendoseni fundin e zhveshur.20 "të telit të gjatë të Kuq në llogore të etiketuar +KUQ dhe ngjiteni tela të Kuq në bateri. Mundohuni t'i lidhni shpejt baterisë sepse shumë nxehtësi në bateri mund ta dëmtojë atë. Nëse ka ndonjë saldim duke u nxjerrë jashtë, zbuteni me hekurin e saldimit. Pas bashkimit, anojeni pajisjen dhe nxirrni baterinë nga poshtë me gisht. Kthejeni baterinë me kokë poshtë dhe futeni baterinë në pajisje me tela të Kuq në luginën +KUQ dhe fundi negativ i baterisë i drejtuar lart. Shtrëngoni skajin e telit të Kuq me Pin Hirose dhe futeni pinin në portën 1 të lidhësit Hirose 2-Pin. Ju dëshironi ta lidhni lidhësin në këtë pikë sepse është i rrezikshëm për të lënë një skaj të zhveshur të varur të një teli të baterisë të ekspozuar dhe potencialisht mund të shkaktojë një shkurtim ose djegie nëse prek skajin negativ të baterisë. Vendosni fundin e zhveshur.20 "të telave të gjatë të Zi në llogore të etiketuar -BLK dhe lidhni Teli i zi në bateri. Fundi negativ i kësaj baterie zakonisht kërkon më shumë nxehtësi për t'u bashkuar sepse ka më shumë sipërfaqe në kontakt me masën e baterisë, por përpiquni të bashkoni shpejt. Nëse ka ndonjë saldim që del jashtë, zbuteni atë me hekurin e saldimit. Pas bashkimit, shtypni fundin e telit të Zi me Pin Hirose dhe futeni kunjin në portën 2 të lidhësit Hirose 2-Pin. Anojeni pajisjen dhe nxirrni baterinë nga poshtë me gisht. Përkulni telin e zi drejt poshtë skajit të skajit negativ të baterisë dhe drejtojeni telin e kuq të rrethohet përgjatë anës së baterisë. Efekti duhet të jetë që tela e Kuqe që zbret nga fundi pozitiv i baterisë është 120º larg nga vendi ku takohen telat e Zi dhe të Kuq. Kjo gjeometri e telave lejon që telat pozitivë dhe negativë të dalin nga e njëjta anë dhe i jep përshtatje të rehatshme. Mbështillni një copë kasetë 1 "të gjerë Kapton një herë në mes të baterisë për të mbajtur telat poshtë. Vendosni një disk kasetë 1" në çdo skaj të baterisë dhe palosni skajet mbi anën e baterisë. Pastaj rrëshqisni tubin 1 "të Ngrohjes së Ngrohjes mbi baterinë me tubin në të njëjtin nivel me fundin pozitiv të baterisë. E gjithë lëngu i tubit duhet të dalë nga ana negative. Tani përdorni një armë ngrohjeje për të tkurrë tubin për të përfunduar montimin e baterisë.

Hapi 3: Asambleja e Stacker Power

Për një konfigurim të vetëm të qelizës, thjesht lidhni Header Female 2X4 në bordin e kontrolluesit të ngarkimit, lidhni baterinë, pastaj lidhni kunjat e kokës mashkullore në bordin 5 Volt DC-DC dhe lidheni atë me bordin e kontrolluesit të ngarkimit.

Për një konfigurim me shumë qeliza, lidhni titujt meshkuj në protoboard në të njëjtin konfigurim si kunjat e kontrolluesit të ngarkimit dhe lidhni kokën 1X2 Female Header në tabelë.

Në pjesën e pasme të protoboardit, bashkoni të gjitha kunjat e lidhura me portën SYS OUT nga bordi i kontrolluesit të ngarkimit, lidhni të gjitha kunjat e lidhura me portën GND nga bordi i kontrolluesit të ngarkimit dhe lidhni të gjitha kunjat e lidhura me portën IN6V nga bordi i kontrolluesit të ngarkimit. Pastaj lidhni SYS OUT në kunjin e kokës femërore në protoboard dhe lidhni GND në kunjin tjetër të kokës femërore në protoboard.

Rrëshqiteni protoboardin në folenë kutinë e printuar 3D, pastaj bashkoni bateritë, bordet e kontrolluesit të ngarkimit dhe konvertuesin 5 Volt DC-DC në protoboard.

Hapi 4: Aplikimet

Thjesht lidhni baterinë me tabelën e kontrolluesit të ngarkimit, lidhni konvertuesin DC-DC 5 Volt dhe ngarkoni pajisjen tuaj USB.

Lidhni një kabllo të ngarkimit mikro USB për të rimbushur bateritë nga çdo burim energjie 5 deri në 6 volt. Çdo qelizë ka kontrolluesin e vet të ngarkimit për balancimin e vërtetë të qelizave në kohë reale. Çdo kontrollues ngarkimi në paketë do të fillojë automatikisht të karikohet sapo të zbulohet fuqia e tepërt.

Ju gjithashtu mund të lidhni burime të shumta energjie me Power Stacker si panele diellore, dinamo dhe burime të tjera të energjisë USB për të rritur rrymën e ngarkimit në paketën e baterisë.

Pavarësisht nëse jeni duke ngarkuar një telefon të mençur, tabletë ose një robot të kontrolluar nga distanca, Power Stacker do t'ju japë fuqinë që ju nevojitet tani dhe do të përshtatet me kërkesat tuaja të energjisë në të ardhmen.

URIME! Përfunduat ndërtimin e Power Stacker!

Hapi 5: Zgjidhja e problemeve

SIGURIA

Mos e lini Power Stacker në rrezet e diellit direkte. Mbajeni të mbuluar ose në hije. Nxehtësia nga dielli mund të bëjë që qarku i ngarkimit dhe bateria të nxehen shumë, të ndalojë karikimin, të degradojë baterinë dhe të shkurtojë jetëgjatësinë e saj.

Temperaturat e pranueshme: Power Stacker është projektuar për t'u përdorur në temperatura midis 0º dhe 45º C (32º dhe 149ºF). Magazinimi: Ruajeni Power Stacker në temperaturën e dhomës. Power Stacker duhet të rimbushet rreth një herë në vit për të parandaluar shkarkimin e tepërt.

Për rezultate më të mira, ngarkoni plotësisht Power Stacker para përdorimit.

ZGJIDHJA E PROBLEMEVE

Power Stacker LED nuk ndizet kur karikohet nga laptopi im

1) Kjo mund të ndodhë nëse Power Stacker është kulluar plotësisht dhe kalon në një modalitet ngarkimi të rrjedhshëm. Mbajeni Power Stacker të kyçur në prizë për rreth 15 minuta dhe drita e ngarkimit LED duhet të ndizet përsëri.

2) Disa laptopë të vjetër kanë një kufizim të ulët të rrymës në portet e tyre USB dhe do të çaktivizojnë portën USB nëse rryma tejkalon kufirin. Provoni ta lidhni Power Stacker në një port tjetër USB.