Bærbar strømforsyningsenhet: 3 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Inspirasjonen til dette prosjektet kom fra å ville ha en metode for å lade dronebatteriene mine ute i felten. En annen god brukstid ville være for camping. Denne bygningen er ikke nødvendigvis det billigste alternativet. Det er mange kommersielt tilgjengelige produkter der ute som tilbyr mye til en fornuftig pris. Jeg hadde omtrent halvparten av komponentene som trengs bare for å sitte. Pluss at jeg ønsket noe å gjøre i det siste, så jeg bestemte meg for å bygge fremfor å kjøpe. Hvis du ikke har noen av elementene under material- og kostnadsseksjonen, kan du regne med å bruke 400+ amerikanske dollar for totalen. Dette beløpet kan kjøpe et anstendig oppsett som allerede er ferdig. Ellers hvis penger og tid er noe du ønsker å bruke til gjengjeld for en fungerende bærbar strømforsyning sammen med opplevelsen, så er denne bygningen perfekt.

Spesifikasjonene for min bygning:

• 4S (serie) 20P (parallell) 16,8V batteribank (93,6 watt timer)
• 4S 40Amp BMS
• 300 Watt omformer
• 6 USB -ladeporter
• 1 120V US Outlet
• 100 Watt solcellepanel
• 11 Amp Charge Controller

Denne enheten kan oppfylle dine egne spesifikasjoner i henhold til hvordan du vil bygge den og hva du vil at den skal inneholde. Hvis du vil ha større batterikapasitet eller flere uttak, større effekt (større omformer) og så videre enn du burde ta hensyn til dimensjonen til disse objektene før du kjøper saken. Saken jeg brukte valgte jeg på grunn av prispunkt, tilgjengelighet, samt vanntette tetning. Hvis du har tenkt å kopiere alt nøyaktig enn bare å kjøpe det som er oppført nedenfor.

Jeg har ingen tilknytning til nettstedene som er koblet, bare en forbruker av dem. Jeg pleier å shoppe på internett en stund før jeg kjøpte, og fant ut at dette er den største verdien for det minste dollarbeløpet da jeg kjøpte dem, sammenlignet med hva som ellers var tilgjengelig. For å få de absolutt laveste prisene på de fleste varer vil jeg anbefale å kjøpe direkte fra Kina. Den eneste ulempen er å forvente levering i gjennomsnitt om en til to måneder. Jeg har gjort hundrevis av bestillinger fra Aliexpress.com alene i år og mottok akkurat det jeg forventet noen ganger innen tre uker

Materialer og kostnader

Batterier (80) 18650 Celler

Nickel Strips.1,.12, OR.15 tykkelse

4S BMS

14 Gauge Silicone Wire

26 Gauge Silicon Wire Må ha to forskjellige farger

(2) Vippebrytere trenger bare en bryter hvis du vil installere en temperatursensor/kontroller for å automatisk styre viftene.

Digital temperaturkontroller

XT60 -kontakter (ikke loddet) ELLER XT60 -kontakter (allerede loddet)

Vifter (2) 12V DC

Batteriindikator

Digital måler

Seks port USB lader

Step Down Buck Converter

Etui Hvis du går med et annet etui, vil disse designene ikke passe inn i det. Pelican har filer du kan laste ned for CAD -programvare for å inkorporere dine egne design på frontplater.

Silikonforseglingsmiddel

Solcellepanel, ladekontroller og omformer

1 kg PETG eller ABS filament

M1-M5 skruesortiment

Krympeslange

VHB -tape

300 mm krympeslange

(16) 10 X 3 mm magneter

Superlim

Totalkostnad $ 550 +/- inkludert solcellepanel, som de fleste kommersielle produkter selger separat, og avhengig av hvilken batterikapasitet du kjøper kan reduseres betydelig. Avhenger også av tilbud og etterspørsel, så prisene kan endres.

Nødvendig verktøy

3D -skriverLoddejern

Lodding

Varmepistol eller liten lommelykt

Batterispot sveiser

Wire strippere

Wire Crimper Tool med terminalhylser

Liten Flathead

2,5 mm, 3 mm, 4 mm sekskantnøkler

Wowstick er ikke nødvendig, men det er praktisk å ha hvis du gjør mange prosjekter med små skruer.

C4 18650 batterilader

Digitalt multimeter

Bore

Borsett

Trinn 1: Batteribank

Dette trinnet er egentlig et helt annet prosjekt i seg selv. Jeg kjøpte brukte batterier som hadde tidligere punktsveisear, så jeg brukte et roterende verktøy og et lite cutoff -hjul for å slipe dem. Etter at begge ender er rengjort på alle cellene, anbefales det å lade dem ved hjelp av en smart lader som C4 oppført i verktøydelen.

For gode opplæringsprogrammer om hvordan du monterer dine egne batteribanker samt hvordan du kobler til BMS enn jeg anbefaler Jehu Garcia og Ebike School Channels. Hvis du har gjort batteribankmontering, har erfaring med punktsveisebatterier og kabling av BMS, kan du sannsynligvis hoppe til Utskrift og montering.

Når alle cellene er ladet opp, tester du spenningen til hver celle. Alt under 3,6 volt bør kastes. I gjennomsnitt hadde jeg celler rundt 4 volt hver. Multimetre varierer veldig med hvordan de ser ut. Kanskje se i håndboken for å finne det eksakte ikonet, symbolet eller bokstaven for testing av likspenning. På min måler for å sjekke spenningen, byttet jeg den digitale multimåleren til en DC 6V -innstilling og brukte den svarte på den negative og den røde til den positive.

For å ordne cellene, plasser batteriene i en av de trykte 18650 4S 10P -plater. En rad hele veien skal ha den samme enden vendt oppover (positiv eller negativ). Neste rad over skal ha motsatt ende vendt oppover (positiv eller negativ). Se bildene som følger med.

Etter at alle cellene er ordnet og trykker du inn i bunnplaten. Sett den andre platen på toppen av batteriene. Hvis det virker som en tett passform, starter du i den ene enden og hamrer den lett på batteriene en eller to celler om gangen og beveger deg gradvis over mot den andre enden av batteribanken. De to platene skal holde dem alle på plass uten fleksibilitet.

ADVARSEL:

Vær veldig forsiktig og ta deg god tid med dette neste trinnet, det kan sjokkere deg og muligens korte ut batteriene. Fjern alt ledende materiale i nærheten, slik at du ikke ved et uhell setter batteriet på toppen av det for å lage en elektrisk tilkobling.

Hvis du er fornøyd med batteriet ditt, er det på tide med punktsveising. Hvis du bruker samme punktsveiser som jeg gjorde, må du få 0,1-.15 tykkelse, denne sveiseren kan ikke sveise tykkere enn det. Plasseringen av nikkelstrimlene har betydning. Den enkleste måten å forklare er å referere til bildene jeg har tatt med for det nøyaktige oppsettet. Klipp og legg nikkelstrimlene på batteriet. Hold batteriet opp mot sveiseren med et rimelig trykk og slå det en gang, sjekk det, og ta det igjen og gå videre til neste celle.

Etter hvert er du ferdig med punktsveising. Nå er det på tide å koble til batteristyringssystemet (BMS). En BMS overvåker og fordeler strømmen jevnt over alle tilkoblede celler. Den tykkere (14-18 gauge) ledningen som er rød og svart var slik at jeg kunne slå 10P til en 20P batteribank. Normalt ville dette bli gjort ved punktsveising av flere strimler i samme mønster, men for å passe i dette spesifikke tilfellet trengte jeg at de to mursteinene skulle være side om side i stedet for et langt rektangel.

Monter (varmt lim) BMS på et materiale av isolatortype som hard plast, skum eller papp. Ikke monter den direkte på siden av batteriene.

De andre tynnere (28-30 gauge) ledningene er alle koblet til forskjellige punkter på BMS. Jeg brukte de samme fargekodene for det samme punktet på BMS. Svart er 0V, gult er 4,2V, grønt er 8,4V, rødt er 12,6V, og Pinkish er 16,8V. Hvert nummer har to ledninger fordi det må kobles til de første cellene og de siste cellene parallelt. Hvis du gjorde en lang rektangulær batteribank, ville ledningene dine startet ved enden av banken, og de andre ledningene ville strekke seg til den andre siden av blokken. Jeg brukte et loddejern til nikkelstrimlene for ikke å skade cellen.

Det er enkelt å fullføre batteriet. Lodd på minst en rød og en svart tykk (14 gauge) ledning, omtrent 6 tommer lang, med en XT60 -kontakt på enden. Dette går på + og - symbolene på BMS. Jeg påførte litt kapton -tape for å hindre blokken i å skifte rundt. Skyv batteribanken inn i en 300 mm krympepakke, kutt bort overflødig mengde og påfør varmepistol eller brenner med en viss avstand. Batteribanken er nå fullført.

Trinn 2: Utskrift og montering

Hvis du er helt ny på 3D -utskrift, foreslår jeg at du leser nedenfor, ellers kan du hoppe til delen for utskriftsinnstillinger.

Jeg har to Ender 3 -er. Begge er virkelig god kvalitet til pris og kan håndtere PLA, ABS og PETG. Sengeadhesjon er det største problemet til tross for mestring av sengenivellering. Det som eliminerte dette problemet for meg var å kaste ut sengene og bytte ut med herdet glass. Selvfølgelig måtte nivået det igjen, men bare en gang. Før hver utskrift tørker jeg den av med rundt 70% isopropylalkohol. La skriveren forvarmes helt. Oppbevar skriveren og filamentet på et tørt sted. Mer fuktighet betyr flere problemer. Perlene vil sannsynligvis ikke laminere riktig og forårsake enkel separasjon mellom to lag i midten av en ferdig del.

Hvis du ikke har en 3D -skriver ennå og vurderer å skaffe deg en Ender 3, følger du denne opplæringsopplæringen nøye. Jeg fulgte alle trinnene på begge skriverne jeg monterte og kom perfekt ut på første forsøk. Jeg bruker Cura som skiver. Mange innstillingsalternativer er inkludert pluss at det er gratis å bruke.

Utskriftsinnstillinger

Denne lenken er for STL -filene

ABS eller PETG anbefales. Jo større fyllingsprosent, jo bedre. Jeg valgte 25% for alle fire frontplatene. Jeg brukte 0,8 dyse med trekkvalitet og hadde et anstendig utseende produkt i gjennomsnitt fem timer per del. Disse trenger støtte og for å være orientert med bokstaver vendt mot himmelen.

Interiørkomponentene ble skrevet ut med 0,6 dyse av standard kvalitet.

(1) Flatbrakett 100% utfylling

(4) Bowties 100% fylling

(2) Magnetstenger 75% - 100%

(1) Ladekontrollbrakett 75% - 100%

(1) Buck Convertor Monteringsbrakett 50% utfylling. Det er to versjoner. Du trenger bare to bolter for å montere den på etuiet, så jeg designet et 2 -hull samt det 4 -hullet. Men du trenger bare å skrive ut det ene eller det andre.

18650 batteri 4S 10P tallerkener 100% fylling med 0,4 dyse i standard kvalitet. Jeg gjorde dette med PLA, da det vil bli pakket inn og deretter vedlagt igjen i et etui. Avhengig av hvor mange batterier du har tenkt å bruke (40 celler = 2 totalt 4S 10P -plater nødvendig) (80 celler = 4 totalt 4S 10P -plater nødvendig)

Å montere disse sammen er i utgangspunktet som legoklosser. Sløyfene skal hjelpe til med å holde tallerkener sammen, men ikke nødvendig. Det som fester alt sammen best er magnetstengene samt trykket på den tette passformen fra etuiet. Når jeg satte inn magneter i delene, hadde jeg en stabel i hånden, påførte litt superlim i delen og presset inn en magnet med bunken på toppen av den. Dette var så polariteten er omvendt og magnetene ved et uhell limes på feil måte.

Når en magnetstang hadde fire magneter limt inn i en presset helt inn, lot jeg den tørke i noen timer. Jeg ga hver av de fire magnetene en ny magnet for å holde kontakten med den. På denne måten er polariteten allerede korrekt når ansiktsplatene limes og trykkes på magnetene.

Trinn 3: Montering og ledninger

Se de medfølgende flytdiagrammer for hvordan jeg koblet ting opp.

Å koble alt sammen er ikke veldig komplisert, det er akkurat slik det ser ut. For de fleste komponenter involverer de bare positive og negative ledninger. Bryterne er der det blir litt vanskelig. Hvis du har tenkt å ha automatisk viftestyring ved hjelp av en digital temperaturkontroller/sensor, trenger du bare en vippebryter for å slå enheten på og av. Hvis du vil ha andre verktøy, for eksempel en LED -lysstang eller noe, vil du i så fall sannsynligvis bruke en annen bryter.

Husk å plassere målerne og bytte til de trykte frontplatene før du lodder sammen. Ellers må du gjøre det to ganger. Jeg lærte dette på den harde måten. Når du monterer viftene ideelt, vil du at luftsirkulasjonen skal til den ene, trekke luft inn og den andre blåse ut. Omformeren har også en vifte som blåser luften ut på baksiden av den.

For inverteren demonterte jeg den midlertidig til bare kretskortet. Du trenger ikke gjøre så mye, men for å forlenge rekkevidden til 120V-uttaket må du utføre noen demontering. Ikke gjør dette mens du er koblet til noe. Fire skruer på bunnplaten avslører alt. Ytterligere fire skruer på frontplaten (med uttakene) må løsnes. Skyv ut stikkontaktene fra frontplaten. Platen kunne ikke fjernes med mindre ledningene ble kuttet eller frontplaten ble kuttet. Du kan sannsynligvis bare kutte ledningene, fordi neste trinn innebærer å kutte dem uansett for å forlenge rekkevidden.

Jeg valgte en annen rute og skar forsiktig bort små hakk i fra platen ved hjelp av et roterende verktøy. Så tok jeg en tang og bøyde dem slik at jeg kunne slippe ut stikkontaktene. Da innså jeg at jeg må spleise og lodde i omtrent seks centimeter tråd. Har bare totalt tre ledninger som skal forlenges. Jeg foreslår at de kuttes, skjøtes, loddes og krympes med en ledning om gangen. Dette gjør at forlengelsen av stikkontakten kan nå frontplaten for saken. Etter at endringen er gjort, må du sette bunnpanelet tilbake på omformeren og forberede monteringsbraketter.

Jeg brukte vinkelstang i aluminium. Merket posisjon for hull, boret hull og saget stykket av stangmassen. Jeg har designet brakettene slik at de kan 3D -printes for å gjøre livet ditt litt lettere. Se bildene for å se hvordan jeg monterte dem på saken. Sørg for at du er fornøyd med oppsettet ditt og at batteriet ikke glir for mye før du borer hull. Jeg presset batteribanken opp til høyre hjørne av saken, omformeren like ved siden av, og boret deretter hullene. Når du borer hullene, bør bukkonverteringsbraketten monteres først fordi det ikke er nok klaring til å bore hull for den med omformeren montert i veien.

Jeg borer bare hull gjennom saken for disse to brakettene og to hull for monteringsbraketten som er beregnet for DC-DC bukkomformeren. Før jeg plasserte en skrue/bolt gjennom hullet, ville jeg påføre silikonforsegling på innsiden og utsiden for å holde det vanntett. Jeg brukte også skiver i begge ender av boltene. Jeg designet magnetstengene slik at de også kunne festes til etuiet med bolter.

På min PPSU brukte jeg VHB -tape for å feste ladekontrollen på siden av saken. Mens jeg opprettet denne instruerbare, tok jeg meg tid til å lage en brakett, du kan 3D -skrive ut og bore hull for å boltre opp hvis du ønsker det. Det eneste andre området jeg brukte en liten mengde VHB -tape var mellom den flate braketten og solcellepluggen for å unngå å gli når du kobler den til solcellepanelkontakten.

Jeg håper dette har vært inspirerende, informativt eller litt morsomt for deg. Takk for at du så på prosjektet mitt.