Arbeider overstørrelse 9 volt batteri laget av gamle blysyre -celler: 11 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

Har det noen gang skjedd deg, at du gummet litt snacks og plutselig skjønte at du hadde for mye av dem, mye mer enn den daglige diettkvoten tillater, eller at du handlet dagligvare og på grunn av feilberegning overfylte du noe produkt. Begge disse tingene har skjedd meg flere ganger, men bare denne gangen var det noe annerledes som jeg overfylte. Det var batterier, og ikke de vanlige AA -batteriene, men de store blybatteriene. La meg fortelle deg hvordan.

Før i dagene, da jeg fremdeles lærte om mikrokontroller og sånt, lagde jeg mye IC- og kretsbasert prosjekt. Siden alle disse prosjektene lett kunne drives av et enkelt blybatteri eller med forskjellige varianter av disse batteriene, kjøpte jeg dem i bulk. Etter hvert som tiden gikk, begynte jeg å erstatte kretser med mikrokontrollere og blybatterier med bedre Li-ion-batterier på grunn av deres pålitelighet og effektivitet.

For noen dager siden så jeg på batteriholderen min og fant en stor del batterier som bare lå og ble bortkastet overtid. Jeg visste ikke på det tidspunktet hva jeg skulle gjøre med dem, så jeg lot dem være som de er. Nylig døde mitt 12v blybatteri som jeg brukte veldig lett til å kontrollere og prototyper kretsene på grunn av en usikker grunn. I stedet for å bruke penger og kjøpe et nytt batteri, tenkte jeg på å bruke disse gamle 4v -batteriene og lage en bærbar variabel strømforsyning med den.

I utgangspunktet planla jeg, bare å sette batteriene i en gruppe og koble til en spenningsregulatormodul, men da tenkte jeg at jeg kan gjøre dette prosjektet mye mer bra og flott. Jeg planlegger å sette disse batteriene i en gruppe og dekke dem i et metallhus slik at de ligner et 9v batteri. Derfor har egenskapene til en bærbar variabel strømforsyning innelukket i en pakke med et for stort 9V batteri. Ville det ikke vært fint og bringe tilbake alle de minnene, da 9V batterier pleide å være de mest fremtredende på markedet.

Rekvisita

• Gamle batterier (jeg bruker 4V blybatterier. Hvis du ikke har blybatterier, kan du redde Li-ion-batterier fra gamle bærbare datamaskiner og elektroniske enheter)
• Buck -omformer (LM2596)
• Voltmeter
• 10K potensiometer (velg et mellomstore potensiometer og ikke glem knappen)
• På / av bryter
• DC strømkontakt
• Aluminiumsplate
• MDF -plate
• noen farger (spraymaling ville fungere fint)

Trinn 1: Lade de gamle batteriene

Batteriene mine ble holdt i skapet fra veldig lang tid, og på grunn av dette hadde de mistet en del av ladningen. Vanligvis mister blybatterier 4% til 5% av den totale ladningen på ett år, men denne prosentandelen kan variere avhengig av batteriets levetid. Så før jeg gikk videre, måtte jeg sørge for at alle batteriene mine var ladet til et lignende spenningsnivå, det vil si rundt 4V. For lading brukte jeg ikke noen balansert lader eller spesialisert ladning. Nedenfor har jeg nevnt to metoder for lading. Begge er like effektive og enkle å bruke.

METODE 1:

Jeg pleide personlig å lade batteriene mine. Jeg koblet ganske enkelt batteriet til en variabel strømforsyning og skrudde opp spenningen til rundt 4,2V. Siden mange av batteriene mine hadde lignende spenningsnivåer, kobbet jeg dem sammen i en gruppe (koblet dem parallelt) og ladet dem fra en enkelt strømforsyning. Du bør ikke praktisere denne metoden hvis spenningsgapet mellom batteriene er høyt, da det kan føre til ubalansert lading eller plutselig oppstart av strøm og kan hindre eller skade deres indre kjemi.

METODE 2:

Hvis du ikke har variabel forsyning, kan du ganske enkelt lade batteriene ved å koble dem til en mobiltelefonlader. I dag leverer nesten alle smarttelefonladerne en jevn 5V strøm (hurtiglading blir ignorert). Hvis vi kobler til en silikondiode i serie med laderen, får vi 4,3 volt ved utgang. Dette er fordi silisiumdioden har et barrierepotensial på 0,7V, og bruk av den i serie vil føre til et spenningsfall. Ettersom lading av blybatterier med 4,3V går hånd i hånd, kan du enkelt lade dem opp med denne metoden. Bare sørg for at dioden er forspent, ellers vil ingen strøm strømme gjennom den. For å vende forspenningen til dioden, koble dens katode til laderen og anoden til batteriets positive. Koble negativet til laderen til det negative på batteriet.

Trinn 2: Lag en batteripakke

Da alle batteriene var ladet opp, begynte jeg å gruppere dem sammen. Mens jeg integrerte batteriene, måtte jeg huske på tre aspekter, som var:

1. Dimensjon på batteripakken. Når alt er gjort, skal hele pakken ligne et 9V batteri (volumforhold mellom et 9V batteri og batteripakken vår skal være lik). Siden det meste av plassen er oppnådd av batteriene, må de plasseres riktig.
2. Terminalene på batteriene bør være riktig innrettet slik at det ikke er problematisk å koble ledningen til dem, og det skal ikke være noen spenning i ledningene når ledningene er gjort.
3. Det bør ha et mellomrom eller tomrom for elektronikken, slik at strukturen også gir støtte og beskyttelse bortsett fra innkvartering.

Jeg brukte ni av disse 4V batteriene og bestemte meg for å dele dem i gruppe på to. Den første gruppen vil ha seks batterier og den andre vil ha tre. Den mindre gruppen på tre batterier vil hvile på toppen av den større gruppen. Den større pakken vil ha form av et rektangel og fungere som basen av systemet, og den mindre pakken vil være i 'L' form og hvile over den. Tomrommet eller hullet på det fjerde batteriet vil romme elektronikken og beskytte dem.

For å holde batteriene sammen brukte jeg tykk dobbeltsidig tape. Den har et sterkt grep og gir også demping mot sammenstøt. Akkurat nå skal jeg bare lage de to batteriene. Jeg vil binde dem sammen når elektronikkdelen er ferdig, da det er lettere å jobbe når de er fra hverandre.

Trinn 3: Koble batteripolene sammen

Terminalene på blybatteriet er også laget av bly. Når de blir eksponert i luft i lang tid, blir blymetallet oksidert og danner et beskyttende belegg rundt seg selv. Dette belegget forhindrer ytterligere oksidasjon og tillater ikke loddetinn å feste seg på bly. Så før vi kobler noen ledninger til terminalene, må vi kvitte oss med dette belegget. En god måte å gjøre det på er å slipe. Du kan bruke et fint sandpapir eller en fil. Ikke slip hele overflaten, bare gjør nok til at du kan koble ledninger til dem. Med to tre filslag på toppen av terminaler, var jeg i stand til å lodde dem enkelt.

Som du vet har jeg totalt 9 batterier. Da jeg gikk gjennom forskjellige kombinasjoner, fant jeg ut at å sette tre batterier parallelt og danne en gruppe, og deretter koble de tre gruppene i serie fungerer best for meg. Denne kombinasjonen gir 12V ved 4,5Ah, noe som er tilstrekkelig for mitt daglige arbeid.

Så som nevnt ovenfor, gjorde jeg det samme. Ved å koble til 3 batterier parallelt, fikk jeg tre batteripakker med 4V 4,5Ah utgang, og da jeg koblet de tre batteripakkene i serie, fikk jeg en nettoeffekt på 12V ved 4,5Ah.

Trinn 4: Legge til en spenningsregulator og strømbryter

Fra nå av kan batteripakken vår brukes som den er, og den vil levere en jevn 12V strøm, men jeg vil at den skal være mer fleksibel og også imøtekomme forskjellige spenningsnivåer. For å oppnå dette, la jeg til en variabel buck -omformer til batteripakken. Ved å gjøre det kan jeg nå få spenninger som 5V og 3.3V som er veldig vanlige i digital elektronikk og mikrokontrollere. Hvis du arbeider med spenninger høyere enn 12V, kan du koble til en boost -konverter i stedet for buck -omformer og få de ønskede resultatene. Prosessen er nesten den samme, bare sørg for at voltmeteret ditt er vurdert for den kongen av høyspenninger.

Jeg bruker LM2596 buck -omformer fordi de er ganske billige og kan også ha en stabil spenning med god effektivitet. I henhold til databladet til IC kan den levere 5 ampere strøm og kan gå så lavt som 1V når den drives fra en 12V forsyning. Til denne buck -omformeren la jeg også til en PÅ/AV -bryter for generelle formål, siden den ikke har noen innebygd bryter eller strømsparingsmodus. Hvis du merker det, er potensiometeret (vanligvis blåfarget) på bukkomformeren veldig lite og må justeres med en skrutrekker. For å overvinne denne begrensningen, loddet jeg av lagerpotensiometeret og loddet et nytt 10K mellomstort potensiometer. Nå kan vi enkelt endre spenningsnivåene. Nedenfor er ledningstrinnene:

• Koble den negative inngangen til buck -omformeren direkte til batteripakken
• Koble den positive inngangen til buck -omformeren til pinne 1 på en bryter
• Koble pin 2 på bryteren til +12V på batteripakken
• Lodd et par ledninger til utgangsterminalen til bukkomformeren og la den andre enden være som den er. Vi kobler dem senere

TIPS: For å avlodde potensiometeret, kan du bruke en avlodingsvei, men hvis du ikke har en, kan du fjerne den med overdreven loddemetode. Smelt litt loddetråd på terminalene til loddet danner smeltede spor. Når det smeltede loddesporet er varmt nok, trekker du forsiktig potensiometeret fra bunnen. Det burde komme rett ut. Gi et lite trykk på modulen, og alt overflødig loddetinn faller av.

Trinn 5: Installere voltmeter

Vår variable strømforsyning er installert og fungerer perfekt. For å se hvor mye spenning den sender ut, trenger vi et voltmeter. For det kan vi bruke vårt pålitelige, vennlige multimeter, men for en slik oppgave ville et multimeter være en overkill. De fleste av oss har også bare ett multimeter, og hvis det er engasjert i strømforsyningen vår, kan vi ikke bruke den til andre formål. Så å installere et voltmeter som alltid kan gi oss live output -avlesning virker som et godt valg.

Jeg personlig liker dette lille digitale voltmeteret som jeg bruker for tiden. Den fungerer på 12V og kan fungere i spenningsnivåer fra 0V til 99V. Den har en veldig kompakt form og gir ganske nøyaktige avlesninger. Følg disse trinnene for å koble til voltmeteret:

• Koble den positive effekten til voltmeteret til inngangen til bukkomformeren
• Koble den negative effekten til voltmeteret til den negative inngangen til bukkomformeren
• Koble signalet til voltmeteret til positiv utgang fra bukkomformeren
• (Valgfritt) Hvis voltmeteret ditt har en negativ signalpinne eller ledning, kobler du den negative utgangen fra bukkomformeren

Trinn 6: Hvordan lader jeg batteripakken?

Etter at prosjektet er utført og vi har brukt det en stund, trenger vi en kilde for å lade opp oppbrukt batterier. Å ta ut hele monteringen og lade hver celle individuelt er veldig hektisk. Vi trenger en lader som kan lade batteriene mens den holder hele enheten intakt. Siden blybatteriene våre er fleksible når det gjelder lading, vil jeg bruke en 12V spesiallader for lading.

Jeg pleide å bruke denne laderen til å lade mitt gamle 12V blybatteri. Den leverer rundt 14,4V og kan enkelt lade batteripakken vår. Den registrerer automatisk ladenivået og kutter strøm når batteriet er fulladet. Ved å lade batteriene med en spesialisert lader vil vi gi maksimal batterilevetid og effektivitet. Men hvis du ikke har en spesialisert lader, kan du koble dem direkte til en 14,4V konstant spenningsforsyning og lade dem.

For å få tilgang til batteripolene utenfra, koblet jeg enkelt en likestrømkontakt til batteripakken.

• Koble den positive kontakten på strømkontakten til +12V batteri
• Jording av strømkontakten til den negative polen på batteriet

Trinn 7: Pakke batteriene sammen

Elektronisk del av dette prosjektet er fullført nå. Som jeg fortalte deg tidligere, vil jeg plassere den mindre batterigruppen (med 3 batterier) på toppen av den større battergruppen (med 6 batterier). Direkte plassering av batteriene oppå hverandre kan skade terminalene og dermed hele systemet. Derfor trenger vi en slags pute mellom de to. For det bruker jeg noen generelle medisinbomull. Disse bomullene er myke i naturen og gir utmerket demping. Du kan også plassere en tynn svamp i stedet for bomull, men jeg har ikke noen av dem liggende, så jeg måtte bare komme meg ut med bomull. Bruk saks til å klippe bomullen i form av batteriet, og ikke bruk den for mye. Ekstra bomull flyter bare fra sidene og skaffer plass og øker dermed størrelsen unødvendig. For å holde hele denne sammenstillingen brukte jeg litt maskeringstape. Du kan bruke hvilken som helst universalbånd så lenge den har god klebeevne og strekkfasthet. Prøv å putte mye tape der. Legg også litt tape på bomull da det kan prøve å flyte og lekke fra sidene.

Trinn 8: Lage ytterhuset

For ytterhuset, planla jeg først å bruke MDF -plate eller kryssfiner. Deretter byttet jeg til akrylark da det var mye lettere å jobbe med akryl. Senere avviste jeg alle disse alternativene og gikk med tynne aluminiumsplater. De var billige og lignet kroppen til et 9V batteri mye bedre enn andre.

Jeg kjøpte dette arket fra en lokal jernvarehandel for en stund tilbake. Selv om det ikke er helt stivt og ikke kan gi stor strukturell styrke, vil det definitivt fungere i vårt tilfelle ettersom batteriene selv har god nok strukturell styrke til å holde hele strukturen sammen.

Jeg begynte med å lage et CAD -design av foringsrøret og tegnet det på metallplaten ved hjelp av en linjal og en markør. Du kan gjøre dette lettere ved å skrive ut en sjablongdesign. Ved hjelp av en metallskjær fjernet jeg den nødvendige delen fra metallplaten. Jeg lokaliserte punktene der arket skulle brettes og fjernet små likesidede trekanter fra ekstremene av disse punktene. Disse trekantede hulrommene vil hjelpe oss med å bøye metallet enkelt.

For å bøye arket, la jeg det under et stort MDF -brett og stirret med trykk på bøyekanten med hånden min. Du kan også bruke et trestykke eller en hammer for å påføre trykk. For å feste de to endene brukte jeg en dobbeltsøm. Hvis du ikke vet hva en skjøteledd er og hvordan du lager en, anbefaler jeg deg å gå til youtube og se noen videoer. Det er ganske enkelt å lage og en veldig vanlig sammenføyningsprosess. De tre 10 mm segmentene i yttersten av sjablongen brukes til å lage denne skjøten. Når skjøten var laget, sikret jeg den med litt superlim. Lodding kan også gjøres for å feste skjøten, men jeg hadde ikke aluminiums lodding så måtte gjøre det med superlim.

Trinn 9: Gjøre terminalene og basen for vedlegg

For sidene fungerte aluminiumsplaten fint, men for basen klarte de ikke å holde batteriets vekt. Jeg trengte noe solid og hardt for basen, så jeg brukte 4 mm tykt MDF -brett. Det var vanskelig nok til å støtte alle batteriene og bøyde ikke engang. Jeg fjernet to stykker fra MDF -brettet, en for toppen og en for bunnen. Dimensjonen på brikkene var den samme som på ytterhuset, som er 102 mm x 50 mm.

På det øverste MDF -kortet boret jeg hull for utgangstrådene til bukkomformeren, potensiometeret og bryteren. Jeg brukte en kombinasjon av drill og Dremel for å lage perfekte hull. For voltmeter og likestrømkontakt laget jeg hull i aluminiumshuset. For bryteren plasserte jeg den inne i den positive strømterminalen, da den passet perfekt der.

For å lage terminalene på det store batteriet brukte jeg det samme aluminiumsarket som jeg brukte til ytterhuset. Aluminium som et ledende metall kan passere elektrisitet, og derfor kan vi bruke våre utstillingsvinduer som faktiske utgangsterminaler og kanalisere strøm gjennom dem.

• For å lage den positive terminalen rullet jeg bare opp en tynn strimmel til en sirkel og deretter brukte jeg litt superlim, og koblet de to endene. Jeg rullet også opp kantene på oversiden av terminalene slik at de blir sløve og ikke kutter huden vår.
• For den negative terminalen laget jeg to konsentriske sirkler på et aluminiumsplate med radius av ytre som var dobbelt så stor som den indre sirkelen. Deretter laget jeg tre diametre, hver i en vinkel på 120 grader fra den andre. Fra punktene der dimeter kutter den indre sirkelen, projiserte jeg rette linjer på ytre sirkel. Å gjøre dette ga meg en stjerne som struktur. Jeg fjernet stjernestrukturen fra hovedarket og bøyde armene vinkelrett på basen. Slik lagde jeg den negative terminalen.

Trinn 10: Maling

Nå begynte batteriet å ta form, men det så litt kjedelig og uferdig ut. Jeg bestemte meg for å gi den noen fargestrøk for å få frem bildet og likheten. Jeg hadde et gammelt 9V batteri liggende som jeg brukte som referanse. Ved hjelp av en markør tegnet jeg de nødvendige partisjonene på saken og malte kroppen med spraymaling. Siden miniatyrbatteriet jeg har er det vanligste som ble brukt i mitt land, brukte jeg nøyaktig samme fargekombinasjon av rødt, hvitt og blått for designet mitt. For de øvre og nedre MDF -brikkene brukte jeg bare svart maling. Når fargen var tørket, tegnet jeg noen detaljer og tekst for å få den til å se mer realistisk ut.

Trinn 11: Oppsummering av prosjektet

Alt er gjort nå, vi trenger bare å sette det sammen. Jeg begynte med å sette det ytre dekselet på toppen av elektronikken. Deretter limes voltmeteret og likestrømkontakten til aluminiumshuset. Jeg koblet først bryteren fra elektronikken, varmlimte den på MDF -kortet og koblet den til bukkomformeren igjen.

Du husker disse utgangstrådene som vi lot være tilkoblet, ta dem og koble til terminalene som vi laget noen minutter tilbake. Legg litt varmt lim på terminalene og fest dem til MDF -kortet. Sett alt sammen og lukk de metalliske lokkene på ytterhuset.

Hei, prosjektet er fullført nå. Takk for at du ble så lenge og ga deg tid til dette prosjektet. Håper du likte det. Lik og abonner på min YouTube -kanal, og abonner på meg på instrukser for aldri å gå glipp av noe prosjekt laget av meg.