Power Stacker: Stabilt USB oppladbart batterisystem: 5 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Klikk nedenfor for å besøke vår Hackaday -prosjektside

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

Power Stacker er en bærbar, modulær, USB oppladbart litiumionbatteri. Stable dem sammen for kraftsultne prosjekter eller skill dem for mindre prosjekter med dette modulære systemet. Gerber-, BOM- og. STL -filene er tilgjengelige nedenfor.

Power Stacker gjør det som andre USB -oppladbare batterier ikke har klart å gjøre, og det er muligheten til å kombinere sammen for økt batterikapasitet eller skille i mange små batterier for mindre prosjekter. Du kan bokstavelig talt bruke de samme Power Stacker -batteriene i mange år på tvers av mange applikasjoner!

En annen unik egenskap ved Power Stacker er at hvert batteri får sin egen ladekontroller, som garanterer ekte cellebalansering og sørger for at hvert batteri lades til riktig spenning i sanntid, selv under lading og/eller utlading.

Etter å ha lansert et vellykket Kickstarter -prosjekt kalt Solderdoodle Pro, innså jeg at den samme batteriteknologien som ble brukt til å smelte loddetinn, kan brukes til å løse problemet med å prøve å finne det riktige batteriet og måtte kjøpe nye batterier for hvert nytt prosjekt. Kombinert med min kunnskap om 3D -utskrift, opprettet jeg et etui for batteriet som kan skrives ut, endres og deles!

Kraftstabler er også kompatibel med Open Source DC-DC-omformere som Adafruit's Power Boost 1000.

Hvordan fungerer batteristakken?

Lavspennings-/høystrømdioder på ladekontrollerkortet er installert på inngang og utgang på kretsen, noe som forhindrer krysssnakk mellom flere strømkilder og mellom utgangen til ladekontrollerne. Dette gjør at sammenkoblingene mellom inngangs- og utgangspinnene på hvert ladekontrollerkort kan bli busslinjer som gjør at spenningen kan forbli den samme og strømmen kan multiplisere. Det høyeste spenningsbatteriet i bunken vil lade ut mest til de andre batteriene når nær den samme spenningen, og de vil også begynne å lade ut med samme hastighet, noe som multipliserer strømutgangen til batteripakken.

Spesifikasjoner for strømstabler: * Tid for full lading: @5 Watt 3350mAh: 3 timer | @8 Watt 13400mAh: 7 timer

* Kapasitet: 3350mAh, 6700mAh eller 13400mAh / 3.6V

* Type: Panasonic NCR18650B Litium-ion

* Inngang - Strøm: 450 til 2600mA | Spenning: 5 til 6 volt

* Antall USB -porter: 1 (avhengig av antall 5V adaptermoduler)

* Output - Standard Arduino Style Female og Male Headers

* Utgang - Strøm: Opptil 2000mA | Spenning: 3,6 volt direkte eller 5 volt med DC-DC-omformermodul

* Saksmateriale: 3D -trykt materiale

* Batterilevetid ved vanlig bruk: 5 år * Utskiftbart batteri

* Gir opptil 320% iPhone Charge eller 160% Galaxy S5 Charge med to celler 6700mAh

* Kompatibel med Arduino, iPhone, Android, Windows Phone og andre med 5 Volt DC-DC-omformermodul

*ADVARSEL: Vær forsiktig når du håndterer et litiumionbatteri fordi kortslutning av batteriet kan forårsake brannskader. Bruk alltid vernebriller. Bruk anbefalte batteri- og kretskomponenter på grunn av den høyere 2000mA maksimale batteriladestrømmen. 3D -trykte deler kan skje ved høye temperaturer.

FCC -samsvar: IKKE nødvendig fordi kretsfrekvensene er under 1,7 MHz

Trinn 1: Materialer, verktøy og filer påkrevd

Her er en liste over materialer, verktøy og filer som kreves.

MATERIALER:

QTY Beskrivelse

1 Lithium-Ion Charge Controller Circuit (skjematisk, Gerber Files, etc. kan lastes ned fra forrige side. Den viktigste IC-komponenten er Maxim MAX8903G ladekontroller.)

1 NCR18650B 3350mAh ubeskyttet Panasonic litiumionbatteri www.ebay.com (Hvis det er nødvendig med lavere kostnader, prøv Panasonic NCR18650A batteri med en litt mindre kapasitet på 3070mAh. Sørg for at det er ubeskyttet og sjekk batteridelenummeret nøye. Beskyttede batterier har ekstra lengde med en innebygd krets, som kan påvirke ytelsen Referanse https://industrial.panasonic.com/www-cgi/jvcr13pz.cgi?E+BA+3+ACI4002+NCR-18650B+7+EU Andre merker av batterier anbefales IKKE fordi ladestyringsstrømmen til batteriet kan være så høy som 2000mA og Panasonic NCR18650 kjemi kan håndtere det. Hvis du trenger å bruke andre merker, må du kontrollere at de oppfyller de samme spesifikasjonene, kjemi og kan håndtere opptil 2 ampere ladestrøm. Bruk av batterier som ikke oppfyller disse spesifikasjonene kan føre til farlig batteriskade.)

2 Hirose 2-pinners kontakt DF3-2S-2C

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

1 1 "bred Kapton -båndrulle https://www.mcmaster.com/#7648a715/=qu58072 1" Kapton -tape -plate

1 1 "Diameter stykke varmekrympeslange 2,7" lang2 1/16 "stykke varmekrympeslange 1,0" lang 1 rull loddetråd 1 3D -trykt eske (fil tilgjengelig på forrige side.)

1 2X4 kvinnelig topptekst

1 5 Volt DC-DC-omformer

1 Protoboard

1 1X2 kvinnelig topptekst

1 hannhodestripe

Ulike lengder 26 AWG Standard rød og svart strandet 4 Amp Max Wire listet nedenfor: https://www.mcmaster.com/#catalog/119/798/=qu7rf61 6.10 Black Wire.06 strip den ene enden, 20 strip den andre enden

1 8,00 Red Wire.06 strip den ene enden, 20 strip den andre enden

VERKTØY: QTY Beskrivelse

1 Power Core batteriinnretning

1 Wire Strippers 24-26 gage rekkevidde

1 Wire Crimper 20-24 måleområde

1 Målebånd

1 loddejern

1 varmepistol

1 saks

Trinn 2: Batterisamling

Sett inn NCR18650B -batteriet i batteriinnretningen med den positive siden opp. Armaturet vil justere de røde og svarte ledningene mens du lodder. Ikke rør loddejernet til armaturet fordi det kan smelte. Du kan kanskje lodde batteriet uten armaturet, men det er mye vanskeligere, og du vil fortsatt trenge noe for å hindre at batteriet faller. Armaturen kan også brukes til andre batteriprosjekter.

Plasser.20 "strippet ende av den lange Røde ledningen i grøften merket +RØD og lodd den Røde ledningen til batteriet. Prøv å lodde til batteriet raskt fordi for mye varme til batteriet kan skade det. Hvis det er loddetinn stikker ut, glatt det ut med loddejernet. Etter lodding vipper du armaturet og skyver batteriet ut fra undersiden med fingeren. Snu batteriet opp ned og sett batteriet inn i armaturet med den røde ledningen i +RØDT og den negative enden av batteriet vendt opp. Krymp enden av den røde ledningen med Hirose-pinnen og sett pinnen inn i port 1 på Hirose 2-pinners kontakt. Du vil feste kontakten på dette tidspunktet fordi det er farlig å la den dinglende, blanke enden av en batterikabel være eksponert og kan potensielt forårsake kortslutning eller brannskader hvis den berører den negative enden av batteriet. Plasser den.20 "strippede enden av den lange svarte ledningen i grøften merket -BLK og lodd Svart ledning til batteriet. Den negative enden av dette batteriet krever vanligvis mer varme til lodding fordi det er mer overflate i kontakt med batteriets masse, men prøv å lodde raskt. Hvis det er noe lodd som stikker ut, glatt det ut med loddejernet. Etter lodding, krymp enden av den svarte ledningen med Hirose Pin og sett pinnen inn i port 2 på Hirose 2-pins kontakten. Vipp armaturet og skyv batteriet ut av undersiden med fingeren. Bøy den svarte ledningen rett ned over kanten på den negative enden av batteriet, og før den røde ledningen til å løkke rundt langs siden av batteriet. Effekten bør være at den røde ledningen som kommer ned fra den positive enden av batteriet er 120º bortsett fra der de svarte og røde ledningene møtes. Denne trådgeometrien gjør at de positive og negative ledningene kan komme ut fra samme side og gir den tettsittende passformen. Pakk et stykke 1 "bredt Kapton -tape en gang rundt midten av batteriet for å holde ledningene nede. Legg en 1" Kapton -tape -plate i hver ende av batteriet og brett kantene over siden av batteriet. Skyv deretter 1 "varmekrympeslangen over batteriet med røret i flukt med den positive enden av batteriet. Hele slangen bør stikke ut den negative enden. Bruk nå en varmepistol til å krympe røret for å fullføre batteriet.

Trinn 3: Power Stacker Assembly

For et enkeltcelles oppsett, lodder du bare 2X4 hunnhodet til ladekontrollerkortet, kobler batteriet og deretter loddetinnhodestifter til 5 Volt DC-DC-kortet og kobler det til ladekontrollerkortet.

For et flercellet oppsett, lodd hanhodene til protoboardet i samme konfigurasjon som ladekontrollpinnene og lodd 1X2 hunnhodet til brettet.

På baksiden av protoboardet lodder du alle pinnene som er knyttet til SYS OUT -porten fra ladekontrollerkortet, alle pinnene som er knyttet til GND -porten fra ladekontrollerkortet, og lodder alle pinnene som er knyttet til IN6V -porten fra ladekontrollkort. Deretter loddes SYS OUT til den kvinnelige toppnålen på protoboardet og loddes GND til den andre kvinnelige toppstiften på protoboardet.

Skyv protoboardet inn i sporet på 3D-trykte etui, og fest deretter batteriene, ladekontrollkortene og 5 Volt DC-DC-omformeren til protoboardet.

Trinn 4: Søknader

Du bare kobler batteriet til ladekontrollerkortet, kobler DC-DC 5 Volt-omformeren og lader USB-enheten.

Koble til en mikro -USB -ladekabel for å lade batteriene fra en hvilken som helst 5 til 6 volt strømkilde. Hver celle har sin egen ladestyring for ekte sanntids cellebalansering. Hver ladestyring i pakken vil automatisk begynne å lade når overflødig strøm er oppdaget.

Du kan også koble flere energikilder til Power Stacker som solcellepaneler, dynamoer og andre USB -strømkilder for å øke ladestrømmen til batteripakken.

Enten du lader en smarttelefon, nettbrett eller fjernkontrollert robot, gir Power Stacker deg den kraften du trenger nå og tilpasser deg strømkravene dine i fremtiden.

GRATULERER! Du er ferdig med å bygge Power Stacker!

Trinn 5: Feilsøking

SIKKERHET

Ikke la Power Stacker stå i direkte sollys. Hold det dekket eller i skyggen. Varme fra solen kan føre til at ladekretsen og batteriet blir veldig varmt, slutter å lade, ødelegger batteriet og forkorter levetiden.

Akseptable temperaturer: Power Stacker er designet for å brukes i temperaturer mellom 0º og 45ºC (32º og 149º F). Lagring: Oppbevar Power Stacker i romtemperatur. Power Stacker bør lades opp omtrent en gang i året for å forhindre overlading.

For best resultat, lad Power Stacker fullstendig før bruk.

FEILSØKING

Power Stacker LED lyser ikke når jeg lader fra den bærbare datamaskinen min

1) Dette kan skje hvis Power Stacker er fullstendig tappet og går over i en ladningsmodus. La Power Stacker være tilkoblet i omtrent 15 minutter, og LED -ladelampen skal tennes igjen.

2) Noen eldre bærbare datamaskiner har en lav strømbegrensning i USB -portene og deaktiverer USB -porten hvis strømmen overskrider grensen. Prøv å koble Power Stacker til en annen USB -port.