Přenosná napájecí jednotka: 3 kroky (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Inspirace pro tento projekt přišla z toho, že jsem chtěl metodu, jak dobít baterie dronu v terénu. Další vhodnou dobou pro použití by bylo kempování. Tato sestava nemusí být nutně nejlevnější alternativou. Existuje mnoho komerčně dostupných produktů, které nabízejí hodně za rozumnou cenu. Seděl jsem asi na polovině potřebných komponent. Navíc jsem v minulosti chtěl něco dělat, a tak jsem se rozhodl raději stavět než kupovat. Pokud v sekci materiálů a nákladů nemáte žádnou z položek, počítejte s celkovým utratením 400 a více amerických dolarů. Za tuto částku lze koupit slušné nastavení, které již bylo dokončeno. Jinak pokud jsou peníze a čas něčím, co chcete využít výměnou za vlastní funkční přenosné napájení spolu se zkušenostmi, pak je tato sestava dokonalá.

Specifikace mého sestavení:

• 4S (řada) 20P (paralelní) 16,8 V baterie (93,6 Watt hodin)
• 4S 40 Amp BMS
• 300 Wattový měnič
• 6 USB nabíjecích portů
• 1 Zásuvka 120 V USA
• 100 W solární panel
• 11 Amp nabíjecí ovladač

Toto zařízení může splňovat vaše vlastní specifikace podle toho, jak jej chcete vytvořit a co má obsahovat. Pokud chcete baterii s větší kapacitou nebo více zásuvek, větší výkon (větší střídač) atd., Než byste měli před zakoupením pouzdra zohlednit rozměr těchto objektů. Pouzdro, které jsem použil, jsem si vybral kvůli cenovému bodu, dostupnosti a vodotěsnému těsnění. Pokud máte v úmyslu replikovat vše přesně, než jen koupit to, co je uvedeno níže.

Nemám žádné spojení s webovými stránkami, které jsou propojeny, pouze jejich spotřebitel. Mám tendenci chvíli nakupovat na internetu před nákupy a zjistil jsem, že to jsou největší hodnoty za nejmenší částku v dolarech v době, kdy jsem je koupil, ve srovnání s tím, co bylo ještě k dispozici. Chcete -li získat absolutně nejnižší ceny pro většinu položek, doporučuji nákup přímo z Číny. Jedinou nevýhodou je, že dodávka dorazí v průměru za jeden až dva měsíce. Jen za letošní rok jsem udělal stovky objednávek z Aliexpress.com a někdy během tří týdnů jsem dostal přesně to, co jsem očekával

Materiály a náklady

Baterie (80) 18 650 článků

Nikl proužky tloušťka.1,.12, NEBO.15

4S BMS

Silikonový drát 14 Gauge

26 Gauge Silicon Wire Musí mít dvě různé barvy

(2) Kolébkové přepínače Potřebujete pouze jeden spínač, pokud chcete nainstalovat teplotní čidlo/regulátor pro automatické ovládání ventilátorů.

Digitální regulátor teploty

Konektory XT60 (nepájené) NEBO konektory XT60 (již pájené)

Ventilátory (2) 12V DC

Indikátor baterie

Digitální měřič

Šestportová USB nabíječka

Step Down Buck Converter

Pouzdro Pokud jdete s jiným pouzdrem, tyto designy se do něj nevejdou. Pelican má soubory, které si můžete stáhnout pro CAD software, a začlenit tak vlastní návrhy čelních desek.

Silikonový tmel

Solární panel, regulátor nabíjení a střídač

1 kg PETG nebo ABS vlákna

Sortiment šroubů M1-M5

Smršťovací hadice

VHB páska

Smršťovací bužírka 300 mm

(16) Magnety 10 x 3 mm

Super lepidlo

Celkové náklady 550 $ +/- včetně solárního panelu, který většina komerčních produktů prodává samostatně, a v závislosti na tom, jakou kapacitu baterie si koupíte, lze výrazně snížit. Záleží také na nabídce a poptávce, takže ceny se mohou změnit.

Potřebné nástroje

3D tiskárna Páječka

Pájka

Tepelná pistole nebo malá pochodeň

Bodová svářečka na baterie

Odizolovače drátu

Nástroj pro drcení drátu s koncovými pouzdry

Malá plochá hlava

Šestihranné klíče 2,5 mm, 3 mm, 4 mm

Wowstick není vyžadován, ale je praktické ho mít, pokud děláte spoustu projektů s malými šrouby.

Nabíječka baterií C4 18650

Digitální multimetr

Vrtat

Sada vrtáků

Krok 1: Bateriová banka

Tento krok je ve skutečnosti sám o sobě dalším projektem. Koupil jsem použité baterie, které měly předchozí jizvy po bodovém svařování, takže jsem je pomocí rotačního nástroje a malého dělícího kotouče vybrousil. Poté, co jsou oba konce vyčištěny na všech článcích, doporučujeme je nabít pomocí inteligentní nabíječky, jako je C4, uvedené v sekci nástroje.

Doporučuji Jehu Garcia a Ebike School Channels, kde najdete dobré návody na sestavení vlastních baterií a připojení BMS. Pokud jste provedli montáž baterie, máte zkušenosti s bateriemi pro bodové svařování a zapojením BMS, můžete pravděpodobně přeskočit na Tisk a montáž.

Jakmile jsou všechny články nabité, vyzkoušejte napětí každého článku. Cokoli pod 3,6 voltu by mělo být zlikvidováno. V průměru jsem měl články kolem 4 voltů. Multi-meters se velmi liší v tom, jak vypadají. V příručce najdete přesnou ikonu, symbol nebo písmeno pro testování stejnosměrného napětí. Na svém měřiči jsem zkontroloval napětí a přepnul digitální multimetr na nastavení DC 6V a aplikoval černou na zápornou a červenou na kladnou.

Články uspořádáte tak, že vložíte baterie do jedné z tištěných desek 18650 4S 10P. Jedna řada musí mít stejný konec směrem nahoru (kladný nebo záporný). Další řada by měla mít opačný konec směrem nahoru (kladný nebo záporný). Viz přiložené obrázky.

Poté, co jsou všechny buňky uspořádány a zatlačeny do spodní desky. Umístěte druhou desku na baterie. Pokud se vám to zdá těsné, začněte na jednom konci a lehce ho zatlučte na baterie po jednom nebo dvou článcích najednou a postupně se přesuňte k druhému konci baterie. Dvě desky by je měly držet všechny na místě bez ohýbání.

VAROVÁNÍ:

Buďte velmi opatrní a udělejte si čas s tímto dalším krokem, může vás to šokovat a případně zkratovat baterie. Odstraňte veškerý blízký vodivý materiál, abyste omylem nenastavili baterii a vytvořili elektrické připojení.

Pokud jste se svou cihlou baterií spokojeni, pak je čas na bodové svařování. Pokud používáte stejnou bodovou svářečku jako já, budete muset získat tloušťku 0,1 až 0,15, tento svářeč nemůže svařovat silněji. Důležité je umístění niklových proužků. Nejjednodušší způsob, jak to vysvětlit, je odkazovat se na obrázky, které jsem vložil, pro přesné rozvržení. Odřízněte a položte niklové pásy na baterii. Podržte baterii u svářeče dostatečným tlakem a jednou ji připněte, zkontrolujte ji a znovu ji připněte a přejděte k další buňce.

Nakonec budete mít hotové bodové svařování. Nyní je čas na zapojení systému správy baterie (BMS). BMS monitoruje a distribuuje proud rovnoměrně do všech připojených buněk. Tlustší (14-18 měřidlo) drát, který je červený a černý byl, abych mohl změnit 10P na 20P bateriovou banku. Normálně by to bylo provedeno bodovým svařováním více pásů ve stejném vzoru, ale aby se vešly v tomto konkrétním případě, potřeboval jsem, aby dvě cihly byly vedle sebe, a ne jeden dlouhý obdélník.

Namontujte (horké lepidlo) BMS na materiál typu izolátoru, jako je tvrdý plast, pěna nebo lepenka. Nemontujte jej přímo na stranu baterií.

Ostatní tenčí (28-30 gauge) vodiče jsou všechny připojeny k různým bodům na BMS. Použil jsem stejné barevné kódy pro stejný bod na BMS. Černá je 0V, žlutá je 4,2V, zelená je 8,4V, červená je 12,6V a růžová je 16,8V. Každé číslo má dva vodiče, protože musí být připojeno k prvním buňkám a posledním buňkám paralelně. Pokud byste udělali jednu dlouhou obdélníkovou bateriovou banku, vaše dráty by začaly na konci banky a druhé vodiče by se táhly na druhý boční konec bloku. Na niklové pásy jsem použil páječku, abych nepoškodil článek.

Dokončení baterie je snadné. Pájejte na jeden červený a jeden černý tlustý (14 měřicí) vodič o délce nejméně 6 palců s konektorem XT60 na konci. To přejde na symboly + a - na BMS. Použil jsem kaptonovou pásku, abych zastavil, aby se blok neposunul. Zasuňte baterii do smršťovací fólie o průměru 300 mm, přebytečnou část odřízněte a v určité vzdálenosti použijte horkovzdušnou pistoli nebo hořák. Banka baterií je nyní kompletní.

Krok 2: Tisk a montáž

Pokud jste pro 3D tisk úplným nováčkem, doporučuji si přečíst níže, jinak můžete přeskočit do sekce nastavení tisku.

Mám dva Endery 3. Oba jsou za dobrou cenu opravdu kvalitní a zvládnou PLA, ABS a PETG. Navzdory zvládnutí vyrovnání postele je největším problémem adheze postele. Věc, která pro mě tento problém odstranila, bylo vyhodit zásobní postele a nahradit je tvrzeným sklem. Samozřejmě jsem to musel vyrovnat znovu, ale pouze jednou. Před každým tiskem jej setřu 70% isopropylalkoholem. Nechte tiskárnu plně předehřát. Tiskárnu a filament uchovávejte na suchém místě. Více vlhkosti znamená více problémů. Korálky pravděpodobně nebudou správně laminovat, což způsobí snadné oddělení mezi dvěma vrstvami uprostřed hotové součásti.

Pokud ještě nemáte 3D tiskárnu a zvažujete pořízení Enderu 3, pečlivě sledujte tento návod k sestavení. Sledoval jsem všechny kroky na obou tiskárnách, které jsem sestavil, a na první pokus vyšel perfektně. Používám Cura pro kráječ. Součástí je mnoho možností nastavení a navíc je zdarma k použití.

Nastavení tisku

Tento odkaz je pro soubory STL

Doporučeno ABS nebo PETG. Čím větší je procento výplně, tím lépe. Vybral jsem 25% pro všechny čtyři čelní desky. Použil jsem trysku 0,8 v kvalitě tahu a měl slušně vypadající produkt v průměru za pět hodin na díl. Ty potřebují podporu a musí být orientovány písmeny směřujícími k obloze.

Vnitřní součásti byly vytištěny pomocí trysky 0,6 ve standardní kvalitě.

(1) 100% výplň plochého držáku

(4) Motýlky 100% výplň

(2) Magnetické tyče 75% - 100%

(1) Konzola ovladače nabíjení 75% - 100%

(1) Upevňovací držák převodníku Buck 50% výplň. Existují dvě verze. K montáži do pouzdra potřebujete pouze dva šrouby, takže jsem navrhl 2 otvory i 4 otvory. Stačí však vytisknout jedno nebo druhé.

18650 Baterie 4S 10P destičky 100% výplň s 0,4 tryskou ve standardní kvalitě. Udělal jsem to s PLA, protože bude zabaleno a poté znovu uzavřeno v pouzdře. V závislosti na tom, kolik baterií hodláte použít (40 článků = potřeba celkem 2 desek 4S 10P) (80 článků = celkem 4 destiček 4S 10P)

Jejich spojování je v podstatě jako lego bloky. Motýlky mají pomoci držet talíře pohromadě, ale nejsou potřeba. To, co všechno dohromady zajišťuje nejlépe, jsou tyče magnetů a tlak těsného uložení z pouzdra Při vkládání magnetů do dílů jsem měl v ruce hromádku, do dílu nanesl nějaké super lepidlo a přitlačil do jednoho magnetu hromádka nahoře. Bylo tomu tak proto, že polarita je obrácená a magnety byly omylem slepeny špatným způsobem.

Jakmile měla magnetová lišta nalepené čtyři magnety na celé ploše, nechal jsem několik hodin zaschnout. Každému ze čtyř magnetů jsem dal druhý magnet, aby s ním zůstal spojený. Tímto způsobem je polarita již správná pro lepení čelních desek a přitlačení na tyto magnety.

Krok 3: Montáž a zapojení

Jak jsem vše zapojil, najdete v přiložených vývojových diagramech.

Zapojení všeho dohromady není příliš složité, tak to prostě vypadá. U většiny komponent zahrnují pouze kladné a záporné vodiče. Přepínače jsou trochu komplikované. Pokud máte v úmyslu mít automatické ovládání ventilátoru pomocí digitálního regulátoru teploty/senzoru, pak vše, co potřebujete, je jeden kolébkový přepínač pro zapnutí a vypnutí zařízení. Pokud chcete další nástroje, jako je světelná lišta LED nebo něco, v takovém případě byste pravděpodobně chtěli použít druhý přepínač.

Než něco pájíte dohromady, nezapomeňte umístit měřiče a nejprve se přepnout na tištěné čelní desky. Jinak to budete muset udělat dvakrát. Naučil jsem se to tvrdě. Při montáži ventilátorů ideálně chcete, aby cirkulace vzduchu do jednoho přiváděla vzduch dovnitř a do druhého vyfukoval vzduch. Střídač má také ventilátor, který vyfukuje vzduch ze zadní části.

U střídače jsem jej dočasně rozebral na desku s obvody. Nemusíte dělat tolik, ale abyste prodloužili dosah zásuvky 120 V, budete muset provést nějakou demontáž. Nedělejte to, když jste připojeni k čemukoli. Čtyři šrouby na spodní desce odhalí vše. Je třeba uvolnit další čtyři šrouby na přední desce (s vývody). Vytlačte výstupní zástrčky z přední desky. Desku nebylo možné vyjmout, pokud nebyly dráty přestřiženy nebo nebyla odříznuta přední deska. Pravděpodobně můžete dráty pouze přestřihnout, protože další krok zahrnuje jejich přeříznutí, aby se prodloužil dosah.

Zvolil jsem jinou trasu a pomocí rotačního nástroje opatrně odřízl malé zářezy z desky. Potom vzal kleště a ohnul je, abych mohl protáhnout výstupní zásuvky. Pak jsem si uvědomil, že potřebuji spojit a pájet asi šest palců drátu. K prodloužení má pouze celkem tři dráty. Navrhuji, aby byly řezány, spojovány, pájeny a smršťovány trubičkami po jednom drátu. To umožňuje prodloužení výstupní zásuvky dosáhnout na čelní desku pouzdra. Po provedení této úpravy budete muset spodní panel nasadit zpět na střídač a připravit montážní držáky.

Použil jsem úhelník vytlačování hliníku. Označená poloha pro otvory, vyvrtané otvory a odřezaný kus z tyčového materiálu. Navrhl jsem závorky, aby mohly být vytištěny 3D, aby vám trochu usnadnily život. Podívejte se na obrázky, abyste zjistili, jak jsem je namontoval na pouzdro. Před vyvrtáním jakýchkoli otvorů se ujistěte, že jste s rozvržením spokojeni a že baterie příliš neklouže. Zatlačil jsem baterii nahoru do pravého rohu skříně, měnič hned vedle a pak jsem vyvrtal otvory. Když vyvrtáváte otvory, měla by být nejprve namontována montážní konzola převodníku buck, protože pro ni není dostatečný prostor pro vyvrtání otvorů s namontovaným invertorem.

Pro tyto dva držáky vyvrtám pouze otvory v pouzdru a dva otvory pro montážní držák určený pro převodník bucků DC-DC. Než jsem do uvedeného otvoru vložil šroub/šroub, použil bych silikonový tmel na interiér i exteriér, aby byl vodotěsný. Také jsem použil podložky na obou koncích šroubů. Magnetické tyče jsem navrhl tak, aby bylo možné je také zajistit k pouzdru šrouby.

Na svém PPSU jsem použil pásku VHB k přilepení regulátoru nabíjení na stranu pouzdra. Při vytváření této instruktáže jsem si udělal čas na vytvoření držáku, který můžete 3D vytisknout a vyvrtat otvory, pokud chcete. Jedinou další oblast, kterou jsem použil malou část pásky VHB, byla mezi plochým držákem a solární zástrčkou, aby se při zapojování do konektoru solárního panelu neklouzala.

Doufám, že to pro vás bylo inspirativní, informativní nebo poněkud zábavné. Děkuji za zhlédnutí mého projektu.