Pracující super velikost 9voltová baterie vyrobená ze starých olověných článků: 11 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Stalo se vám někdy, že jste žvýkali nějaké svačiny a najednou jste si uvědomili, že jste je spotřebovali, mnohem více, než kolik vám umožňuje denní dietní kvóta, nebo jste šli nakupovat a kvůli špatnému přepočtu jste zásobili nějaký produkt. Obě tyto věci se mi staly, několikrát, ale jen tentokrát to bylo něco jiného, co jsem předzásobil. Byly to baterie, a ne ty standardní AA baterie, ale ty objemné olověné baterie. Řeknu vám jak.

Dříve, ve dnech, kdy jsem se ještě učil o mikrokontroléru a tak, jsem dělal spoustu projektů založených na IC a obvodech. Protože všechny tyto projekty mohly být snadno napájeny jedinou olověnou baterií nebo různými variacemi těchto baterií, kupoval jsem je hromadně. Jak plynul čas, začal jsem kvůli jejich spolehlivosti a účinnosti nahrazovat obvody mikrokontroléry a olověnými bateriemi za lepší Li-ion baterie.

Před několika dny jsem se podíval na svůj kontejner na baterie a našel jsem obrovský kus baterií, jen jsem ležel a plýtval přesčasy. V té době jsem nevěděl, co s nimi, takže jsem je nechal tak, jak jsou. Nedávno mi 12v olověná baterie, kterou jsem velmi ochotně používal při kontrole a prototypování obvodů, zemřela z nějakého nejistého důvodu. Namísto utrácení peněz a nákupu nové baterie mě napadlo dát tyto staré 4v baterie do užívání a vytvořit s nimi přenosný variabilní napájecí zdroj.

Zpočátku jsem plánoval jen dát baterie do skupiny a připojit k ní modul regulátoru napětí, ale pak jsem si řekl, že mohu tento projekt udělat mnohem lépe a lépe vypadat. Plánuji dát tyto baterie do skupiny a zakrýt je kovovým pouzdrem tak, aby připomínaly 9v baterii. Proto má vlastnosti přenosného variabilního napájecího zdroje uzavřeného v balíčku nadrozměrné 9V baterie. Nebylo by to hezké a přivést zpět všechny ty vzpomínky, když 9V baterie bývaly na trhu nejprominentnější.

Zásoby

• Staré baterie (používám 4V olověné baterie. Pokud nemáte olověné baterie, můžete Li-ion baterie zachránit ze starých notebooků a elektronických zařízení)
• Buck převodník (LM2596)
• Voltmetr
• 10K potenciometr (vyberte středně velký potenciometr a nezapomeňte na knoflík)
• Vypínač ON/OFF
• DC napájecí konektor
• Hliníkový plech
• MDF deska
• některé barvy (barva ve spreji by fungovala dobře)

Krok 1: Nabíjení starých baterií

Moje baterie byly ve skříni drženy velmi dlouho, a proto ztratily určité množství svého náboje. Olověné baterie obvykle ztrácejí 4% až 5% svého celkového nabití za jeden rok, ale toto procento se může lišit v závislosti na životnosti baterie. Než jsem tedy šel dál, musel jsem se ujistit, že všechny moje baterie jsou nabité na podobnou úroveň napětí, tedy kolem 4V. K nabíjení jsem nepoužil žádnou vyváženou nabíječku ani žádný specializovaný náboj. Níže jsem zmínil dva způsoby nabíjení. Oba jsou stejně účinné a snadno se používají.

ZPŮSOB 1:

Osobně jsem používal k nabíjení baterií. Jednoduše jsem připojil baterii k variabilnímu napájecímu zdroji a zvýšil její napětí na přibližně 4,2 V. Protože mnoho mých baterií bylo na podobných úrovních napětí, spojil jsem je dohromady ve skupině (zapojil je paralelně) a nabil jsem je z jednoho napájecího zdroje. Tuto metodu byste neměli praktikovat, pokud je mezera napětí mezi bateriemi vysoká, protože může způsobit nevyvážené nabíjení nebo náhlé zvýšení proudu a může bránit nebo poškodit jejich vnitřní chemii.

METODA 2:

Pokud nemáte variabilní napájení, můžete baterie jednoduše nabít připojením k nabíječce mobilních telefonů. Dnes téměř všechny nabíječky smartphonů produkují stálý proud 5 V (rychlé nabíjení je zanedbáváno). Pokud zapojíme silikonovou diodu do série s nabíječkou, dostaneme na výstupu 4,3 voltů. Důvodem je to, že křemíková dioda má bariérový potenciál 0,7 V a její použití v sérii způsobí pokles napětí. Protože nabíjení olověných baterií 4,3 V jde ruku v ruce, můžete je touto metodou velmi snadno nabít. Jen se ujistěte, že dioda je předpětí vpřed, jinak jím nebude protékat proud. Chcete -li diodu zkreslit, připojte její katodu ke kladnému pólu nabíječky a anodu k kladnému pólu baterie. Připojte záporný pól nabíječky k zápornému pólu baterie.

Krok 2: Výroba baterie

Když byly všechny baterie nabité, začal jsem je seskupovat. Při integraci baterií jsem měl na paměti tři aspekty, kterými byly:

1. Rozměr baterie. Když by bylo vše hotovo, celý balíček by měl připomínat 9V baterii (objemový poměr 9V baterie a naší baterie by měl být podobný). Protože většinu prostoru získávají baterie, je třeba je správně umístit.
2. Svorky baterií by měly být správně zarovnány, aby připojení vodičů k nim nebylo bezproblémové a po dokončení zapojení by nemělo dojít k napětí v vodičích.
3. Měla by mít prostor nebo prázdnotu pro elektroniku, aby struktura také poskytovala podporu a ochranu kromě ubytování.

Používal jsem devět z těchto 4V baterií a rozhodl jsem se je rozbít ve skupině dvou. První skupina bude mít šest baterií a druhá tři. Menší skupina tří baterií bude spočívat na větší skupině. Větší balíček bude mít tvar obdélníku a bude fungovat jako základ systému a menší balíček bude mít tvar „L“a bude nad ním spočívat. Prázdnota nebo mezera 4. baterie pojme elektroniku a ochrání ji.

Abych baterie slepil, použil jsem silnou oboustrannou pásku. Má silný úchop a také poskytuje tlumení proti srážce. Právě teď vyrobím pouze dvě sady baterií. Jakmile bude elektronická část hotová, spojím je dohromady, protože je jednodušší pracovat, když jsou od sebe.

Krok 3: Spojení svorek baterie dohromady

Svorky olověné baterie jsou také vyrobeny z olova. Když jsou olověný kov vystaveni delší dobu, oxiduje se a vytváří kolem sebe ochranný povlak. Tento povlak zabraňuje další oxidaci a také nedovoluje pájce přilnout na olovo. Takže před připojením jakýchkoli vodičů k terminálům se musíme zbavit tohoto povlaku. Jedním z dobrých způsobů, jak toho dosáhnout, je broušení. Můžete použít jemný brusný papír nebo pilník. Nebruste celý povrch, stačí udělat tolik, abyste k nim mohli připojit vodiče. Se dvěma třemi tahy souboru na terminály jsem je mohl snadno pájet.

Jak víte, mám celkem 9 baterií. Procházením různých kombinací jsem zjistil, že souběžné zapojení tří baterií a vytvoření skupiny a následné propojení těchto tří skupin do série se mi nejlépe hodí. Tato kombinace má výstup 12 V při 4,5 Ah, což je dostačující pro každodenní práci.

Jak jsem tedy uvedl výše, udělal jsem to samé. Paralelní připojení 3 baterií mi poskytlo tři sady baterií o výkonu 4 V 4,5 Ah a poté zapojením těchto tří sad baterií do série jsem získal čistý výkon 12 V při 4,5 Ah.

Krok 4: Přidání regulátoru napětí a vypínače

Od nynějška lze naši baterii používat tak, jak je, a bude vydávat stálý proud 12 V, ale chci, aby byla flexibilnější a vyhovovala také různým úrovním napětí. Abych toho dosáhl, přidal jsem k baterii variabilní převodník buck. Tím nyní mohu získat napětí jako 5V a 3,3V, které jsou velmi běžné v digitální elektronice a mikrokontrolérech. Pokud pracujete s napětím vyšším než 12V, můžete místo převodníku buck připojit konvertor boost a dosáhnout požadovaných výsledků. Proces je téměř stejný, jen se ujistěte, že váš voltmetr je hodnocen pro krále vysokých napětí.

Používám převodník buck LM2596, protože jsou docela levné a mohou mít také stabilní napětí s dobrou účinností. Podle datového listu integrovaného obvodu může vydávat proud 5 A a při napájení ze zdroje 12 V může dosáhnout až 1 V. K tomuto převodníku peněz jsem také přidal univerzální vypínač ON/OFF, protože nemá žádný vestavěný přepínač ani režim úspory energie. Pokud si všimnete, potenciometr (obecně modrý) na převodníku buck je velmi malý a je třeba jej upravit pomocí šroubováku. Abych toto omezení překonal, odpájel jsem zásobní potenciometr a připájel nový 10K středně velký potenciometr. Nyní můžeme snadno změnit úrovně napětí. Níže jsou uvedeny kroky zapojení:

• Připojte záporný vstup převodníku buck přímo k baterii
• Připojte kladný vstup převodníku Buck na pin 1 přepínače
• Připojte kolík 2 spínače k +12V baterie
• Připájejte pár vodičů na výstupní svorku převodníku buck a druhý konec nechte tak, jak je. Připojíme je později

TIP: Pro odpájení potenciometru můžete použít odpájecí knot, ale pokud jej nemáte, můžete jej odstranit nadměrným způsobem pájení. Roztavte pájecí drát na svorky, dokud pájka nevytvoří roztavené stopy. Jakmile je dráha roztavené pájky dostatečně horká, potáhněte potenciometr zespodu jemně. Mělo by to vyjít hned. Trochu poklepejte na modul a veškerá přebytečná pájka odpadne.

Krok 5: Instalace voltmetru

Náš variabilní napájecí zdroj je nainstalován a funguje perfektně. Abychom viděli, jaké napětí na výstupu je, budeme potřebovat voltmetr. K tomu můžeme použít náš důvěryhodný přátelský multimetr, ale pro takový úkol by multimetr byl přehnaný. Také většina z nás má pouze jeden multimetr a pokud je zapojen do našeho napájecího zdroje, nemůžeme jej použít k jiným účelům. Takže instalace voltmetru, který nám vždy může poskytnout živý výstup, se zdá být dobrou volbou.

Osobně se mi líbí tento malý digitální voltmetr, který právě používám. Funguje na 12V a může pracovat v napěťových úrovních od 0V do 99V. Má velmi kompaktní formu a poskytuje poměrně přesné hodnoty. Chcete -li připojit voltmetr, postupujte takto:

• Připojte kladný výkon voltmetru ke vstupu převodníku Buck
• Připojte záporný výkon voltmetru k zápornému vstupu převodníku Buck
• Připojte signál voltmetru k kladnému výstupu převodníku Buck
• (Volitelné) Pokud má váš voltmetr záporný signální kolík nebo vodič, připojte jej k zápornému výstupu převodníku Buck

Krok 6: Jak nabít baterii?

Poté, co bude projekt vytvořen a nějakou dobu jej budeme používat, budeme potřebovat nějaký zdroj k dobití vybitých baterií. Vyjmutí celého sestavení a nabíjení každého článku jednotlivě je opravdu hektické. Potřebujeme nabíječku, která dokáže dobít baterie a přitom zachovat celou sestavu neporušenou. Protože jsou naše olověné baterie flexibilní, pokud jde o dobíjení, použiji k nabíjení specializovanou nabíječku 12V.

Tuto nabíječku jsem používal k nabíjení své staré olověné baterie 12V. Má výstup kolem 14,4 V a velmi snadno může nabíjet naši baterii. Když je baterie plně nabitá, automaticky detekuje úroveň nabíjení a přeruší napájení. Nabíjení baterií specializovanou nabíječkou nám zajistí maximální životnost a účinnost baterie. Pokud ale nemáte specializovanou nabíječku, můžete je přímo připojit k napájecímu zdroji s konstantním napětím 14,4 V a nabíjet je.

Pro přístup ke svorkám baterie zvenčí jsem jednoduše připojil DC napájecí konektor k baterii.

• Připojte kladný pól napájecího konektoru k +12V baterie
• Uzemněte napájecí konektor na záporný pól baterie

Krok 7: Balení baterií dohromady

Elektronická část tohoto projektu je nyní dokončena. Jak jsem vám řekl dříve, umístím menší skupinu baterií (3 baterie) na větší skupinu těstíček (6 baterií). Přímé umístění baterií na sebe může poškodit svorky a tím i celý systém. Proto mezi nimi potřebujeme jakýsi polštář. K tomu používám nějakou obecnou léčebnou bavlnu. Tyto bavlny jsou měkké povahy a poskytují vynikající odpružení. Můžete také umístit tenké houbičky místo bavlny, ale já nemám žádné z nich ležet, takže jsem se musel dostat ven pouze s bavlnou. Pomocí nůžek odstřihněte bavlnu ve tvaru baterie a nepoužívejte ji nadměrně. Extra bavlna poteče pouze ze stran a získá prostor, čímž zbytečně zvětšuje velikost. Abych celou tuto sestavu držel pohromadě, použil jsem nějakou maskovací pásku. Můžete použít jakoukoli pásku pro všeobecné použití, pokud má dobrou přilnavost a pevnost v tahu. Zkuste tam vložit velké množství pásky. Na bavlnu také nalepte pásku, protože se může snažit vytékat a vytékat ze stran.

Krok 8: Výroba vnějšího pláště

Pro vnější plášť jsem původně plánoval použít MDF desku nebo překližku. Poté jsem přešel na akrylové listy, protože s akrylem bylo mnohem jednodušší pracovat. Později jsem všechny tyto možnosti odmítl a šel s tenkými hliníkovými plechy. Byly levné a mnohem lépe než ostatní připomínaly tělo 9V baterie.

Koupil jsem tento list před časem v místním železářství. Ačkoli to není úplně tuhé a nemůže poskytnout velkou strukturální pevnost, v našem případě to určitě bude fungovat, protože samotné baterie mají dostatečně dobrou strukturální pevnost, aby udržely celou strukturu pohromadě.

Začal jsem vytvořením CAD designu pláště a nakreslil jej na plech pomocí pravítka a fixy. Můžete to udělat snadněji vytištěním šablony. Pomocí kovových nůžek jsem odstranil požadovanou část z plechu. Našel jsem body, kde měl být list přeložen, a odstranil malé rovnostranné trojúhelníky z extrémů těchto bodů. Tyto trojúhelníkové dutiny nám pomohou snadno ohýbat kov.

Abych ohnul list, vklouzl jsem pod velkou desku z MDF a zíral rukou na ohybovou hranu. Můžete také použít nějaký kus dřeva nebo kladivo k vyvinutí tlaku. Pro spojení obou konců jsem použil spoj s dvojitým švem. Pokud nevíte, co je to šev a jak to udělat, doporučuji vám jít na youtube a podívat se na nějaká videa. Je to velmi snadné a velmi běžný proces spojování. K vytvoření tohoto spoje jsou použity tři 10mm segmenty na koncích šablony. Jakmile byl spoj vytvořen, zajistil jsem ho nějakým lepidlem. Pájení lze také provést pro zajištění spoje, ale neměl jsem hliníkovou pájku, takže jsem to musel udělat s lepidlem.

Krok 9: Vytvoření terminálů a základny skříně

Na bocích hliníkový plech fungoval dobře, ale na základně nedokázali udržet váhu baterií. Na základnu jsem potřeboval něco robustního a tvrdého, takže jsem použil MDF desku o tloušťce 4 mm. Bylo dost těžké udržet všechny baterie a ani se neohýbalo. Odstranil jsem dva kusy z desky MDF, jeden pro horní a jeden pro spodní část. Rozměry kusů byly stejné jako u vnějšího pláště, což je 102 mm x 50 mm.

Na horní desce MDF jsem vyvrtal otvory pro výstupní vodiče převodníku buck, potenciometru a spínače. K vytvoření dokonalých děr jsem použil kombinaci vrtáku a Dremelu. Pro voltmetr a DC napájecí konektor jsem udělal otvory v hliníkovém plášti. Pokud jde o spínač, umístil jsem ho do kladného napájecího terminálu, protože se tam perfektně hodil.

Pro výrobu svorek velké baterie jsem použil stejný hliníkový plech, který jsem použil pro vnější plášť. Hliník, který je vodivým kovem, může procházet elektřinou, a proto můžeme použít naše předváděcí terminály jako skutečné výstupní svorky a vést přes ně energii kanálu.

• Pro vytvoření kladného terminálu jsem jednoduše stočil tenký proužek do kruhu a poté pomocí dvou lepidel spojil oba konce. Také jsem sroloval okraje horní strany terminálů, aby se tupily a neřezaly nám kůži.
• Pro záporný terminál jsem vytvořil dva soustředné kruhy na hliníkovém plechu s poloměrem vnějšího bytí dvakrát větším než poloměr vnitřního kruhu. Potom jsem udělal tři průměry, každý svírající úhel 120 stupňů od druhého. Z bodů, kde dimeter prořezává vnitřní kruh, jsem promítl přímé čáry na vnější kruh. Tím jsem získal strukturu podobnou hvězdě. Odstranil jsem tu hvězdnou strukturu z hlavního listu a ohnul její paže kolmo k základně. Takto jsem vytvořil záporný terminál.

Krok 10: Malování

V tuto chvíli se baterie začala rýsovat, ale vypadala trochu matně a nedokončeně. Rozhodl jsem se dát tomu několik barevných vrstev, abych získal obraz a podobnost. Kolem jsem měl položenou starou 9V baterii, kterou jsem použil jako referenci. Značkovačem jsem na pouzdro nakreslil potřebné přepážky a tělo natřel barvami ve spreji. Protože miniaturní baterie, kterou mám, je nejběžnější používanou v mé zemi, použil jsem pro svůj design přesně stejnou barevnou kombinaci červené, bílé a modré. Na horní a spodní kusy MDF jsem použil pouze černou barvu. Jakmile byla barva zaschlá, nakreslil jsem nějaké detaily a text, aby vypadal realističtěji.

Krok 11: Shrnutí projektu

Všechno je teď hotové, jen to musíme dát dohromady. Začal jsem tím, že jsem na elektroniku nasadil vnější kryt. Poté za horka přilepili voltmetr a DC napájecí konektor k hliníkovému pouzdru. Nejprve jsem odpojil vypínač od elektroniky, nalepil ho za tepla na desku MDF a znovu připojil k převodníku buck.

Pamatujete si ty výstupní vodiče, které jsme nechali nepřipojené, vezměte je a připojte ke svorkám, které jsme vyrobili před několika minutami. Na svorky naneste horké lepidlo a přilepte je k desce MDF. Dejte vše dohromady a zavřete kovová víčka vnějšího pláště.

Hej, projekt je nyní dokončen. Děkujeme, že jste tak dlouho zůstali a věnovali tomuto projektu svůj čas. Snad se vám to líbilo Prosím lajkujte a přihlaste se k odběru mého kanálu YouTub a přihlaste se také k odběru mě na instruktážních programech, abyste nikdy nezmeškali žádný mnou vytvořený projekt.