Power Stacker: Stohovatelný USB dobíjecí bateriový systém: 5 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Klikněte prosím níže a navštivte naši stránku projektu Hackaday

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

Power Stacker je přenosná, modulární, dobíjecí lithium-iontová baterie USB. Pomocí tohoto modulárního systému je můžete spojit dohromady pro projekty náročné na energii nebo je oddělit pro menší projekty. Soubory Gerber, BOM a. STL jsou k dispozici níže.

Power Stacker dělá to, co ostatní USB nabíjecí baterie nedokázaly, a to je schopnost kombinovat dohromady pro zvýšení kapacity baterie nebo rozdělit na mnoho malých baterií pro menší projekty. Doslova můžete stejné baterie Power Stacker používat mnoho let v mnoha aplikacích!

Další jedinečnou vlastností Power Stackeru je, že každá baterie dostává svůj vlastní regulátor nabíjení, který zaručuje skutečné vyvážení článků a zajišťuje, že se každá baterie nabije na správné napětí v reálném čase, a to i při nabíjení a/nebo vybíjení.

Po spuštění úspěšného projektu Kickstarter s názvem Solderdoodle Pro jsem si uvědomil, že stejnou bateriovou technologii používanou k tavení pájky lze použít k vyřešení problému pokusu najít správnou baterii a nutnost neustále kupovat nové baterie pro každý nový projekt. V kombinaci se svými znalostmi 3D tisku jsem vytvořil pouzdro na baterii, které lze tisknout, upravovat a sdílet!

Power stacker je také kompatibilní s Open Source DC-DC převodníky, jako je Adafruit Power Boost 1000.

Jak funguje zásobník baterií?

Diody nízkého dopředného napětí/vysokého proudu na desce regulátoru nabíjení jsou instalovány na vstupu a výstupu obvodu, které zabraňují křížovému hovoru mezi více zdroji energie a mezi výstupem regulátorů nabíjení. To umožňuje, aby se propojení mezi vstupními a výstupními piny každé desky regulátoru nabíjení stalo přípojnicemi, což umožňuje, aby napětí zůstalo stejné a proud se znásobil. Baterie s nejvyšším napětím v zásobníku se bude vybíjet nejvíce, dokud se ostatní baterie nedostanou téměř ke stejnému napětí a také se začnou vybíjet stejnou rychlostí, což znásobí aktuální výkon baterie.

Specifikace Power Stackeru: * Čas do úplného nabití: @5 W 3350 mAh: 3 hodiny | @8 W 13400 mAh: 7 hodin

* Kapacita: 3350 mAh, 6700 mAh nebo 13400 mAh / 3,6 V.

* Typ: Lithium-iontový Panasonic NCR18650B

* Vstup - proud: 450 až 2 600 mA | Napětí: 5 až 6 voltů

* Počet portů USB: 1 (v závislosti na počtu modulů 5V adaptéru)

* Výstup - Standardní ženské a mužské hlavičky ve stylu Arduino

* Výstup - Proud: Až 2000mA | Napětí: 3,6 V přímé nebo 5 V s převodníkem DC-DC

* Materiál pouzdra: 3D tištěný materiál

* Životnost baterie při typickém použití: 5 let * Vyměnitelná baterie

* Poskytuje až 320% nabíjení iPhone nebo 160% nabíjení Galaxy S5 se dvěma články 6700 mAh

* Kompatibilní s Arduino, iPhone, Android, Windows Phone a dalšími s 5voltovým konvertorovým modulem DC-DC

*VAROVÁNÍ: Při manipulaci s jakoukoli lithium-iontovou baterií buďte opatrní, protože zkratování baterie může způsobit popáleniny. Vždy noste ochranné brýle. Vzhledem k vyššímu nabíjecímu proudu baterie 2 000 mA použijte prosím doporučené součásti baterie a obvodu. 3D vytištěné součásti se mohou při vysokých teplotách deformovat.

Shoda FCC: NENÍ požadována, protože frekvence obvodů jsou nižší než 1,7 MHz

Krok 1: Potřebné materiály, nástroje a soubory

Zde je seznam potřebných materiálů, nástrojů a souborů.

MATERIÁLY:

POČET Popis

1 Obvod ovladače nabíjení lithium-iontového (schéma, soubory Gerber atd. Lze stáhnout z předchozí stránky. Hlavní komponentou IC je ovladač nabíjení MAX MAX8903G.)

1 nechráněná lithium -iontová baterie Panasonic NCR18650B 3350 mAh www.ebay.com (Pokud jsou nutné nižší náklady, vyzkoušejte baterii Panasonic NCR18650A s mírně nižší kapacitou 3070 mAh. Ujistěte se, že je nechráněná, a pečlivě zkontrolujte číslo součásti baterie. Chráněné baterie mají delší délku s vestavěným obvodem, což může ovlivnit výkon. Odkaz https://industrial.panasonic.com/www-cgi/jvcr13pz.cgi?E+BA+3+ACI4002+NCR-18650B+7+EU Ostatní značky baterií se NEDOPORUČUJÍ, protože proud regulátoru nabíjení do baterie může dosahovat až 2000mA a chemie Panasonic NCR18650 to zvládne. Pokud potřebujete používat jiné značky, ujistěte se, že splňují stejné specifikace, chemii a zvládnou až 2 ampéry nabíjecího proudu. Používání baterií, které nesplňují tyto specifikace, může vést k nebezpečnému poškození baterie.)

2 Hirose 2pinový konektor DF3-2S-2C

2 Hirose Zásuvka 24-28 AWG Krimpovací Pin DF3-2428SCC

1 1 "páska se širokou kaptonovou páskou https://www.mcmaster.com/#7648a715/=qu58072 1" páska s kaptonovou páskou

1 1 "průměr kusu smršťovací bužírky 2,7" dlouhý 2 1/16 "kus smršťovací bužírky 1,0" dlouhý 1 role pájecího drátu 1 3D potištěné pouzdro (soubor k dispozici na předchozí stránce.)

1 hlavička 2X4

1 5voltový měnič DC-DC

1 Protoboard

1 1X2 hlavička

1 pásek hlavičky

Různé délky 26 AWG Standard Červený a černý splétaný 4 A zesilovač Max. Vodič uveden níže: https://www.mcmaster.com/#catalog/119/798/=qu7rf61 6.10 černý drát.06 proužek jeden konec.20 proužek druhý konec

1 8,00 červený drát.06 odizolujte jeden konec.20 odizolujte druhý konec

NÁSTROJE: POČET Popis

1 Baterie Power Core

1 Odizolovací kleště s rozsahem 24-26 g

1 drtič 20-24 měřidel

1 Svinovací metr

1 Páječka

1 horkovzdušná pistole

1 nůžky

Krok 2: Sestava baterie

Vložte baterii NCR18650B do držáku baterie kladnou stranou nahoru. Při pájení zařízení zarovná červený a černý vodič. Nedotýkejte se páječky zařízení, protože se může roztavit. Možná byste mohli baterii pájet bez svítidla, ale je to mnohem těžší a stále byste potřebovali něco, aby se baterie nepřevrhla. Svítidlo lze použít i pro jiné projekty baterií.

Umístěte odizolovaný konec dlouhého červeného vodiče o průměru 20 "do výkopu označeného +ČERVENÝ a připájejte červený vodič k baterii. Zkuste k baterii připájet rychle, protože příliš mnoho tepla k baterii ji může poškodit. Pokud existuje pájka vyčnívejte, vyhlaďte ji páječkou. Po pájení nakloňte přípravek a vysuňte baterii zespodu prstem. Otočte baterii vzhůru nohama a vložte baterii dovnitř pomocí červeného drátu v +ČERVENÉM žlabu a záporný konec baterie směrem nahoru. Konec červeného vodiče sevřete pinem Hirose a zasuňte kolík do portu 1 2kolíkového konektoru Hirose. V tomto místě chcete konektor připojit, protože je to nebezpečné ponechat visící holý konec kabelu baterie odkrytý a potenciálně může způsobit zkrat nebo popáleniny, pokud se dotkne záporného konce baterie. Umístěte odizolovaný konec dlouhého černého drátu o délce 20 palců do výkopu označeného -BLK a pájejte Černý vodič k baterii. Záporný konec této baterie obvykle vyžaduje více tepla k pájení, protože v kontaktu s hmotností baterie je větší povrch, ale zkuste rychle pájet. Pokud trčí nějaká pájka, uhlaďte ji páječkou. Po pájení zakončte konec černého vodiče pinem Hirose a zasuňte pin do portu 2 konektoru Hirose 2-Pin. Nakloňte zařízení a vysuňte baterii zespodu prstem. Ohněte černý vodič rovně dolů přes okraj záporného konce baterie a veďte červený vodič, aby se protáhl po straně baterie. Výsledkem by mělo být, že červený vodič sestupující z kladného konce baterie je vzdálen 120 ° od místa, kde se setkávají černý a červený vodič. Tato geometrie drátu umožňuje, aby kladné a záporné vodiče vycházely ze stejné strany a dobře přiléhaly. Omotejte kousek 1 "široké Kaptonovy pásky jednou kolem středu baterie, aby držely vodiče dole. Na každý konec baterie umístěte 1" páskový disk Kapton a přeložte okraje přes boční část baterie. Poté nasuňte smršťovací smršťovací bužírku 1 "přes baterii tak, aby byla trubka v jedné rovině s kladným koncem baterie. Veškeré prověšení trubice by mělo vyčnívat z negativního konce. Nyní pomocí horkovzdušné pistole smršťujte trubici a dokončete sestavu baterie.

Krok 3: Sestava Power Stackeru

Pro nastavení jednoho článku jednoduše připájejte 2X4 zásuvku na desku řadiče nabíjení, připojte baterii, poté pájte kolíkové zástrčky na 5voltovou desku DC-DC a připojte ji k desce regulátoru nabíjení.

U vícečlánkového nastavení připájejte zástrčky samec k protoboardu ve stejné konfiguraci jako piny regulátoru nabíjení a připájejte 1X2 zásuvku k desce.

Na zadní straně protoboardu pájejte všechny piny spojené s portem SYS OUT z desky regulátoru nabíjení, pájujte všechny piny spojené s portem GND z desky regulátoru nabíjení a všechny piny spojené s portem IN6V pájejte z deska regulátoru nabíjení. Poté připájejte SYS OUT k zásuvkovému kolíku samice na protoboardu a připájejte GND k druhému pinovému konektoru female na protoboardu.

Zasuňte protoboard do slotu v 3D tištěném pouzdře, poté k protoboardu připojte baterie, desky regulátoru nabíjení a 5voltový DC-DC převodník.

Krok 4: Aplikace

Stačí připojit baterii k desce ovladače nabíjení, připojit 5voltový převodník DC-DC a nabít zařízení USB.

Připojte nabíjecí kabel micro USB a dobijte baterie z libovolného zdroje 5 až 6 voltů. Každá buňka má svůj vlastní regulátor nabíjení pro skutečné vyvážení článků v reálném čase. Každý regulátor nabíjení v balení se automaticky začne nabíjet, jakmile je detekován přebytečný výkon.

K Power Stacker můžete také připojit více zdrojů energie, jako jsou solární panely, dynama a další zdroje napájení USB, a zvýšit tak nabíjecí proud k baterii.

Ať už nabíjíte chytrý telefon, tablet nebo dálkově ovládaného robota, Power Stacker vám poskytne potřebný výkon nyní a přizpůsobí se vašim energetickým požadavkům v budoucnosti.

GRATULUJEME! Dokončili jste stavbu Power Stackeru!

Krok 5: Odstraňování problémů

BEZPEČNOST

Nenechávejte Power Stacker na přímém slunci. Udržujte ho zakrytý nebo ve stínu. Teplo ze slunce může způsobit, že se nabíjecí obvod a baterie velmi zahřejí, zastaví nabíjení, degradují baterii a zkrátí její životnost.

Přijatelné teploty: Power Stacker je navržen pro provoz v teplotách mezi 0 ° a 45 ° C (32 ° a 149 ° F). Skladování: Power Stacker skladujte při pokojové teplotě. Power Stacker by měl být nabíjen přibližně jednou za rok, aby se zabránilo nadměrnému vybití.

Nejlepších výsledků dosáhnete, když před použitím Power Stacker plně nabijete.

ŘEŠENÍ PROBLÉMŮ

LED Power Stacker se při nabíjení z notebooku nerozsvítí

1) K tomu může dojít, pokud je Power Stacker zcela vybitý a přejde do režimu udržovacího nabíjení. Nechejte Power Stacker zapojený asi 15 minut a kontrolka nabíjení LED by se měla znovu rozsvítit.

2) Některé starší notebooky mají ve svých USB portech omezení nízkého proudu a deaktivují USB port, pokud proud překročí limit. Zkuste připojit Power Stacker k jinému portu USB.