Liela izmēra 9 voltu akumulators, kas izgatavots no vecām svina skābju šūnām: 11 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Vai jums kādreiz ir gadījies, ka jūs ēdat uzkodas un pēkšņi sapratāt, ka esat tās pārtērējis, daudz vairāk, nekā atļauj ikdienas uztura kvota, vai arī iepērkaties pārtikas preču veikalā, un dažu nepareizu aprēķinu dēļ jūs pārtērējāt kādu produktu. Abas šīs lietas ar mani ir notikušas vairākas reizes, bet tikai šoreiz tas bija kaut kas savādāks. Tās bija baterijas, nevis standarta AA baterijas, bet gan lielgabarīta svina skābes baterijas. Ļaujiet man pastāstīt, kā.

Agrāk, kad es vēl mācījos par mikrokontrolleru un citām lietām, es izmantoju daudzus IC un shēmu projektus. Tā kā visus šos projektus varēja viegli darbināt ar vienu svina skābes akumulatoru vai ar dažādām šo bateriju variācijām, es tos pirku vairumā. Laika gaitā es sāku ķēdes aizstāt ar mikrokontrolleriem un svina skābes baterijas ar labākām litija jonu baterijām to uzticamības un efektivitātes dēļ.

Dažas dienas atpakaļ, es paskatījos uz savu akumulatora tvertni un atradu milzīgu bateriju gabalu, kas vienkārši gulēja un zaudēja virsstundas. Tobrīd nezināju, ko ar viņiem iesākt, tāpēc atstāju tās tādas, kādas tās ir. Nesen mans 12 voltu svina skābes akumulators, ko es ļoti viegli izmantoju, pārbaudot un prototipējot ķēdes, nomira kāda neskaidra iemesla dēļ. Tā vietā, lai tērētu naudu un iegādātos jaunu akumulatoru, es izdomāju kādreiz izmantot šīs vecās 4v baterijas un izveidot pārnēsājamu mainīgu barošanas avotu.

Sākotnēji es plānoju tikai ievietot baterijas grupā un pieslēgt tam sprieguma regulatora moduli, bet tad es domāju, ka varu šo projektu padarīt daudz labāku un izskatīgāku. Es plānoju šīs baterijas ievietot grupā un pārklāt metāla korpusā, lai tās atgādinātu 9 voltu akumulatoru. Tāpēc pārnēsājama mainīga barošanas avota īpašības ir iekļautas lielizmēra 9 V akumulatora iepakojumā. Vai tas nebūtu jauki un atgrieztos atmiņās, kad 9V baterijas agrāk bija visredzamākās tirgū.

Piegādes

• Vecās baterijas (es izmantoju 4V svina skābes baterijas. Ja jums nav svina skābes bateriju, varat izglābt litija jonu baterijas no veciem klēpjdatoriem un elektroniskām ierīcēm)
• Buck pārveidotājs (LM2596)
• Voltmetrs
• 10K potenciometrs (izvēlieties vidēja izmēra potenciometru un neaizmirstiet pogu)
• ON/OFF slēdzis
• Līdzstrāvas ligzda
• Alumīnija loksne
• MDF plāksne
• dažas krāsas (aerosola krāsa derētu labi)

Solis: uzlādējiet vecās baterijas

Manas baterijas skapī tika glabātas ļoti ilgi, un tāpēc tās bija zaudējušas zināmu uzlādes daudzumu. Parasti svina skābes akumulatori viena gada laikā zaudē 4% līdz 5% no kopējās uzlādes, taču šis procents var atšķirties atkarībā no akumulatora darbības laika. Tāpēc, pirms doties tālāk, man bija jāpārliecinās, vai visas manas baterijas ir uzlādētas līdzīgā sprieguma līmenī, tas ir, aptuveni 4 V. Uzlādēšanai es neizmantoju nevienu sabalansētu lādētāju vai īpašu lādētāju. Zemāk es minēju divas uzlādes metodes. Abi ir vienlīdz efektīvi un viegli lietojami.

1. METODE:

Es personīgi mēdzu uzlādēt savas baterijas. Es vienkārši pievienoju akumulatoru pie mainīga barošanas avota un palielināju tā spriegumu līdz aptuveni 4,2 V. Tā kā daudzas manas baterijas bija līdzīgā sprieguma līmenī, es tās saliku grupā (savienoju paralēli) un uzlādēju no viena barošanas avota. Jums nevajadzētu praktizēt šo metodi, ja sprieguma starpība starp akumulatoriem ir augsta, jo tas var izraisīt nelīdzsvarotu uzlādi vai pēkšņu strāvas palielināšanos un traucēt vai sabojāt to iekšējo ķīmiju.

2. METODE:

Ja jums nav mainīga barošanas avota, varat vienkārši uzlādēt baterijas, pievienojot tās mobilā tālruņa lādētājam. Mūsdienās gandrīz visi viedtālruņu lādētāji izvada vienmērīgu 5 V strāvu (ātrā uzlāde tiek atstāta novārtā). Ja sērijveidā ar lādētāju savienojam silikona diodu, pie izejas tiek iegūti 4,3 volti. Tas ir tāpēc, ka silīcija diodei ir 0,7 V barjeras potenciāls, un sērijveida izmantošana izraisīs sprieguma kritumu. Tā kā svina skābes akumulatoru uzlāde ar 4.3V iet roku rokā, jūs varat ļoti viegli uzlādēt tos, izmantojot šo metodi. Vienkārši pārliecinieties, ka diode ir novirzīta uz priekšu, pretējā gadījumā caur to neplūst strāva. Lai pārslēgtu diodes novirzi, pievienojiet tā katodu lādētāja pozitīvajam un anodu ar akumulatora pozitīvo. Pievienojiet lādētāja negatīvu akumulatora mīnusam.

2. darbība. Akumulatora komplekta izgatavošana

Kad visas baterijas bija uzlādētas, es sāku tās grupēt. Integrējot baterijas, man bija jāpatur prātā trīs aspekti, kas bija:

1. Akumulatora bloka izmērs. Kad viss būtu izdarīts, visam iepakojumam vajadzētu atgādināt 9V akumulatoru (9V akumulatora tilpuma attiecībai un mūsu akumulatora komplektam jābūt līdzīgam). Tā kā lielāko daļu vietas aizņem baterijas, tās ir jānovieto pareizi.
2. Bateriju spailēm jābūt pareizi izlīdzinātām, lai vadu pievienošana tām nebūtu apgrūtinoša un pēc vadu savienošanas nevajadzētu sasprindzināt vadus.
3. Tam vajadzētu būt atstarpei vai tukšumam elektronikai, lai konstrukcija nodrošinātu atbalstu un aizsardzību, izņemot izmitināšanu.

Es izmantoju deviņas no šīm 4V baterijām un nolēmu tās sadalīt pa diviem. Pirmajā grupā būs sešas baterijas, bet otrajā - trīs. Mazākā trīs bateriju grupa atradīsies virs lielākās grupas. Lielāks iepakojums būs taisnstūra formā un darbosies kā sistēmas pamats, un mazākais iepakojums būs “L” formā un atradīsies virs tā. 4. akumulatora tukšums vai sprauga uzņems elektroniku un aizsargās to.

Lai saliktu baterijas kopā, es izmantoju biezu divpusēju līmlenti. Tam ir spēcīga saķere un tas arī nodrošina amortizāciju pret sadursmēm. Šobrīd es taisīšu tikai abus akumulatorus. Es tos sasiešu kopā, kad būs pabeigta elektronikas daļa, jo ir vieglāk strādāt, kad tie ir atsevišķi.

3. darbība: savienojiet akumulatora spailes kopā

Svina skābes akumulatora spailes ir izgatavotas arī no svina. Ilgstoši atrodoties gaisā, svina metāls oksidējas un veido aizsargpārklājumu. Šis pārklājums novērš turpmāku oksidēšanos, kā arī neļauj lodētam pielipt pie svina. Tātad, pirms jebkuru vadu pievienošanas spailēm, mums ir jāatbrīvojas no šī pārklājuma. Viens labs veids, kā to izdarīt, ir slīpēšana. Jūs varat izmantot smalku smilšpapīru vai failu. Neslīpējiet visu virsmu, vienkārši dariet pietiekami daudz, lai tiem varētu pievienot vadus. Ar diviem trim faila sitieniem virs termināļiem es varēju tos viegli pielodēt.

Kā jūs zināt, man kopumā ir 9 baterijas. Pārbaudot dažādas kombinācijas, es uzzināju, ka trīs akumulatoru salikšana paralēli un grupas veidošana, pēc tam šo trīs grupu savienošana sērijā man vislabāk padodas. Šī kombinācija izvada 12 V pie 4,5 Ah, kas ir pietiekami manam ikdienas darbam.

Tātad, kā minēts iepriekš, es darīju to pašu. Pievienojot 3 baterijas paralēli, man bija trīs akumulatori ar 4 V 4,5 Ah izvadi, un pēc tam sērijveidā savienojot šos trīs akumulatorus, es ieguvu 12 V neto jaudu pie 4,5 Ah.

4. solis: sprieguma regulatora un barošanas slēdža pievienošana

Pašlaik mūsu akumulatoru var izmantot tādu, kāds tas ir, un tas izvadīs vienmērīgu 12 V strāvu, bet es vēlos, lai tas būtu elastīgāks un apmierinātu arī dažādus sprieguma līmeņus. Lai to panāktu, es akumulatoram pievienoju mainīga lieluma pārveidotāju. To darot, tagad es varu iegūt tādus spriegumus kā 5V un 3.3V, kas ir ļoti izplatīti digitālajā elektronikā un mikrokontrolleros. Ja strādājat ar spriegumu, kas lielāks par 12 V, varat savienot pastiprinātāju, nevis buck pārveidotāju, un iegūt vēlamos rezultātus. Process ir gandrīz tāds pats, tikai pārliecinieties, vai jūsu voltmetrs ir piemērots šim augstsprieguma karalim.

Es izmantoju LM2596 buck pārveidotāju, jo tie ir diezgan lēti, un tiem var būt arī stabils spriegums ar labu efektivitāti. Saskaņā ar IC datu lapu, tas var izvadīt 5Amps strāvu un var sasniegt pat 1V, kad tiek darbināts no 12V barošanas avota. Šim buksu pārveidotājam es pievienoju arī vispārēju ieslēgšanas/izslēgšanas slēdzi, jo tam nav iebūvēta slēdža vai enerģijas taupīšanas režīma. Ja pamanāt, potenciometrs (parasti zilā krāsā) uz buka pārveidotāja ir ļoti mazs, un tas ir jāpielāgo, izmantojot skrūvgriezi. Lai pārvarētu šo ierobežojumu, es desoldēju izejas potenciometru un pielodēju jaunu 10K vidēja izmēra potenciometru. Tagad mēs varam viegli mainīt sprieguma līmeņus. Zemāk ir norādīti vadu savienošanas soļi:

• Pievienojiet buck pārveidotāja negatīvo ieeju tieši akumulatora blokam
• Pievienojiet buck pārveidotāja pozitīvo ieeju slēdža 1. tapai
• Pievienojiet slēdža 2. tapu pie akumulatora +12V
• Lodējiet pāris vadus pie buks pārveidotāja izejas spailes un atstājiet otru galu tādu, kāds tas ir. Mēs tos savienosim vēlāk

PADOMS: Lai atkausētu potenciometru, varat izmantot atkausēšanas daktis, bet, ja tāda nav, varat to noņemt, izmantojot pārmērīgu lodēšanas metodi. Izkausējiet lodēšanas stiepli uz spailēm, līdz lodēt veido izkausētas pēdas. Kad izkausētais lodēšanas slānis ir pietiekami karsts, uzmanīgi izvelciet potenciometru no apakšas. Tam vajadzētu iznākt uzreiz. Nedaudz piesitiet modulim, un viss liekais lodējums nokrīt.

5. solis: voltmetra uzstādīšana

Mūsu mainīgais barošanas avots ir uzstādīts un darbojas perfekti. Tagad, lai redzētu, cik daudz sprieguma tas izvada, mums būs nepieciešams voltmetrs. Šim nolūkam mēs varam izmantot mūsu uzticamo draudzīgo multimetru, taču šādam uzdevumam multimetrs būtu pārspīlēts. Turklāt lielākajai daļai no mums ir tikai viens multimetrs, un, ja tas ir iesaistīts mūsu barošanas avotā, mēs nevaram to izmantot citiem mērķiem. Tāpēc laba izvēle ir voltmetra uzstādīšana, kas vienmēr var nodrošināt tiešraides nolasījumu.

Man personīgi patīk šis mazais digitālais voltmetrs, kuru pašlaik izmantoju. Tas darbojas ar 12 V spriegumu un var darboties sprieguma līmeņos no 0 V līdz 99 V. Tam ir ļoti kompakta forma un tas sniedz diezgan precīzus rādījumus. Lai pievienotu voltmetru, rīkojieties šādi:

• Pievienojiet voltmetra pozitīvo jaudu buka pārveidotāja ieejai
• Pievienojiet voltmetra negatīvo jaudu buks pārveidotāja negatīvajai ieejai
• Pievienojiet voltmetra signālu pozitīvam izejas pārveidotājam
• (Pēc izvēles) Ja jūsu voltmetram ir negatīva signāla tapa vai vads, pievienojiet tam negatīvo izejas pārveidotāju

6. darbība. Kā uzlādēt akumulatoru?

Kad projekts ir izstrādāts un kādu laiku to izmantojam, mums būs vajadzīgs kāds avots, lai uzlādētu izlādētās baterijas. Izņemt visu komplektu un uzlādēt katru šūnu atsevišķi ir patiešām drudžains. Mums ir nepieciešams lādētājs, kas var uzlādēt baterijas, vienlaikus saglabājot visu komplektu neskartu. Tā kā mūsu svina skābes akumulatori ir elastīgi uzlādēšanas ziņā, es izmantošu 12V specializētu lādētāju.

Es izmantoju šo lādētāju, lai uzlādētu savu veco 12V svina skābes akumulatoru. Tas izvada aptuveni 14,4 V un var ļoti viegli uzlādēt mūsu akumulatoru. Tas automātiski nosaka uzlādes līmeni un pārtrauc strāvu, kad akumulators ir pilnībā uzlādēts. Akumulatoru uzlāde ar specializētu lādētāju nodrošinās maksimālu akumulatora darbības laiku un efektivitāti. Bet, ja jums nav specializēta lādētāja, varat tos tieši pieslēgt pie 14,4 V pastāvīga sprieguma un uzlādēt.

Lai piekļūtu akumulatora spailēm no ārpuses, es vienkārši pievienoju līdzstrāvas kontaktligzdu akumulatoram.

• Pievienojiet strāvas kontaktligzdas pozitīvo kontaktu ar akumulatora +12V
• Strāvas ligzdas zemējums līdz akumulatora negatīvajam spailim

7. solis: Bateriju iesaiņošana kopā

Šā projekta elektroniskā daļa ir pabeigta. Kā es jums jau teicu, es ievietošu mazāko bateriju grupu (no 3 baterijām) virs lielākas bateriju grupas (no 6 baterijām). Tieši novietojot baterijas vienu virs otras, var sabojāt spailes un līdz ar to visu sistēmu. Tāpēc mums ir nepieciešams kaut kāds spilvens starp abiem. Šim nolūkam es izmantoju vispārējas lietošanas kokvilnu. Šī kokvilna ir mīksta un nodrošina lielisku amortizāciju. Kokvilnas vietā varat ievietot arī plānu sūkli, bet man nav neviena no tiem, tāpēc man bija jāiziet tikai ar kokvilnu. Izmantojiet šķēres, lai kokvilnu sagrieztu akumulatora formā, un nelietojiet to pārmērīgi. Papildu kokvilna plūdīs tikai no sāniem un iegūs telpu, tādējādi nevajadzīgi palielinot izmēru. Lai visu šo komplektu turētu kopā, es izmantoju kādu maskēšanas lenti. Jūs varat izmantot jebkuru vispārējas nozīmes lenti, ja vien tai ir laba adhēzijas spēja un stiepes izturība. Mēģiniet ievietot tur lielu daudzumu lentes. Uzlieciet arī lenti uz kokvilnas, jo tā var mēģināt plūst un noplūst no sāniem.

8. solis: ārējā apvalka izgatavošana

Ārējam apvalkam sākotnēji plānoju izmantot MDF plātni vai saplāksni. Tad es pārgāju uz akrila loksnēm, jo bija daudz vieglāk strādāt ar akrilu. Vēlāk es noraidīju visas šīs iespējas un izvēlējos plānas alumīnija loksnes. Tie bija lēti un daudz labāk atgādināja 9V akumulatora korpusu nekā citi.

Pirms kāda laika es nopirku šo lapu no vietējā datortehnikas veikala. Lai gan tas nav pilnīgi stingrs un nevar nodrošināt lielu konstrukcijas izturību, tas mūsu gadījumā noteikti darbosies, jo pašām baterijām ir pietiekami laba konstrukcijas izturība, lai tās turētu kopā.

Sākumā izveidoju korpusa CAD dizainu un uzzīmēju to uz metāla loksnes, izmantojot lineālu un marķieri. To var izdarīt vieglāk, izdrukājot trafareta dizainu. Izmantojot metāla griezni, es noņēmu nepieciešamo daļu no metāla loksnes. Es atradu punktus, kur lapa bija jāsaliek, un no šo punktu galējībām noņemu mazus vienādmalu trīsstūrus. Šie trīsstūrveida tukšumi palīdzēs mums viegli saliekt metālu.

Lai salocītu loksni, es to paslīdēju zem lielas MDF plātnes un skatoties, ar roku izdarīju spiedienu uz liekšanas malu. Spiediena izdarīšanai varat izmantot arī kādu koka gabalu vai āmuru. Lai savienotu abus galus, es izmantoju dubultu šuvju savienojumu. Ja jūs nezināt, kas ir šuvju savienojums un kā to izgatavot, iesaku apmeklēt youtube un noskatīties dažus videoklipus. Tas ir diezgan viegli izgatavojams un ļoti izplatīts pievienošanās process. Šā savienojuma izgatavošanai tiek izmantoti trīs 10 mm segmenti trafareta galējībās. Kad savienojums tika izveidots, es to nostiprināju ar kādu superlīmi. Lodēšanu var veikt arī savienojuma nostiprināšanai, bet man nebija alumīnija lodēšanas, tāpēc tas bija jādara ar superlīmi.

9. solis: termināļu un korpusa pamatnes izgatavošana

Sānos alumīnija loksne strādāja labi, bet pamatnei tie nespēja izturēt bateriju svaru. Pamatnei man vajadzēja kaut ko izturīgu un cietu, tāpēc es izmantoju 4 mm biezu MDF plāksni. Tas bija pietiekami grūti, lai atbalstītu visas baterijas, un tas pat neliecās. No MDF plātnes es noņēmu divus gabalus, vienu augšai un otru apakšai. Gabalu izmēri bija tādi paši kā ārējā apvalka izmēri, kas ir 102 mm x 50 mm.

Uz augšējās MDF plātnes es izurbju caurumus buka pārveidotāja, potenciometra un slēdža izejas vadiem. Es izmantoju urbja un Dremel kombināciju, lai izveidotu perfektus caurumus. Voltmetram un līdzstrāvas kontaktligzdai es izveidoju caurumus alumīnija korpusā. Slēdzim es to ievietoju pozitīvās jaudas spailē, jo tas tur bija ideāli piemērots.

Lielā akumulatora spaiļu izgatavošanai es izmantoju to pašu alumīnija loksni, ko izmantoju ārējam apvalkam. Alumīnijs, kas ir vadošs metāls, var izvadīt elektrību, tāpēc mēs varam izmantot savus vitrīnas termināļus kā faktiskos izejas spailes un caur tiem kanāla jaudu.

• Lai izveidotu pozitīvo termināli, es vienkārši sarullēju plānu sloksni aplī un pēc tam, izmantojot kādu superlīmi, savienoju abus galus. Es arī sarullēju spaiļu augšējās malas, lai tās kļūtu neasas un nesagrieztu mūsu ādu.
• Negatīvajam terminālim es uz alumīnija loksnes izveidoju divus koncentriskus apļus, kuru ārējais rādiuss ir divreiz lielāks par iekšējā apļa rādiusu. Tad es izveidoju trīs diametrus, katrs 120 grādu leņķī no otra. No punktiem, kur dimetrs sagriež iekšējo apli, es projicēju taisnas līnijas uz ārējā apļa. To darot, man bija tāda zvaigznei līdzīga struktūra. Es noņēmu šo zvaigžņu struktūru no galvenās lapas un saliecu tās rokas perpendikulāri pamatnei. Šādi es izveidoju negatīvo termināli.

10. solis: krāsošana

Līdz šim akumulators sāka veidoties, taču tas izskatījās nedaudz blāvs un nepabeigts. Es nolēmu tai piešķirt dažas krāsas kārtas, lai izceltu attēlu un līdzību. Man apkārt gulēja veca 9V baterija, kuru izmantoju atsaucei. Izmantojot marķieri, es uzzīmēju uz korpusa nepieciešamās starpsienas un nokrāsoju korpusu ar aerosola krāsām. Tā kā manā valstī esošais miniatūrais akumulators ir visizplatītākais, ko izmantoju savā valstī, es savam dizainam izmantoju tieši tādu pašu krāsu kombināciju - sarkanu, baltu un zilu. Augšējiem un apakšējiem MDF gabaliem es izmantoju tikai melnu krāsu. Kad krāsa bija izžuvusi, es uzzīmēju dažas detaļas un tekstu, lai tas izskatītos reālistiskāk.

11. solis: projekta apkopošana

Viss ir izdarīts tagad, tikai jāsaliek. Es sāku ar ārējā vāka uzlikšanu virs elektronikas. Pēc tam karsts pielīmēja voltmetru un līdzstrāvas kontaktligzdu pie alumīnija korpusa. Vispirms es atvienoju slēdzi no elektronikas, karsti pielīmēju to uz MDF plātnes un atkal pievienoju bika pārveidotājam.

Jūs atceraties tos izejas vadus, kurus atstājām nesavienotus, paņemiet tos un pievienojiet tiem spailēm, kuras izveidojām dažas minūtes atpakaļ. Ielieciet karstu līmi uz spailēm un pielīmējiet tās pie MDF plātnes. Salieciet visu kopā un aizveriet ārējā apvalka metāla vākus.

Hei, projekts ir pabeigts. Paldies, ka tik ilgi bijāt un veltījāt laiku šim projektam. Ceru, ka jums patika. Lūdzu, atzīmējiet like un abonējiet manu YouTube kanālu, kā arī abonējiet mani par norādījumiem, lai nekad nepalaistu garām nevienu manis izstrādātu projektu.