Uzziniet, kā izveidot pārnēsājamu akumulatoru darbināmu monitoru, kas var darbināt arī Raspberry Pi: 8 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:54

Vai esat kādreiz vēlējies kodēt python vai iegūt displeja izeju savam Raspberry Pi robotam, atrodoties ceļā, vai arī jums bija nepieciešams pārnēsājams sekundārais displejs klēpjdatoram vai kamerai?

Šajā projektā mēs izveidosim pārnēsājamu akumulatoru darbināmu monitoru un barošanas avotu, kas var darbināt arī aveņu pi vai uzlādēt tālruni. Lai izmantotu mūsu projektu, mēs izmantosim litija jonu akumulatoru un izmantosim gan buks, gan pastiprinātājus no līdzstrāvas līdzstrāvas pārveidotājiem.

Esiet piesardzīgs un atcerieties, ka drošības atgādinājumi ir treknrakstā

Piegādes

Jums būs nepieciešams:

-A Raspberry pi (jebkura plāksne darbosies, vienkārši ņemiet vērā prasības par strāvas padevi un pašreizējo zīmējumu vēlākai uzziņai) un nepieciešamie adapteri un strāvas vadi:

www.amazon.com/gp/product/B01C6FFNY4/ref=o…

-12 VOLT LCD monitors (es izmantoju 7 collu ekrānu);

www.amazon.com/Loncevon-Portable-Computer-…

-DC līdz DC pārveidotājs ar USB izeju:

www.amazon.com/gp/product/B07JZ2GQJF/ref=o…

-DC līdz DC pastiprinātājs:

www.amazon.com/Onyehn-LTC1871-Converter-Ad…

-Vienkodolu maza un vidēja elektronika, kuras vads spēj apstrādāt vismaz 10 ampērus

-džempera kabeļi

-USB barošanas vads

-HDMI kabelis

-Piemērota mucas tapa displejam:

www.amazon.com/OdiySurveil-5Pairs-Terminal…

-(pēc izvēles) 3D printeris, lai vajadzības gadījumā izdrukātu montāžas detaļas un akumulatora korpusu

-akumulatora turētājs:

www.amazon.com/Plastic-Battery-Batteries-C…

-Piemērots slēdzis

www.amazon.com/Aoyoho-Thread-Latching-Butt…

-18650 akumulatora elementi vienmērīgos daudzumos (īpaši piesardzīgi, pērkot litija jonu elementus no pārdevējiem, no kuriem jūs neesat pazīstami)

1. solis: izpratne par pamatiem

Šeit ir īsa informācija par projekta teoriju un principiem, jo ir svarīgi saprast šī projekta pamatā esošos elektroniskos pamatprincipus.

Vispirms novērtēsim mūsu izvēlētās galvenās sastāvdaļas. Šim projektam mēs izvēlējāmies 12 voltu monitoru, un aveņu pi darbojas ar 5 voltu spriegumu un prasa līdz 3 ampēriem, lai uzturētu jaudu atkarībā no tā, kura aveņu pi plāksne tiek izmantota.

Tālāk apspriedīsim mūsu enerģijas avotu. Šī projekta darbināšanai tiek izmantotas litija jonu šūnas (vidēji ar 3,5 V jaudu) 2S konfigurācijā (šūnas ir sakārtotas šūnu grupās, kurās ir divas sērijveidā pieslēgtas šūnas, kuras tiek savienotas ar katru šūnu grupu) paralēli viens otram). Tādējādi akumulators var izvadīt vidējo spriegumu 7 volti, un tā pašreizējo jaudu un jaudu nosaka pēc izmantoto šūnu grupu skaita.

Tagad apskatīsim mūsu jaudas regulēšanas sistēmu. Tā kā akumulatora izeja sākotnēji nav apmierinoša, lai efektīvi darbinātu projektu, ir nepieciešami līdzstrāvas un līdzstrāvas sprieguma pārveidotāji, lai mūsu akumulatora izejas spriegumu pārvērstu par katras ierīces vajadzīgo spriegumu (kas noved pie bateriju izmaiņām) arī maksimālā izejas slodzes strāva), vai nu paaugstinot vai pazeminot spriegumu (attiecīgi attiecīgi pazeminot un paaugstinot strāvu). Tā kā aveņu pi prasa lielāku slodzes strāvu nekā izejas displejs, spriegums būs jāsamazina, lai tas atbilstu aveņu pi nepieciešamajam spriegumam un slodzes strāvai

Tādējādi mūsu 2S akumulatora konfigurācija ir ideāli piemērota šim uzdevumam (jo izejas jauda ir aptuveni 7 V), jo tā ir pietiekami tuvu aveņu pi nominālajam spriegumam, lai nodrošinātu arī lielu slodzes strāvu un pietiekami tuvu nominālajam spriegumam ekrānu tā, ka, palielinot spriegumu, būs pietiekami daudz strāvas, lai joprojām darbotos ekrāns.

Projektā izmantotie līdzstrāvas līdzstrāvas sprieguma pārveidotāji ir: 1) pastiprinātāja pārveidotājs, tas palielinās mūsu 7 voltu ieeju līdz vienmērīgai 12 voltu izejai, ko izmantos mūsu monitors, un 2) buks pārveidotājs, tas samazināsies mūsu 7 voltu ieeja vienmērīgā 5 voltu izejā ar lielu strāvas padevi visintensīvākajai darbībai.

Šo projektu var veikt arī dažādos veidos, piemēram, veicot projektu tā, lai tikai displejs darbotos ar baterijām, un šādā gadījumā viss, kas jums jādara, ir sekot norādījumiem un neņemt vērā aveņu iestatīšanas darbības pi.

Arī šo projektu var izmantot, lai darbinātu tālruni vai jebkuru citu ar USB darbināmu ierīci, nevis aveņu pi plāksni, ja jūs neņemat vērā visas katra soļa daļas, kas saistītas ar monitoru, vai jebkādas tā variācijas, tāpēc zinot šeit mācītos pamatus noderīga jebkādiem turpmākiem uzlabojumiem vai modifikācijām.

2. darbība: būvniecības sākšana un detaļu drukāšana

Tagad, kad esat sapratis šī projekta elektroniskās pamatdarbības, mēs varam sākt veidot.

Šis projekts lielākoties ir elektronisks, bet, ja vēlaties visu kārtīgā iepakojumā vai jums nav noteiktu daļu. Vispirms varat tos izdrukāt 3D formātā, lai vēlāk varētu koncentrēties uz elektroniku.

Ja izmantojāt ieteicamo monitoru, varat izmantot šo failu savām siksnām (iekļauts solī).

Ja jums ir nepieciešams akumulatora turētājs, varat to pārbaudīt: https://www.thingiverse.com/thing:1823552. Jūs varat izpildīt radītāja norādījumus vai arī urbt savus caurumus un izmantot m2 līdz m4 skrūves, skrūves un paplāksnes, lai nostiprinātu šūnas un vadus. Pirms turpināt, noteikti pārbaudiet savienojumus un izolējiet visus atvērtos savienojumus un vadošās skrūves.

3. darbība: akumulatora vadu savienošana

Pirms sākat, pārliecinieties, vai jums ir visas nepieciešamās sastāvdaļas, un neaizmirstiet pārbaudīt, vai jūsu 18650 šūnām ir līdzīgs spriegums un jauda

Vispirms grupējiet 18650 litija jonu baterijas pa pāriem un savienojiet katru pāri virknē, veidojot šūnu grupu.

Pēc tam paņemiet katru šūnu grupu un pievienojiet vadu paralēli viena otrai un atcerieties, ka slēdzis jāpievieno vienam no paralēlajiem savienojumiem (vēlams pirmajam vai pēdējam vai pie akumulatora izejas).

Tas ir redzams iepriekš redzamajā elektroinstalācijas shēmā.

Vēlreiz atcerieties vēlreiz pārbaudīt savienojumus un izolēt visus atvērtos savienojumus un vadošās skrūves, pirms turpināt

4. solis: sprieguma regulatoru pievienošana

Tālāk mēs pievienosim mūsu DC līdz DC sprieguma regulatorus mūsu akumulatoram.

Vispirms pārliecinieties, vai slēdzis, kas novietots uz akumulatora, kā parādīts iepriekš, ir izslēgts pirms elektroinstalācijas, lai novērstu detaļu bojājumus kalibrēšanas laikā.

Tālāk paralēli savienojiet akumulatora pozitīvos spailus ar pozitīvajiem gan buck, gan palielināšanas pārveidotājiem.

Tālāk paralēli pievienojiet akumulatora negatīvo spaili gan buks, gan pastiprinātāja pārveidotājiem.

Tas ir parādīts iepriekš.

Pēc tam ieslēdziet slēdzi un izmantojiet skrūvgriezi, lai noregulētu pastiprinātāja un buka pārveidotāju izejas, pagriežot dēļu potenciometrus

Pastiprinājuma pārveidotājs darbinās 12 VOLT displeju, un izejai jābūt kalibrētai, lai tai būtu 12 voltu izeja

Buck pārveidotājs darbinās Raspberry Pi. Kā minēts iepriekš, katrai plāksnei ir atšķirīga pašreizējā prasība. Iestatiet sprieguma pārveidotāju uz 5 voltiem un iestatiet to uz USB režīmu (to var izdarīt, izmantojot komponentā iekļauto dokumentāciju) un iestatiet Pašreizējos noteikumus uz 1 amp un kalibrējiet, pamatojoties uz tāfeles, kad tas tiks pievienots vēlāk.

5. darbība: pievienojiet ekrānu un Raspberry Pi

Pēc sprieguma regulatoru kalibrēšanas mēs varam savienot savas ierīces

Pirmkārt, mēs varam savienot savu mucas tapu ar pastiprinātāja pārveidotāja izeju pareizā polarizācijā, un pēc tam varat to savienot ar ekrānu.

Pēc tam pievienojiet USB ierīci Raspberry Pi un pēc tam pievienojiet HDMI no Raspberry Pi uz ekrānu.

Tagad izmantojiet skrūvgriezi un noregulējiet bika pārveidotāja strāvas vāciņu līdz vērtībai, pie kuras ieslēdzas aveņu pi plāksne un sāk zābakus (var mainīties no 1 līdz 4 ampēriem atkarībā no izmantotās plāksnes).

Mobilais tālrunis šeit var tikt izmantots, ja ir jāuzlādē mobilais tālrunis, nevis jāieslēdz barošana no aveņu pi. Vienkārši pārliecinieties, ka strāvas stiprums, pie kura jūs ierobežojat potenciometru, ir iestatīts uz ierīces specifikācijām.

6. darbība: iesaiņošana

Tagad elektronika ir pabeigta, un tagad jūs varat sasiet visus kabeļus, un ir pienācis laiks savienot LCD vadu

Pastiprinājuma pārveidotāju un akumulatoru bloku varat uzstādīt atbilstoši savām vajadzībām, izmantojot karstu līmi vai skrūves, un, ja izmantojat komplektā iekļauto drukāto siksnu, jūs:

1) Nostipriniet visas sastāvdaļas vai nu ar abpusēju lenti, urbjot caurumus 3D drukātajā modelī, lai tie atbilstu jūsu komponentiem, un nostiprinot ar skrūvēm vai ar savērpjamām saitēm pie 3D modeļa

2) Noņemiet displeja statīvu no monitora apakšas, lai atklātu slotu, kurā modelis tiks ievietots

3) Iebīdiet drukātā stiprinājuma cilni slotā monitora aizmugurē no apakšas, līdz stiprinājums ir nostiprināts.

4) Ieskrūvējiet statīvā, lai nofiksētu stiprinājumu un nostiprinātu detaļas.

7. solis. Secinājums

Tagad jums ir ar baterijām darbināms Raspberry Pi un displejs, lai turpinātu, varat pievienot bezvadu tastatūru un pēc tam kameru. Izmantojot šo projektu, jūs esat padziļinājis savu izpratni par elektroniku un to, kā jūsu ikdienas dzīvē izmantojamie pamata priekšmeti, piemēram, baterijas un viedtālruņi, darbojas un tiek darbināti.

8. solis. Turpmākie soļi

Šo projektu nākotnē var uzlabot, pievienojot 3D drukātu apvalku, kurā visas esošās sastāvdaļas var uzglabāt un aizsargāt no ārējās vides.

Turklāt, lai uzlādētu ierīci, neizņemot baterijas, var pievienot integrētu akumulatora uzlādes ķēdi, un var pievienot vairāk šūnu, lai uzlabotu akumulatora darbības laiku.

Jūs varat pielāgot šo projektu akumulatoru bankai vai tikai ar akumulatoru darbināmam displejam, un nākotnē jūs varat arī palielināt akumulatora jaudu un maksimālo slodzes strāvas izvadi, pievienojot vairāk 2S 18650 šūnu grupu līdzīgā konfigurācijā paralēli pašreizējām šūnām.

Šo projektu var vēl vairāk paplašināt līdz displeju un aveņu piķu matricai, paplašinot akumulatora šūnu grupas un atkārtojot katru šī projekta soli. Tāpēc šo projektu var izmantot kā mugurkaulu, uz kura jūs varat paplašināt ar baterijām darbināmu displeju un aveņu pi