Listrik L585 585Wh AC portatīvais barošanas avots: 17 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Par pirmo Instructable es parādīšu, kā es izveidoju šo pārnēsājamo barošanas avotu. Šādai ierīcei ir daudz terminu, piemēram, strāvas banka, elektrostacija, saules ģenerators un daudzi citi, bet man labāk patīk nosaukums "Listrik L585 Portable Power Supply".

Listrik L585 ir iebūvēts 585Wh (6S 22.2V 26, 364mAh, pārbaudīts) litija akumulators, kas patiešām var kalpot. Tas ir arī diezgan viegls attiecībā uz doto jaudu. Ja vēlaties to salīdzināt ar tipisku klientu jaudas banku, varat to viegli izdarīt, dalot mAh reitingu ar 1 000 un reizinot to ar 3,7. Piemēram, PowerHouse (viena no lielākajām plaši pazīstamajām patērētāju enerģijas bankām) jauda ir 120 000 mAh. Tagad darīsim matemātiku. 120 000 /1 000 * 3,7 = 444Wh. 444Wh pret 585Wh. Viegli vai ne?

Viss ir iepakots šajā jaukajā alumīnija portfelī. Tādā veidā Listrik L585 var viegli nēsāt, un augšējais vāks aizsargās iekšpusē esošos jutīgos instrumentus, kamēr tie netiek izmantoti. Šī ideja man radās pēc tam, kad redzēju, ka kāds, izmantojot instrumentu kasti, uzbūvēja saules ģeneratoru, taču instrumentu kaste neizskatās tik lieliski, vai ne? Tāpēc es ar alumīnija portfeli uzsitu to uz augšu un tas izskatās daudz labāk.

Listrik L585 ir vairākas izejas, kas var aptvert gandrīz visas plaša patēriņa elektroniskās ierīces.

Pirmais ir maiņstrāvas izeja, kas ir saderīga ar gandrīz 90% tīkla ierīču, kuru jauda ir mazāka par 300 W, un ne visas no tām nav sinusoidālas izejas, bet jūs varat to novērst, izmantojot tīru sinusoidālo invertoru, kas ir daudz dārgāks nekā standarta modificētais sinusa viļņu invertors, ko es šeit izmantoju. Parasti tie ir arī lielāki.

Otrā izeja ir USB izeja. Ir 8 USB porti, kas nedaudz pārspīlē. Pāris no tiem var nepārtraukti piegādāt maksimālo strāvu 3A. Sinhronā rektifikācija padara to ļoti efektīvu.

Trešais ir papildu I/O. To var izmantot, lai uzlādētu vai izlādētu iekšējo akumulatoru ar maksimālo ātrumu 15A (300W+) nepārtraukti un 25A (500W+) momentāni. Tam nav nekādu regulējumu, būtībā tas ir tikai vienkāršs akumulatora spriegums, taču tam ir vairākas aizsardzības, ieskaitot īssavienojumu, pārslodzi, pārmaksu un pārmērīgu izlādi.

Pēdējais un mans mīļākais ir regulējama līdzstrāvas izeja, kas var izvadīt 0-32V, 0-5A visos sprieguma diapazonos. Tas var darbināt ļoti dažādas līdzstrāvas ierīces, piemēram, tipisku klēpjdatoru ar 19 V izeju, interneta maršrutētāju ar 12 V spriegumu un daudz ko citu. Šī regulējamā līdzstrāvas izeja novērš nepieciešamību izmantot maiņstrāvu līdz līdzstrāvas avotam, kas, starp citu, pasliktinās efektivitāti, jo visa sistēma pārveido līdzstrāvu par maiņstrāvu un pēc tam par līdzstrāvu. To var izmantot arī kā barošanas bloku ar pastāvīgu spriegumu un nemainīgu strāvas funkciju, kas ir ļoti noderīgi tādiem cilvēkiem kā es, kuri bieži strādā ar elektroniku.

1. solis: materiāli un rīki

Galvenie materiāli:

* 1X DJI Spark alumīnija portfelis

*60X 80*57*4,7 mm prizmatiskas litija šūnas (jūs varat aizstāt ar biežāk lietotu 18650, bet es atklāju, ka šai šūnai ir tikai ideāls formas faktors un izmērs)

* 1X 300W 24V DC līdz maiņstrāvas pārveidotājs

* 1X DPH3205 programmējams barošanas avots

* 2X 4 portu USB buck pārveidotāji

* 1X Cellmeter 8 akumulatora pārbaudītājs

* 1X 6S 15A BMS

* 1X 6S līdzsvara savienotājs

* 12X M4 10 mm skrūves

* 12X M4 uzgriežņi

* 6X nerūsējošā tērauda kronšteini

* 1X 6A viena pola pārslēgšanas slēdzis

* 1X 6A divpolu pārslēgšanas slēdzis

* 1X 15A viena pola pārslēgšanas slēdzis

* 4X 3 mm nerūsējošā tērauda LED turētājs

* 4X sieviešu XT60 savienotāji

* 4X M3 20 mm misiņa starplikas

* 4X M3 30 mm mašīnas skrūves

* 2X M3 8 mm mašīnas skrūves

* 6X M3 uzgriežņi

* 1X 25A 3 kontaktu terminālis

* 4X 4,5 mm kabeļu lāpstiņas

* Pielāgota griezuma 3 mm instrumentu panelis

-

Palīgmateriāli:

* Karstums

* Lodēt

* Plūsma

* 2,5 mm cieta vara stieple

* Lieljaudas divpusēja lente (iegūstiet augstākās kvalitātes)

* Plāna abpusēja lente

* Kaptona lente

* Epoksīda

* Melna krāsa

* 26 AWG vads LED indikatoriem

* 20 AWG sudraba vītņu vads vāja strāvas vadiem

* 16 AWG sudraba vītņu vads lielas strāvas vadiem (vēlams zemāks AWG. Manējais ir novērtēts ar 17A nepārtrauktu šasijas vadu, tik tikko pietiekami)

-

Rīki:

* Lodāmurs

* Knaibles

* Skrūvgriezis

* Šķēres

* Hobija nazis

* Pincete

* Urbis

2. darbība. Shēma

Shēmai jābūt pašsaprotamai. Atvainojiet par slikto zīmējumu, bet tam vajadzētu būt vairāk nekā pietiekami.

3. darbība: instrumentu panelis

Vispirms es izstrādāju instrumentu paneli. PDF failu var lejupielādēt bez maksas. Materiāls var būt koks, alumīnija loksne, akrils vai jebkas ar līdzīgu īpašību. Šajā "lietā" es izmantoju akrilu. Biezumam jābūt 3 mm. Jūs varat to sagriezt CNC vai vienkārši izdrukāt uz papīra ar mērogu 1: 1 un izgriezt manuāli.

4. solis: korpuss (krāsošanas un montāžas kronšteini)

Attiecībā uz lietu es DJI Spark izmantoju alumīnija portfeli, tam ir pareizais izmērs. Lidaparātu turēja ar putuplastu, tāpēc es to izņēmu un iekrāsoju iekšējo daļu melnā krāsā. Es izurbju 6 4 mm caurumus atbilstoši caurumu attālumam uz mana pielāgotā griezuma instrumentu paneļa un tur uzstādīju kronšteinus. Pēc tam uz katras kronšteina pielīmēju M4 uzgriežņus, lai varētu pieskrūvēt skrūves no ārpuses, neturot uzgriežņus.

5. darbība. Akumulatora bloka 1. daļa (elementu pārbaude un grupu izveide)

Akumulatoram es izmantoju noraidītas LG prizmatiskās litija šūnas, kuras es saņēmu par mazāk nekā 1 ASV dolāru. Iemesls, kāpēc tie ir tik lēti, ir tikai tāpēc, ka tie ir izdeguši drošinātāji un atzīmēti kā bojāti. Noņēmu drošinātājus un tie ir kā jauni. Tas varētu būt nedaudz nedroši, bet par mazāk nekā vienu dolāru es nevaru īsti sūdzēties. Galu galā es aizsardzībai izmantošu akumulatora pārvaldības sistēmu. Ja jūs izmantojat lietotas vai nezināmas šūnas, man ir labas instrukcijas par to, kā pārbaudīt un kārtot izlietotās litija šūnas šeit: (Drīzumā).

Esmu redzējis daudzus cilvēkus, kas izmanto svina-skābes akumulatoru šāda veida ierīcēm. Protams, ar tiem ir viegli strādāt un tie ir lēti, taču svina-skābes akumulatora izmantošana pārnēsājamai lietošanai man ir liels nē. Svina-skābes ekvivalents sver aptuveni 15 kilogramus! Tas ir par 500% smagāks nekā manis izgatavotais akumulators (3 kilogrami). Vai man jums jāatgādina, ka arī tā apjoms būs lielāks?

Es nopirku 100 no tiem un pārbaudīju tos pa vienam. Man ir testa rezultātu izklājlapa. Es to filtrēju, sakārtoju un galu galā ieguvu labākās 60 šūnas. Es tos sadalīju vienādi ar ietilpību, tāpēc katrai grupai būs līdzīga jauda. Tādā veidā akumulators būs līdzsvarots.

Esmu redzējis, ka daudzi cilvēki uzbūvēja savu akumulatoru bez papildu pārbaudes katrā šūnā, kas, manuprāt, ir obligāti, ja jūs gatavojaties izgatavot akumulatoru no nezināmām šūnām.

Tests parādīja, ka katras šūnas vidējā izlādes jauda ir 2636 mAh pie 1,5A izlādes strāvas. Ar zemāku strāvu jauda būs lielāka, jo būs mazāks enerģijas zudums. Man izdevās iegūt 2700mAh+ pie 0.8A izlādes strāvas. Es saņemšu papildu 20% lielāku jaudu, ja uzlādēšu šūnu līdz 4,35 V/šūna (šūna atļauj 4,35 V uzlādes spriegumu), bet BMS to neatļauj. Turklāt šūnas uzlāde līdz 4,2 V pagarinās tā kalpošanas laiku.

Atpakaļ pie instrukcijas. Pirmkārt, es savienoju 10 šūnas kopā, izmantojot plānu divpusēju lenti. Pēc tam es to pastiprināju, izmantojot kaptona lenti. Atcerieties būt īpaši piesardzīgiem, strādājot ar litija akumulatoru. Šīm prizmatiskajām litija šūnām ir ārkārtīgi cieša pozitīvā un negatīvā daļa, tāpēc to ir viegli saīsināt.

6. darbība. Akumulatora bloka 2. daļa (pievienošanās grupām)

Kad esmu pabeidzis veidot grupas, nākamais solis ir apvienot tās kopā. Lai tos savienotu kopā, es izmantoju plānu divpusēju lenti un vēlreiz pastiprināju to ar kaptona lenti. Ļoti svarīgi, pārliecinieties, ka grupas ir izolētas viena no otras! Pretējā gadījumā, sērijveidā tos lodējot, jūs saņemsiet ļoti šķebinošu īssavienojumu. Prizmatiskās šūnas ķermenis ir saistīts ar akumulatora katodu un otrādi - 18650 šūnām. Lūdzu, paturiet to prātā.

7. darbība. Akumulatora bloka 3. daļa (lodēšana un apdare)

Šī ir visgrūtākā un bīstamākā daļa, šūnu lodēšana kopā. Lai ērti lodētu, jums būs nepieciešams vismaz 100 W lodāmurs. Manējais bija 60W, un tas bija pilnīgs PITA lodēšanai. Neaizmirstiet plūsmu, elles tonnu plūsmu. Tas tiešām palīdz.

** Esiet ļoti uzmanīgs šajā solī! Lielas ietilpības litija akumulators nav tas, ar ko vēlaties būt neveikls. **

Pirmkārt, es nogriezu 2,5 mm biezo vara stiepli vēlamajā garumā un pēc tam noņemu izolāciju. Tad es pielodēju vara stiepli pie šūnas cilnes. Dariet to pietiekami lēni, lai lodētu, bet pietiekami ātri, lai novērstu siltuma uzkrāšanos. Tas tiešām prasa prasmi. Es ieteiktu praktizēt kaut ko citu, pirms izmēģināt to ar īsto. Pēc vairāku minūšu lodēšanas atlaidiet akumulatoru, lai tas atdziest, jo siltums nav piemērots jebkura veida akumulatoriem, īpaši litija akumulatoriem.

Apdarei es pielīmēju BMS ar 3 slāņu divpusējām putu lentēm un visu vadu pēc shēmas. Es pielodēju kabeļa lāpstiņas uz akumulatora izejas un nekavējoties uzstādīju tās uz galveno strāvas spaili, lai lāpstiņas nesaskartos un neradītu īssavienojumu.

Neaizmirstiet pielodēt vadu no līdzsvara savienotāja negatīvās puses un vadu no BMS negatīvās puses. Mums ir jāatver šī ķēde, lai deaktivizētu Cellmeter 8 (akumulatora indikatoru), lai tas neieslēgtos uz visiem laikiem. Otrs gals vēlāk iet uz vienu slēdža polu.

8. darbība. Akumulatora bloka 4. daļa (uzstādīšana)

Instalēšanai es izmantoju abpusēju lenti. Šim gadījumam iesaku izmantot augstas kvalitātes, lieljaudas divpusēju lenti, jo akumulators ir diezgan smags. Es izmantoju 3M VHB divpusēju lenti. Līdz šim lente ļoti labi notur akumulatoru. Nekādu problēmu.

Akumulators šeit ir ļoti jauks, viens iemesls, kāpēc es izvēlējos šo prizmatisko litija elementu, nevis cilindrisko litija elementu. Gaisa sprauga ap akumulatoru ir ļoti svarīga siltuma izkliedēšanai.

Par siltuma izkliedi es par to pārāk neuztraucos. Uzlādēšanai es izmantošu savu IMAX B6 Mini, kas spēj piegādāt tikai 60W. Tas nav nekas, salīdzinot ar 585 Wh akumulatoru. Uzlāde aizņēma vairāk nekā 10 stundas, tik lēni, ka netiek radīts siltums. Lēna uzlāde ir piemērota arī jebkura veida akumulatoriem. Izlādēšanai maksimālā strāva, ko varu iegūt no akumulatora bloka, ir krietni zemāka par 1C izlādes ātrumu (26A) tikai 15A nepārtrauktā, 25A momentānā. Manam akumulatoram ir aptuveni 33mOhm iekšējā pretestība. Izkliedētās jaudas vienādojums ir I^2*R. 15*15*0,033 = 7,4 W jaudas, kas zaudēta kā siltums pie 15A izlādes strāvas. Attiecībā uz kaut ko tik lielu, tas nav liels darījums. Reālās pasaules tests rāda, ka pie lielas slodzes akumulatora bloka temperatūra paaugstinās līdz aptuveni 45–48 grādiem pēc Celsija. Litija akumulatoram nav īsti ērta temperatūra, bet tomēr darba temperatūras diapazonā (maksimums 60º)

9. solis: invertora 1. daļa (demontāža un radiatora uzstādīšana)

Invertoram es to izņēmu no korpusa, lai tas ietilptu alumīnija portfelī, un uzstādīju pāris radiatoru, ko saņēmu no salauztas datora barošanas avota. Vēlāk izmantoju dzesēšanas ventilatoru, maiņstrāvas kontaktligzdu un slēdzi.

Invertors darbojas līdz 19 V, pirms sāk darboties aizsardzība pret zemu spriegumu.

Viena neparasta lieta ir tā, ka uz etiķetes ir skaidri norādīts 500W, savukārt uz sietspiedes uz PCB ir norādīts, ka tas ir 300W. Turklāt šim invertoram ir reāla pretējās polaritātes aizsardzība, atšķirībā no vairuma tur esošo invertoru, kuri pretējās polaritātes aizsardzībai izmanto mēmo diode + drošinātāju. Jauki, bet šajā gadījumā nav ļoti noderīgi.

10. solis: invertors (uzstādīšana un montāža)

Pirmkārt, es pagarināju ieejas jaudu, LED indikatorus, slēdzi un maiņstrāvas kontaktligzdas vadu, lai tie būtu pietiekami gari. Pēc tam es uzstādīju invertoru korpusā, izmantojot abpusēju lenti. Es lodēju kabeļu lāpstiņas barošanas ievades vadu otrā galā un pievienoju tos galvenajam terminālim. Es uzstādīju LED indikatorus, ventilatoru un maiņstrāvas kontaktligzdu pie instrumentu paneļa.

Es atklāju, ka invertoram ir nulle miera strāva (<1mA), kad tas ir pievienots barošanas avotam, bet ir deaktivizēts, tāpēc es nolēmu savienot invertora strāvas vadu tieši bez slēdža. Tādā veidā man nav vajadzīgs apjomīgs lielas strāvas slēdzis un mazāk izšķērdēta strāvas vads un slēdzis.

11. solis: USB modulis (uzstādīšana un elektroinstalācija)

Pirmkārt, es pagarināju LED indikatorus abos moduļos. Pēc tam es sakrauju moduļus ar M3 20 mm misiņa starplikām. Es lodēju strāvas vadus saskaņā ar shēmu un visu komplektu pieliku pie instrumentu paneļa un sasēju ar rāvējslēdzējiem. Es pielodēju 2 vadus no iepriekš minētā akumulatora iepakojuma uz slēdža otru polu.

12. solis: DPH3205 moduļa 1. daļa (uzstādīšana un ievades vadi)

Es urbju 2 3 mm caurumus pa apakšējo plāksni pa diagonāli, un tad es uzstādīju DPH3205 moduli ar 8 mm M3 skrūvēm, kas iet caur šiem caurumiem. Es vadu ievadi ar bieziem 16 AWG vadiem. Negatīvs iet tieši uz moduli. Pozitīvais vispirms iet uz slēdzi, pēc tam uz moduli. Es pielodēju kabeļu lāpstiņas otrā galā, kas tiks savienots ar galveno termināli.

13. darbība: DPH3205 moduļa 2. daļa (displeja montāža un izejas vadi)

Es uzstādīju displeju pie priekšējā paneļa un pievienoju vadus. Pēc tam es uzstādīju XT60 savienotājus instrumentu panelī, izmantojot divu daļu epoksīdu, un savienoju šos savienotājus paralēli. Tad vads iet uz moduļa izeju.

14. darbība: papildu I/O (montāža un elektroinstalācija)

Es uzstādīju 2 XT60 savienotājus ar 2 daļu epoksīdu un lodēju savienotājus paralēli bieziem 16 AWG vadiem. Es pielodēju kabeļu lāpstiņas otrā galā, kas iet uz galveno termināli. Vads no USB moduļa arī nonāk šeit.

15. darbība: QC (ātrā pārbaude)

Pārliecinieties, ka iekšā nav nekas grabošs. Nevēlami vadoši priekšmeti var izraisīt īssavienojumu.

16. darbība. Pabeigšana un pārbaude

Es aizvēru vāku, ieskrūvēju skrūves un darīts! Es pārbaudīju visas funkcijas, un viss darbojas, kā es cerēju. Man noteikti ļoti noderīga. Tas man izmaksāja nedaudz vairāk par 150 ASV dolāriem (tikai materiāls, neskaitot neveiksmes), kas ir ļoti lēts šādam gadījumam. Montāžas process aizņēma apmēram 10 stundas, bet plānošana un izpēte - apmēram 3 mēnešus.

Lai gan pirms barošanas avota būvēšanas esmu veicis diezgan daudz pētījumu, manam barošanas avotam joprojām ir daudz trūkumu. Es neesmu īsti apmierināts ar rezultātu. Nākotnē es būvēšu Listrik V2.0 ar daudziem uzlabojumiem. Es nevēlos sabojāt visu plānu, bet šeit ir daži no tiem:

1. Pārslēdzieties uz augstas ietilpības 18650 šūnām
2. Nedaudz lielāka ietilpība
3. Daudz lielāka izejas jauda
4. Daudz labākas drošības funkcijas
5. Iekšējais MPPT lādētājs
6. Labāka materiālu izvēle
7. Arduino automatizācija
8. Īpašs parametru indikators (akumulatora jauda, patērētā jauda, temperatūra un tā tālāk)
9. Ar lietotni kontrolēta līdzstrāvas izeja un daudzi citi, ko es jums tagad neteikšu;-)

17. darbība: atjauninājumi

Atjauninājums Nr. 1: es pievienoju dzesēšanas ventilatoram manuālu ignorēšanas slēdzi, lai varētu to manuāli ieslēgt, ja vēlos izmantot strāvas padevi ar pilnu slodzi, lai iekšpusē esošās detaļas paliktu vēsas.

2. atjauninājums: BMS aizdegās, tāpēc es pārtaisīju visu akumulatoru sistēmu ar labāku. Jaunais var lepoties ar 7S8P konfigurāciju, nevis 6S10P. Nedaudz mazāka jauda, bet labāka siltuma izkliedēšana. Katra grupa tagad ir izvietota, lai nodrošinātu labāku drošību un dzesēšanu. 4,1 V/šūnas uzlādes spriegums, nevis 4,2 V/šūna, lai nodrošinātu ilgāku kalpošanas laiku.