Toimiva suurikokoinen 9 voltin akku vanhoista lyijyhappokennoista: 11 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Tapahtuiko sinulle koskaan, että syödyt välipaloja ja yhtäkkiä tajusit, että olet syönyt niitä enemmän, kuin mitä päivittäinen ruokavalio -kiintiösi sallii tai menit ruokaostoksille ja joidenkin virheellisten laskelmien vuoksi varastoit jonkin tuotteen. Molemmat asiat ovat tapahtuneet minulle useaan otteeseen, mutta vain tällä kertaa ylivarastoin jotain erilaista. Ne olivat paristoja, eivätkä tavallisia AA -paristoja, vaan niitä suuria lyijyhappoakkuja. Kerron kuinka.

Ennen päivinä, kun olin vielä oppimassa mikrokontrollereista ja tavaroista, tein paljon IC- ja piiripohjaisia projekteja. Koska kaikki nämä projektit voisivat helposti saada virtaa yhdellä lyijyakulla tai eri muunnelmilla näistä paristoista, ostin niitä irtotavarana. Ajan myötä aloin korvata piirit mikrokontrollereilla ja lyijyakut paremmilla litiumioniakkuilla niiden luotettavuuden ja tehokkuuden vuoksi.

Muutama päivä sitten katsoin akkukoteloa ja löysin valtavan osan paristoja, jotka vain makasivat ja saivat hukkaan ylitöitä. En silloin tiennyt mitä tehdä heidän kanssaan, joten jätin heidät sellaisiksi. Äskettäin 12v lyijyhappoakku, jota käytin erittäin helposti piirien tarkistamisessa ja prototyyppien valmistuksessa, kuoli jostain epäselvästä syystä. Rahan kulutuksen ja uuden akun ostamisen sijaan ajattelin laittaa nämä vanhat 4v -paristot johonkin käyttöön ja tehdä kannettavan muuttuvan virtalähteen sen kanssa.

Aluksi ajattelin laittaa paristot ryhmään ja kytkeä siihen jännitesäätömoduulin, mutta sitten ajattelin, että voin tehdä tästä projektista paljon paremman ja hyvännäköisen. Aion laittaa nämä paristot ryhmään ja peittää ne metallikoteloon niin, että ne muistuttavat 9 voltin paristoa. Siksi siinä on kannettavan muuttuvan virtalähteen ominaisuudet, jotka on pakattu supersized 9V -akun pakkaukseen. Eikö olisi hienoa ja toisi takaisin kaikki muistot, kun 9V -paristot olivat aikoinaan markkinoiden näkyvimpiä.

Tarvikkeet

• Vanhat paristot (käytän 4 V lyijyhappoakkuja. Jos sinulla ei ole lyijyakkuja, voit säästää litiumioniakkuja vanhoista kannettavista tietokoneista ja elektronisista laitteista)
• Buck -muunnin (LM2596)
• Volttimittari
• 10K potentiometri (valitse keskikokoinen potentiometri äläkä unohda nuppia)
• On / off kytkin
• DC -virtaliitin
• Alumiinilevy
• MDF -levy
• jotkut värit (spraymaali toimisi hyvin)

Vaihe 1: Vanhojen akkujen lataaminen

Paristojani pidettiin kaapissa hyvin pitkään, ja siksi he olivat menettäneet osan varauksestaan. Yleensä lyijyakut menettävät 4–5% latauksestaan vuoden aikana, mutta tämä prosenttiosuus voi vaihdella akun käyttöiän mukaan. Joten ennen kuin menin pidemmälle, minun piti varmistaa, että kaikki akut on ladattu samanlaiseen jännitetasoon, eli noin 4 V: iin. Lataamiseen en käyttänyt tasapainoista laturia tai erikoislatausta. Alla olen maininnut kaksi lataustapaa. Molemmat ovat yhtä tehokkaita ja helppokäyttöisiä.

MENETELMÄ 1:

Itse käytin tapaa ladata akkuja. Liitin vain akun vaihtelevaan virtalähteeseen ja nostin sen jännitteen noin 4,2 V. Koska monet akuistani olivat samanlaisilla jännitetasoilla, liitin ne yhteen ryhmään (kytkin ne rinnakkain) ja latasin ne yhdestä virtalähteestä. Älä käytä tätä menetelmää, jos akkujen välinen jänniteväli on suuri, koska se voi aiheuttaa epätasapainoisen latauksen tai äkillisen virran nousun ja saattaa haitata tai vahingoittaa niiden sisäistä kemiaa.

MENETELMÄ 2:

Jos sinulla ei ole vaihtelevaa virtalähdettä, voit ladata akut liittämällä ne matkapuhelimen laturiin. Nykyään lähes kaikki älypuhelinten laturit tuottavat tasaisen 5 V: n virran (nopea lataus on laiminlyöty). Jos kytket silikonidiodin sarjaan laturin kanssa, saamme 4,3 voltin tehon. Tämä johtuu siitä, että piidiodin estepotentiaali on 0,7 V ja sen sarjakäyttö aiheuttaa jännitehäviön. Koska lyijyakkujen lataaminen 4,3 V: lla kulkee käsi kädessä, voit ladata ne helposti tällä menetelmällä. Varmista vain, että diodi on eteenpäin suuntautunut, muuten virta ei kulje sen läpi. Jos haluat siirtää diodin esijännitystä, kytke sen katodi laturin positiiviseen kohtaan ja anodi akun positiiviseen kohtaan. Liitä laturin miinus akun miinukseen.

Vaihe 2: Akun tekeminen

Kun kaikki akut oli ladattu, aloin ryhmitellä ne yhteen. Paristoja integroitaessa minun oli pidettävä mielessä kolme näkökohtaa, jotka olivat:

1. Akun koko. Kun kaikki olisi tehty, koko paketin tulisi muistuttaa 9 V: n paristoa (9 V: n akun tilavuussuhteen ja akun tulisi olla samanlaiset). Koska suurimman osan tilasta saavat paristot, ne on sijoitettava oikein.
2. Paristojen navat tulee kohdistaa oikein, jotta johtojen liittäminen niihin ei aiheuta ongelmia ja johdot eivät saa jännittyä johdotuksen jälkeen.
3. Siinä pitäisi olla tilaa tai aukkoa elektroniikalle niin, että rakenne tarjoaa myös tukea ja suojaa majoituksen lisäksi.

Käytin yhdeksää näistä 4V paristoista ja päätin rikkoa ne kahden hengen ryhmässä. Ensimmäisessä ryhmässä on kuusi akkua ja toisessa kolme. Pienempi kolmen pariston ryhmä lepää suuremman ryhmän päällä. Suurempi pakkaus on suorakulmion muotoinen ja toimii järjestelmän pohjana, ja pienempi pakkaus on L -muotoinen ja lepää sen päällä. Neljännen akun aukko tai aukko mahtuu elektroniikkaan ja suojaa niitä.

Kiinnitin paristot yhteen käyttämällä paksua kaksipuolista teippiä. Siinä on vahva ote ja se tarjoaa myös iskunvaimennuksen törmäyksiä vastaan. Tällä hetkellä teen vain kaksi akkua. Siton ne yhteen, kun elektroniikkaosa on valmis, koska on helpompi työskennellä, kun ne ovat erillään.

Vaihe 3: Liitä akun navat yhteen

Lyijyakun navat on myös valmistettu lyijystä. Kun ne altistuvat ilmassa pitkään, lyijymetalli hapettuu ja muodostaa suojaavan pinnoitteen ympärilleen. Tämä pinnoite estää hapettumisen ja ei salli juotoksen tarttua lyijyyn. Joten ennen kuin liität johdot liittimiin, meidän on päästävä eroon tästä pinnoitteesta. Yksi hyvä tapa tehdä tämä on hionta. Voit käyttää hienojakoista hiekkapaperia tai tiedostoa. Älä hio koko pintaa, vaan tee tarpeeksi, jotta voit liittää johdot niihin. Kun päätteiden päällä oli kaksi kolmen vedon tiedostoa, pystyin juottamaan ne helposti.

Kuten tiedät, minulla on yhteensä 9 akkua. Kävin läpi erilaisia yhdistelmiä ja huomasin, että kolmen pariston rinnakkain asettaminen ja ryhmän muodostaminen ja näiden kolmen ryhmän yhdistäminen toimii minulle parhaiten. Tämä yhdistelmä antaa 12 V: n virran 4,5 Ah: ssa, mikä riittää päivittäiseen työhöni.

Joten kuten edellä mainittiin, tein saman. Yhdistämällä kolme akkua rinnakkain sain kolme akkua, joiden lähtöteho oli 4 V, 4,5 Ah ja sitten yhdistämällä nämä kolme akkua sarjaan, sain 12 V: n nettotehon 4,5 Ah: ssa.

Vaihe 4: Jännitesäätimen ja virtakytkimen lisääminen

Toistaiseksi akkuamme voidaan käyttää sellaisenaan ja se tuottaa tasaisen 12 V: n virran, mutta haluan sen olevan joustavampi ja palvelemaan myös erilaisia jännitetasoja. Tämän saavuttamiseksi lisäsin akkuun muuttuvan buck -muuntimen. Näin toimimalla voin saada jännitteitä, kuten 5 V ja 3,3 V, jotka ovat hyvin yleisiä digitaalisessa elektroniikassa ja mikrokontrollereissa. Jos työskentelet yli 12 V: n jännitteillä, voit kytkeä tehomuuntimen buck -muuntimen sijaan ja saada halutut tulokset. Prosessi on melkein sama, varmista vain, että volttimittarisi on mitoitettu korkean jännitteen kuninkaalle.

Käytän LM2596 -buck -muunninta, koska ne ovat melko halpoja ja niillä voi olla myös vakaa jännite hyvällä tehokkuudella. IC: n tietolomakkeen mukaan se voi tuottaa 5 ampeeria virtaa ja voi olla jopa 1 V, kun sitä syötetään 12 V: n virtalähteestä. Tähän buck -muuntimeen lisäsin myös yleiskäyttöisen ON/OFF -kytkimen, koska siinä ei ole sisäänrakennettua kytkintä tai virransäästötilaa. Jos huomaat, potentiometri (yleensä sininen) buck -muuntimessa on hyvin pieni ja sitä on säädettävä ruuvimeisselillä. Tämän rajoituksen voittamiseksi poistin varastopotentiometrin ja juotin uuden 10K keskikokoisen potentiometrin. Nyt voimme helposti muuttaa jännitetasoja. Alla on kytkentävaiheet:

• Liitä buck -muuntimen negatiivinen tulo suoraan akkuun
• Liitä buck -muuntimen positiivinen tulo kytkimen nastaan 1
• Kytke kytkimen nasta 2 akun +12 V: een
• Juotos pari johtoa buck -muuntimen lähtöliitäntään ja jätä toinen pää sellaiseksi. Yhdistämme ne myöhemmin

VIHJE: Potentiometrin juottamiseen voit käyttää juottavaa sydänlankaa, mutta jos sinulla ei ole sitä, voit poistaa sen liiallisella juotosmenetelmällä. Sulata juotoslankaa liittimissä, kunnes juote muodostaa sulan raitoja. Kun sulatettu juotosraita on tarpeeksi kuuma, vedä potentiometriä varovasti alhaalta. Sen pitäisi tulla ulos. Napauta moduulia hieman ja kaikki ylimääräinen juotos putoaa.

Vaihe 5: Volttimittarin asentaminen

Vaihteleva virtalähteemme on asennettu ja toimii täydellisesti. Nyt nähdäksesi kuinka paljon jännitettä se antaa, tarvitsemme voltimittarin. Tätä varten voimme käyttää luotettavaa ystävällistä yleismittariamme, mutta tällaisessa tehtävässä yleismittari olisi liikaa. Lisäksi useimmilla meistä on vain yksi yleismittari, ja jos se on kytketty virtalähteeseemme, emme voi käyttää sitä muihin tarkoituksiin. Joten volttimittarin asentaminen, joka voi aina antaa meille reaaliaikaisen ulostulon, näyttää hyvältä valinnalta.

Pidän henkilökohtaisesti tästä pienestä digitaalisesta voltimittarista, jota tällä hetkellä käytän. Se toimii 12 V: n jännitteellä ja voi toimia jännitteillä 0V - 99V. Se on erittäin kompakti muoto ja antaa melko tarkkoja lukemia. Liitä voltimittari seuraavasti:

• Kytke voltimittarin positiivinen teho buck -muuntimen tuloon
• Kytke voltimittarin negatiivinen teho buck -muuntimen negatiiviseen tuloon
• Kytke voltimittarin signaali buck -muuntimen positiiviseen lähtöön
• (Valinnainen) Jos volttimittarissasi on negatiivinen signaalitappi tai johto, kytke se buck -muuntimen negatiiviseen lähtöön

Vaihe 6: Kuinka ladata akku?

Kun projekti on tehty ja käytämme sitä jonkin aikaa, tarvitsemme jonkin lähteen tyhjien akkujen lataamiseen. Koko kokoonpanon poistaminen ja jokaisen kennon lataaminen erikseen on todella kiireistä. Tarvitsemme laturin, joka voi ladata akut pitäen koko kokoonpanon ehjänä. Koska lyijyhappoakut ovat joustavia latauksen kannalta, käytän 12 V: n erikoislaturia charing -toimintoon.

Käytin tätä laturia vanhan 12 V lyijyhappoakun lataamiseen. Se antaa noin 14,4 V: n tehon ja voi ladata akun helposti. Se tunnistaa lataustason automaattisesti ja katkaisee virran, kun akku on ladattu täyteen. Akkujen lataaminen erikoislaturilla antaa meille parhaan mahdollisen käyttöiän ja tehokkuuden. Mutta jos sinulla ei ole erikoislaturia, voit kytkeä ne suoraan 14,4 V: n vakiojännitteeseen ja ladata ne.

Päästäksesi akun napoihin ulkopuolelta, liitin yksinkertaisesti DC -virtaliittimen akkuun.

• Kytke virtaliittimen positiivinen napa +12 V akkuun
• Maadoitettu pistoke akun negatiiviseen napaan

Vaihe 7: Pakkaa paristot yhteen

Tämän projektin sähköinen osa on nyt valmis. Kuten aiemmin kerroin, asetan pienemmän (3 pariston) paristoryhmän suuremman (6 pariston) paristoryhmän päälle. Paristojen asettaminen suoraan päällekkäin voi vahingoittaa liittimiä ja siten koko järjestelmää. Siksi tarvitsemme jonkinlaisen tyynyn näiden kahden välille. Käytän sitä varten yleiskäyttöistä lääkekuitua. Nämä puuvillat ovat luonteeltaan pehmeitä ja tarjoavat erinomaisen iskunvaimennuksen. Voit myös asettaa ohuen sienen puuvillan sijasta, mutta minulla ei ole yhtäkään niistä makaamassa, joten minun piti lähteä ulos vain puuvillasta. Leikkaa puuvilla akun muotoiseksi saksilla äläkä käytä sitä liikaa. Ylimääräistä puuvillaa virtaa vain sivuilta ja se saa tilaa, mikä lisää kokoa tarpeettomasti. Koko tämän kokoonpanon pitämiseksi yhdessä käytin maalarinteippiä. Voit käyttää mitä tahansa yleiskäyttöistä teippiä, kunhan sillä on hyvä tarttuvuus ja vetolujuus. Yritä laittaa sinne suuri määrä nauhaa. Laita myös teippiä puuvillaan, koska se voi yrittää valua ja vuotaa sivuilta.

Vaihe 8: Ulkokuoren valmistus

Ulkovaippaan suunnittelin aluksi MDF -levyä tai vaneria. Sitten vaihdoin akryylilevyihin, koska akryylin kanssa työskentely oli paljon helpompaa. Myöhemmin hylkäsin kaikki nämä vaihtoehdot ja valitsin ohuet alumiinilevyt. Ne olivat halpoja ja muistuttivat 9 V: n akun runkoa paljon paremmin kuin muut.

Ostin tämän arkin paikallisesta rautakaupasta jokin aika sitten. Vaikka se ei ole täysin jäykkä eikä voi tarjota suurta rakenteellista lujuutta, se toimii varmasti meidän tapauksessamme, koska itse paristoilla on riittävän hyvä rakenteellinen lujuus pitämään koko rakenne yhdessä.

Aloitin tekemällä kotelon CAD -mallin ja piirsin sen metallilevylle viivaimen ja merkin avulla. Voit tehdä tämän helpommin tulostamalla kaavaimen. Irrotin tarvittavan osan metallilevystä metallileikkurilla. Löysin pisteet, joissa arkki taitettiin, ja poistin pienet tasasivuiset kolmiot näiden pisteiden ääripäistä. Nämä kolmiomaiset ontelot auttavat meitä taivuttamaan metallia helposti.

Arkin taivuttamiseksi liu'utin sen suuren MDF -levyn alle ja tuijotin painostamalla taivutusreunaa kädelläni. Voit käyttää myös puuta tai vasaraa paineen kohdistamiseen. Molempien päiden liittämiseen käytin kaksoissaumaliitosta. Jos et tiedä mitä saumaliitos on ja miten se tehdään, suosittelen sinua menemään youtubeen ja katsomaan joitain videoita. Se on melko helppo tehdä ja erittäin yleinen liittymisprosessi. Tämän liitoksen tekemiseen käytetään kolmea 10 mm: n segmenttiä kaavaimen äärissä. Kun sauma oli tehty, kiinnitin sen jollakin superliimalla. Juotto voidaan tehdä myös liitoksen kiinnittämiseksi, mutta minulla ei ollut alumiinijuotosta, joten se piti tehdä superliimalla.

Vaihe 9: Päätteiden ja kotelon pohjan tekeminen

Sivuilla alumiinilevy toimi hyvin, mutta pohjan osalta ne eivät kestäneet paristojen painoa. Tarvitsin jotain tukevaa ja kovaa pohjalle, joten käytin 4 mm paksuista MDF -levyä. Se oli tarpeeksi kova tukemaan kaikkia paristoja eikä edes taipunut. Irrotin MDF -levyltä kaksi kappaletta, yhden ylä- ja alaosan. Kappaleiden mitat olivat samat kuin ulkokuoren, joka on 102 mm x 50 mm.

Ylemmälle MDF -levylle porasin reikiä buck -muuntimen, potentiometrin ja kytkimen lähtöjohtimille. Käytin poran ja Dremelin yhdistelmää täydellisten reikien tekemiseen. Volttimittaria ja DC -virtaliitintä varten tein reikiä alumiinikoteloon. Kytkintä varten laitoin sen positiivisen teholiittimen sisään, koska se sopi täydellisesti sinne.

Suuren akun navojen valmistuksessa käytin samaa alumiinilevyä kuin ulkokotelossa. Alumiini, joka on johtava metalli, voi siirtää sähköä, joten voimme käyttää esittelypäätteitämme todellisina lähtöliittiminä ja kanavoida niiden kautta.

• Positiivisen päätteen tekemiseksi käärin yksinkertaisesti ohuen nauhan ympyrään ja liitin sitten kaksi päätä käyttämällä liimaa. Käärin myös liittimien yläpuolen reunat ylös, jotta ne tylsistyvät eivätkä leikkaa ihoamme.
• Negatiiviselle liittimelle tein kaksi samankeskistä ympyrää alumiinilevylle, joiden ulkosäde oli kaksi kertaa sisäpiirin säde. Sitten tein kolme halkaisijaa, joista jokainen oli 120 asteen kulmassa toisistaan. Niistä kohdista, joissa halkaisija leikkaa sisäpiirin, heijastin suoria viivoja ulommalle ympyrälle. Tämän tekeminen antoi minulle tähden kaltaisen rakenteen. Poistin tähtirakenteen pääarkista ja taivutin sen varret kohtisuoraan pohjaan nähden. Näin tein negatiivisen liittimen.

Vaihe 10: Maalaus

Tähän mennessä akku alkoi muotoutua, mutta se näytti hieman tylsältä ja keskeneräiseltä. Päätin antaa sille muutaman kerroksen väriä, jotta kuva ja samankaltaisuus saadaan esiin. Minulla oli vanha 9 V: n akku, jota käytin viitteenä. Piirsin koteloon tarvittavat väliseinät käyttämällä merkkiä ja maalasin rungon ruiskumaaleilla. Koska miniparisto, jota minulla on, on yleisin kotimaassani, käytin suunnittelussani täsmälleen samaa väriyhdistelmää: punainen, valkoinen ja sininen. Ylä- ja ala MDF -kappaleissa käytin vain mustaa maalia. Kun väri oli kuivunut, piirsin joitakin yksityiskohtia ja tekstiä, jotta se näyttäisi realistisemmalta.

Vaihe 11: Yhteenveto projektista

Kaikki on nyt tehty, meidän on vain koottava se yhteen. Aloitin asettamalla ulkokuoren elektroniikan päälle. Sitten kuuma liimattiin voltimittari ja DC -virtaliitin alumiinikoteloon. Irrotin ensin kytkimen elektroniikasta, liimasin sen kuumasti MDF -levylle ja liitin sen takaisin buck -muuntimeen.

Muistat ne lähtöjohdot, jotka jätimme kytkemättä, ota ne ja liitä liittimiin, jotka teimme muutama minuutti sitten. Laita kuumaliimaa liittimiin ja kiinnitä ne MDF -levyyn. Laita kaikki yhteen ja sulje kotelon metalliset kannet.

Hei, projekti on nyt valmis. Kiitos, että olit niin kauan ja annoit aikasi tähän projektiin. Toivottavasti pidit siitä. Tykkää ja tilaa YouTub -kanavani sekä tilaa minulle ohjeet, jotta et koskaan missaa tekemääni projektia.