Virtapinoaja: Pinottava USB -ladattava akkujärjestelmä: 5 vaihetta (kuvien kanssa)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Napsauta alla käydäksesi Hackaday -projektisivullamme

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

Power Stacker on kannettava, modulaarinen, ladattava USB-litiumioniakku. Pinoa ne yhteen vallanhimoisiin projekteihin tai erota ne pienempiin projekteihin tällä modulaarisella järjestelmällä. Gerber-, BOM- ja. STL -tiedostot ovat saatavilla alla.

Power Stacker tekee sen, mitä muut USB -ladattavat akut eivät ole tehneet, ja se on kyky yhdistää toisiinsa lisätäkseen akun kapasiteettia tai erottaa useiksi pieniksi paristoiksi pienempiin projekteihin. Voit kirjaimellisesti käyttää samoja Power Stacker -akkuja monta vuotta monissa sovelluksissa!

Toinen Power Stackerin ainutlaatuinen ominaisuus on, että jokainen akku saa oman latausohjaimen, joka takaa todellisen kennojen tasapainon ja varmistaa, että jokainen akku ladataan oikeaan jännitteeseen reaaliajassa myös latauksen ja/tai purkamisen aikana.

Käynnistettyäni onnistuneen Solderdoodle Pro -nimisen Kickstarter -projektin, tajusin, että samaa juotoksen sulattamiseen käytettyä akkuteknologiaa voitaisiin käyttää ratkaisemaan ongelma, joka koskee oikean akun löytämistä ja uusien akkujen ostamista jatkuvasti jokaiseen uuteen projektiin. Yhdistettyäni 3D -tulostuksen tietämykseni kanssa loin akulle kotelon, jota voidaan tulostaa, muokata ja jakaa!

Virtapinoaja on myös yhteensopiva avoimen lähdekoodin DC-DC-muuntimien, kuten Adafruitin Power Boost 1000: n kanssa.

Miten akku toimii?

Latauksen ohjauskortin matala eteenpäin suuntautuva jännite/suurvirta -diodit on asennettu piirin tuloon ja ulostuloon, mikä estää ristikytkentöjä useiden virtalähteiden ja varaussäätimien lähdön välillä. Tämä mahdollistaa kunkin latausohjainkortin tulo- ja lähtöliittimien välisistä yhteyksistä väyläpalkkeja, joiden avulla jännite pysyy samana ja virta moninkertaistuu. Pinon korkeimman jännitteen akku purkautuu eniten, kunnes muut paristot saavuttavat lähes saman jännitteen ja myös ne alkavat purkautua samalla nopeudella, mikä moninkertaistaa akun virran.

Power Stackerin tekniset tiedot: * Täyteen latausaika: @5 wattia 3350mAh: 3 tuntia | @8 wattia 13400mAh: 7 tuntia

* Kapasiteetti: 3350mAh, 6700mAh tai 13400mAh / 3,6V

* Tyyppi: Panasonic NCR18650B litiumioni

* Tulo - virta: 450 - 2600 mA | Jännite: 5-6 volttia

* USB -porttien määrä: 1 (riippuen 5 V: n sovitinmoduulien määrästä)

* Lähtö - vakio Arduino -tyylinen naaras- ja urosotsikko

* Lähtö - Virta: Jopa 2000 mA | Jännite: 3,6 volttia suoraan tai 5 volttia DC-DC-muuntimoduulilla

* Kotelon materiaali: 3D -painettu materiaali

* Akun kesto normaalikäytössä: 5 vuotta * Vaihdettava akku

* Tarjoaa jopa 320% iPhone -latauksen tai 160% Galaxy S5 -latauksen kahdella 6700 mAh: n kennolla

* Yhteensopiva Arduinon, iPhonen, Androidin, Windows Phonen ja muiden kanssa, joissa on 5 voltin DC-DC-muunninmoduuli

*VAROITUS: Ole varovainen käsitellessäsi litiumioniakkuja, koska akun oikosulku voi aiheuttaa palovammoja. Käytä aina suojalaseja. Käytä suositeltuja akku- ja piirikomponentteja, koska akun latausvirta on korkeampi kuin 2000 mA. 3D -tulostetut osat voivat vääntyä korkeissa lämpötiloissa.

FCC -yhteensopivuus: EI vaadita, koska piirin taajuudet ovat alle 1,7 MHz

Vaihe 1: Tarvittavat materiaalit, työkalut ja tiedostot

Tässä on luettelo tarvittavista materiaaleista, työkaluista ja tiedostoista.

MATERIAALIT:

QTY Kuvaus

1 litiumioni-lataussäätimen piiri (kaavio, Gerber-tiedostot jne. Voidaan ladata edelliseltä sivulta. Tärkein IC-komponentti on Maxim MAX8903G -latausohjain.)

1 NCR18650B 3350 mAh: n suojaamaton Panasonicin litiumioniakku www.ebay.com (Jos alhaisemmat kustannukset ovat tarpeen, kokeile Panasonic NCR18650A -akkua, jonka kapasiteetti on hieman pienempi, 3070 mAh. Varmista, että se on suojaamaton ja tarkista akun osanumero huolellisesti. Suojattujen paristojen pituus on lisätty jossa on sisäänrakennettu piiri, joka voi vaikuttaa suorituskykyyn. EI suositella, koska latauksen ohjaimen virta akkuun voi olla jopa 2000 mA ja Panasonic NCR18650 -kemia kestää sen. Jos haluat käyttää muita merkkejä, varmista, että ne täyttävät samat vaatimukset, kemia ja kestävät jopa 2 ampeeria latausvirtaa. Näiden vaatimusten vastaisten akkujen käyttäminen voi johtaa vaarallisiin akkuvaurioihin.)

2 Hirose 2-nastainen liitin DF3-2S-2C

2 Hirose-hylsy 24-28 AWG-puristustappi DF3-2428SCC

1 1 "leveä Kapton -teippirulla https://www.mcmaster.com/#7648a715/=qu58072 1" Kapton -nauhalevy

1 1 "halkaisija Lämpö kutistuva letku 2,7" pitkä2 1/16 "kpl kutisteputki 1,0" pitkä 1 juotoslangan rulla 1 3D -tulostettu kotelo (tiedosto saatavilla edellisellä sivulla)

1 2X4 naarasotsikko

1 5 voltin DC-DC-muunnin

1 Protoboard

1 1X2 naarasotsikko

1 urosliitinliuska

Eri pituudet 26 AWG -standardi Punainen ja musta säikeinen 4 ampeerin maksimi lanka, lueteltu alla: https://www.mcmaster.com/#catalog/119/798/=qu7rf61 6,10 tuuman musta lanka.06 nauhat toisesta päästä.20 nauhaa toisesta päästä

1 8.00 Punainen lanka.06 nauhoita toinen pää.20 nauha toista päätä

TYÖKALUT: MÄÄRÄ Kuvaus

1 Power Core Battery Fixture

1 langanpoistaja 24-26 gage-alue

1 Wire Crimper 20-24 -mitta-alue

1 Mittanauha

1 Juotosrauta

1 lämpöpistooli

1 Sakset

Vaihe 2: Paristokokoonpano

Aseta NCR18650B -akku paristokoteloon positiivinen puoli ylöspäin. Kiinnitin kohdistaa punaiset ja mustat johdot juotettaessa. Älä kosketa juotosrautaa kiinnikkeeseen, koska se voi sulaa. Saatat pystyä juottamaan akun ilman kiinnitintä, mutta se on paljon vaikeampaa ja tarvitset silti jotain, joka estää akun kaatumisen. Valaisinta voidaan käyttää myös muihin akkuprojekteihin.

Aseta pitkän, punaisen langan 0,20 tuuman pää kuoppaan, jossa on merkintä +PUNAINEN, ja juota punainen johto akkuun. Yritä juottaa akku nopeasti, koska liiallinen lämpö akkuun voi vaurioittaa sitä. ulospäin, tasoita se juotosraudalla. Juoton jälkeen kallista kiinnitin ja työnnä akku ulos sormellasi. Käännä akku ylösalaisin ja aseta akku kiinnikkeeseen punaisella johdolla +PUNAISESSA kourussa Purista punaisen johdon pää Hirose-nastalla ja työnnä tappi 2-nastaisen Hirose-liittimen porttiin 1. Haluat liittää liittimen tässä vaiheessa, koska se on vaarallista. jättämään akkujohdon roikkuvan paljaan pään näkyviin ja voi aiheuttaa oikosulun tai palovammoja, jos se koskettaa akun negatiivista päätä. Aseta pitkän, mustan langan.20 kuorittu pää kaivoon, jossa on merkintä -BLK ja juota Musta johto akkuun. Tämän akun negatiivinen pää vaatii yleensä enemmän lämpöä juotettavaksi, koska pinta -ala on enemmän kosketuksissa akun massan kanssa, mutta yritä juottaa nopeasti. Jos juotosta tulee ulos, tasoita se juotosraudalla. Purista juottamisen jälkeen mustan langan pää Hirose-nastalla ja työnnä tappi 2-nastaisen Hirose-liittimen porttiin 2. Kallista laitetta ja työnnä akku alhaalta sormellasi. Taivuta musta johto suoraan alas akun negatiivisen pään reunan yli ja ohjaa punainen johto silmukan ympäri akun sivua pitkin. Tämän pitäisi johtaa siihen, että akun positiivisesta päästä laskeva punainen johto on 120 asteen etäisyydellä mustan ja punaisen johtimen kohdasta. Tämä lankageometria sallii positiivisten ja negatiivisten johtojen tulla ulos samalta puolelta ja antaa tiukan istuvuuden. Kierrä 1 tuuman leveä Kapton -teippi kerran akun keskelle, jotta johdot pysyvät alhaalla. Aseta 1 tuuman Kapton -teippilevy akun kumpaankin päähän ja taita reunat akun sivun yli. Liu'uta sitten 1 tuuman kutisteputki akun päälle siten, että putki on akun positiivisen pään kanssa. Kaikkien putkien löysien tulee näkyä negatiivisesta päästä. Kutista putki nyt lämpöpistoolilla viimeistelläksesi paristokokoonpanon.

Vaihe 3: Power Stacker -kokoonpano

Yksisoluista kokoonpanoa varten sinun on vain juotettava 2X4-naarasliitin latauksen ohjauskorttiin, kytkettävä akku ja sitten juotettava urospuolisen liittimen nastat 5 voltin DC-DC-korttiin ja liitettävä se latauksenohjainkorttiin.

Monisoluista kokoonpanoa varten juota urospuoliset otsikot protoboardiin samassa kokoonpanossa kuin latausohjaimen nastat ja juota 1X2-naarasliitin kortille.

Juota protoboardin takana kaikki SYS OUT -porttiin liittyvät nastat latauksen ohjauskortilta, juottaa kaikki GND -porttiin liittyvät nastat latauksen ohjauskortilta ja juottaa kaikki IN6V -porttiin liittyvät nastat latausohjaimen kortti. Juota sitten SYS OUT protoboardin naarasliittimen nastaan ja juota GND protoboardin toiseen naarasliittimen nastaan.

Liu'uta prototyyppi sisään 3D-tulostuskotelon aukkoon ja kiinnitä sitten akut, latausohjainkortit ja 5 voltin DC-DC-muunnin protoboardiin.

Vaihe 4: Sovellukset

Liität vain akun latausohjainkorttiin, kiinnität 5 voltin DC-DC-muuntimen ja lataat USB-laitteen.

Liitä mikro -USB -latauskaapeli ladataksesi akut mistä tahansa 5–6 voltin virtalähteestä. Jokaisella solulla on oma latausohjain todellista reaaliaikaista solujen tasapainotusta varten. Pakkauksen jokainen lataussäädin aloittaa lataamisen automaattisesti, kun ylimääräistä virtaa havaitaan.

Voit myös liittää Power Stackeriin useita energialähteitä, kuten aurinkopaneeleita, dynamoita ja muita USB -virtalähteitä lisätäksesi akun latausvirtaa.

Olitpa sitten lataamassa älypuhelinta, tablettia tai kauko -ohjattavaa robottia, Power Stacker antaa sinulle tarvitsemasi virran nyt ja sopeutuu tulevaisuuden sähkövaatimuksiisi.

ONNITTELUT! Power Stackerin rakentaminen on valmis!

Vaihe 5: Vianetsintä

TURVALLISUUS

Älä jätä Power Stacker -laitetta suoraan auringonvaloon. Pidä se peitettynä tai varjossa. Auringosta tuleva kuumuus voi aiheuttaa latauspiirin ja akun kuumenemisen, lopettaa lataamisen, heikentää akkua ja lyhentää sen käyttöikää.

Hyväksyttävät lämpötilat: Power Stacker on suunniteltu käytettäväksi 0–45 ° C: n (32–149ºF) lämpötiloissa. Varastointi: Säilytä Power Stacker -laite huoneenlämmössä. Power Stacker on ladattava noin kerran vuodessa liiallisen purkautumisen estämiseksi.

Saat parhaat tulokset lataamalla Power Stackerin täyteen ennen käyttöä.

ONGELMIEN KARTTOITTAMINEN

Power Stacker -merkkivalo ei syty, kun lataan kannettavasta tietokoneestani

1) Näin voi tapahtua, jos Power Stacker on tyhjentynyt kokonaan ja siirtyy lataustilaan. Pidä Power Stacker -laitetta kytkettynä verkkovirtaan noin 15 minuutin ajan, ja latauksen merkkivalon pitäisi syttyä uudelleen.

2) Joidenkin vanhempien kannettavien tietokoneiden USB -porteissa on alhainen virranrajoitus, ja ne poistavat USB -portin käytöstä, jos virta ylittää rajan. Kokeile kytkeä Power Stacker toiseen USB -porttiin.