Listrik L585 585Wh AC DC Kannettava virtalähde: 17 vaihetta (kuvilla)

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

Ensimmäisessä Instructable -laitteessani näytän sinulle, miten tein tämän kannettavan virtalähteen. Tällaiselle laitteelle on monia termejä, kuten virtapankki, voimala, aurinkogeneraattori ja monet muut, mutta pidän mieluummin nimestä "Listrik L585 Portable Power Supply".

Listrik L585: ssä on sisäänrakennettu 585 Wh (6S 22.2V 26, 364mAh, testattu) litiumakku, joka voi todella kestää. Se on myös melko kevyt annettuun kapasiteettiin nähden. Jos haluat verrata sitä tyypilliseen asiakasvirtapankkiin, voit tehdä sen helposti jakamalla mAh -luokituksen 1 000: lla ja kertomalla sen 3,7: llä. Esimerkiksi PowerHouse (yksi suurimmista tunnetuista kuluttajavirtapankkeista) on kapasiteetti 120 000 mAh. Nyt lasketaan. 120 000 /1 000 * 3,7 = 444 Wh. 444 Wh vs 585 Wh. Helppoa eikö?

Kaikki on pakattu tähän mukavaan alumiinisalkkuun. Tällä tavalla Listrik L585 voidaan kuljettaa helposti ja yläkansi suojaa sisällä olevia herkkiä instrumentteja käyttämättä. Sain tämän idean sen jälkeen, kun näin jonkun rakentaneen aurinkosähkögeneraattorin työkalulaatikolla, mutta työkalulaatikko ei näytä niin hienolta, eikö? Joten potkaisin sen loven alumiinisalkulla ja se näyttää paljon paremmalta.

Listrik L585: ssä on useita ulostuloja, jotka voivat kattaa lähes kaikki kulutuselektroniikkalaitteet.

Ensimmäinen on AC-lähtö, joka on yhteensopiva lähes 90%: n alle 300 W: n verkkovirtalaitteista, ei kaikkien muiden kuin sinimuotoisten lähtöjen vuoksi, mutta voit korjata tämän käyttämällä puhdasta siniaaltoinvertteriä, joka on paljon kalliimpi kuin standardimuokattu Siniaaltoinvertteri, jota käytin täällä. Ne ovat yleensä myös isompia.

Toinen lähtö on USB -lähtö. Siinä on 8 USB -porttia, jotka ylittävät. Pari niistä voi tuottaa enintään 3A virtaa jatkuvasti. Synkroninen korjaus tekee siitä erittäin tehokkaan.

Kolmas on lisä -I/O. Sitä voidaan käyttää sisäisen akun lataamiseen tai purkamiseen enintään 15A (300W+) jatkuvalla ja 25A (500W+) hetkellisellä nopeudella. Siinä ei ole mitään säätöä, pohjimmiltaan pelkkää akun jännitettä, mutta sillä on useita suojauksia, mukaan lukien oikosulku, ylivirta, ylikuormitus ja ylikuormitus.

Viimeinen ja suosikkini on säädettävä tasavirtalähtö, joka voi lähettää 0-32V, 0-5A kaikilla jännitealueilla. Se voi käyttää hyvin erilaisia DC -laitteita, kuten tyypillinen kannettava tietokone, jossa on 19 V: n lähtö, Internet -reititin 12 V: lla ja paljon muuta. Tämä säädettävä tasavirtalähtö poistaa tarpeen käyttää AC -DC -virtalähdettä, mikä muuten huonontaa tehokkuutta, koska koko järjestelmä muuntaa DC: n AC: ksi ja sitten DC: ksi. Sitä voidaan käyttää myös penkkivirtalähteenä, jossa on vakio jännite ja vakiovirtatoiminto, mikä on erittäin hyödyllistä kaltaisilleni ihmisille, jotka työskentelevät usein elektroniikan kanssa.

Vaihe 1: Materiaalit ja työkalut

Päämateriaalit:

* 1X DJI Spark alumiinisalkku

*60X 80*57*4,7 mm prisma -litium -kennot (voit korvata tavallisemmalla 18650: llä, mutta huomasin, että tällä kennolla on juuri täydellinen muoto ja koko)

* 1X 300W 24V DC -AC -invertteri

* 1X DPH3205 ohjelmoitava virtalähde

* 2 x 4 -porttiset USB -buck -muuntimet

* 1X Cellmeter 8 -akun tarkistus

* 1X 6S 15A BMS

* 1X 6S tasapainotusliitin

* 12X M4 10 mm pultit

* 12X M4 mutterit

* 6X ruostumattomasta teräksestä valmistetut kiinnikkeet

* 1X 6A yksinapainen vaihtokytkin

* 1X 6A kaksinapainen vaihtokytkin

* 1X 15A yksinapainen vaihtokytkin

* 4X 3mm ruostumattomasta teräksestä valmistettu LED -pidike

* 4X naaras XT60 -liittimet

* 4X M3 20 mm messinkiset välikappaleet

* 4X M3 30 mm koneruuvit

* 2X M3 8mm koneruuvit

* 6X M3 mutteria

* 1X 25A 3 -napainen liitin

* 4 x 4,5 mm: n kaapelilapat

* Mukautettu 3 mm kojelauta

-

Tarvikkeet:

* Lämpökutistuminen

* Juotos

* Flux

* 2,5 mm kiinteä kuparilanka

* Raskas kaksipuolinen teippi (saat laadukkaimman)

* Ohut kaksipuolinen teippi

* Kapton -nauha

* Epoksi

* Musta maali

* 26 AWG -johto LED -ilmaisimille

* 20 AWG: n hopeasäikeinen lanka matalan virran johdotukseen

* 16 AWG -hopealankajohtoa suurvirtajohdotukseen (alempi AWG on edullinen. Minun nimellisjännite on 17A, jatkuva runkojohdotus, tuskin tarpeeksi)

-

Työkalut:

* Juotosrauta

* Pihdit

* Ruuvimeisseli

* Sakset

* Harrasteveitsi

* Pinsetti

* Poraa

Vaihe 2: Kaavio

Kaavion pitäisi olla itsestään selvä. Anteeksi huono piirustus, mutta sen pitäisi olla enemmän kuin tarpeeksi.

Vaihe 3: Kojelauta

Suunnittelin ensin kojelaudan. Voit ladata PDF -tiedoston ilmaiseksi. Materiaali voi olla puu, alumiinilevy, akryyli tai mikä tahansa, jolla on samanlainen ominaisuus. Tässä "kotelossa" käytin akryylia. Paksuuden tulee olla 3 mm. Voit leikata sen CNC -levyltä tai tulostaa sen paperille 1: 1 -asteikolla ja leikata sen manuaalisesti.

Vaihe 4: Kotelo (maalaus ja kiinnikkeet)

Kotelossa käytin alumiinista salkkua DJI Sparkille, sillä on juuri oikea koko. Sen mukana tuli vaahtomuovi lentokoneen pitämiseksi, joten otin sen ulos ja maalasin sisäosan mustaksi. Porasin 6 4 mm: n reikää mukautetun leikkauslaitteen reikäetäisyyden mukaan ja asensin kiinnikkeet sinne. Sitten liimasin M4 -mutterit jokaiseen kiinnikkeeseen, jotta voin ruuvata pultit ulkopuolelta pitämättä kiinni muttereista.

Vaihe 5: Akku, osa 1 (kennojen testaus ja ryhmien luominen)

Akkupakkauksessa käytin hylättyjä LG prisma -litium -kennoja, jotka sain alle 1 dollarilla. Syy siihen, miksi ne ovat niin halpoja, johtuu vain siitä, että ne ovat palanneet sulakkeen ja merkitty viallisiksi. Irrotin sulakkeet ja ne ovat kuin uudet. Se voi olla hieman vaarallista, mutta alle pukin, en voi todella valittaa. Loppujen lopuksi käytän suojaukseen akunhallintajärjestelmää. Jos aiot käyttää käytettyjä tai tuntemattomia kennoja, minulla on hyvät ohjeet siitä, miten testata ja lajitella käytetyt litium -kennot täällä: (COMING SOON).

Olen nähnyt paljon ihmisiä, jotka käyttävät lyijyakkua tällaiseen laitteeseen. Toki niiden kanssa on helppo työskennellä ja ne ovat halpoja, mutta lyijyakun käyttö kannettavassa sovelluksessa on minulle suuri ei-ei. Lyijyhappoekvivalentti painaa noin 15 kiloa! Se on 500% raskaampi kuin tekemäni akku (3 kiloa). Pitäisikö minun muistuttaa, että se tulee olemaan myös isompi?

Ostin niitä 100 ja testasin niitä yksitellen. Minulla on laskentataulukko testituloksesta. Suodatin sen, lajittelin sen ja päädyin parhaisiin 60 soluun. Jaan heidät tasan kapasiteetilla, joten jokaisella ryhmällä on sama kapasiteetti. Näin akku on tasapainossa.

Olen nähnyt, että monet ihmiset rakensivat akun ilman lisätestejä jokaiseen kennoon, mikä on mielestäni pakollista, jos aiot tehdä akun tuntemattomista kennoista.

Testi osoitti, että kunkin kennon keskimääräinen purkauskapasiteetti on 2636 mAh 1,5 A: n purkausvirralla. Pienemmällä virralla kapasiteetti tulee olemaan suurempi pienemmän tehohäviön vuoksi. Sain 2700mAh+ 0,8A: n purkausvirralla. Saan ylimääräisen 20% enemmän kapasiteettia, jos lataan kennon 4,35 V/kenno (kenno sallii 4,35 V: n latausjännitteen), mutta BMS ei salli sitä. Lisäksi kennon lataaminen 4,2 volttiin pidentää sen käyttöikää.

Takaisin ohjeeseen. Ensiksi liitin 10 solua yhteen ohuella kaksipuolisella teipillä. Sitten vahvistin sitä kaptoniteipillä. Muista olla erityisen varovainen käsitellessäsi litiumakkua. Näissä prisma -litium -kennoissa on erittäin läheinen positiivinen ja negatiivinen osa, joten se on helppo lyhentää.

Vaihe 6: Akku, osa 2 (ryhmiin liittyminen)

Kun olen tehnyt ryhmät, seuraava askel on yhdistää ne yhteen. Liitän ne yhteen ohuella kaksipuolisella teipillä ja vahvistin sitä uudelleen kaptoniteipillä. Erittäin tärkeää, varmista, että ryhmät ovat erillään toisistaan! Muussa tapauksessa saat erittäin ikävän oikosulun, kun juotat ne yhteen sarjassa. Prismakennon runko viittaa akun katodiin ja päinvastoin 18650 kennoon. Pidä tämä mielessä.

Vaihe 7: Akku, osa 3 (juottaminen ja viimeistely)

Tämä on vaikein ja vaarallisin osa, solujen juottaminen yhteen. Tarvitset vähintään 100 W juotosraudan juottamisen helpottamiseksi. Omani oli 60W ja se oli yhteensä PITA juotettavaksi. Älä unohda virtausta, helvetin paljon virtaa. Se todella auttaa.

** Ole erittäin varovainen tässä vaiheessa! Suurikapasiteettinen litiumakku ei ole asia, jonka kanssa haluat olla kömpelö. **

Ensin leikkasin 2,5 mm: n kiinteän kuparilangan haluttuun pituuteen ja irrotin sitten eristyksen. Sitten juotin kuparilangan solun kielekkeeseen. Tee tämä tarpeeksi hitaasti, jotta juote pääsee virtaamaan, mutta tarpeeksi nopeasti estämään lämmön kertymistä. Se todella vaatii taitoa. Suosittelen harjoittelemaan jotain muuta, ennen kuin kokeilet sitä oikealla. Anna akun jäähtyä muutaman minuutin juottamisen jälkeen, koska lämpö ei ole hyväksi millekään akulle, etenkään litiumakulle.

Viimeistelyksi liimasin BMS: n kolmikerroksisella kaksipuolisella vaahtoteipillä ja langasin kaikki kaavion mukaisesti. Juotin kaapelipatterit akun ulostuloon ja asensin ne pataan välittömästi päävirtaliittimeen, jotta pata ei kosketa toisiaan ja aiheuta oikosulkua.

Muista juottaa vaaka balanssiliittimen negatiiviselta puolelta ja johto BMS: n negatiiviselta puolelta. Meidän on avattava tämä piiri, jotta Cellmeter 8 (akun ilmaisin) poistetaan käytöstä, jotta se ei käynnisty ikuisesti. Toinen pää menee myöhemmin yhteen kytkimen napaan.

Vaihe 8: Akku, osa 4 (asennus)

Asennuksessa käytin kaksipuolista teippiä. Suosittelen tässä tapauksessa korkealaatuisen, raskaan kaksipuolisen teipin käyttöä, koska akku on melko raskas. Käytin 3M VHB kaksipuolista teippiä. Toistaiseksi nauha pitää akun erittäin hyvin. Ei mitään ongelmaa.

Akku sopii todella hyvin sinne, yksi syy miksi valitsin tämän prisma -litium -kennon lieriömäisen litium -kennon sijaan. Akun ympärillä oleva ilmarako on erittäin tärkeä lämmön haihtumisen kannalta.

Mitä tulee lämmöntuottoon, en ole siitä kovin huolissani. Lataamiseen käytän IMAX B6 Miniä, joka voi tuottaa vain 60 W. Se ei ole mitään verrattuna 585 Wh: n akkuun. Lataaminen kesti yli 10 tuntia, niin hitaasti, ettei lämpöä synny. Hidas lataus sopii myös kaikenlaisille akkuille. Purkautumisen yhteydessä enimmäisvirta, jonka voin ottaa akusta, on selvästi alle 1C: n purkausnopeuden (26A) vain 15A jatkuvalla, 25A hetkellisellä. Akun sisäinen vastus on noin 33 mOhm. Havaittu tehoyhtälö on I^2*R. 15*15*0,033 = 7,4 W tehoa menetettyä lämpöä 15A purkausvirralla. Jos asia on näin suuri, se ei ole iso juttu. Todellisen maailman testi osoittaa, että suurella kuormituksella akun lämpötila nousee noin 45-48 celsiusasteeseen. Ei todellakaan mukava lämpötila litiumakulle, mutta silti käyttölämpötila -alueella (enintään 60º)

Vaihe 9: Invertterin osa 1 (purkaminen ja jäähdytyselementin asennus)

Poistin invertterin kotelosta, jotta se mahtuu alumiinisalkun sisään ja asensin pari jäähdytyselementtiä, jotka sain rikkoutuneesta tietokoneen virtalähteestä. Otin myös tuulettimen, pistorasian ja kytkimen myöhempää käyttöä varten.

Invertteri toimii 19 V: iin ennen alijännitesuojaa. Se riittää.

Yksi epätavallinen asia on, että merkinnöissä lukee selvästi 500 W, kun taas piirilevyn silkkipaino sanoo, että se on 300 W. Lisäksi tässä invertterissä on todellinen napaisuussuoja, toisin kuin useimmat invertterit, jotka käyttävät tyhmiä diodeja ja sulakejohtoja napaisuuden suojaamiseksi. Hieno, mutta ei kovin hyödyllinen tässä tapauksessa.

Vaihe 10: Invertteri (asennus ja asennus)

Ensinnäkin laajensin syöttötehoa, LED -ilmaisimia, kytkintä ja pistorasian johtoa, jotta ne olisivat riittävän pitkiä. Asensin sitten invertterin koteloon kaksipuolisella teipillä. Juotin kaapelilapat virransyöttöjohtojen toiseen päähän ja liitin ne pääliittimeen. Asensin LED -merkkivalot, tuulettimen ja pistorasian kojelautaan.

Huomasin, että invertterissä on nolla lepovirta (<1mA), kun se on kytketty virtalähteeseen, mutta se on poistettu käytöstä, joten päätin kytkeä invertterin virtajohdon suoraan ilman kytkintä. Tällä tavalla en tarvitse tilaa vievää suurvirtaista kytkintä ja vähemmän hukkaan menevää virtaa johdolle ja kytkimelle.

Vaihe 11: USB -moduuli (asennus ja johdotus)

Ensin laajensin molempien moduulien LED -merkkivaloja. Sitten pinoin moduulit M3 20 mm: n messinkivälikkeillä. Juotin virtajohdot kaavion mukaan ja laitoin koko kokoonpanon kojetauluun ja sidoin sen vetoketjuilla. Juotin 2 johtoa akusta, jonka mainitsin aiemmin pakkauksesta kytkimen toiseen napaan.

Vaihe 12: DPH3205 -moduulin osa 1 (asennus ja tulojohdot)

Porasin 2 3 mm reikää pohjalevyn läpi vinosti ja asensin sitten DPH3205 -moduulin 8 mm: n M3 -ruuveilla, jotka menevät reikien läpi. Johdotin tulon paksuilla 16 AWG -johdoilla. Negatiivi menee suoraan moduuliin. Positiivinen menee ensin kytkimeen ja sitten moduuliin. Toisessa päässä juotin kaapelilapat, jotka liitetään pääliittimeen.

Vaihe 13: DPH3205 -moduulin osa 2 (näytön asennus ja lähtöjohdotus)

Asensin näytön etupaneeliin ja liitin johdot. Asensin sitten XT60 -liittimet kojetauluun käyttämällä kaksiosaista epoksiyhdistelmää ja langallisin ne liittimet rinnakkain. Sitten johto menee moduulin lähtöön.

Vaihe 14: Lisä -I/O (asennus ja johdotus)

Asensin 2 XT60 -liitintä 2 -osaisella epoksilla ja juotin liittimet rinnakkain paksujen 16 AWG -johtojen kanssa. Toisessa päässä juotin kaapelilapat, jotka menevät pääpäätteeseen. USB -moduulin johto menee myös tähän.

Vaihe 15: QC (nopea tarkastus)

Varmista, että sisällä ei ole mitään kolinaa. Ei -toivotut johtavat esineet voivat aiheuttaa oikosulun.

Vaihe 16: Viimeistely ja testaus

Suljin kannen, ruuvasin pultit kiinni ja valmis! Testasin kaikki toiminnot ja kaikki toimi kuten toivoinkin. Ehdottomasti erittäin hyödyllinen minulle. Se maksoi minulle hieman yli 150 dollaria (vain materiaali, ei vikoja), mikä on erittäin halpaa tällaiselle. Kokoaminen kesti noin 10 tuntia, mutta suunnittelu ja tutkimus kesti noin 3 kuukautta.

Vaikka olen tehnyt melko paljon tutkimusta ennen virtalähteen rakentamista, virtalähteessäni on edelleen monia puutteita. En ole oikein tyytyväinen tulokseen. Jatkossa rakennan Listrik V2.0 -versiota, jossa on paljon parannuksia. En halua pilata koko suunnitelmaa, mutta tässä muutama:

1. Vaihda suuren kapasiteetin 18650 soluun
2. Hieman suurempi kapasiteetti
3. Paljon suurempi lähtöteho
4. Paljon parempia turvaominaisuuksia
5. Sisäinen MPPT -laturi
6. Parempi materiaalivalinta
7. Arduinon automaatio
8. Erillinen parametrin ilmaisin (akun kapasiteetti, virrankulutus, lämpötila ja niin edelleen)
9. Sovelluksen ohjaama tasavirtalähtö ja monia muita, joita en kerro sinulle nyt;-)

Vaihe 17: Päivitykset

Päivitys 1: Lisäsin manuaalisen ohituskytkimen jäähdytyspuhaltimelle, jotta voin kytkeä sen päälle manuaalisesti, jos haluan käyttää virtalähdettä täydellä kuormalla, jotta sisällä olevat osat pysyvät viileinä.

Päivitys 2: BMS syttyi tuleen, joten uusin koko akkujärjestelmän paremmaksi. Uudessa on 7S8P -kokoonpano 6S10P: n sijasta. Hieman pienempi kapasiteetti, mutta parempi lämmöntuotto. Jokainen ryhmä on nyt erotettu turvallisuuden ja jäähdytyksen parantamiseksi. 4,1 V/kennon latausjännite 4,2 V: n/kennon sijaan paremman pitkäikäisyyden takaamiseksi.