Przenośny zasilacz: 3 kroki (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Inspiracją do tego projektu było poszukiwanie metody ładowania akumulatorów dronów w terenie. Innym dobrym czasem użytkowania byłby biwak. Ten build niekoniecznie jest najtańszą alternatywą. Istnieje wiele dostępnych na rynku produktów, które oferują wiele za rozsądną cenę. Miałem około połowy potrzebnych komponentów, po prostu siedząc. Poza tym w przeszłości chciałem coś robić, więc zdecydowałem się raczej budować niż kupować. Jeśli nie masz żadnych pozycji w sekcji materiałów i kosztów, spodziewaj się, że wydasz łącznie ponad 400 USD. Za tę kwotę można kupić przyzwoitą konfigurację już ukończoną. W przeciwnym razie, jeśli pieniądze i czas są czymś, co chcesz wykorzystać w zamian za działający przenośny zasilacz wraz z doświadczeniem, ta konstrukcja jest idealna.

Specyfikacje mojej kompilacji:

• 4S (seria) 20P (równoległy) 16,8 V akumulator (93,6 watogodzin)
• 4S 40Amp BMS
• Falownik 300 W
• 6 portów ładowania USB
• 1 gniazdo 120 V w USA
• 100-watowy panel słoneczny
• 11-amperowy kontroler ładowania

To urządzenie może spełniać Twoje własne specyfikacje, zgodnie z tym, jak chcesz je zbudować i co chcesz, aby zawierało. Jeśli chcesz mieć baterię o większej pojemności lub więcej gniazdek, większą moc wyjściową (większy falownik) i tak dalej, niż powinieneś wziąć pod uwagę wymiary tych obiektów przed zakupem obudowy. Etui, którego użyłem, wybrałem ze względu na cenę, dostępność, a także uszczelnienie wodoodporne. Jeśli zamierzasz wszystko dokładnie odtworzyć, to nie kup tylko tego, co jest wymienione poniżej.

Nie mam powiązań ze stronami, do których prowadzą linki, tylko ich konsument. Mam tendencję do rozglądania się w Internecie przez chwilę przed dokonaniem zakupów i odkryłem, że są to największe wartości za najmniejszą kwotę w momencie zakupu w porównaniu z tym, co było dostępne. Aby uzyskać absolutnie najniższe ceny na większość przedmiotów, polecam kupowanie bezpośrednio z Chin. Jedynym minusem jest to, że dostawa dotrze średnio za jeden do dwóch miesięcy. Tylko w tym roku zrobiłem setki zamówień na Aliexpress.com i otrzymałem dokładnie to, czego oczekiwałem, czasami w ciągu trzech tygodni

Materiały i koszt

Baterie (80) 18650 Ogniwa

Paski niklu o grubości 0,1, 0,12 lub 0,15

4S BMS

Drut silikonowy o grubości 14

Drut krzemowy o grubości 26 Musi mieć dwa różne kolory

(2) Przełączniki kołyskowe Potrzebny jest tylko jeden przełącznik, jeśli chcesz zainstalować czujnik/kontroler temperatury do automatycznego sterowania wentylatorami.

Cyfrowy regulator temperatury

Złącza XT60 (nielutowane) LUB Złącza XT60 (już przylutowane)

Wentylatory (2) 12V DC

Wskaźnik baterii

Miernik cyfrowy

Sześcioportowa ładowarka USB

Konwerter obniżający napięcie

Futerał Jeśli wybierzesz inny futerał, te projekty nie zmieszczą się w nim. Firma Pelican udostępnia pliki, które można pobrać do oprogramowania CAD, aby uwzględnić własne projekty płyt czołowych.

Uszczelniacz silikonowy

Panel słoneczny, kontroler ładowania i falownik

1 KG włókna PETG lub ABS

Asortyment śrub M1-M5

Rurki termokurczliwe

Taśma VHB

Rurki termokurczliwe 300 mm

(16) magnesy 10X3mm

Super klej

Całkowity koszt 550 USD+/- łącznie z panelem słonecznym, który większość produktów komercyjnych sprzedaje osobno, i w zależności od tego, jaką pojemność baterii kupisz, może zostać znacznie obniżony. Zależy również od podaży i popytu, więc ceny mogą się zmienić.

Potrzebne narzędzia

Drukarka 3D lutownica

Lutować

Opalarka lub mała latarka

Zgrzewarka punktowa do akumulatorów

Narzędzia do ściągania izolacji

Narzędzie do zaciskania drutu z tulejami zaciskowymi

Mały Płaski

Klucze sześciokątne 2,5 mm, 3 mm, 4 mm

Wowstick nie jest wymagany, ale jest przydatny, jeśli wykonujesz wiele projektów z małymi śrubami.

Ładowarka C4 18650

Cyfrowy multimetr

Wiertarka

Zestaw wierteł

Krok 1: Bank baterii

Ten krok to naprawdę zupełnie inny projekt sam w sobie. Kupiłem zużyte baterie, które miały wcześniejsze blizny po spawaniu punktowym, więc użyłem narzędzia obrotowego i małej tarczy do cięcia, aby je zeszlifować. Po oczyszczeniu obu końców na wszystkich ogniwach, zaleca się ładowanie ich za pomocą inteligentnej ładowarki, takiej jak C4 wymieniona w sekcji narzędzi.

Aby uzyskać dobre samouczki na temat montażu własnych banków baterii, a także jak podłączyć BMS, polecam kanały Jehu Garcia i Ebike School. Jeśli wykonałeś montaż baterii akumulatorów, masz doświadczenie w spawaniu punktowym akumulatorów i okablowaniu BMS, prawdopodobnie możesz przejść do drukowania i montażu.

Gdy wszystkie ogniwa są naładowane, przetestuj napięcie każdego ogniwa. Wszystko poniżej 3,6 V należy zutylizować. Średnio miałem ogniwa około 4 woltów. Multimetry różnią się znacznie pod względem wyglądu. Być może zapoznaj się z instrukcją, aby znaleźć dokładną ikonę, symbol lub literę do testowania napięcia DC. Na moim mierniku, aby sprawdzić napięcie, przełączyłem multimetr cyfrowy na ustawienie DC 6V i zastosowałem czarny do ujemnego i czerwony do dodatniego.

Aby ułożyć ogniwa, umieść baterie w jednej z wydrukowanych płytek 18650 4S 10P. Jeden rząd przez cały czas powinien mieć ten sam koniec skierowany do góry (dodatni lub ujemny). Następny rząd powinien mieć przeciwległy koniec skierowany do góry (dodatni lub ujemny). Zobacz załączone zdjęcia.

Po ułożeniu wszystkich komórek i dociśnięciu ich do dolnej płyty. Umieść drugą płytkę na górze baterii. Jeśli wydaje się, że jest ciasno dopasowany, zacznij od jednego końca i delikatnie wbij go w baterie jedno lub dwa ogniwa na raz i stopniowo przesuwaj się w kierunku drugiego końca baterii akumulatorów. Dwie płytki powinny trzymać je wszystkie na miejscu bez zginania.

OSTRZEŻENIE:

Bądź bardzo ostrożny i nie spiesz się z tym następnym krokiem, może cię to porazić i może spowodować zwarcie baterii. Usuń wszelkie znajdujące się w pobliżu materiały przewodzące, aby przypadkowo nie położyć na nim baterii, tworząc połączenie elektryczne.

Jeśli jesteś zadowolony ze swojej cegły baterii, to czas na zgrzewanie punktowe. Jeśli użyjesz tej samej zgrzewarki punktowej co ja, będziesz musiał uzyskać grubość 0,1-1,5, ta spawacz nie może spawać grubszych niż ta. Umieszczenie pasków niklu ma znaczenie. Najprostszym sposobem wyjaśnienia jest odwołanie się do załączonych zdjęć, aby uzyskać dokładny układ. Wytnij i umieść paski niklu na baterii. Przytrzymaj baterię do spawarki z dużą siłą i przypnij ją raz, sprawdź, przypnij jeszcze raz i przejdź do następnej komórki.

W końcu zakończysz zgrzewanie punktowe. Teraz czas na okablowanie systemu zarządzania baterią (BMS). BMS monitoruje i rozprowadza prąd równomiernie we wszystkich podłączonych komórkach. Grubszy (14-18) przewód, który jest czerwony i czarny, był po to, abym mógł zmienić 10P na bank akumulatorów 20P. Normalnie byłoby to wykonywane przez zgrzewanie punktowe większej liczby pasków w tym samym wzorze, ale aby dopasować się do tego konkretnego przypadku, potrzebowałem dwóch cegieł obok siebie, a nie jednego długiego prostokąta.

Zamontuj (gorący klej) BMS do materiału izolacyjnego, takiego jak twardy plastik, pianka lub karton. Nie montuj go bezpośrednio z boku baterii.

Pozostałe, cieńsze (28-30 AWG) przewody są podłączone do różnych punktów BMS. Użyłem tych samych kodów kolorów dla tego samego punktu na BMS. Czarny to 0 V, żółty to 4,2 V, zielony to 8,4 V, czerwony to 12,6 V, a różowy to 16,8 V. Każdy numer ma dwa przewody, ponieważ musi być połączony równolegle z pierwszymi komórkami i ostatnimi komórkami. Jeśli zrobisz jeden długi prostokątny zespół baterii, twoje przewody zaczynają się na końcu banku, a drugie przewody rozciągają się na drugi koniec bloku. Do pasków niklu użyłem lutownicy aby nie uszkodzić ogniwa.

Wykończenie baterii jest łatwe. Przylutuj jeden czerwony i jeden czarny przewód o grubości 14 mm o długości co najmniej 6 cali, ze złączem XT60 na końcu. To idzie na symbole + i - na BMS. Nałożyłem trochę taśmy kaptonowej, aby zapobiec przesuwaniu się bloku. Wsuń baterię akumulatorów w około 300 mm folię termokurczliwą, odetnij nadmiar i nałóż opalarkę lub latarkę z pewną odległością. Bateria baterii jest teraz kompletna.

Krok 2: Drukowanie i montaż

Jeśli jesteś całkowicie nowy w drukowaniu 3D, sugeruję przeczytanie poniżej, w przeciwnym razie możesz przejść do sekcji ustawień drukowania.

Mam dwa Endery 3's. Oba są naprawdę dobrej jakości w cenie i mogą obsługiwać PLA, ABS i PETG. Przyczepność łóżka jest największym problemem pomimo opanowania poziomowania łóżka. Rzeczą, która wyeliminowała ten problem, było wyrzucenie standardowych łóżek i zastąpienie ich szkłem hartowanym. Oczywiście musiałem go ponownie wyrównać, ale tylko raz. Przed każdym wydrukiem przecieram go 70% alkoholem izopropylowym. Pozwól drukarce całkowicie się nagrzać. Przechowuj drukarkę i filament w suchym miejscu. Większa wilgotność oznacza więcej problemów. Koraliki prawdopodobnie nie zalaminują się prawidłowo, co spowoduje łatwe oddzielenie dwóch warstw w środku gotowej części.

Jeśli nie masz jeszcze drukarki 3D i rozważasz zakup Endera 3, dokładnie zapoznaj się z tym samouczkiem dotyczącym budowania. Wykonałem wszystkie kroki na obu zmontowanych drukarkach i za pierwszym razem wyszedłem idealnie. Używam Cura do krajalnicy. W zestawie wiele opcji ustawień, a korzystanie z niego jest bezpłatne.

Ustawienia drukowania

Ten link dotyczy plików STL

Zalecany ABS lub PETG. Im większy procent wypełnienia, tym lepiej. Wybrałem 25% dla wszystkich czterech płyt czołowych. Użyłem dyszy 0,8 przy jakości ciągu i miałem przyzwoicie wyglądający produkt w ciągu średnio pięciu godzin na część. Te potrzebują wsparcia i orientacji z literami skierowanymi do nieba.

Elementy wewnętrzne zostały wydrukowane przy użyciu dyszy 0,6 w standardowej jakości.

(1) Wspornik płaski 100% wypełnienia

(4) muszki 100% wypełnienie

(2) Pręty magnetyczne 75% - 100%

(1) Wspornik kontrolera ładowania 75% - 100%

(1) Wspornik montażowy konwertera Buck 50% wypełnienia. Istnieją dwie wersje. Potrzebujesz tylko dwóch śrub, aby zamontować go do obudowy, więc zaprojektowałem 2 otwór, a także 4 otwór. Ale wystarczy wydrukować jedno lub drugie.

18650 Bateria 4S 10P Płyty 100% wypełnienia z dyszą 0,4 w standardowej jakości. Zrobiłem to z PLA, ponieważ zostanie zapakowany, a następnie ponownie zamknięty w etui. W zależności od tego, ile baterii zamierzasz użyć (40 ogniw = łącznie potrzebne 2 płytki 4S 10P) (80 ogniw = potrzebne łącznie 4 płytki 4S 10P)

Składanie ich razem jest w zasadzie jak klocki lego. Muszki mają pomóc utrzymać talerze razem, ale nie są potrzebne. To, co najlepiej zabezpiecza wszystko razem, to pręty magnetyczne, a także nacisk ciasnego pasowania z obudowy. Podczas wkładania magnesów do części miałem w ręku stos, nałożyłem super klej na część i wcisnąłem jeden magnes za pomocą stos na nim. Stało się tak, aby polaryzacja była odwrócona i magnesy zostały przypadkowo sklejone w niewłaściwy sposób.

Kiedy sztabka magnetyczna miała wklejone cztery magnesy i wciśnięta do końca, pozostawiłam ją do wyschnięcia na kilka godzin. Dałem każdemu z czterech magnesów drugi magnes, aby pozostać z nim w kontakcie. W ten sposób polaryzacja jest już prawidłowa, gdy płyty czołowe są przyklejone i dociśnięte do tych magnesów.

Krok 3: Montaż i okablowanie

Zapoznaj się z dołączonymi schematami blokowymi, aby dowiedzieć się, jak to wszystko podłączyć.

Połączenie wszystkiego w całość nie jest zbyt skomplikowane, tak po prostu się wydaje. W przypadku większości komponentów obejmują one tylko przewody dodatnie i ujemne. Przełączniki są trochę trudne. Jeśli zamierzasz mieć automatyczne sterowanie wentylatorem za pomocą cyfrowego regulatora/czujnika temperatury, wystarczy jeden przełącznik kołyskowy do włączania i wyłączania urządzenia. Jeśli potrzebujesz innych narzędzi, takich jak pasek świetlny LED lub coś, w takim przypadku prawdopodobnie będziesz chciał użyć drugiego przełącznika.

Zanim cokolwiek zlutujesz, pamiętaj, aby najpierw umieścić mierniki i przełączniki w zadrukowanych płytach czołowych. Albo będziesz musiał to zrobić dwa razy. Nauczyłem się tego na własnej skórze. Podczas montażu wentylatorów idealnie chcesz, aby cyrkulacja powietrza, aby jeden wciągał powietrze, a drugi wydmuchiwał powietrze. Falownik ma również wentylator, który wydmuchuje powietrze z tyłu.

W przypadku falownika tymczasowo zdemontowałem go do płytki drukowanej. Tyle nie trzeba, ale aby wydłużyć zasięg gniazdka 120V, trzeba będzie dokonać demontażu. Nie rób tego, gdy jest podłączony do czegokolwiek. Cztery śruby na dolnej płycie odsłaniają wszystko. Kolejne cztery śruby na płycie czołowej (z wylotami) należy odkręcić. Wypchnij wtyczki gniazdek z przedniej płyty. Płytka nie była zdejmowana, chyba że zostały przecięte przewody lub przednia płyta. Prawdopodobnie możesz po prostu przeciąć przewody, ponieważ następnym krokiem jest ich przecięcie, aby zwiększyć zasięg.

Wybrałem inną trasę i ostrożnie wycinałem małe nacięcia w płycie za pomocą narzędzia obrotowego. Następnie wziąłem szczypce i wygiąłem je, abym mógł wsunąć gniazdka. Potem zdałem sobie sprawę, że muszę splatać i lutować około sześciu cali drutu. Ma tylko trzy przewody do przedłużenia. Proponuję je ciąć, łączyć, lutować i obkurczać po jednym drucie na raz. Pozwala to na przedłużenie gniazdka aż do płyty czołowej obudowy. Po dokonaniu tej modyfikacji należy ponownie założyć dolny panel falownika i przygotować wsporniki montażowe.

Użyłem aluminiowego kątownika do wytłaczania. Zaznaczone miejsce na otwory, wywiercone otwory i odpiłowany kawałek z półfabrykatu. Zaprojektowałem wsporniki tak, aby można je było wydrukować w 3D, aby ułatwić Ci życie. Spójrz na zdjęcia, aby zobaczyć, jak zamontowałem je do obudowy. Zanim wywiercisz jakiekolwiek otwory, upewnij się, że jesteś zadowolony ze swojego układu i że bateria nie ślizga się zbytnio. Przesunąłem zestaw akumulatorów do prawego rogu obudowy, falownik tuż obok, a następnie wywierciłem otwory. Kiedy wiercisz otwory, najpierw należy zamontować wspornik montażowy konwertera buck, ponieważ nie ma wystarczającej przestrzeni, aby wywiercić dla niego otwory z zamontowanym falownikiem.

Wiercę tylko otwory przez obudowę dla tych dwóch wsporników i dwa otwory na wspornik montażowy przeznaczony do konwertera DC-DC buck. Zanim umieściłem śrubę / śrubę przez wspomniany otwór, nałożyłem silikonowy uszczelniacz na wnętrze i na zewnątrz, aby był wodoodporny. Użyłem również podkładek na obu końcach śrub. Zaprojektowałem pręty magnetyczne tak, aby można je było przymocować do obudowy za pomocą śrub.

Na moim PPSU użyłem taśmy VHB do przyklejenia kontrolera ładowania z boku obudowy. Podczas tworzenia tej instrukcji poświęciłem czas na stworzenie wspornika, który można wydrukować w 3D i wywiercić otwory, aby je przykręcić, jeśli chcesz. Jedyny inny obszar, w którym użyłem niewielkiej ilości taśmy VHB, znajdował się między płaskim wspornikiem a wtyczką słoneczną, aby zapobiec przesuwaniu się podczas podłączania do złącza panelu słonecznego.

Mam nadzieję, że było to dla Ciebie inspirujące, pouczające lub trochę zabawne. Dzięki za obejrzenie mojego projektu.