Przenośna skrzynka zasilająca: 4 kroki (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Miałem kilka dodatkowych części leżących dookoła, które potrzebowały celu i na szczęście pasowały do siebie tak, jakbym je do tego celu kupił. Celem jest dostarczenie użytecznej ilości mocy do falownika w kompaktowej, przenośnej obudowie.

Tak się złożyło, że miałem dodatkową skrzynkę Pelican 1460, którą przez pomyłkę zamówiłem bez tac. Miałem też pod ręką cztery akumulatory, które wcześniej kupiłem, aby zwiększyć czas pracy mojego modelu MX650 (https://www.instructables.com/id/Battery-Powered-Motorcycle/), ale potem zdecydowałem, że ważył więcej, niż chciałem włożyć do roweru. Inwerter został zakupiony, aby zainstalować go w moim starym kamperze, ale nie miałem jeszcze czasu na jego instalację. Dodatkowe przewody i osprzęt elektryczny są zawsze pod ręką w moim garażu, choć nie zawsze w wybranym przeze mnie kolorze.

Wypróbowałem baterie i falownik pod kątem dopasowania do obudowy Pelican i narodził się pomysł. Miałem zamiar zbudować przenośną skrzynkę na baterie, która będzie zasilać sprzęt wokół obozu i uruchamiać światła i zabawki w podwórkowym domu zabaw mojego brata dla jego dzieci. Okazało się, że obudowa Pelican idealnie zmieściłaby jeszcze dwie baterie, więc poprosiłem mojego brata, żeby się zgłosił. Kupił dodatkowe dwa akumulatory, co daje 6, każdy 22-amperogodzinne szczelne akumulatory kwasowo-ołowiowe, co daje łącznie 132 amperogodziny.

Krok 1: Lista części, narzędzia i ostrzeżenia dotyczące bezpieczeństwa

BEZPIECZEŃSTWO PRZEDE WSZYSTKIM – Elektryczność może zabić. Więc proszę mieć podstawową wiedzę na temat ryzyka przed przystąpieniem do tej lub jakiejkolwiek innej kompilacji. Lutować w dobrze wentylowanym pomieszczeniu. Zachowaj ostrożność podczas pracy z elektronarzędziami i zawsze noś odpowiednie środki ochrony osobistej.

Narzędzia użyte w tej konstrukcji to: Wiertarka, lutownica, szczypce, ściągacz izolacji / zaciskarka, wyrzynarka, taśma miernicza, imadło, marker, nóż, śrubokręt

Lista części:

6 Każdy akumulator 22Ah SLA – Kopalnia pochodzi z Monster Scooters 350 USD

Złącza z przewodami i pierścieniami o grubości 6 lub 8 – miałem pod ręką, ale można je kupić w dowolnym sklepie motoryzacyjnym lub sprzętowym.

Metalowa taśma do spinania – znana również jako taśma do zawieszania, jak sądzę, i jest dostępna w sklepach z narzędziami lub w sklepach z drewnem.

Falownik – zacząłem od jednego, który miałem pod ręką 750W/1500W, a skończyłem innym ze względu na zapotrzebowanie na moc 1500W/3000W – z portu frachtowego około 140 USD

Śruby i śruby – kilka jest wymaganych do tego projektu i miałem je pod ręką.

Różne pianki do podtrzymywania akumulatorów – mam pod ręką. Zamiast tego można użyć skrawków drewna lub innego materiału.

Ładowarka 12 V – Mam pod ręką kilka różnych ładowarek samochodowych. Każda 12-woltowa ładowarka załatwi sprawę.

Pelican Case – użyłem etui Pelican 1460 dostępnego na www.atlascases.com około 175 USD

Krok 2: Kompilacja

Kompilacja jest prosta.

Zainstalowałem sześć baterii w dolnej tacy skrzyni Pelican i podparłem je pianką, aby utrzymać je na miejscu. Ponieważ pudełko nigdy nie będzie musiało przechylać się na bok, zapewni to duże podparcie, nawet bez mocowania ich do pudełka. Następnie przeciąłem pokrywę, aby utrzymać falownik i przymocowałem falownik do pokrywy metalową taśmą i śrubami. Akumulatory są połączone równolegle, a następnie podłączone do falownika. Przylutowałem każde z złącz pierścieniowych do przewodów i użyłem drutu o grubości 6 lub 8, który miałem pod ręką. Nie przesadzaj z drutem, ponieważ ten system jest pod dużym obciążeniem.

Uwaga: Inwertery mogą generować znaczną ilość ciepła i powinny być montowane w miejscach o dobrym przepływie powietrza. Chociaż nie przejmowałem się tym zbytnio, ponieważ falownik, którego użyłem, ma dwa wbudowane wentylatory chłodzące. Zawsze dobrze jest pozwolić im oddychać, więc wyciąłem nieco większy otwór z przodu pokrywy, aby wpuścić trochę powietrza do i wokół falownika. Nigdy nie owijaj falownika szmatami ani nie umieszczaj na materiale palnym

Dodałem wydrukowaną w 3D płytkę, aby za pomocą wyrzynarki wyciąć szorstki otwór wycięty z przodu pokrywy. Pomalowałem go farbą pozostałą po ostatnim projekcie, która zbliżyła się do koloru obudowy.

To wszystko, co dotyczy tej wersji. Zdjęcia powinny pomóc zilustrować, jak prosta jest ta konstrukcja.

Moja skrzynka na baterie jest bardzo dobrze wypełniona gęstym kwasem ołowiowym 12-woltowym. waży 95 funtów i dlatego najlepiej jest go przenosić przez dwie osoby, mimo że pudełko ma uchwyty.

Złożenie wszystkich części kosztowałoby około 700 USD

Krok 3: Zasady kompilacji

Mam teraz sześć 12-woltowych akumulatorów dostarczających użyteczną ilość 120-woltowego prądu zmiennego. Dlaczego to wszystko działa?

Być może zagłębię się w to pytanie głębiej, niż chcę, ale spróbuję wyjaśnić (zdefiniować) kilka podstawowych terminów i zasad elektrycznych. Czasami muszę sprawdzić niektóre z poniższych terminów i zasad, aby uzyskać pożądane rezultaty z projektów, które buduję. Pomyślałem więc, że podzielę się kilkoma przydatnymi terminami i pojęciami. Powinienem stwierdzić, że nie jestem inżynierem elektrykiem ani elektrykiem, więc możesz mnie poprawić, jeśli coś się nie zgadza, a ja to poprawię. Możesz zadawać dowolne pytania, ale pamiętaj, że mogę nie znać odpowiedzi.

Czym są obwody równoległe i jak się mają do okablowania szeregowego? W moich projektach często mam na myśli okablowanie równoległe lub szeregowe. Akumulatory są połączone równolegle z zaciskiem dodatnim do zacisku dodatniego i zaciskiem ujemnym z zaciskiem ujemnym. Nie zmienia to całkowitego napięcia wyjściowego akumulatorów. Przykładem jest to, że 6 każdy 12-woltowy akumulator połączony równolegle daje 12 woltów mocy. Tak jest okablowany ten projekt baterii.

Baterie szeregowo są połączone przewodem z zaciskiem Plus do zacisku ujemnego i tak jeden. Z każdą baterią dodając swoje napięcie do ostatniego. Przykładem są trzy baterie AA o napięciu 1,5 V każda, które dają napięcie 4,5 V przy połączeniu szeregowym i tylko 1,5 V przy połączeniu równoległym.

Może to również odnosić się do żarówek LED. Załóżmy, że używamy żarówek wymagających zasilania 3 woltów. Te żarówki, gdy są połączone równolegle, będą potrzebowały tylko 3 woltów dostarczonych do nich. Podczas gdy te same żarówki wymagające 3 woltów, gdy są połączone szeregowo, będą wymagały 6 woltów dla dwóch i 9 woltów dla trzech.

Kolejna uwaga, gdy łączysz baterie równolegle lub szeregowo, powinny to być baterie tego samego typu o tych samych wartościach amperogodzin (Ah lub mAh). Zasady te zaznaczono na powyższych zdjęciach z wstawionymi notatkami zawierającymi szczegóły. Zrzuty ekranu pochodzą z „Tinkercad Circuits”, który jest bardzo ładnym nowym narzędziem w Tinkercad.

Co to jest falownik i jak działa? Falownik przetwarza prąd z prądu stałego na prąd zmienny. Nie będę wdawał się w szczegóły, jak to robi, ale zwiększa napięcie DC, a następnie zmienia je na prąd przemienny przed wysłaniem go do urządzenia. Musisz wiedzieć, jakie są wymagania dotyczące mocy urządzenia, które zamierzasz zasilać za pomocą falownika i jaka jest moc źródła zasilającego falownik. W większości przypadków źródłem będzie napięcie 12 V DC z wyjściem 120 V AC. Możesz być w stanie poradzić sobie z małym falownikiem 400 W lub możesz potrzebować falownika o mocy 3000 W w zależności od tego, co zasilasz: żarówka lub piła tarczowa. Należy więc ustalić, że używany falownik jest większy niż moc rozruchowa (przepięciowa) wymagana przez urządzenie, które zamierzacie nim zasilać. Należy również pamiętać, że wyjściowa fala sinusoidalna falownika jest często falą „kwadratową” (zmodyfikowaną sinusoidą), a nie ładną, zaokrągloną falą sinusoidalną prądu przemiennego ze ściany. Może to nie mieć znaczenia, jeśli zasilasz silnik elektryczny, ale może to mieć znaczenie na przykład podczas zasilania urządzeń komunikacyjnych, medycznych lub nawigacyjnych. (sinusoida i wykres zapotrzebowania na moc na zdjęciach powyżej)

Zasilanie AC vs DC – AC, prąd przemienny, to to, co masz na gniazdach w swoim domu. DC, prąd stały, to coś, co można znaleźć w akumulatorach wszelkiego rodzaju; takich jak bateria, która zasila Twój samochód lub baterie AA, które wkładasz do pilota.

W przypadku zasilania prądem stałym kierunek elektronów przepływa od bieguna ujemnego do bieguna dodatniego w jednym kierunku, podobnie jak ruch wody przez wąż. Zasilanie prądem stałym jest zwykle używane przy niższych napięciach niż zasilanie prądem przemiennym.

W prądzie przemiennym kierunek elektronów ciągle zmienia kierunki. Do 60 razy na sekundę w większości systemów zasilania w USA. Zasilanie prądem przemiennym jest łatwiejsze w obsłudze przy wyższych napięciach niż zasilanie prądem stałym.

Co dzieje się z amperogodzinami, gdy łączysz akumulatory szeregowo lub równolegle? Ampogodziny, gdy akumulatory są połączone szeregowo, są równe odczytowi akumulatorów. Gdybym w tej wersji podłączył wszystkie 6 akumulatorów szeregowo zamiast równolegle, dałoby to 72 wolty, ale tylko 22 Ah. Podczas gdy 6 akumulatorów tego projektu jest połączonych równolegle pod napięciem 12 woltów i razem dają 132 amperogodziny. Tak!!!!

Co to jest bateria SLA? SLA = zamknięty kwas ołowiowy. Oznacza to akumulator prądu stałego, który nie wycieknie, jeśli zostanie przewrócony lub zamontowany na boku.

Czym są fale sinusoidalne i jak wpływają na moc? Przy zasilaniu prądem zmiennym z sieci „The Grid” fala sinusoidalna jest bardzo gładka, jak fale oceaniczne bez wiatru, dając gładkie, dobrze zaokrąglone szczyty i doliny. Przy zasilaniu prądem zmiennym generowanym ze źródła prądu stałego z falownikiem można uzyskać dość „kwadratowe” fale sinusoidalne. Generalnie nie jest to duży problem, jeśli zasilasz silnik, światła lub inne nietechniczne przedmioty. Jeśli jednak zasilasz sprzęt nawigacyjny, medyczny lub komunikacyjny, może to powodować zakłócenia. Falowniki można zbudować, aby zapewnić czystą moc fali sinusoidalnej, ale im czystsza fala generowana, tym większy koszt falownika.

Co to jest natężenie prądu (A)? Liczba elektronów jest mierzona w amperach (amperach) i jest znana jako prąd.

Co to są amperogodziny (Ah)? Pomyśl o Ah jak o zbiorniku paliwa. Gdzie Ah jest jednostką ładunku elektrycznego pomnożoną przez czas. Jest to równe ładunkowi przekazywanemu przez stały prąd o natężeniu jednego ampera płynący przez godzinę. Często zobaczysz to w miliamperach, mAh, co stanowi jedną tysięczną amperogodziny.

Co to jest moc (W)? Moc jest miarą mocy wymaganej do uruchomienia urządzenia i jest mierzona w watach. Innym sposobem ujmowania tego jest: Energia elektryczna to szybkość w jednostce czasu, z jaką energia elektryczna jest przesyłana przez obwód elektryczny. Gdzie jeden wat to jeden dżul na sekundę. Jest to wskaźnik wielkości falownika potrzebnego do zasilania urządzenia lub urządzeń.

Czym są omy? Omy są jednostką miary rezystancji elektrycznej. Niektóre materiały łatwo przenoszą energię, podczas gdy inne tworzą opór, utrudniając w ten sposób ruch elektronów. Z tego powodu należy użyć co najmniej przewodu o średnicy 8 (o przekroju 6 jest lepsze), abyśmy mogli uzyskać wymagany przepływ między bateriami a falownikiem bez topienia przewodów.

Co to jest napięcie? Ciśnienie elektryczne (energia potencjalna) między dwoma punktami mierzone jako wolt.

Krok 4: Pierwsze użycie w prawdziwym świecie

Pierwszym zadaniem, do którego użyliśmy przenośnej skrzynki zasilającej, było zasilenie maszyny do rzucania w baseball. Niestety pierwszy falownik, który zainstalowałem w pudełku, był falownikiem szczytowym o mocy 750 W / 1500 W i nie był wystarczający, aby uruchomić maszynę do rzucania dla małej drużyny mojego syna. Praktyka mrugnięcia jest oczywiście ważna, więc kupiłem falownik 1500 Watt / 3000-Watt Peak i zainstalowałem go w pudełku zamiast mniejszego falownika. Większy falownik działa, ale on też przechodzi w stan alarmu/odcina i przepala bezpiecznik w maszynie do rzucania, jeśli nie zacznę ręcznie obracać koła zamachowego przed włączeniem przełącznika zasilania maszyny do rzucania. Naprawdę nie mogę powiedzieć, dlaczego tak się dzieje, ponieważ maszyna do rzucania zacznie dobrze działać po podłączeniu do gniazdka ściennego bez przepalania bezpiecznika. Myślę, że może to być sposób dostarczania mocy z falownika, a może może to być fala sinusoidalna dostarczanej mocy, jak omówiono wcześniej. Maszyna do rzucania pobiera energię 120 V dostarczaną przez falownik i zamienia ją z powrotem na zasilanie 90 V DC, aby uruchomić silnik.

Było kilka solidnych informacji zwrotnych od innych na temat Instructables dotyczących tego, dlaczego przepala bezpiecznik w maszynie do rzucania bez startu tocznego. Oto jeden z komentarzy, który moim zdaniem dobrze wyjaśnia tę sytuację: W odniesieniu do twojego komentarza na temat tego, dlaczego bezpiecznik przepala się przy użyciu skrzynki zasilającej, a nie przy zasilaniu prądem zmiennym. Większość falowników wytwarza falę prostokątną, niektóre wytwarzają tzw. pseudosinusoidę, która jest schodkową falą prostokątną, której wysokość (napięcie) rośnie i maleje krokowo zgodnie z krzywą 180 stopni cyklu sinusoidalnego w kierunku dodatnim i ujemnych kierunkach, ten typ falownika zachowuje się prawie identycznie jak zasilanie AC z sieci, ale falowniki, które tego nie robią, to są tylko generatory fali prostokątnej jak widać na oscyloskopie masz w zasadzie dwa typy, jeden generujący fala prostokątna, która trwa 180 stopni dodatniego i ujemnego cyklu, drugi typ generuje falę prostokątną, która trwa krócej niż 180 stopni dodatniego i ujemnego cyklu. Falownik pierwszego typu, napięcie wyjściowe uważam, że musi być równe napięciu RMS fali sinusoidalnej, jeśli tak nie jest, a wyjście jest wyższe między wartością RMS a wartością szczytową, prawdopodobnie przepali bezpiecznik w zależności od opóźnienia, które bezpiecznik i prąd rozruchowy pobierany przez silnik podczas rozruchu z jałowego rozruchu (wszystkie silniki pobierają z jałowego rozruchu różne ilości energii, które mogą różnić się od 3 do 10 razy ich moc roboczą). Inwertery drugiego typu, ponieważ generują impuls prostokątny dla fali prostokątnej, która nie trwa tak długo, jak 180 stopni cyklu, są zobowiązane do podania napięcia wyższego niż wartość RMS, aby zintegrować taką samą moc jak sinus wave robi przez pełne 180 stopni cyklu. Jeśli twój falownik jest tego drugiego typu, musisz zachować ostrożność podczas zasilania urządzeń, które zawierają MOV w zasilaczu jako ochronę przed skokami na linii energetycznej, ponieważ w wielu przypadkach poziom napięcia może wejść w zakres ochrony MOV i może eksplodować lub w gorszym przypadku zapalić się. Ufam tylko oscyloskopowi, który poda mi prawdziwe wartości napięcia, które zgasi którykolwiek z tych falowników. Z wyrazami szacunku. JohnH848

Naprawdę fajnie jest mieć maszynę do rzucania działającą w całkowitej ciszy z skrzynki zasilającej, a nie zasilaną z generatora pracującego na polu bramkowym.

Przewiduję wiele lat użytkowania tego pudełka do wszelkiego rodzaju zadań, od zasilania domku zabaw mojej siostrzenicy i siostrzeńca po ładowanie motocykli Razor, które zbudowałem (patrz https://www.instructables.com/id/Battery-Powered-motorcycle). Pudełko jest ciężkie w przenoszeniu, dlatego nie będzie używane do wszystkiego, ale jest to fajna opcja, gdy zajdzie taka potrzeba. Jest oczywiście znacznie cichszy niż nasz generator i zapewnia taką samą moc użytkową. Oczywiście generator będzie zapewniał zasilanie tak długo, jak długo będę miał benzynę, ale ostatecznie muszę podłączyć baterie, aby naładować skrzynkę na baterie.

Mam nadzieję, że znalazłeś w tym artykule jakąś wartość. Pytania i komentarze są zawsze mile widziane. Zrobię co w mojej mocy, aby odpowiedzieć na czas i dokładnie.

Dziękuję Ci. Schockmade