Caixa d'alimentació portàtil: 4 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Tenia algunes peces addicionals que necessitaven un propòsit i, afortunadament, encaixaven juntes, així com si les hagués comprat per a aquest propòsit. Aquest propòsit és proporcionar una quantitat útil d'energia a un inversor en un paquet portàtil compacte.

Va succeir que vaig tenir una funda extra Pelican 1460 que vaig demanar sense safates per error. També tenia a la mà quatre bateries que prèviament es van comprar per utilitzar-les per augmentar el temps de funcionament de la meva versió MX650 (https://www.instructables.com/id/Battery-Powered-Motorcycle/), però després vaig decidir que pesava més del que desitjava posar a la moto. L'inversor es va comprar per instal·lar-lo al meu vell RV, però encara no havia aconseguit instal·lar-lo. Hi ha accessoris elèctrics i de cable addicionals sempre a mà al garatge, encara que no sempre en el color que vull.

Vaig provar que les bateries i l’inversor s’adaptessin a la caixa Pelican i va néixer una idea. Anava a construir una caixa de bateries portàtil per alimentar les coses al voltant del campament i encendre llums i joguines al jardí del jardí del meu germà per als seus fills. Va resultar que la caixa Pelican s’adaptava perfectament a dues bateries més, així que també vaig demanar al meu germà que enganxés. Va comprar dues bateries addicionals, comptant 6 bateries de plom àcid segellades de 22 hores cada una per 132 hores combinades.

Pas 1: llista de peces, eines i advertiments de seguretat

SEGURETAT PRIMERA: l’electricitat pot matar. Per tant, tingueu una comprensió bàsica dels riscos implicats abans de continuar amb aquesta o qualsevol altra versió. Soldar en una zona ben ventilada. Tingueu precaució quan treballeu amb eines elèctriques i porteu sempre un EPI adequat (equip de protecció individual).

Les eines que s’utilitzen en aquesta construcció inclouen: trepant, soldador, alicates, filferro / triturador, serradora, cinta mètrica, torn, marcador, ganivet, tornavís

Llista de peces:

6 bateries SLA de 22Ah: les meves provenien de Monster Scooters $ 350

Connectors de filferro i anell de calibre 6 o 8: tenia a mà, però es poden comprar a qualsevol botiga de ferreteria o automoció.

Cinta adhesiva metàl·lica: crec que també es coneix com a cinta penjant i està disponible a les ferreteries o fusteries.

Inversor: vaig començar amb un que tenia a la mà 750W / 1500W i vaig acabar amb un altre a causa dels requisits d’alimentació 1500W / 3000W - Des de Harbor Freight aproximadament 140 dòlars

Cargols i cargols: són necessaris pocs per a aquest projecte i els tenia a mà.

Escuma diversa per suportar les bateries: en tinc algunes a mà. Es podrien utilitzar restes de fusta o altre material.

Carregador de bateria de 12 volts: tinc a la mà un parell de carregadors de bateries de cotxes diferents. Qualsevol carregador de 12 volts farà el truc.

Funda Pelican: he utilitzat una funda Pelican 1460 disponible a www.atlascases.com aproximadament 175 dòlars

Pas 2: la compilació

La construcció és directa.

Vaig instal·lar les sis bateries a la safata inferior de la caixa Pelican i les vaig recolzar amb escuma per mantenir-les al seu lloc. Com que la caixa mai no necessitarà capgirar-se de costat, oferirà un munt de suport, fins i tot sense fixar-la a la caixa. Després vaig tallar la tapa per subjectar l’inversor i vaig subjectar l’inversor a la tapa amb cinta metàl·lica i cargols. Les bateries es connecten en paral·lel i després es connecten a l’inversor. Vaig soldar cadascun dels connectors dels anells als cables i vaig fer servir cables de calibre 6 o 8 que tenia a mà. No deixeu-vos massa prims pel cable, ja que aquest sistema té una càrrega important.

Nota: els inversors poden generar una bona quantitat de calor i s'han de muntar a zones amb bon flux d'aire. Tot i que no em vaig preocupar massa per això, ja que l’inversor que vaig utilitzar té dos ventiladors de refrigeració integrats. Sempre és una bona idea deixar-los respirar, de manera que vaig tallar el forat una mica més gran a la part frontal de la tapa per deixar aire a l’inversor i al seu voltant. No emboliqueu mai un inversor amb draps ni col·loqueu-lo sobre material combustible

He afegit una placa impresa en 3D per vestir el forat rugós tallat a la part frontal de la tapa amb una serra de plantilla. El vaig pintar amb pintura que em va quedar d’un projecte recent que s’acostava al color de la caixa.

Això és tot el que suposa aquesta construcció. Les imatges haurien d’ajudar a il·lustrar la simplicitat d’aquesta compilació.

La meva caixa de bateries està molt ben embalada amb una densa potència de 12 volts de plom àcid. pesa 95 lliures i, per tant, és millor traslladar-lo dues persones tot i que la caixa té nanses.

Costaria al voltant de 700 dòlars muntar totes les peces

Pas 3: els principis darrere de la construcció

Ara tinc sis bateries de 12 volts que subministren una quantitat útil de 120 volts de corrent altern. Per què, tot i això, funciona?

És possible que aprofundeixi en aquesta qüestió del que vull, però intentaré aclarir (definir) alguns termes i principis bàsics elèctrics. De vegades, he de buscar alguns dels termes i principis següents per obtenir els resultats desitjats dels projectes que construeixo. Així que vaig pensar que compartiria alguns termes i conceptes útils. Hauria d’afirmar que no sóc enginyer elèctric ni electricista, així que no dubteu a corregir-me si m’equivoco alguna cosa i ho corregiré. Podeu fer qualsevol pregunta que vulgueu, però tingueu en compte que potser no sé la resposta.

Què són els circuits paral·lels i com es poden comparar amb el cablejat en sèrie? En els meus projectes sovint em refereixo al cablejat en paral·lel o en sèrie. Les bateries en paral·lel estan cablejades més terminal a terminal més i terminal negatiu a terminal negatiu. Això no modifica la tensió de sortida total de les bateries. Un exemple és que 6 bateries de 12 volts cada una en paral·lel produeixen 12 volts de potència. Així es connecta aquest projecte de bateria.

Les bateries de la sèrie estan connectades a un terminal Plus a un terminal negatiu i així un. Amb cada bateria que afegeix la seva tensió a l’última. Un exemple són tres bateries AA a 1,5 volts cadascuna que produeix un voltatge de 4,5 volts quan es connecten en sèrie i només 1,5 volts quan es connecten en paral·lel.

Això també pot referir-se a les bombetes LED. Suposem que fem servir bombetes que requereixen una potència de 3 volts. Aquestes bombetes, quan es connectin en paral·lel, només necessitaran 3 volts. Mentre que les mateixes bombetes que requereixen 3 volts quan es connecten en sèrie necessitaran 6 volts per a dos i 9 volts per a tres.

Una altra nota quan es combinen bateries en paral·lel o en sèrie, haurien de ser el mateix tipus de bateria amb els mateixos valors d'amper hora (Ah o mAh). Aquests principis s’observen a les fotos anteriors amb notes inserides que criden detalls. Les captures de pantalla estan preses de "Tinkercad Circuits", que és una nova eina molt agradable a Tinkercad.

Què és un inversor i com funciona? Un inversor converteix l’electricitat del corrent continu en corrent altern. No entraré en molts detalls sobre com ho fa, però augmenta el voltatge de CC i el canvia a corrent altern abans d’enviar-lo al dispositiu. Heu de saber quins són els requisits d’alimentació del dispositiu que alimentareu amb el vostre inversor i quina és la potència de la font que alimenta l’inversor. La majoria de les vegades la font serà de 12 volts de CC amb sortida de 120 volts de corrent altern. És possible que pugueu fer-ho amb un petit inversor de 400 W o que necessiteu un inversor de 3000 W segons el que estigueu alimentant: una bombeta o una serra circular. Per tant, determineu que l’inversor que utilitzeu sigui superior a la potència d’inici (sobretensió) que necessiten els dispositius que voleu alimentar amb ell. A més, tingueu en compte que la sortida d’ona sinusoïdal d’un inversor és sovint una ona “quadrada” (sinus modificat) en lloc de l’ona sinusoïdal fins i tot arrodonida d’alimentació de CA de la paret. Pot ser que això no importi si esteu alimentant un motor elèctric, però pot ser important quan alimenteu equips de comunicació, mèdics o de navegació, per exemple. (gràfic de requisits d'ona sinusoïdal i potència a les fotos de dalt)

Potència CA vs CC: el corrent altern, el corrent altern, és el que teniu a les preses de casa. El corrent continu, és el que trobeu en bateries de tota mena; com ara la bateria que alimenta el vostre cotxe o les bateries AA que poseu al control remot.

En corrent continu, la direcció dels electrons flueix des del terminal negatiu fins al terminal positiu en una direcció, com el moviment de l'aigua a través d'una mànega. La potència de corrent general s’utilitza en voltatges inferiors a la de corrent altern.

En corrent altern, la direcció dels electrons canvia de direcció constantment. Fins a 60 vegades per segon a la majoria de sistemes d’energia dels EUA. L’alimentació de CA és més fàcil d’operar a tensions més altes que la de corrent continu.

Què passa amb les hores d'amplificador quan connecteu bateries en sèrie o en paral·lel? Les hores d'amplificació en què les bateries es connecten en sèrie són iguals al que llegeixen les bateries. Si en aquesta versió hagués connectat les 6 bateries en sèrie en lloc de paral·leles, donarien 72 volts, però només 22 Ah. Mentre que les 6 bateries d’aquest projecte estan connectades en paral·lel a 12 volts i, en conjunt, donen 132 hores d’amplitud. Sí !!!!

Què és una bateria SLA? SLA = àcid de plom segellat. És a dir, una bateria de CC que no filtrarà si es bolca o es munta al seu costat.

Què són les ones sinusoïdals i com afecta la potència? Amb l'alimentació de corrent altern de "The Grid", l'ona sinusoïdal és molt suau com la que ocorre a l'oceà sense que el vent produeixi valls i cims ben arrodonits. Amb l'alimentació de CA generada a partir d'una font de CC amb un inversor, podeu tenir ones sinusoïdals força "quadrades". Generalment no és un gran problema si alimenteu un motor, llums o altres elements no tècnics. Tanmateix, si alimenteu equips de navegació, mèdics o de comunicació, això pot crear interferències. Es poden construir inversors per proporcionar una energia d’ona sinusoïdal neta, però com més neta sigui l’ona, major serà el cost de l’inversor.

Què és Amperage (A)? El nombre d’electrons es mesura en Ampere (Amps) i es coneix com a corrent.

Què és Amp Hours (Ah)? Penseu en Ah com el dipòsit de combustible. On Ah és una unitat de càrrega elèctrica multiplicada per temps. Això és igual a la càrrega transferida per un corrent constant d’un amper que flueix durant una hora. Sovint ho veureu expressat com a miliamperi, mAh, que és la mil·lèsima part d’un amperi hora.

Què és la potència (W)? La potència és la mesura de potència necessària per fer funcionar un dispositiu i es mesura en watts. Una altra manera d’expressar-ho és: L’energia elèctrica és la velocitat, per unitat de temps, a la qual l’energia elèctrica es transfereix mitjançant un circuit elèctric. On un watt equival a un joule per segon. Aquest és l’indicador de la mida de l’inversor necessari per alimentar el vostre dispositiu o dispositius.

Què són els Ohms? Els ohms són una unitat de mesura de la resistència elèctrica. Alguns materials flueixen fàcilment, mentre que altres materials creen resistència, impedint així el moviment dels electrons. És per això que també heu d’utilitzar un cable de calibre 8 com a mínim (el calibre 6 és millor) per poder obtenir el flux necessari entre les bateries i l’inversor sense fondre els cables.

Què és el voltatge? Pressió elèctrica (energia potencial) entre dos punts mesurats en volt.

Pas 4: primer ús al món real

La primera tasca per a la qual vam utilitzar la caixa d’energia portàtil va ser alimentar una màquina de llançament de beisbol. Malauradament, el primer inversor que vaig instal·lar a la caixa va ser un inversor de pic de 750 watts / 1500 watts i no va ser suficient per fer funcionar la màquina de llançament per a l’equip de la lliga petita del meu fill. La pràctica de batre és important, per descomptat, així que vaig comprar un inversor de pic de 1500 watts / 3000 watts i el vaig instal·lar a la caixa en lloc del convertidor més petit. L’inversor més gran funciona, però també entra en alarma / tall i fa saltar el fusible a la màquina de llançament si no començo a girar la roda volant a mà abans d’encendre l’interruptor d’alimentació de la màquina de llançament. Realment no puc dir per què passa això, ja que la màquina de llançament començarà bé quan estigui endollada a una presa de corrent altern sense que es faci saltar el fusible. Crec que pot ser com s’envia la potència de l’inversor o potser és l’ona sinusoïdal de la potència que es lliura, tal com s’ha comentat anteriorment. La màquina de llançament pren la potència de 120 V subministrada per l’inversor i la torna a convertir en una potència de 90 V CC per fer funcionar el motor.

Hi ha hagut un parell de comentaris sòlids d’altres sobre Instructables sobre per què fa saltar el fusible a la màquina de llançament sense arrencar. Aquí hi ha un dels comentaris que crec que explica bé la situació: en relació amb el vostre comentari sobre per què bufa el fusible mitjançant la caixa d’alimentació i no quan s’utilitza un subministrador de corrent altern. La majoria dels inversors emeten una ona quadrada, alguns produeixen el que s’anomena pseudo ona sinusoïdal que és una ona quadrada esglaonada que creix i disminueix d’alçada (tensió) per passos que segueixen aproximadament la corba dels 180 graus del cicle d’ona sinusoïdal en positiu. i les direccions negatives, aquest tipus d’inversors es comporten gairebé de la mateixa manera que la potència de corrent altern de la xarxa, però els inversors que no ho fan, que són només generadors d’ona quadrada, com es pot veure amb un oscil·loscopi, teniu bàsicament dos tipus, un que genera una ona quadrada que dura els 180 graus del cicle positiu i negatiu, l’altre tipus genera una ona quadrada que dura menys dels 180 graus del cicle positiu i negatiu. L’inversor del primer tipus, el voltatge de sortida, crec que ha d’igualar el voltatge RMS de l’ona sinusoïdal, si no és així i la sortida és més alta entre el valor RMS i el pic, probablement farà saltar el fusible en funció del temps de té el fusible i el corrent d’arrencada que consumeix el motor en arrencar des de l’arrencada inactiva (tots els motors consumeixen diferents quantitats de potència a partir d’una arrencada inactiva que pot variar de 3 a 10 vegades la seva potència de funcionament). Els inversors del segon tipus, ja que generen un impuls quadrat per a una ona quadrada que no dura fins a 180 graus del cicle, estan obligats a produir una tensió superior al valor RMS per integrar la mateixa potència que un sinus l’ona fa durant els 180 graus complets del cicle. Si el vostre inversor és d’aquest segon tipus, haureu de tenir precaució a l’hora d’alimentar equips que incloguin MOV a la font d’alimentació com a protecció contra pics a la línia elèctrica, ja que en molts casos el nivell de tensió pot entrar al rang de protecció del MOV i pot explotar o, en un cas pitjor, pren foc. Només confio en un oscil·loscopi que em doni els valors reals de tensió que posen en marxa qualsevol d'aquests inversors. Salutacions cordials. JohnH848

Realment és bo que la màquina de llançament funcioni en silenci complet des de la caixa d’energia i que no sigui alimentada per un generador que funciona al camp.

M’anticipo a molts anys d’ús d’aquesta caixa per a tot tipus de tasques, des de l’alimentació del jardí del jardí de la meva neboda i el meu nebot fins a la recàrrega de les motocicletes Razor que construeixo (vegeu https://www.instructables.com/id/Battery-Powered-motorcycle). La caixa és pesada per moure, per tant, no s’utilitzarà per a tot, però és una bona opció a tenir quan sigui necessari. És òbviament molt més silenciós que el nostre generador i proporciona els mateixos watts de potència útil. Per descomptat, el generador proporcionarà energia sempre que tingui benzina, però finalment necessito endollar les bateries per recarregar la caixa de les bateries.

Espero que hagueu trobat algun valor en aquesta redacció. Les preguntes o comentaris sempre són benvinguts. Faré tot el possible per respondre de manera oportuna i precisa.

Gràcies. Schockmade