Apilador: sistema de bateria recarregable USB apilable: 5 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Feu clic a continuació per visitar la nostra pàgina del projecte Hackaday

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

Power Stacker és un paquet de bateries de liti-ió recarregable portàtil i modular USB. Apileu-los per a projectes amb molta energia o separeu-los per a projectes més petits amb aquest sistema modular. Els fitxers Gerber, BOM i. STL estan disponibles a continuació.

Power Stacker fa el que no han pogut fer altres bateries recarregables USB, i és la capacitat de combinar-se per augmentar la capacitat de la bateria o separar-les de moltes bateries petites per a projectes més petits. Podeu utilitzar literalment les mateixes bateries Power Stacker durant molts anys en moltes aplicacions.

Una altra característica única de Power Stacker és que cada bateria rep el seu propi controlador de càrrega, cosa que garanteix un equilibri real de les cel·les i assegura que cada bateria es carregui a la tensió correcta en temps real, fins i tot mentre es carrega i / o es descarrega.

Després de llançar amb èxit un projecte de Kickstarter anomenat Solderdoodle Pro, em vaig adonar que la mateixa tecnologia de bateria que s’utilitzava per fondre la soldadura es podria utilitzar per resoldre el problema d’intentar trobar la bateria adequada i haver de comprar constantment bateries noves per a cada nou projecte. Combinat amb els meus coneixements d’impressió 3D, vaig crear una funda per a la bateria que es pot imprimir, modificar i compartir.

L'apilador de potència també és compatible amb convertidors de codi obert CC-CC com el Power Boost 1000 d'Adafruit.

Com funciona la pila de bateries?

A l’entrada i sortida del circuit s’instal·len díodes de baix voltatge / alt corrent a la placa del controlador de càrrega, que impedeixen la conversa entre diverses fonts d’alimentació i entre la sortida dels controladors de càrrega. Això permet que les interconnexions entre els pins d'entrada i sortida de cada placa de controlador de càrrega es converteixin en barres de bus que permetin que el voltatge continuï sent el mateix i que el corrent es multipliqui. La bateria de major voltatge de la pila es descarregarà fins que les altres bateries arribin a la mateixa tensió i també es comencin a descarregar al mateix ritme, cosa que multiplica la sortida actual del paquet de bateries.

Especificacions de l'apilador de potència: * Temps de càrrega total: @ 5 watts 3350mAh: 3 hores | @ 8 watts 13400mAh: 7 hores

* Capacitat: 3350mAh, 6700mAh o 13400mAh / 3,6V

* Tipus: ions de liti Panasonic NCR18650B

* Entrada - Corrent: 450 a 2600mA | Voltatge: 5 a 6 volts

* Nombre de ports USB: 1 (segons el nombre de mòduls adaptadors de 5V)

* Sortida: capçaleres femenines i masculines d’estil Arduino estàndard

* Sortida: actual: fins a 2000 mA | Voltatge: 3,6 volts directes o 5 volts amb mòdul convertidor CC-CC

* Material de la caixa: material imprès en 3D

* Durada de la bateria sota un ús típic: 5 anys * Bateria reemplaçable

* Proporciona fins a un 320% de càrrega de l'iPhone o un 160% de càrrega Galaxy S5 amb dues cèl·lules de 6700 mAh

* Compatible amb Arduino, iPhone, Android, Windows Phone i altres amb mòdul convertidor DC-DC de 5 volts

* ADVERTÈNCIA: tingueu precaució a l’hora de manipular qualsevol bateria de ions de liti perquè els curtcircuits poden provocar cremades. Porteu sempre ulleres de seguretat. Utilitzeu els components recomanats de la bateria i del circuit a causa de la càrrega màxima de bateria màxima de 2.000 mA. Les parts impreses en 3D es poden deformar a altes temperatures.

Conformitat FCC: NO és obligatori perquè les freqüències del circuit són inferiors a 1,7 MHz

Pas 1: materials, eines i fitxers necessaris

Aquí teniu una llista dels materials, eines i fitxers necessaris.

MATERIALS:

QTY Descripció

1 circuit de controlador de càrrega de ions de liti (esquema, fitxers Gerber, etc. es pot descarregar de la pàgina anterior. El component principal de l’IC és el controlador de càrrega Maxim MAX8903G).

1 bateria de ions de liti Panasonic no protegida NCR18650B 3350mAh www.ebay.com (si cal un cost més baix, proveu la bateria Panasonic NCR18650A amb una capacitat lleugerament inferior a 3070 mAh. Assegureu-vos que no estigui protegida i comproveu acuradament el número de part de la bateria. Les bateries protegides tenen una longitud addicional. amb un circuit integrat, que pot afectar el rendiment. Referència https://industrial.panasonic.com/www-cgi/jvcr13pz.cgi?E+BA+3+ACI4002+NCR-18650B+7+EU Altres marques de bateries NO es recomana perquè el controlador de càrrega actual a la bateria pot arribar a ser de 2000 mA i la química Panasonic NCR18650 ho pot suportar. Si necessiteu altres marques, assegureu-vos que compleixin les mateixes especificacions, 2 amperes de corrent de càrrega. L'ús de bateries que no compleixin aquestes especificacions pot provocar danys perillosos a la bateria.)

2 Connector Hirose de 2 pins DF3-2S-2C

2 clavilla Hirose Socket 24-28 AWG DF3-2428SCC

1 Rotlle de cinta Kapton ample de 1 "https://www.mcmaster.com/#7648a715/=qu58072 Disc de cinta Kapton de 1"

1 1 "de diàmetre de tros de tubs termorretractables de 2,7" de llarg 2 1/16 "tros de tubs de termorretracció de 1,0" de llarg 1 rotllo de filferro de soldadura 1 estoig imprès en 3D (arxiu disponible a la pàgina anterior).

1 Capçalera femella 2X4

1 convertidor DC-DC de 5 volts

1 Protoboard

1 Capçalera femenina 1X2

1 tira de capçalera masculina

Diverses longituds de 26 AWG estàndard de filferro vermell i negre de 4 amp. Màx. Que s'enumeren a continuació: https://www.mcmaster.com/#catalog/119/798/=qu7rf61 6,10.

1 8,00 Red Wire.06 tira un extrem.20 tira l'altre extrem

EINES: Descripció de la quantitat

1 accessori de la bateria Power Core

1 filferro de 24-26 gages

1 filferro de 20-24 gages

1 cinta mètrica

1 Soldador

1 pistola de calor

1 tisores

Pas 2: muntatge de la bateria

Introduïu la bateria NCR18650B a la bateria amb el costat positiu cap amunt. El dispositiu alinearà els cables vermell i negre a mesura que soldeu. No toqueu el soldador a l’aparell perquè es pot fondre. És possible que pugueu soldar la bateria sense el dispositiu, però és molt més difícil i necessiteu alguna cosa per evitar que la bateria caigui. El dispositiu també es pot utilitzar per a altres projectes de bateria.

Col·loqueu l'extrem despullat de.20 "del llarg fil vermell a la trinxera amb l'etiqueta + VERMELL i soldeu el fil vermell a la bateria. Proveu de soldar-lo ràpidament, ja que una calor excessiva pot danyar-la. Si hi ha soldadura que surti, suavitzeu-lo amb el soldador. Després de soldar, inclineu l’aparell i empenyeu la bateria per sota amb el dit. Gireu la bateria cap per avall i introduïu la bateria al dispositiu amb el fil vermell a l’abocador + RED i l'extrem negatiu de la bateria cap amunt. Encreuar l'extrem del cable vermell amb el pin Hirose i inserir el pin al port 1 del connector Hirose de 2 pins. Voleu connectar el connector en aquest punt perquè és perillós per deixar al descobert un extrem nu d’un cable de la bateria i que pot provocar un curtcircuit o cremades si toca l’extrem negatiu de la bateria. Col·loqueu l’extrem despullat de 0,20 "del llarg fil negre a la trinxera amb l’etiqueta -BLK i soldeu el Cable negre a la bateria. L’extrem negatiu d’aquesta bateria sol requerir més calor per soldar perquè hi ha més superfície en contacte amb la massa de la bateria, però intenteu soldar ràpidament. Si hi ha alguna soldadura que sobresurt, suavitzeu-la amb el soldador. Després de soldar, encreuar l'extrem del fil negre amb el pin Hirose i inserir el pin al port 2 del connector Hirose de 2 pins. Inclineu l’aparell i empenyeu la bateria per sota amb el dit. Doblegueu el cable negre cap avall sobre la vora de l’extrem negatiu de la bateria i guieu el cable vermell per fer-lo rodar pel costat de la bateria. L'efecte ha de ser que el fil vermell que baixa de l'extrem positiu de la bateria estigui a 120º a part del punt on es troben els cables negre i vermell. Aquesta geometria de filferro permet que els fils positius i negatius surtin del mateix costat i proporciona un ajust perfecte. Emboliqueu un tros de cinta Kapton d’1 "d’amplada un cop al voltant de la meitat de la bateria per mantenir els cables cap avall. Col·loqueu un disc de cinta Kapton d’1" a cada extrem de la bateria i doblegueu les vores sobre el costat de la bateria. A continuació, feu lliscar el tub termorretractiu de 1 polzada sobre la bateria amb el tub al mateix nivell que l'extrem positiu de la bateria. Tot el fletxa del tub hauria de sortir de l'extrem negatiu. Ara utilitzeu una pistola de calor per reduir el tub per completar el conjunt de la bateria.

Pas 3: muntatge de l'apilador de potència

Per configurar una sola cel·la, simplement soldeu la capçalera femella 2X4 a la placa del controlador de càrrega, connecteu la bateria i, a continuació, soldeu els pins de capçalera masculins a la placa DC-DC de 5 volts i connecteu-la a la placa del controlador de càrrega.

Per a una configuració de múltiples cel·les, soldeu les capçaleres masculines al protobordo amb la mateixa configuració que els pins del controlador de càrrega i soldeu el capçal femení 1X2 a la placa.

A la part posterior del protoboard, soldeu tots els pins associats amb el port SYS OUT de la placa del controlador de càrrega, soldeu tots els pins associats al port GND de la placa del controlador de càrrega i soldeu tots els pins associats al port IN6V del placa de controlador de càrrega. A continuació, soldeu SYS OUT al passador de capçalera femení del protobordo i soldeu el GND a l’altre passador de capçalera femení del protoboc.

Feu lliscar el protoboard a la ranura de la caixa impresa en 3D i, a continuació, poseu les bateries, les plaques del controlador de càrrega i el convertidor DC-DC de 5 volts al protoboard.

Pas 4: aplicacions

Simplement connecteu la bateria a la placa del controlador de càrrega, connecteu el convertidor de 5 volts DC-DC i carregueu el dispositiu USB.

Connecteu un cable de càrrega micro USB per recarregar les bateries de qualsevol font d'alimentació de 5 a 6 volts. Cada cel·la té el seu propi controlador de càrrega per obtenir un equilibri real de cel·les en temps real. Cada controlador de càrrega del paquet començarà a carregar-se automàticament quan es detecti un excés de potència.

També podeu connectar diverses fonts d’energia a Power Stacker, com ara panells solars, dinamos i altres fonts d’energia USB, per augmentar el corrent de càrrega a la bateria.

Ja sigui que carregueu un telèfon intel·ligent, una tauleta o un robot controlat remotament, Power Stacker us proporcionarà la potència que necessiteu ara i s’adaptarà als vostres requisits d’energia en el futur.

ENHORABONA! Ja heu acabat de construir el Power Stacker!

Pas 5: resolució de problemes

SEGURETAT

No deixeu el Power Stacker a la llum solar directa. Mantingueu-lo tapat o a l’ombra. La calor del sol pot provocar que el circuit de càrrega i la bateria s’escalfin molt, deixin de carregar-se, degradin la bateria i redueixin la seva vida útil.

Temperatures acceptables: Power Stacker està dissenyat per funcionar a temperatures compreses entre 0º i 45ºC (32º i 149º F). Emmagatzematge: emmagatzemeu el Power Stacker a temperatura ambient. El Power Stacker s’ha de recarregar aproximadament un cop a l’any per evitar una sobrecàrrega.

Per obtenir els millors resultats, carregueu completament Power Stacker abans d’utilitzar-lo.

RESOLUCIÓ DE PROBLEMES

El LED Power Stacker no s’encén quan es carrega des del meu ordinador portàtil

1) Això pot passar si Power Stacker està completament esgotat i passa a un mode de càrrega de degoteig. Mantingueu el Power Stacker endollat durant uns 15 minuts i el llum de càrrega LED s’hauria d’encendre.

2) Alguns portàtils antics tenen una limitació de corrent baixa als seus ports USB i desactivaran el port USB si el corrent supera el límit. Proveu de connectar Power Stacker a un altre port USB.