Bærbar strømforsyningsenhed: 3 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Inspirationen til dette projekt kom fra at ville have en metode til at genoplade mine dronebatterier ude i marken. En anden god brugstid ville være camping. Denne build er ikke nødvendigvis det billigste alternativ. Der er mange kommercielt tilgængelige produkter derude, der tilbyder meget til en rimelig pris. Jeg havde omkring halvdelen af komponenterne, der bare skulle sidde. Plus jeg ville have noget at lave i fortiden, så jeg besluttede at bygge frem for at købe. Hvis du ikke har nogen af varerne under afsnittet materialer og omkostninger, kan du forvente at bruge 400+ amerikanske dollars for det samlede beløb. Dette beløb kan købe en anstændig opsætning, der allerede er færdig. Ellers hvis penge og tid er noget, du ønsker at bruge til gengæld for en fungerende bærbar strømforsyning sammen med oplevelsen, så er denne build perfekt.

Specifikationerne for min build:

• 4S (serie) 20P (parallel) 16,8V batteribank (93,6 watt timer)
• 4S 40Amp BMS
• 300 watt inverter
• 6 USB -opladningsporte
• 1 120V US Outlet
• 100 Watt solcellepanel
• 11 Amp Charge Controller

Denne enhed kan opfylde dine egne specifikationer i henhold til, hvordan du vil bygge den, og hvad du vil have den til at omfatte. Hvis du ønsker et batteri med større kapacitet eller flere stikkontakter, en større effekt (større inverter) og så videre, end du burde tage højde for dimensionen af disse objekter, før du køber kassen. Den sag, jeg brugte, valgte jeg på grund af prispunkt, tilgængelighed samt vandtætningsforseglingen. Hvis du har tænkt dig at replikere alt nøjagtigt end bare at købe det, der er angivet nedenfor.

Jeg har ingen tilknytning til de websteder, der er linket, kun en forbruger af dem. Jeg har en tendens til at shoppe rundt på internettet et stykke tid, før jeg foretager køb, og fandt ud af, at disse er den største værdi for det mindste dollarbeløb på det tidspunkt, hvor jeg købte dem i forhold til, hvad der ellers var tilgængeligt. For at få de absolut laveste priser for de fleste varer vil jeg anbefale at købe direkte fra Kina. Eneste ulempe er, at levering forventes at ankomme om en til to måneder i gennemsnit. Jeg har foretaget hundredvis af ordrer fra Aliexpress.com alene i år og modtaget præcis, hvad jeg forventede nogle gange inden for tre uger

Materialer og omkostninger

Batterier (80) 18650 Celler

Nikkelstrimler.1,.12, ELLER.15 tykkelse

4S BMS

14 gauge silikontråd

26 Gauge Silicon Wire Skal have to forskellige farver

(2) vippekontakter Har kun brug for en kontakt, hvis du vil installere en temperatursensor/controller til automatisk at styre ventilatorerne.

Digital temperaturregulator

XT60 -stik (ikke loddet) ELLER XT60 -stik (allerede loddet)

Ventilatorer (2) 12V DC

Batteriindikator

Digital måler

Seks port USB oplader

Step Down Buck Converter

Etui Hvis du går med en anden sag, passer disse designs ikke ind i den. Pelican har filer, du kan downloade til CAD -software til at inkorporere dine egne ansigtspladedesign.

Silikoneforsegling

Solpanel, opladningsregulator og inverter

1 kg PETG eller ABS filament

M1-M5 skruesortiment

Krymp slange

VHB tape

300 mm krympeslange

(16) 10 X 3 mm magneter

Super lim

Samlet pris $ 550 +/- inklusive solpanel, som de fleste kommercielle produkter sælger separat, og afhængigt af hvilken batterikapacitet du køber, kan sænkes betydeligt. Det afhænger også af udbud og efterspørgsel, så priserne kan ændre sig.

Nødvendige værktøjer

3D -printer Loddejern

Lodde

Varmepistol eller lille lommelygte

Batterispot svejser

Wire Strippers

Wire Crimper Tool med terminalhylstre

Lille fladhoved

2,5 mm, 3 mm, 4 mm sekskantnøgler

Wowstick er ikke påkrævet, men det er praktisk at have, hvis du laver mange projekter med små skruer.

C4 18650 batterioplader

Digitalt multimeter

Bore

Sæt til bor

Trin 1: Batteribank

Dette trin er virkelig et helt andet projekt i sig selv. Jeg købte brugte batterier, der havde tidligere punktsvejsear, så jeg brugte et roterende værktøj og et lille afskæringshjul til at slibe dem af. Når begge ender er rengjort på alle celler, anbefales det at oplade dem ved hjælp af en smart oplader som C4, der er angivet i sektionen Værktøjer.

For gode vejledninger om, hvordan du samler dine egne batteribanker samt hvordan du tilslutter BMS'er, end jeg anbefaler Jehu Garcia og Ebike School Channels. Hvis du har udført batteribankmontering, har erfaring med punktsvejsningsbatterier og tilslutning af BMS'er, kan du sandsynligvis springe til udskrivning og samling.

Når alle celler er ladet op, testes spændingen af hver celle. Alt under 3,6 volt skal bortskaffes. I gennemsnit havde jeg celler omkring 4 volt hver. Multimetre varierer meget med, hvordan de ser ud. Se måske manualen for at finde det nøjagtige ikon, symbol eller bogstav til test af jævnstrøm. På min måler for at kontrollere spændingen skiftede jeg den digitale multimeter til en DC 6V indstilling og påførte den sorte til den negative og den røde til den positive.

For at arrangere cellerne skal du placere batterierne i en af de trykte 18650 4S 10P -plader. En række hele vejen skal dog have den samme ende opad (positiv eller negativ). Den næste række over skal have den modsatte ende opad (positiv eller negativ). Se medfølgende billeder.

Efter at alle cellerne er arrangeret, og tryk i bundpladen. Sæt den anden plade oven på batterierne. Hvis det virker som en stram pasform, skal du starte i den ene ende og hamre det let på batterierne en eller to celler ad gangen og gradvist bevæge dig over mod den anden ende af batteribanken. De to plader skal holde dem alle på plads uden bøjning.

ADVARSEL:

Vær meget forsigtig, og tag din tid med dette næste trin, det kan chokere dig og muligvis kortslutte batterierne. Fjern alle ledende materialer i nærheden, så du ikke ved et uheld sætter batteriet oven på det og opretter en elektrisk forbindelse.

Hvis du er tilfreds med din mursten af batterier, så er det tid til punktsvejsning. Hvis du bruger den samme punktsvejser som jeg gjorde, bliver du nødt til at få 0,1-.15 tykkelse, denne svejser kan ikke svejse tykkere end det. Placeringen af nikkelstrimlerne er vigtig. Den nemmeste måde at forklare på er at henvise til de billeder, jeg har medtaget for det nøjagtige layout. Skær og anbring nikkelstrimlerne på batteriet. Hold dit batteri op til svejseren med et rimeligt tryk, og tag det en gang, tjek det, og tag det endnu en gang, og gå videre til den næste celle.

Til sidst er du færdig med punktsvejsning. Nu er det tid til at tilslutte batteristyringssystemet (BMS). Et BMS overvåger og fordeler strømmen jævnt over alle tilsluttede celler. Den tykkere (14-18 gauge) ledning, der er rød og sort, var så jeg kunne vende 10P til en 20P batteribank. Normalt ville dette blive gjort ved punktsvejsning af flere strimler i samme mønster, men for at passe i dette specifikke tilfælde havde jeg brug for, at de to mursten var side om side i stedet for et langt rektangel.

Monter (varm lim) BMS på et materiale af isolatortype som en hård plast, skum eller pap. Monter den ikke direkte på siden af batterierne.

De andre tyndere (28-30 gauge) ledninger er alle forbundet til forskellige punkter på BMS. Jeg brugte de samme farvekoder for det samme punkt på BMS. Sort er 0V, gul er 4,2V, grøn er 8,4V, rød er 12,6V, og pink er 16,8V. Hvert nummer har to ledninger, fordi det skal forbindes til de første celler og de sidste celler parallelt. Hvis du lavede en lang rektangulær batteribank, ville dine ledninger starte ved enden af banken, og de andre ledninger ville strække sig til den anden side af blokken. Jeg brugte et loddejern til nikkelstrimlerne for ikke at beskadige cellen.

Det er let at afslutte batteriet. Loddemetal på en rød og en sort tyk (14 gauge) ledning i det mindste cirka 6 tommer lang med et XT60 -stik i enden. Dette går på + og - symbolerne på BMS. Jeg påførte noget kaptonbånd for at forhindre blokken i at skifte rundt. Skub batteribanken ind i en 300 mm krympepakning, skær overskydende væk, og påfør varmepistol eller brænder med en vis afstand. Batteribanken er nu færdig.

Trin 2: Udskrivning og samling

Hvis du er helt ny i 3D -udskrivning, foreslår jeg, at du læser nedenfor, ellers kan du springe til sektionen med udskriftsindstillinger.

Jeg har to Ender 3'er. Begge dele er virkelig god kvalitet til pris og kan klare PLA, ABS og PETG. Sengeadhæsion er det største problem på trods af at man mestrer sengenivellering. Det, der eliminerede dette problem for mig, var at smide lagersenge ud og udskifte med hærdet glas. Selvfølgelig måtte nivelleres det igen, men kun én gang. Før hvert tryk tørrer jeg det af med cirka 70% isopropylalkohol. Lad din printer forvarmes helt. Opbevar printeren og filamentet på et tørt sted. Mere luftfugtighed betyder flere problemer. Perlerne vil sandsynligvis ikke lamineres korrekt, hvilket forårsager let adskillelse mellem to lag i midten af en færdig del.

Hvis du ikke har en 3D -printer endnu og overvejer at købe en Ender 3, skal du følge denne build -vejledning nøje. Jeg fulgte alle trin på begge printere, jeg samlede og kom perfekt ud ved første forsøg. Jeg bruger Cura til skiven. Mange indstillingsmuligheder inkluderet plus det er gratis at bruge.

Udskrivningsindstillinger

Dette link er til STL -filer

ABS eller PETG anbefales. Jo større udfyldningsprocent, jo bedre. Jeg valgte 25% til alle fire frontplader. Jeg brugte 0,8 dyse ved trækkvalitet og havde et anstændigt udseende produkt i gennemsnit fem timer pr. Del. Disse har brug for understøttelser og for at være orienteret med bogstaver mod himlen.

De indvendige komponenter blev trykt ved hjælp af 0,6 dyse i standardkvalitet.

(1) Flad beslag 100% fyldning

(4) Bowties 100% fyld

(2) Magnetstænger 75% - 100%

(1) Charge Controller Beslag 75% - 100%

(1) Buck Convertor Monteringsbeslag 50% fyldning. Der er to versioner. Du har kun brug for to bolte for at montere det på etuiet, så jeg designede et 2 -hul samt det 4 -hul. Men behøver kun at udskrive det ene eller det andet.

18650 Batteri 4S 10P plader 100% fyldning med 0,4 dyse i standardkvalitet. Jeg gjorde dette med PLA, da det vil blive pakket ind og derefter lukket igen i en sag. Afhængigt af hvor mange batterier du agter at bruge (40 celler = 2 i alt 4S 10P plader nødvendige) (80 celler = 4 i alt 4S 10P plader nødvendige)

At samle disse sammen er dybest set som legoklodser. Sløjferne skal hjælpe med at holde pladerne sammen, men ikke nødvendige. Det, der sikrer alt sammen bedst, er magnetstængerne samt trykket fra den tætte pasform fra kassen Da jeg indsatte magneter i delene, havde jeg en stak i hånden, påførte lidt superlim i delen og pressede i en magnet med stakken oven på den. Dette var så polariteten er omvendt, og magneterne ved et uheld limes på den forkerte måde.

Når en magnetstang havde fire magneter limet i en presset hele vejen ind, lod jeg den tørre i nogle timer. Jeg gav hver af de fire magneter en anden magnet for at forblive forbundet med den. På denne måde er polariteten allerede korrekt, når ansigtspladerne limes og trykkes på disse magneter.

Trin 3: Montering og ledninger

Se de medfølgende flowdiagrammer for, hvordan jeg har koblet tingene sammen.

Det er ikke meget kompliceret at koble alt sammen sammen, sådan ser det ud. For de fleste komponenter involverer de kun positive og negative ledninger. Skifterne er, hvor det bliver en smule vanskelig. Hvis du har til hensigt at have automatisk ventilatorstyring ved hjælp af en digital temperaturregulator/sensor, er alt hvad du behøver, en vippekontakt til at tænde og slukke for enheden. Hvis du vil have andre hjælpeprogrammer, f.eks. En LED -lysstang eller noget, vil du i så fald sandsynligvis gerne bruge en anden switch.

Inden du lodder noget sammen, skal du huske at placere målerne og skifte til de trykte ansigtsplader først. Eller også bliver du nødt til at gøre det to gange. Jeg lærte dette på den hårde måde. Når du monterer ventilatorerne ideelt, vil du have luftcirkulation til den ene skal trække luft ind og den anden blæse luft ud. Inverteren har også en blæser, som blæser luften ud af bagsiden af den.

Til inverteren demonterede jeg den midlertidigt til bare printkortet. Du behøver ikke at gøre så meget, men for at forlænge rækkevidden af 120V-stikkontakten skal du udføre noget demontering. Gør ikke dette, mens du er tilsluttet noget. Fire skruer på bundpladen afslører alt. Yderligere fire skruer på frontpladen (med udtag) skal fjernes. Skub stikkontakterne ud af frontpladen. Pladen var ikke aftagelig, medmindre ledningerne blev skåret eller frontpladen blev skåret. Du kan sandsynligvis bare klippe ledningerne, fordi det næste trin involverer at skære dem alligevel for at forlænge rækkevidden.

Jeg valgte en anden rute og skar forsigtigt små hak ind i fra pladen ved hjælp af et roterende værktøj. Tog derefter tænger og bøjede dem, så jeg kunne glide stikkontakterne igennem. Så indså jeg, at jeg skulle splejse og lodde i cirka seks centimeter eller deromkring af tråd. Har kun i alt tre ledninger, der skal forlænges. Jeg foreslår, at de skæres, splejses, loddes og krympes med en ledning ad gangen. Dette giver mulighed for forlængelse af stikkontakten for at nå frontpladen til sagen. Efter at denne ændring er foretaget, skal du sætte bundpanelet tilbage på inverteren og forberede monteringsbeslag.

Jeg brugte aluminium ekstrudering vinkel bar. Markeret position for huller, borede huller og savede stykket af stangmassen. Jeg har designet beslagene, så de kan 3D -printes for at gøre dit liv lidt lettere. Se billederne for at se, hvordan jeg monterede dem på sagen. Inden du borer huller, skal du sikre dig, at du er tilfreds med dit layout, og at batteriet ikke glider for meget rundt. Jeg skubbede min batteribank op til det højre hjørne af sagen, inverteren lige ved siden af og borede derefter hullerne. Når du borer dine huller, skal bukkonverter -monteringsbeslaget først monteres, da der ikke er nok afstand til at bore huller til det med inverter monteret i vejen.

Jeg borer kun huller gennem kassen til disse to beslag og to huller til monteringsbeslaget, der er beregnet til DC-DC bukkomformeren. Inden jeg lagde en skrue/bolt gennem hullet, ville jeg anvende silikoneforsegling på indvendig og udvendig for at holde det vandtæt. Jeg brugte også skiver i begge ender af boltene. Jeg har designet magnetstængerne til også at kunne fastgøres til sagen med bolte.

På min PPSU brugte jeg VHB -tape til at fastgøre ladestyringen på siden af sagen. Mens jeg lavede denne instruerbare, tog jeg mig tid til at oprette et beslag, du kan 3D -udskrive og bore huller for at boltre op, hvis du ønsker det. Det eneste andet område, jeg brugte en lille mængde VHB -tape, var mellem den flade beslag og solstikket for at forhindre, at det glider, når det sættes i solpanelstik.

Jeg håber, at dette har været inspirerende, informativt eller lidt sjovt for dig. Tak fordi du så mit projekt.