Arbejder overstørrelse 9 volt batteri fremstillet af gamle blyceller: 11 trin (med billeder)

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

Skete det nogensinde for dig, at du gumlede nogle snacks og pludselig indså, at du havde indtaget dem for meget, meget mere end din daglige kostkontingent tillader, eller du gik på indkøb, og på grund af en fejlberegning overfyldte du noget produkt. Begge disse ting er sket for mig flere gange, men kun denne gang var det noget anderledes, som jeg overfyldte. Det var batterier, og ikke de standard AA -batterier, men de omfangsrige blybatterier. Lad mig fortælle dig hvordan.

Før i dagene, da jeg stadig lærte om mikrokontroller og lignende, plejede jeg at lave en masse IC- og kredsløbbaserede projekter. Da alle disse projekter let kunne drives af et enkelt blybatteri eller med forskellige variationer af disse batterier, plejede jeg at købe dem i løs vægt. Som tiden gik, begyndte jeg at udskifte kredsløb med mikrokontroller og blybatterier med bedre Li-ion batterier på grund af deres pålidelighed og effektivitet.

For et par dage siden kiggede jeg på min batteri og fandt en kæmpe klump batterier, der bare lå og spildte overarbejde. Jeg vidste ikke på det tidspunkt, hvad jeg skulle gøre med dem, så jeg lod dem være som de er. For nylig døde mit 12v blybatteri, som jeg meget let brugte til at kontrollere og prototyper kredsløbene, på grund af en usikker årsag. I stedet for at bruge penge og købe et nyt batteri, tænkte jeg på at bruge disse gamle 4v batterier til noget brug og lave en bærbar variabel strømforsyning med det.

I første omgang planlagde jeg bare at sætte batterierne i en gruppe og tilslutte et spændingsregulatormodul til det, men så tænkte jeg, at jeg kan gøre dette projekt meget mere flot og flot. Jeg planlægger at sætte disse batterier i en gruppe og dække dem i et metallisk kabinet, så de ligner et 9v batteri. Derfor har funktionerne i en bærbar variabel strømforsyning, der er indesluttet i en pakke med et ekstra stort 9V batteri. Ville det ikke være rart og bringe alle de minder tilbage, da 9V batterier plejede at være de mest fremtrædende på markedet.

Forbrugsvarer

• Gamle batterier (jeg bruger 4V blybatterier. Hvis du ikke har blybatterier, kan du redde Li-ion-batterier fra gamle bærbare computere og elektroniske enheder)
• Buck konverter (LM2596)
• Voltmeter
• 10K potentiometer (vælg et mellemstore potentiometer og glem ikke knappen)
• TÆND/SLUK -kontakt
• DC -stik
• Aluminiumsplade
• MDF bord
• nogle farver (spraymaling ville fungere fint)

Trin 1: Opladning af de gamle batterier

Mine batterier blev opbevaret i skabet fra en meget lang tid, og på grund af dette havde de mistet et vist beløb. Generelt mister blysyrebatterier 4% til 5% af deres samlede opladning på et år, men denne procentdel kan variere alt efter batteriets levetid. Så før jeg gik videre, var jeg nødt til at sikre, at alle mine batterier blev opladet til et lignende spændingsniveau, det vil sige omkring 4V. Til opladningen brugte jeg ikke nogen afbalanceret oplader eller specialiseret opladning. Nedenfor har jeg nævnt to metoder til opladning. Begge er lige effektive og lette at bruge.

METODE 1:

Jeg plejede personligt at oplade mine batterier. Jeg tilsluttede simpelthen batteriet til en variabel strømforsyning og skruede op for spændingen til omkring 4,2V. Da mange af mine batterier havde et lignende spændingsniveau, lagde jeg dem sammen i en gruppe (tilsluttede dem parallelt) og opladede dem fra en enkelt strømforsyning. Du bør ikke udøve denne metode, hvis spændingsgabet mellem batterierne er højt, da det kan forårsage ubalanceret opladning eller pludselig optagelse af strøm og kan hindre eller skade deres interne kemi.

METODE 2:

Hvis du ikke har en variabel forsyning, kan du blot oplade batterierne ved at tilslutte dem til en mobiltelefon oplader. I dag leverer næsten alle smartphone -opladere en stabil 5V strøm (hurtig opladning negligeres). Hvis vi tilslutter en silikondiode i serie med opladeren, får vi 4,3 volt ved udgang. Dette skyldes, at siliciumdioden har et barrierepotentiale på 0,7V, og brug af den i serie vil forårsage et spændingsfald. Da opladning af blybatterier med 4,3V går hånd i hånd, kan du meget let oplade dem med denne metode. Bare sørg for, at dioden er fremadrettet, ellers vil der ikke strømme strøm igennem den. For at videregive forspænding af dioden skal du slutte dens katode til laderen og anoden til batteriets positive. Tilslut laderen negativ til batteriets minus.

Trin 2: Lav en batteripakke

Da alle batterierne var opladet, begyndte jeg at gruppere dem sammen. Mens jeg integrerede batterierne, var jeg nødt til at huske på tre aspekter, som var:

1. Dimension af batteripakken. Når alt var gjort, skulle hele pakken ligne et 9V batteri (volumetrisk forhold mellem et 9V batteri og vores batteripakke skulle være ens). Da det meste af pladsen er erhvervet af batterierne, skal de placeres korrekt.
2. Batteriernes terminaler skal justeres korrekt, så det ikke er besværligt at tilslutte ledningen til dem, og der bør ikke være spændinger i ledningerne, når ledningerne er udført.
3. Det skal have et mellemrum eller hulrum til elektronikken, så strukturen også giver støtte og beskyttelse bortset fra indkvartering.

Jeg brugte ni af disse 4V batterier og besluttede at dele dem i gruppe på to. Den første gruppe vil have seks batterier, og den anden vil have tre. Den mindre gruppe på tre batterier vil hvile oven på den større gruppe. Den større pakke vil have form af et rektangel og fungere som bunden af systemet, og den mindre pakke vil være i 'L' form og hvile over den. Tomrummet eller hullet i 4. batteri vil rumme elektronikken og beskytte dem.

For at holde batterierne sammen brugte jeg tykt dobbeltsidet tape. Det har et stærkt greb og giver også dæmpning mod sammenstød. Lige nu vil jeg kun lave de to batterier. Jeg vil binde dem sammen, når elektronikdelen er færdig, da det er lettere at arbejde, når de er adskilt.

Trin 3: Tilslutning af batteriets terminaler sammen

Terminalerne på blybatteriet er også fremstillet af bly. Når de udsættes for luft i lang tid, oxideres blymetallet og danner en beskyttende belægning omkring sig selv. Denne belægning forhindrer yderligere oxidation og lader ikke loddemidlet sidde fast på bly. Så før vi forbinder ledninger til terminalerne, skal vi slippe af med denne belægning. En god måde at gøre det på er ved at slibe. Du kan bruge et fint sandpapir eller en fil. Slib ikke hele overfladen, bare gør nok, så du kan slutte ledninger til dem. Med to tre filstrøg oven på terminaler kunne jeg let lodde dem.

Som du ved, har jeg 9 batterier i alt. Efter at have gennemgået forskellige kombinationer fandt jeg ud af, at det var bedst for mig at sætte tre batterier parallelt og danne en gruppe og derefter forbinde disse tre grupper i serie. Denne kombination leverer 12V ved 4,5Ah, hvilket er tilstrækkeligt til mit daglige arbejde.

Så som nævnt ovenfor gjorde jeg det samme. Tilslutning af 3 batterier parallelt gav mig tre batteripakker med 4V 4,5Ah output og derefter ved at forbinde disse tre batterier i serie fik jeg en nettoeffekt på 12V ved 4,5Ah.

Trin 4: Tilføjelse af en spændingsregulator og afbryder

Fra nu af kan vores batteripakke bruges, som den er, og den vil levere en stabil 12V strøm, men jeg vil have, at den er mere fleksibel og også imødekommer forskellige spændingsniveauer. For at opnå dette tilføjede jeg en variabel buck -konverter til batteripakken. Ved at gøre det kan jeg nu få spændinger som 5V og 3.3V, som er meget almindelige inden for digital elektronik og mikrokontroller. Hvis du arbejder med spændinger højere end 12V, kan du tilslutte en boost -konverter i stedet for buck -konverter og få de ønskede resultater. Processen er næsten den samme, bare sørg for, at dit voltmeter er klassificeret til den konge med høje spændinger.

Jeg bruger LM2596 buck -konverter, fordi de er ret billige og også kan have en stabil spænding med god effektivitet. Ifølge databladet til IC kan den afgive 5 ampere strøm og kan gå så lavt som 1V, når den drives fra en 12V forsyning. Til denne buck -konverter har jeg også tilføjet en ON/OFF -switch til generelle formål, da den ikke har nogen indbygget switch eller strømbesparende tilstand. Hvis du bemærker, er potentiometeret (generelt blå) på bukkekonverteren meget lille og skal justeres ved hjælp af en skruetrækker. For at overvinde denne begrænsning afsolder jeg stockpotentiometeret og lodder et nyt 10K mellemstort potentiometer. Nu kan vi let ændre spændingsniveauerne. Nedenfor er ledningstrinnene:

• Tilslut negativ indgang fra bukkomformeren direkte til batteripakken
• Tilslut positiv indgang fra buck -konverter til pin 1 på en switch
• Tilslut kontakten pin 2 til +12V på batteripakken
• Lod et par ledninger til udgangsterminalen på bukkomformeren, og lad den anden ende være som den er. Vi forbinder dem senere

TIP: For at aflodde potentiometeret kan du bruge en afsoldningsvæge, men hvis du ikke har en, kan du fjerne det ved overdreven loddemetode. Smelt lidt loddetråd på terminalerne, indtil loddet danner smeltede spor. Når det smeltede loddespor er varmt nok, trækkes forsigtigt potentiometeret fra bunden. Det skulle komme lige ud. Giv et lille tryk til modulet, og alt overskydende loddemateriale falder af.

Trin 5: Installation af voltmeter

Vores variable strømforsyning er installeret og fungerer perfekt. Nu for at se, hvor meget spænding det udsender, skal vi bruge et voltmeter. Til det kan vi bruge vores betroede venlige multimeter, men til en sådan opgave ville et multimeter være en overkill. De fleste af os har også kun et multimeter, og hvis det er involveret i vores strømforsyning, kan vi ikke bruge det til andre formål. Så installation af et voltmeter, der altid kan give os live output læsning, virker som et godt valg.

Jeg kan personligt lide dette lille digitale voltmeter, som jeg i øjeblikket bruger. Det fungerer på 12V og kan fungere i spændingsniveauer fra 0V til 99V. Den har en meget kompakt form og giver nogenlunde nøjagtige aflæsninger. Følg disse trin for at tilslutte dit voltmeter:

• Tilslut voltmeterets positive effekt til indgangen på bukkomformeren
• Slut voltmeterets negative effekt til den negative indgang på bukkomformeren
• Tilslut voltmeterets signal til positiv udgang fra bukkomformeren
• (Valgfrit) Hvis dit voltmeter har en negativ signalpind eller ledning, skal du tilslutte den negative output fra buck -omformeren

Trin 6: Sådan oplades batteripakken?

Når projektet er lavet, og vi har brugt det i nogen tid, skal vi bruge en kilde til at genoplade de opbrugte batterier. At tage hele samlingen ud og genoplade hver celle individuelt er virkelig hektisk. Vi har brug for en oplader, der kan genoplade batterierne, mens hele samlingen forbliver intakt. Da vores blybatterier er fleksible med hensyn til opladning, vil jeg bruge en 12V special oplader til opladning.

Jeg plejede at bruge denne oplader til opladning af mit gamle 12V blybatteri. Den leverer omkring 14,4V og kan meget let oplade vores batteripakke. Det registrerer automatisk opladningsniveauet og afbryder strømmen, når batteriet er fuldt opladet. Opladning af batterierne med en specialoplader giver os maksimal batterilevetid og effektivitet. Men hvis du ikke har en specialiseret oplader, kan du direkte tilslutte dem til en 14,4V konstant spændingsforsyning og oplade dem.

For at få adgang til batteripolerne udefra, sluttede jeg simpelthen et DC -stik til batteriet.

• Tilslut plusstikket på strømstikket til +12V batteri
• Jordstikket til den negative terminal på batteriet

Trin 7: Pakning af batterierne sammen

Elektronisk del af dette projekt er færdig nu. Som jeg fortalte dig tidligere, placerer jeg den mindre batterigruppe (med 3 batterier) oven på den større battergruppe (med 6 batterier). Direkte placering af batterierne oven på hinanden kan beskadige terminalerne og dermed hele systemet. Derfor har vi brug for en slags pude mellem de to. Til det bruger jeg noget almindeligt medicinsk bomuld. Disse bomuld er bløde af natur og giver fremragende dæmpning. Du kan også placere en tynd svampet i stedet for bomuld, men jeg har ikke nogen af dem liggende, så jeg måtte arbejde mig ud med bomuld. Brug en saks til at klippe bomullen i form af dit batteri, og brug den ikke for meget. Ekstra bomuld flyder kun fra siderne og får plads og øger derfor størrelsen unødigt. For at holde hele denne samling sammen brugte jeg noget malertape. Du kan bruge ethvert almindeligt tape, så længe det har god klæbeevne og trækstyrke. Prøv at lægge stor mængde tape derinde. Læg også lidt tape på bomuld, da det kan forsøge at flyde og lække fra siderne.

Trin 8: Fremstilling af det ydre kabinet

Til det ydre hus planlagde jeg oprindeligt at bruge MDF -plade eller krydsfiner. Derefter skiftede jeg til akrylplader, da det var meget lettere at arbejde med akryl. Senere afviste jeg alle disse muligheder og gik med tynde aluminiumsplader. De var billige og lignede kroppen på et 9V batteri meget bedre end andre.

Jeg købte dette ark fra en lokal isenkræmmer for et stykke tid siden. Selvom det ikke er helt stift og ikke kan levere stor strukturel styrke, vil det helt sikkert fungere i vores tilfælde, da batterierne selv har en god nok strukturel styrke til at holde hele strukturen sammen.

Jeg startede med at lave et CAD -design af kabinettet og tegnede det på metalpladen ved hjælp af en lineal og en markør. Du kan gøre dette lettere ved at udskrive et stencil design. Ved hjælp af en metalskær fjernede jeg den nødvendige del fra metalpladen. Jeg lokaliserede de punkter, hvor arket skulle foldes og fjernede små ligesidede trekanter fra ekstremerne af disse punkter. Disse trekantede hulrum hjælper os med let at bøje metallet.

For at bøje arket smed jeg det under et stort MDF -bord og stirrede med tryk på bøjningskanten med min hånd. Du kan også bruge et stykke træ eller hammer til at lægge pres. Til sammenføjning af de to ender brugte jeg en dobbeltsøm. Hvis du ikke ved, hvad en søm er, og hvordan du laver en, anbefaler jeg dig at gå til youtube og se nogle videoer. Det er ret let at lave og en meget almindelig sammenføjningsproces. De tre 10 mm segmenter ved stencilens yderpunkter bruges til fremstilling af denne samling. Når fugen var lavet, sikrede jeg den med noget superlim. Lodning kan også udføres for at sikre fugen, men jeg havde ikke aluminiums loddemetal, så jeg måtte gøre det med superlim.

Trin 9: Fremstilling af terminaler og basis for kabinet

For siderne fungerede aluminiumsplader fint, men for basen kunne de ikke holde batteriets vægt op. Jeg havde brug for noget robust og hårdt til basen, så jeg brugte 4 mm tykt MDF -bord. Det var hårdt nok til at understøtte alle batterierne og bøjede ikke engang. Jeg fjernede to stykker fra MDF -pladen, en til toppen og en til bunden. Dimensionen på stykkerne var den samme som den ydre kappe, som er 102 mm x 50 mm.

På det øverste MDF -bord borede jeg huller til udgangstrådene fra bukkomformeren, potentiometeret og kontakten. Jeg brugte en kombination af boremaskine og Dremel til at lave perfekte huller. Til voltmeter og jævnstrømstik lavede jeg huller i aluminiumskabinettet. Til kontakten placerede jeg den inde i den positive strømterminal, da den passede perfekt der.

Til fremstilling af terminalerne på det store batteri brugte jeg det samme aluminiumsark, som jeg brugte til det ydre hus. Aluminium, der er et ledende metal, kan passere elektricitet, og derfor kan vi bruge vores vitrine -terminaler som faktiske udgangsterminaler og kanalisere strøm gennem dem.

• For at lave den positive terminal rullede jeg simpelthen en tynd strimmel op i en cirkel og derefter brugte noget superlim til at forbinde de to ender. Jeg rullede også kanterne på oversiden af terminalerne op, så de bliver stumpe og ikke skærer vores hud.
• Til den negative terminal lavede jeg to koncentriske cirkler på en aluminiumsplade med radius af ydre to gange som den indre cirkel. Derefter lavede jeg tre diametre, hver i en vinkel på 120 grader fra den anden. Fra de punkter, hvor dimeter skærer den inderste cirkel, projicerede jeg lige linjer på den ydre cirkel. At gøre dette gav mig en stjerne -lignende struktur. Jeg fjernede stjernestrukturen fra hovedarket og bøjede armene vinkelret på bunden. Sådan lavede jeg den negative terminal.

Trin 10: Maleri

På nuværende tidspunkt begyndte batteriet at tage form, men det så lidt kedeligt og ufærdigt ud. Jeg besluttede at give det et par lag farve, for at få billedet og ligheden frem. Jeg havde et gammelt 9V batteri liggende, som jeg brugte til reference. Ved hjælp af en markør tegnede jeg de nødvendige skillevægge på sagen og malede kroppen med spraymaling. Da det miniaturebatteri, jeg har, er det mest almindelige, der bruges i mit land, brugte jeg nøjagtig den samme farvekombination af rød, hvid og blå til mit design. Til de øverste og nederste MDF -stykker brugte jeg kun sort maling. Da farven var tørret, tegnede jeg nogle detaljer og tekst for at få den til at se mere realistisk ud.

Trin 11: Opsummering af projektet

Alt er gjort nu, vi skal bare sætte det sammen. Jeg startede med at lægge det ydre dæksel oven på elektronikken. Varmlimet derefter voltmeteret og jævnstrømstikket til aluminiumskabinettet. Jeg koblede først kontakten fra elektronikken, varmlimede den på MDF -kortet og tilsluttede den igen til bukkomformeren.

Du husker de udgangstråde, som vi efterlod uden forbindelse, tag dem og forbind til terminalerne, som vi lavede få minutter tilbage. Læg lidt varm lim på terminalerne og klæb dem til MDF -pladen. Sæt alt sammen, og luk det metalliske låg på yderhuset.

Hey, projektet er færdigt nu. Tak fordi du blev så lang og gav dig tid til dette projekt. Håber du kunne lide det. Synes godt om og abonnér på min YouTub -kanal, og abonnér også på mig på instruktører for aldrig at gå glip af noget projekt lavet af mig.