Lær, hvordan du laver en bærbar batteridrevet skærm, der også kan drive en Raspberry Pi: 8 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Har du nogensinde ønsket at kode python, eller have et display output til din Raspberry Pi Robot, på farten eller brug for en bærbar sekundær skærm til din bærbare computer eller kamera?

I dette projekt bygger vi en bærbar batteridrevet skærm og strømforsyning, der også kan drive en hindbærpi eller oplade din telefon. Vi vil bruge et lithium-ion-batteri og bruge både buck og boost DC til DC-konvertere for at bygge vores projekt.

Vær forsigtig, og husk sikkerhedspåmindelser er med fed skrift

Forbrugsvarer

Du får brug for:

-En Raspberry pi (ethvert bræt fungerer, vær opmærksom på volumenbehovet og det aktuelle træk til senere reference) og nødvendige adaptere og strømkabler:

www.amazon.com/gp/product/B01C6FFNY4/ref=o…

-En LCD 12 VOLT-klassificeret skærm (jeg brugte en 7-tommer skærm);

www.amazon.com/Loncevon-Portable-Computer-…

-En DC TO DC buck -konverter med USB -udgang:

www.amazon.com/gp/product/B07JZ2GQJF/ref=o…

-En DC til DC Boost -konverter:

www.amazon.com/Onyehn-LTC1871-Converter-Ad…

-Enkelkerne små og mellemstore elektronik Tråd, som kan klare mindst 10 ampere

-jumperkabler

-USB netledning

-HDMI -kabel

-En passende tøndepind til display:

www.amazon.com/OdiySurveil-5Pairs-Terminal …

-(Valgfrit) En 3d -printer til at udskrive monteringsdele og batterikasse, hvis det er nødvendigt

-En batteriholder:

www.amazon.com/Plastic-Battery-Batteries-C…

-En passende kontakt

www.amazon.com/Aoyoho-Thread-Latching-Butt…

-18650 battericeller i lige store mængder (Udvis ekstrem forsigtighed, når du køber lithiumionceller fra leverandører, som du ikke er bekendt med at købe hos)

Trin 1: Forstå det grundlæggende

Her er en hurtig gennemgang af teorien og principperne bag projektet, da det er vigtigt at forstå de grundlæggende elektroniske principper bag dette projekt.

Lad os først vurdere de centrale komponenter, vi valgte. Vi valgte en 12-volts skærm til dette projekt, og en hindbær pi fungerer ved en spænding på 5 volt og kræver op til 3 ampere for at opretholde strøm afhængigt af hvilket hindbær pi board der bruges.

Lad os derefter diskutere vores strømkilde. Litiumionceller (i gennemsnit med en kapacitet på 3,5 V) bruges til at drive dette projekt i en 2S-konfiguration (cellerne er ordnet i cellegrupper, hvoraf to celler er forbundet i serie, som hver cellegruppe er forbundet til parallelt med hinanden). Som sådan kan batteriet afgive en gennemsnitlig spænding på 7 volt, og dets nuværende output og kapacitet bestemmes af antallet af anvendte cellegrupper.

Lad os nu gå over vores effektreguleringssystem. På grund af at batteriets ydelse i første omgang ikke var tilfredsstillende til at drive projektet effektivt alene, er DC til DC spændingsomformere påkrævet for at konvertere vores batteris udgangsspænding til den nødvendige spænding for hver enhed (hvilket fører til en ændring af batterierne maksimal udgangsbelastningsstrøm også), enten ved at øge eller sænke spændingen (derfor henholdsvis sænke og hæve strømmen). Da hindbærpi kræver en større belastningsstrøm end ud -display, skal spændingen reduceres for at opfylde hindbærpis nødvendige spænding og belastningsstrømminimum

Derfor fører til vores 2S batteri konfiguration ideel til opgaven ved hånden (på grund af at output er omkring 7V), da den er tæt nok på den nominelle spænding af hindbær pi til også at give rigelig belastningsstrøm og tæt nok på den nominelle spænding på skærmen sådan, at når spændingen øges, vil der være strøm nok til stadig at betjene skærmen.

DC til DC spændingsomformerne, der bruges i projektet, er: 1) en boost-omformer, dette vil øge vores 7-volt input, til en stabil 12-volt output til brug af vores skærm og 2) en buck converter, dette vil falde vores 7 volt indgang til en stabil 5 volt udgang med rigelig strømforsyning til den mest intense drift.

Dette projekt kan også udføres på forskellige måder, ligesom at gøre projektet sådan, at kun displayet vil være batteridrevet, i så fald skal du bare følge guiden og se bort fra trinene for opsætning af hindbær pi.

Dette projekt kan også bruges til at drive en telefon eller en anden USB -drevet enhed i stedet for et hindbær -pi -kort, hvis du ser bort fra alle de dele af hvert trin, der omhandler skærmen eller eventuelle variationer af sådanne, derfor kender du det grundlæggende, der undervises her, medvirkende til yderligere forbedringer eller ændringer.

Trin 2: Start med at bygge og udskrive delene

Nu hvor du forstår de grundlæggende elektroniske operationer i dette projekt, kan vi begynde vores byggeri.

Dette projekt er for det meste elektronisk, men hvis du vil have alt i en pæn pakke eller ikke har bestemte dele. Du kan først printe dem 3d, så du kan fokusere på elektronikken senere.

Hvis du brugte den anbefalede skærm, kan du bruge denne fil til din sele (inkluderet i trin).

Hvis du har brug for en batteriholder, kan du tjekke: https://www.thingiverse.com/thing:1823552. Du kan følge skaberens instruktioner, eller du kan bore dine egne huller og bruge m2 til at m4 skruer, bolte og skiver til at spænde dine celler og ledninger fast. Husk at dobbelttjekke dine forbindelser og isolere alle åbne forbindelser og ledende skruer, inden du fortsætter videre.

Trin 3: Tilslutning af dit batteri

Inden du starter, skal du sikre dig, at du har alle de nødvendige komponenter, og husk at kontrollere, om dine 18650 -celler har samme spænding og kapacitet

Først skal du gruppere dine 18650 lithium-ion-batterier i par og forbinde hvert par i serie og danne en cellegruppe.

Tag derefter hver cellegruppe og led hver af dem parallelt med hinanden, og husk at koble en switch til et af de parallelle kryds (helst det første eller sidste eller ved batteriets udgang).

Dette ses i ledningsdiagrammet ovenfor.

Husk igen at dobbelttjekke dine forbindelser og isolere alle åbne forbindelser og ledende skruer, før du fortsætter videre

Trin 4: Tilslutning af dine spændingsregulatorer

Dernæst forbinder vi vores DC TO DC spændingsregulatorer til vores batteri.

Sørg først for, at kontakten, der er placeret på batteriet som vist før, er slukket før ledninger for at forhindre komponentskade under kalibrering.

Derefter forbindes batteriets positive terminaler til de positive både buck og boost -omformere parallelt.

Led derefter den negative terminal af batteriet til både bukk- og boost -omformerne parallelt.

Dette er vist ovenfor.

Tænd derefter kontakten, og brug en skruetrækker til at justere output fra boost- og buck -omformerne ved at dreje tavlens potentiometre

Boost-omformeren driver 12 VOLT-displayet, og output skal kalibreres for at have en 12-volt-udgang

Buck -konverteren driver Raspberry Pi. Som nævnt tidligere har hver tavle et andet nuværende krav. Indstil bukkomformeren til 5 volt, og indstil den til USB -tilstand (kan gøres via den medfølgende dokumentation i emballagen til komponenten) og indstil de nuværende regler til 1 amp og kalibrer baseret på kortet, når den er tilsluttet senere.

Trin 5: Tilslut din skærm og Raspberry Pi

Efter kalibrering af spændingsregulatorer kan vi forbinde vores enheder

Først kan vi forbinde vores tøndepind til boost -konverterudgangen i korrekt polarisering, og du kan derefter slutte den til skærmen.

Tilslut derefter din USB til Raspberry Pi og tilslut derefter din HDMI fra din Raspberry Pi til skærm.

Brug nu en skruetrækker og juster bukkonverterens nuværende hætte til en værdi, hvormed hindbærpi -tavlen tændes og støvler (kan variere fra 1 til 4 ampere afhængigt af det anvendte bræt).

En mobiltelefon kan bruges her, hvis opladning af en mobiltelefon skal foretages, i stedet for at drive en hindbærpi, skal du bare sørge for, at strømstyrken, ved hvilken du begrænser potentiometeret, er indstillet til specifikationerne for din enhed.

Trin 6: Indpakning

Nu er elektronikken færdig, og nu kan du binde alle dine kabler op, og det er tid til at koble LCD -selen op

Du kan montere boost -konverteren og batteripakken, så de passer til dine midler enten med varm lim eller bolte, og hvis du bruger den medfølgende trykte sele, vil du:

1) Fastgør alle komponenterne enten via dobbeltsidet tape, boring af huller i 3d-printet model, der passer til dine komponenter og fastgørelse med skruer eller med snorbånd, til 3d-modellen

2) Fjern skærmstativet fra bunden af skærmen for at afsløre åbningen, hvor modellen skal indsættes

3) Skub tappen på den udskrevne holder ind i åbningen på bagsiden af skærmen fra bunden, indtil holderen er fastgjort.

4) Skru tilbage i stativet for at låse holderen på plads og for at fastgøre komponenter.

Trin 7: Konklusion

Nu har du en batteridrevet Raspberry Pi og Display, for at komme videre kan du tilføje et trådløst tastatur og derefter et kamera. Også via dette projekt har du uddybet din forståelse af elektronik, og hvordan grundlæggende ting, du bruger i din hverdag, såsom batterier og smartphones fungerer og drives.

Trin 8: Fremtidige trin

Dette projekt kan forbedres i fremtiden ved tilføjelse af et 3d -trykt hus, hvor alle de eksisterende komponenter kan opbevares og beskyttes mod det ydre miljø.

Der kan også tilføjes et integreret batteriopladningskredsløb for at oplade enheden uden at fjerne batterierne, og der kan tilføjes flere celler for at forbedre batteriets levetid.

Du kan tilpasse dette projekt til en batteribank eller bare en batteridrevet skærm, og i fremtiden kan du også øge din batterikapacitet og maksimal belastningsstrøm ved at forbinde flere 2S 18650 cellegrupper i en lignende konfiguration parallelt med de nuværende celler.

Dette projekt kan yderligere udvides til en matrix af displays og hindbær pi'er via udvidelse af batteriets cellegrupper og gentagelse af hvert trin i dette projekt. Dette projekt kan derfor bruges som en rygrad, hvor du kan udvide din batteridrevne matrix af Displays og Raspberry pi's