Listrik L585 585Wh AC DC bærbar strømforsyning: 17 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

For min første Instructable vil jeg vise dig, hvordan jeg lavede denne bærbare strømforsyning. Der er mange udtryk for denne form for enhed som powerbank, kraftværk, solgenerator og mange andre, men jeg foretrækker navnet "Listrik L585 Portable Power Supply".

Listrik L585 har indbygget 585Wh (6S 22.2V 26, 364mAh, testet) litiumbatteri, som virkelig kan holde. Det er også ret let i forhold til den givne kapacitet. Hvis du vil sammenligne det med en typisk kundestrømbank, kan du nemt gøre det ved at dividere mAh -karakteren med 1.000 og derefter multiplicere den med 3.7. For eksempel har PowerHouse (en af de største velkendte forbruger-powerbanker) en kapacitet på 120.000 mAh. Lad os nu regne. 120, 000 /1, 000 * 3,7 = 444Wh. 444Wh VS 585Wh. Let er det ikke?

Alt er pakket inde i denne flotte aluminiumsmappe. På denne måde kan Listrik L585 let transporteres, og topdækslet beskytter de følsomme instrumenter indeni, mens det ikke er brugt. Jeg fik denne idé, efter at jeg så nogen bygge en solgenerator ved hjælp af værktøjskasse, men værktøjskassen ser ikke så fantastisk ud, ikke sandt? Så jeg sparkede den op i hak med aluminiumsmappe, og den ser meget bedre ud.

Listrik L585 har flere output, der kan dække næsten alle forbrugerelektroniske enheder.

Den første er vekselstrømsudgang, der er kompatibel med næsten 90% af lysnettet under 300W, ikke alle på grund af ikke-sinusformet udgang, men du kan løse dette ved at bruge ren sinusbølgeomformer, som er meget dyrere end den standardmodificerede sinus inverter jeg brugte her. De er generelt også større.

Den anden udgang er USB -udgang. Der er 8 USB -porte, som lidt overkill. Et par af dem kan levere maksimal strøm på 3A kontinuerligt. Synkron rettelse gør det meget effektivt.

Den tredje er hjælpe -I/O. Det kan bruges til at oplade eller aflade det interne batteri med en maksimal hastighed på 15A (300W+) kontinuerligt og 25A (500W+) øjeblikkeligt. Det har ingen regulering, stort set bare almindelig batterispænding, men det har flere beskyttelser, herunder kortslutning, overstrøm, overopladning og overdiskarge.

Den sidste og min favorit er justerbar DC-udgang, som kan udgive 0-32V, 0-5A på alle spændingsområder. Det kan drive meget forskellige DC -apparater som typisk bærbar computer med 19V output, internetrouter ved 12V og meget mere. Denne justerbare DC -udgang eliminerer behovet for at bruge AC til DC strømforsyning, hvilket i øvrigt vil forværre effektiviteten, fordi hele systemet konverterer DC til AC og derefter til DC igen. Det kan også bruges som bænkstrømforsyning med konstant spænding og konstant strømfunktion, hvilket er meget nyttigt for folk som mig, der ofte arbejder med elektronik.

Trin 1: Materialer og værktøjer

Hovedmaterialer:

* 1X DJI Spark -dokumentmappe i aluminium

*60X 80*57*4,7 mm prismatiske lithiumceller (du kan erstatte med mere almindelige 18650, men jeg fandt ud af, at denne celle havde den perfekte formfaktor og dimension)

* 1X 300W 24V DC til AC inverter

* 1X DPH3205 programmerbar strømforsyning

* 2X 4 port USB buck -konvertere

* 1X Cellmeter 8 batteri checker

* 1X 6S 15A BMS

* 1X 6S balancestik

* 12X M4 10 mm bolte

* 12X M4 nødder

* 6X beslag i rustfrit stål

* 1X 6A enkeltpolet vippekontakt

* 1X 6A dobbeltpolet vippekontakt

* 1X 15A enkeltpolet vippekontakt

* 4X 3 mm LED -holder i rustfrit stål

* 4X hunstik XT60

* 4X M3 20 mm afstandsstykker i messing

* 4X M3 30 mm maskinskruer

* 2X M3 8 mm maskinskruer

* 6X M3 nødder

* 1X 25A 3 -polet terminal

* 4X 4,5 mm kabelspader

* Custom cut 3 mm instrumentpanel

-

Forbrugsstoffer:

* Opvarmning

* Lodde

* Strøm

* 2,5 mm massiv kobbertråd

* Kraftigt dobbeltsidet tape (få et af højeste kvalitet)

* Tynd dobbeltsidet tape

* Kapton tape

* Epoxy

* Sort maling

* 26 AWG -ledning til LED -indikatorer

* 20 AWG sølvstrenget ledning til lavstrømskabler

* 16 AWG sølvstrenget wire til ledninger med høj strøm (lavere AWG foretrækkes. Mine er vurderet til 17A kontinuerlig chassisledninger, bare knap nok)

-

Værktøjer:

* Loddekolbe

* Tang

* Skruetrækker

* Saks

* Hobbykniv

* Pincet

* Bor

Trin 2: Skematisk

Skematikken skal være selvforklarende. Beklager den dårlige tegning, men det burde være mere end nok.

Trin 3: Instrumentpanelet

Jeg designede først instrumentpanelet. Du kan downloade PDF -filen gratis. Materialet kan være træ, aluminiumsplade, akryl eller andet med lignende egenskab. Jeg brugte akryl i denne "sag". Tykkelsen skal være 3 mm. Du kan CNC skære det, eller bare printe det på papir med 1: 1 skala og skære det manuelt.

Trin 4: Sagen (maler- og monteringsbeslag)

I sagen brugte jeg en aluminiumsmappe til DJI Spark, Den har den helt rigtige dimension. Det kom med skum tingy at holde flyet, så jeg tog det ud og malede den inderste del sort. Jeg borede 6 4 mm huller i henhold til hulafstanden på mit specialskårne instrumentpanel og installerede beslagene der. Derefter limede jeg M4 møtrikker på hver beslag, så jeg kan skrue boltene udefra uden at holde i møtrikkerne.

Trin 5: Batteripakken del 1 (Test af celler og opstilling af grupper)

Til batteripakken brugte jeg afviste LG prismatiske lithiumceller, jeg fik for mindre end $ 1 hver. Grunden til at de er så billige, er bare fordi de har sprunget sikring og mærket som defekte. Jeg fjernede sikringerne, og de er gode som nye. Det er måske lidt utrygt, men for mindre end en krone hver kan jeg ikke rigtig klage. Når alt kommer til alt, vil jeg bruge et batteristyringssystem til beskyttelse. Hvis du vil bruge brugte eller ukendte celler, har jeg en god instruktion om, hvordan du tester og sorterer brugte lithiumceller her: (KOMMER SNART).

Jeg har set mange mennesker, der bruger blybatteri til denne slags enheder. Sikker på at de er lette at arbejde med og billige, men at bruge blybatteri til bærbar applikation er et stort nej-nej for mig. En bly-syreækvivalent vejer cirka 15 kilo! Det er 500% tungere end den batteripakke, jeg lavede (3 kilo). Skal jeg minde dig om, at den også bliver større i volumen?

Jeg købte 100 af dem og testede dem en efter en. Jeg har regnearket med testresultatet. Jeg filtrerede det, sorterede det og ender med de bedste 60 celler. Jeg deler dem ligeligt med kapaciteten, så hver gruppe vil have lignende kapacitet. På denne måde vil batteriet blive afbalanceret.

Jeg har set mange mennesker bygge deres batteripakke uden yderligere test på hver celle, hvilket jeg synes er obligatorisk, hvis du skal lave en batteripakke ud af ukendte celler.

Test viste, at den gennemsnitlige afladningskapacitet for hver celle er 2636mAh ved 1,5A afladningsstrøm. På lavere strøm bliver kapaciteten højere på grund af mindre strømtab. Det lykkedes mig at få 2700mAh+ ved 0,8A afladningsstrøm. Jeg får en ekstra 20% mere kapacitet, hvis jeg oplader cellen til 4,35V/celle (cellen tillader 4,35V opladningsspænding), men BMS tillader det ikke. Opladning af cellen til 4,2V vil også forlænge dens levetid.

Tilbage til instruktionen. Først sluttede jeg 10 celler sammen ved hjælp af tyndt dobbeltsidet tape. Derefter forstærkede jeg det ved hjælp af kaptonbånd. Husk at være ekstra forsigtig, når du beskæftiger dig med litiumbatteri. Disse prismatiske litiumceller har en ekstremt tæt positiv og negativ del, så det er let at kortslutte en.

Trin 6: Batteripakken del 2 (Deltagelse i grupperne)

Efter at jeg var færdig med at lave grupperne, er det næste trin at slutte sig til dem. For at forbinde dem sammen brugte jeg tyndt dobbeltsidet tape, og jeg forstærkede det igen med kaptonbånd. Meget vigtigt, sørg for at grupperne er isoleret fra hinanden! Ellers får du en meget grim kortslutning, når du lodder dem sammen i serier. Den prismatiske celles krop refereres til batteriets katode og omvendt for 18650 celler. Husk dette.

Trin 7: Batteripakken del 3 (lodning og efterbehandling)

Dette er den sværeste og farligste del ved at lodde cellerne sammen. Du skal bruge et loddejern, der er mindst 100W for let lodning. Min var 60W, og det var en total PITA til lodning. Glem ikke strømmen, et helvede til flux. Det hjælper virkelig.

** Vær ekstremt forsigtig på dette trin! Lithiumbatteri med høj kapacitet er ikke noget, du vil være klodset med. **

Først klippede jeg min 2,5 mm massiv kobbertråd til den ønskede længde og flå derefter isoleringen af. Derefter lodde jeg kobbertråden til cellens fane. Gør dette langsomt nok til at lade loddet flyde, men hurtigt nok til at forhindre varmeopbygning. Det kræver virkelig dygtighed. Jeg vil anbefale at øve dig på noget andet, før du prøver det med den ægte vare. Giv batteriet en pause efter flere minutters lodning for at afkøle, fordi varme ikke er godt for nogen form for batteri, især for lithiumbatteri.

Til efterbehandling klæbede jeg BMS med 3 lag dobbeltsidede skumbånd og trådede alt i henhold til skematisk. Jeg lodde kabelspader på batteriets output og installerede straks disse spader på hovedstrømterminalen for at forhindre, at sparene rørte ved hinanden og forårsagede en kortslutning.

Husk at lodde en ledning fra den negative side af balancestikket og en ledning fra den negative side af BMS. Vi skal bryde dette kredsløb op for at deaktivere Cellmeter 8 (batteriindikator), så det ikke tænder for evigt. Den anden ende går til en pol på en switch senere.

Trin 8: Batteripakken del 4 (installation)

Til installationen brugte jeg dobbeltsidet tape. Jeg anbefaler at bruge dobbeltsidet tape af høj kvalitet til denne sag, fordi batteriet er ret tungt. Jeg brugte 3M VHB dobbeltsidet tape. Indtil videre har tapen batteripakken meget god. Intet problem overhovedet.

Batteripakken passer rigtig godt der, en grund til at jeg valgte denne prismatiske lithiumcelle frem for cylindriske lithiumceller. Luften mellem batteripakken er meget vigtig for varmeafledning.

Om varmeafledning er jeg ikke bekymret for meget over det. Til opladning bruger jeg min IMAX B6 Mini, som kun kan levere 60W. Det er ingenting i forhold til 585Wh batteripakken. Opladning tog mere end 10 timer, så langsom, at der ikke genereres varme. Langsom opladning er også god til enhver form for batteri. Til afladning er den maksimale strøm, jeg kan trække fra batteripakken, langt under 1C afladningshastighed (26A) ved kun 15A kontinuerlig, 25A øjeblikkelig. Min batteripakke har omkring 33mOhm intern modstand. Dissiperet effektligning er I^2*R. 15*15*0,033 = 7,4W strøm tabt som varme ved 15A udladningsstrøm. For noget så stort er det ikke en stor ting. Virkelig test viser, at ved høj belastning stiger temperaturen på batteripakken til omkring 45-48 grader Celsius. Ikke rigtig en behagelig temperatur for litiumbatteri, men stadig inden for arbejdstemperaturområdet (maks. 60º)

Trin 9: Inverteren del 1 (demontering og kølelegeme installation)

Til inverteren fjernede jeg den fra sagen, så den passer ind i aluminiumsmappen og installerede et par kølelegemer, jeg fik fra en ødelagt computerens strømforsyning. Jeg tog også køleventilatoren, AC -stikket og kontakten til senere brug.

Inverteren fungerer ned til 19V inden underspændingsbeskyttelsen sparker i. Det er godt nok.

En usædvanlig ting er, at etiketten tydeligt siger 500W, mens silketryk på printet siger, at det er 300W. Denne inverter har også ægte omvendt polaritetsbeskyttelse i modsætning til de fleste invertere derude, der bruger stum diode + sikringskontra til beskyttelse mod omvendt polaritet. Dejligt, men ikke særlig nyttigt i dette tilfælde.

Trin 10: Inverteren (installation og montering)

Først forlængede jeg indgangseffekten, LED -indikatorer, kontakten og stikkontakten, så de er lange nok. Derefter installerede jeg inverteren i kassen ved hjælp af dobbeltsidet tape. Jeg lodde kabelspader i den anden ende af strømindgangskablerne og sluttede dem til hovedterminalen. Jeg monterede LED -indikatorer, ventilator og stikkontakten på instrumentpanelet.

Jeg fandt ud af, at inverteren har nul hvilestrøm (<1mA), når den er tilsluttet strømkilden, men deaktiveret, så jeg besluttede at tilslutte vekselretterens strømledning direkte uden nogen kontakt. På denne måde har jeg ikke brug for en omfangsrig højstrømafbryder og mindre spild af strøm på ledningen og kontakten.

Trin 11: USB -modulet (installation og ledninger)

Først udvidede jeg LED -indikatorerne på begge moduler. Derefter stablede jeg modulerne med M3 20 mm messingafstandsstykker. Jeg loddet strømkablerne i henhold til skematikken og lagde hele samlingen til instrumentpanelet og bandt den med lynlåse. Jeg loddet de 2 ledninger fra batteriet, jeg nævnte tidligere pakke, til den anden pol på kontakten.

Trin 12: DPH3205 -modulet Del 1 (Installation og indgangskabler)

Jeg borede 2 3 mm huller gennem bundpladen diagonalt, og derefter installerede jeg DPH3205 -modulet med 8 mm M3 skruer, der går gennem disse huller. Jeg tilsluttede indgangen med tykke 16 AWG -ledninger. Det negative går direkte til modulet. Det positive går til en switch først derefter til modulet. Jeg lodde kabelspader i den anden ende, som vil blive tilsluttet hovedterminalen.

Trin 13: DPH3205 -modulet Del 2 (Displaymontering og outputledninger)

Jeg monterede skærmen på frontpanelet og tilsluttede ledningerne. Derefter monterede jeg XT60 -stik på instrumentpanelet ved hjælp af todelt epoxy og tilsluttede disse stik parallelt. Derefter går ledningen til modulets output.

Trin 14: Auxiliary I/O (montering og ledninger)

Jeg monterede 2 XT60 stik med 2 dele epoxy og lodde stikene parallelt med tykke 16 AWG ledninger. Jeg loddet kabelspader i den anden ende, som går til hovedterminalen. Ledningen fra USB -modulet går også til her.

Trin 15: QC (hurtig inspektion)

Sørg for, at der ikke er noget, der rasler indeni. Uønskede ledende genstande kan forårsage kortslutning.

Trin 16: Afslutning og test

Jeg lukkede dækslet, skruede boltene og færdig! Jeg testede alle funktioner, og alt fungerer, som jeg håbede. Absolut meget nyttig for mig. Det kostede mig lidt over $ 150 (kun materiale, inklusive fejl), hvilket er meget billigt til sådan noget. Samlingsprocessen tog omkring 10 timer, men planlægningen og forskningen tog omkring 3 måneder.

Selvom jeg har gjort en del research, før jeg bygger min strømforsyning, har min strømforsyning stadig mange fejl. Jeg er ikke rigtig tilfreds med resultatet. I fremtiden vil jeg bygge Listrik V2.0 med en masse forbedringer. Jeg vil ikke ødelægge hele planen, men her er noget af det:

1. Skift til 18650 celler med høj kapacitet
2. Lidt højere kapacitet
3. Meget højere udgangseffekt
4. Meget bedre sikkerhedsfunktioner
5. Intern MPPT oplader
6. Bedre materialevalg
7. Arduino automatisering
8. Dedikeret parameterindikator (batterikapacitet, strømforbrug, temperatur og så videre)
9. Appstyret DC-udgang og mange andre, som jeg ikke vil fortælle dig i øjeblikket;-)

Trin 17: Opdateringer

Opdatering #1: Jeg tilføjede en manuel overstyringsafbryder til køleventilatoren, så jeg kan tænde den manuelt, hvis jeg vil bruge strømforsyningen ved fuld belastning, så delene indeni forbliver kølige.

Opdatering #2: BMS'et blev brændt, så jeg lavede hele batterisystemet om med et bedre. Den nye kan prale af 7S8P config i stedet for 6S10P. Lidt mindre kapacitet, men bedre varmeafledning. Hver gruppe er nu adskilt for bedre sikkerhed og køling. 4,1 V/celle opladningsspænding i stedet for 4,2 V/celle for bedre levetid.