Működő nagyméretű 9 voltos akkumulátor, régi ólom -savcellákból: 11 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Előfordult már veled, hogy rágcsáltál valamit, és hirtelen rájöttél, hogy túlfogyasztottad, sokkal többet, mint amennyit a napi étrendi kvótád megenged, vagy vásároltál egy élelmiszerboltban, és téves számítás miatt túlszárnyaltál egy terméket. Mindkettő megtörtént velem, többször is, de csak ezúttal valami más volt, amit túlszárnyaltam. Elemek voltak, és nem azok a szabványos AA elemek, hanem azok a terjedelmes ólomakkumulátorok. Hadd mondjam el, hogyan.

Korábban, amikor még csak a mikrokontrollerekről és más dolgokról tanultam, sok IC és áramkör alapú projektet készítettem. Mivel mindezeket a projekteket könnyen lehet táplálni egyetlen ólom -sav akkumulátorral vagy az akkumulátorok különböző változataival, ezeket ömlesztve vásároltam. Az idő múlásával elkezdtem az áramköröket mikrokontrollerre cserélni, és az ólomakkumulátorokat jobb Li-ion akkumulátorokra, megbízhatóságuk és hatékonyságuk miatt.

Néhány nappal ezelőtt megnéztem az elemtartómat, és találtam egy hatalmas darab elemet, csak feküdtem és vesztegettem a túlórát. Akkor még nem tudtam, mit kezdjek velük, így hagytam őket. Nemrégiben a bizonytalan ok miatt meghalt a 12 V -os ólomakkumulátorom, amelyet nagyon könnyen használtam az áramkörök ellenőrzésében és prototípus -készítésében. Ahelyett, hogy pénzt költenék és új akkumulátort vásárolnék, arra gondoltam, hogy ezeket a régi 4 V -os elemeket valamilyen módon felhasználom, és hordozható, változtatható tápegységet készítek vele.

Kezdetben azt terveztem, hogy csak az elemeket csoportosítom, és egy feszültségszabályozó modult csatlakoztatok hozzá, de aztán úgy gondoltam, hogy sokkal jobbá és szebbé tehetem ezt a projektet. Azt tervezem, hogy ezeket az elemeket egy csoportba helyezem, és egy fém burkolatba borítom, hogy hasonlítsanak egy 9 voltos elemre. Ezért hordozható, változó tápegységgel rendelkezik, amely egy nagyméretű 9 V -os akkumulátor csomagolásában található. Nem lenne szép, és visszahozná azokat az emlékeket, amikor a 9 V -os akkumulátorok voltak a legkiemelkedőbbek a piacon.

Kellékek

• Régi elemek (4 V-os ólomakkumulátorokat használok. Ha nincs ólomakkumulátor, kimentheti a Li-ion akkumulátorokat a régi laptopokból és elektronikus eszközökből)
• Buck konverter (LM2596)
• Voltmérő
• 10K potenciométer (válasszon egy közepes méretű potenciométert, és ne felejtse el a gombot)
• BE/KI kapcsoló
• DC tápcsatlakozó
• Alumínium lemez
• MDF lemez
• néhány szín (a festékszóró jól működik)

Lépés: Töltse fel a régi elemeket

Az akkumulátoraimat nagyon sokáig a szekrényben tartották, és emiatt elvesztették a töltésük bizonyos részét. Általában az ólomakkumulátorok egy év alatt 4–5% -ot veszítenek a teljes töltöttségükből, de ez az arány az akkumulátor élettartamától függően eltérő lehet. Mielőtt tehát továbbmennék, meg kellett győződnöm arról, hogy minden akkumulátoromat hasonló feszültségszintre, azaz 4 V körüli feszültségre töltötték fel. A töltéshez nem használtam kiegyensúlyozott töltőt vagy speciális töltést. Alább kétféle töltési módot említettem. Mindkettő egyformán hatékony és könnyen használható.

1. MÓDSZER:

Én személy szerint szoktam tölteni az akkumulátorokat. Egyszerűen csatlakoztattam az akkumulátort egy változó tápegységhez, és 4,2 V körüli feszültségre kapcsoltam. Mivel sok akkumulátorom hasonló feszültségű volt, csoportosítottam őket (párhuzamosan kötöttem őket), és egyetlen tápegységből töltöttem fel őket. Ne alkalmazza ezt a módszert, ha az akkumulátorok közötti feszültségkülönbség magas, mivel ez kiegyensúlyozatlan töltést vagy hirtelen áramfelhalmozódást okozhat, és akadályozhatja vagy károsíthatja belső kémiájukat.

2. MÓDSZER:

Ha nincs tápegysége, egyszerűen töltse fel az akkumulátorokat, ha csatlakoztatja őket a mobiltelefon töltőjéhez. Ma szinte az összes okostelefon -töltő egyenletes 5 V -os áramot ad ki (a gyors töltést elhanyagolják). Ha egy szilikon diódát sorba kapcsolunk a töltővel, akkor 4,3 voltot kapunk a kimeneten. Ennek az az oka, hogy a szilícium dióda gátló potenciálja 0,7 V, és sorozatban történő használata feszültségcsökkenést okoz. Mivel az ólomakkumulátorok 4,3 V -os töltése kéz a kézben jár, ezzel a módszerrel nagyon könnyen feltöltheti őket. Csak győződjön meg arról, hogy a dióda előre van torzítva, különben nem áramlik át rajta. A dióda torzításának továbbításához csatlakoztassa katódját a töltő pozitív, az anódot pedig az akkumulátor pozitív oldalához. Csatlakoztassa a töltő negatívját az akkumulátor negatívhoz.

2. lépés: Akkumulátor készítése

Amikor az összes elem feltöltődött, elkezdtem csoportosítani őket. Az elemek integrálása során három szempontot kellett szem előtt tartanom:

1. Az akkumulátor mérete. Amikor mindent meg kell tenni, az egész csomagnak 9V -os elemre kell hasonlítania (a 9V -os akkumulátor térfogataránya és az akkumulátorcsomagunknak hasonlónak kell lenniük). Mivel a legtöbb helyet az akkumulátorok foglalják el, helyesen kell elhelyezni őket.
2. Az elemek érintkezőit megfelelően kell igazítani, hogy a vezetékek csatlakoztatása ne legyen gond, és a vezetékek bekötése után ne legyen feszültség.
3. Helyet vagy üreget kell tartalmaznia az elektronika számára, hogy a szerkezet a szállástól eltekintve támaszt és védelmet is nyújtson.

Ebből a 4 V -os elemből kilencet használtam, és úgy döntöttem, hogy kettesben töröm őket. Az első csoportban hat, a másodikban három elem lesz. A három elemből álló kisebb csoport a nagyobb csoport tetején nyugszik. A nagyobb csomag téglalap alakú lesz, és a rendszer alapjaként fog működni, a kisebb csomag pedig „L” alakú lesz és felette nyugszik. A 4. akkumulátor ürege vagy rése befogadja az elektronikát és megvédi őket.

Az elemek összeragasztásához vastag kétoldalas ragasztószalagot használtam. Erős fogással rendelkezik, és párnázást is biztosít az ütközések ellen. Jelenleg csak a két akkumulátort készítem. Az elektronikai rész elkészülése után összekapcsolom őket, mivel könnyebb dolgozni, ha külön vannak.

3. lépés: Csatlakoztassa az akkumulátor kivezetéseit

Az ólomakkumulátor érintkezői szintén ólomból készülnek. Ha hosszú ideig levegőben vannak, az ólomfém oxidálódik, és védőréteget képez maga körül. Ez a bevonat megakadályozza a további oxidációt, valamint nem teszi lehetővé, hogy a forraszanyag az ólomra tapadjon. Tehát mielőtt bármilyen vezetéket a terminálokhoz csatlakoztatna, meg kell szabadulnunk ettől a bevonattól. Ennek egyik jó módja a csiszolás. Használhat finom szemcsés csiszolópapírt vagy reszelőt. Ne csiszolja az egész felületet, csak annyit, hogy vezetékeket csatlakoztathat hozzájuk. A terminálok tetején lévő két három ütemű fájl segítségével könnyen forraszthattam őket.

Mint tudod, összesen 9 akkumulátorom van. Különböző kombinációkon keresztül rájöttem, hogy a három elem párhuzamos elhelyezése és egy csoport létrehozása, majd a három csoport sorba kapcsolása a legjobb számomra. Ez a kombináció 12 V -ot ad le 4,5 Ah -nál, ami elegendő a mindennapi munkámhoz.

Tehát, mint fentebb említettem, én is ezt tettem. Ha 3 akkumulátort párhuzamosan csatlakoztatok, három 4V 4,5Ah -os akkumulátorcsomagot kaptam, majd ezt a három akkumulátort sorba kapcsolva 12V nettó teljesítményt kaptam 4,5 Ah -nál.

4. lépés: Feszültségszabályozó és tápkapcsoló hozzáadása

Mostantól az akkumulátorcsomagot használhatjuk úgy, ahogy van, és egyenletes 12 V -os áramot bocsát ki, de szeretném, ha rugalmasabb lenne, és megfelelne a különböző feszültségi szinteknek is. Ennek elérése érdekében hozzáadtam egy változó bak -átalakítót az akkumulátorhoz. Ezzel most olyan feszültségeket kaphatok, mint az 5V és a 3.3V, amelyek nagyon gyakoriak a digitális elektronikában és a mikrokontrollerekben. Ha 12 V -nál nagyobb feszültséggel dolgozik, akkor a buck konverter helyett csatlakoztathat egy boost konvertert, és elérheti a kívánt eredményt. A folyamat majdnem ugyanaz, csak győződjön meg arról, hogy a voltmérője a nagyfeszültségű királyra van méretezve.

LM2596 bak konvertert használok, mert elég olcsók, és stabil feszültséggel is rendelkeznek, jó hatékonysággal. Az IC adatlapja szerint 5 amper áramot tud leadni, és 12 V -os tápellátás esetén akár 1 V -os is lehet. Ehhez a bak konverterhez hozzáadtam egy általános célú ON/OFF kapcsolót is, mivel nem rendelkezik beépített kapcsolóval vagy energiatakarékos üzemmóddal. Ha észreveszi, a potenciométer (általában kék színű) a bak konverteren nagyon kicsi, és csavarhúzóval kell beállítani. Ennek a korlátozásnak a kiküszöbölésére leforrasztottam a készlet potenciométert, és forrasztottam egy új 10K közepes méretű potenciométert. Most könnyen megváltoztathatjuk a feszültségszintet. Az alábbiakban a bekötési lépések láthatók:

• Csatlakoztassa a Buck konverter negatív bemenetét közvetlenül az akkumulátorhoz
• Csatlakoztassa a Buck konverter pozitív bemenetét a kapcsoló 1. érintkezőjéhez
• Csatlakoztassa a kapcsoló 2. érintkezőjét az akkumulátor +12 V -os csatlakozójához
• Forrasztjon egy pár vezetéket a Buck konverter kimeneti csatlakozójához, és hagyja a másik végét úgy, ahogy van. Később összekapcsoljuk őket

TIPP: A potenciométer forrasztásához használhat forrasztó kanócot, de ha nincs, akkor eltávolíthatja túlzott forrasztási módszerrel. Olvasson néhány forrasztóhuzalt a csatlakozókon, amíg a forraszanyag olvadt nyomokat nem képez. Miután az olvadt forrasztópálya elég forró, óvatosan húzza ki a potenciométert alulról. Rögtön ki kell jönnie. Koppintson egy kicsit a modulra, és az összes felesleges forraszanyag leesik.

5. lépés: A voltmérő felszerelése

Változó tápegységünk telepítve van, és tökéletesen működik. Most, hogy lássuk, mennyi feszültséget ad ki, szükségünk lesz egy voltmérőre. Ehhez használhatjuk megbízható, barátságos multiméterünket, de egy ilyen feladathoz a multiméter túlzás lenne. Ezenkívül a legtöbbünknek csak egy multimétere van, és ha az áramellátásban van, akkor nem használhatjuk más célokra. Tehát jó választásnak tűnik egy voltmérő felszerelése, amely mindig élő kimeneti leolvasást biztosít.

Én személy szerint szeretem ezt a kis digitális voltmérőt, amit jelenleg használok. 12 V -ról működik, és 0 V -tól 99 V -ig terjedő feszültségszinten működik. Nagyon kompakt formája van, és meglehetősen pontos leolvasást biztosít. A voltmérő csatlakoztatásához kövesse az alábbi lépéseket:

• Csatlakoztassa a voltmérő pozitív teljesítményét a Buck konverter bemenetéhez
• Csatlakoztassa a voltmérő negatív teljesítményét a Buck konverter negatív bemenetéhez
• Csatlakoztassa a voltmérő jelét a Buck konverter pozitív kimenetéhez
• (Választható) Ha voltmérője negatív jelű tűvel vagy vezetékkel rendelkezik, csatlakoztassa a bak konverter negatív kimenetéhez

6. lépés: Hogyan kell feltölteni az akkumulátort?

Miután elkészült a projekt, és egy ideig használjuk, szükségünk lesz valamilyen forrásra a lemerült elemek feltöltéséhez. Az egész összeszerelés és az egyes cellák külön -külön újratöltése valóban mozgalmas. Szükségünk van egy töltőre, amely képes feltölteni az akkumulátorokat, miközben az egész szerelvényt érintetlenül tartja. Mivel ólom -sav akkumulátoraink rugalmasak az újratöltés szempontjából, ezért 12V -os speciális töltőt fogok használni.

Ezt a töltőt használtam a régi 12 V -os ólomakkumulátorom töltésére. Körülbelül 14,4 V -os teljesítményt nyújt, és nagyon könnyen fel tudja tölteni az akkumulátort. Automatikusan érzékeli a töltési szintet, és leállítja az áramot, ha az akkumulátor teljesen fel van töltve. Ha az akkumulátorokat speciális töltővel tölti fel, az akkumulátor maximális élettartamát és hatékonyságát biztosítja. De ha nincs speciális töltője, közvetlenül csatlakoztathatja őket egy 14,4 V -os állandó feszültségű tápegységhez, és feltöltheti őket.

Ahhoz, hogy kívülről hozzáférhessen az akkumulátor érintkezőihez, egyszerűen csatlakoztattam egy DC tápcsatlakozót az akkumulátorhoz.

• Csatlakoztassa a tápkábel csatlakozójának pozitív csatlakozóját az akkumulátor +12 V -os csatlakozójához
• Az aljzat földelése az akkumulátor negatív pólusához

7. lépés: Csomagolja össze az elemeket

A projekt elektronikus része most fejeződött be. Ahogy korábban elmondtam, a kisebb akkumulátorcsoportot (3 elemből) a nagyobb (6 elemből álló) akkumulátorcsoportra helyezem. Az elemek közvetlen egymásra helyezése károsíthatja a kivezetéseket és ezáltal az egész rendszert. Ezért szükségünk van egy párnára a kettő között. Ehhez néhány általános célú gyógyhatású pamutot használok. Ezek a pamutok puha természetűek és kiváló párnázást biztosítanak. Pamut helyett vékony szivacsot is elhelyezhet, de egyikük sem hever, így csak pamutból kellett kiállnom. Ollóval vágja le a gyapotot az akkumulátor formájára, és ne használja túlzottan. Az extra pamut csak oldalról folyik, és helyet foglal el, így szükségtelenül növeli a méretet. Az egész szerelvény összefogásához egy maszkolószalagot használtam. Bármilyen általános célú szalagot használhat, amíg jó tapadóképességgel és szakítószilárdsággal rendelkezik. Próbáljon tetemes mennyiségű szalagot elhelyezni. Tegyen egy kis ragasztószalagot a pamutra is, mert az megpróbálhat folyni és szivárogni az oldaláról.

8. lépés: A külső burkolat elkészítése

A külső burkolatnál kezdetben MDF -lemez vagy rétegelt lemez használatát terveztem. Ezután áttértem az akril lapokra, mivel sokkal könnyebb volt akrillal dolgozni. Később ezeket az opciókat elutasítottam, és vékony alumíniumlemezeket használtam. Olcsók voltak, és sokkal jobban hasonlítottak a 9 V -os akkumulátor testére, mint mások.

Nemrég vettem ezt a lapot egy helyi hardverboltból. Bár nem teljesen merev és nem tud nagy szerkezeti szilárdságot biztosítani, a mi esetünkben mindenképpen működni fog, mivel maguk az akkumulátorok elég jó szerkezeti szilárdsággal rendelkeznek ahhoz, hogy az egész szerkezetet összetartsák.

Azzal kezdtem, hogy elkészítettem a burkolat CAD -tervét, és vonalzó és jelölő segítségével rajzoltam rá a fémlapra. Ezt könnyebben megteheti, ha kinyomtat egy sablonmintát. Fémnyíró segítségével eltávolítottam a szükséges részt a fémlemezről. Megkerestem azokat a pontokat, ahol a lapot hajtogatni kellett, és kis egyenlő oldalú háromszögeket távolítottam el a pontok szélső pontjaiból. Ezek a háromszög alakú üregek segítenek a fém könnyű hajlításában.

A lap hajlításához nagy MDF -lemez alá csúsztattam, és bámulva a kezem segítségével nyomást gyakoroltam a hajlítóélre. Használhat néhány fadarabot vagy kalapácsot is a nyomás kifejtéséhez. A két vég összeillesztéséhez kettős varratú kötést használtam. Ha nem tudja, mi az a varratcsukló, és hogyan kell elkészíteni, akkor azt javaslom, hogy látogasson el a YouTube -ra, és nézzen meg néhány videót. Elég könnyen elkészíthető, és nagyon gyakori csatlakozási folyamat. A három 10 mm -es szegmens a sablon szélén található az illesztés elkészítéséhez. Miután elkészült a kötés, valami szuperragasztóval rögzítettem. Forrasztás is elvégezhető a kötés rögzítésére, de nem volt alumínium forrasztóm, ezért szuperragasztóval kellett megtenni.

9. lépés: A terminálok és a ház alapjának elkészítése

Az oldalaknál az alumínium lemez jól működött, de az alap esetében nem tudták tartani az elemek súlyát. Szükségem volt valami erős és kemény alapra, ezért 4 mm vastag MDF lapot használtam. Elég nehéz volt az összes elem támogatása, és még csak nem is hajlott. Két darabot eltávolítottam az MDF tábláról, egyet a tetejére és egyet az aljára. A darabok mérete megegyezett a külső burkolat méreteivel, amely 102 mm x 50 mm.

A felső MDF táblán lyukakat fúrtam a bak konverter, a potenciométer és a kapcsoló kimeneti vezetékeihez. Fúró és Dremel kombinációját használtam tökéletes lyukak készítéséhez. A voltmérő és az egyenáramú tápegység számára lyukakat készítettem az alumínium házban. A kapcsolóhoz a pozitív teljesítményű terminálba helyeztem, mivel tökéletesen illeszkedett oda.

A nagy akkumulátor érintkezőinek elkészítéséhez ugyanazt az alumíniumlemezt használtam, mint a külső burkolathoz. Az alumínium, mint egy vezető fém, átadhatja az áramot, ezért kirakattermináljainkat tényleges kimeneti terminálként használhatjuk, és ezeken keresztül áramot vezethetünk.

• A pozitív terminál elkészítéséhez egyszerűen egy vékony csíkot tekertem körbe, majd valamilyen szuperragasztó segítségével összekötöttem a két végét. Feltekerem a sorkapcsok felső oldalának széleit is, hogy tompuljanak, és ne vágják le a bőrünket.
• A negatív terminálhoz két koncentrikus kört készítettem egy alumíniumlemezen, amelynek külső sugara kétszer nagyobb, mint a belső köré. Ezután három átmérőt készítettem, mindegyik 120 fokos szögben. Azokból a pontokból, ahol a dimeter elvágja a belső kört, egyenes vonalakat vetítettem a külső körre. Ezzel egy csillagszerű szerkezetet kaptam. Eltávolítottam a csillagszerkezetet a főlapról, és karjait az alapra merőlegesen hajlítottam. Így készítettem el a negatív terminált.

10. lépés: Festés

Mostanra az akkumulátor kezdett formát ölteni, de kissé unalmasnak és befejezetlennek tűnt. Úgy döntöttem, hogy adok neki néhány réteg színt, hogy kiemeljem a képet és a hasonlóságot. Egy régi 9 V -os elem hevert körülöttem, amelyet referenciaként használtam. Egy jelölő segítségével rajzoltam a szükséges válaszfalakat a tokra, és festettem a testet spray -festékekkel. Mivel a nálam használt miniatűr elem a leggyakrabban használt hazámban, pontosan ugyanazt a piros, fehér és kék színkombinációt használtam a tervezéshez. A felső és alsó MDF darabokhoz csak fekete festéket használtam. Miután a szín megszáradt, rajzoltam néhány részletet és szöveget, hogy reálisabb legyen.

11. lépés: A projekt összefoglalása

Most minden kész, csak össze kell raknunk. Azzal kezdtem, hogy a külső burkolatot az elektronika tetejére tettem. Ezután forró ragasztotta a voltmérőt és a DC tápcsatlakozót az alumínium burkolathoz. Először leválasztom a kapcsolót az elektronikáról, forróragasztottam az MDF táblára, és visszacsatoltam a bak konverterre.

Emlékszel azokra a kimeneti vezetékekre, amelyeket összekötetlenül hagytunk, fogd őket, és csatlakoztasd azokat a terminálokat, amelyeket néhány perccel ezelőtt készítettünk. Tegyen forró ragasztót a csatlakozókra, és ragassza őket az MDF -lemezre. Tegyen össze mindent, és zárja le a külső burkolat fém fedeleit.

Szia, a projekt most befejeződött. Köszönöm, hogy ilyen sokáig itt maradt, és időt szánt erre a projektre. Remélem tetszett. Lájkold és iratkozz fel a YouTube -csatornámra, és iratkozz fel az utasításokra, hogy soha ne hagyj ki egyetlen általam készített projektet sem.