Ismerje meg, hogyan készítsen hordozható akkumulátorral működő monitort, amely a Raspberry Pi -t is táplálja: 8 lépés (képekkel)

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

Szeretett volna valaha kódolni a python -t, vagy meg szeretné jeleníteni a Raspberry Pi Robot kijelzőjét útközben, vagy hordozható másodlagos kijelzőre volt szüksége a laptophoz vagy a fényképezőgéphez?

Ebben a projektben egy hordozható, akkumulátorral működő monitort és tápegységet fogunk építeni, amely málna pi-t is képes táplálni, vagy feltölteni a telefont. Projektünk építéséhez lítium-ion cellás akkumulátort fogunk használni, és a buck és boost DC-DC átalakítókat egyaránt használjuk.

Legyen óvatos, és ne feledje, hogy a biztonsági emlékeztetők vastag betűvel vannak szedve

Kellékek

Szükséged lesz:

-A Raspberry pi (bármelyik tábla működni fog, csak vegye figyelembe a volage követelményt és az áramfelvételt későbbi használatra) és a szükséges adaptereket és tápkábeleket:

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

-12 VOLT LCD monitor (7 hüvelykes képernyőt használtam);

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

-A DC -DC buck konverter USB kimenettel:

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

-A DC -DC Boost átalakító:

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

-Egymagos kis- és közepes elektronika, amelynek vezetéke legalább 10 amper áramot képes kezelni

-jumper kábelek

-USB tápkábel

-HDMI kábel

-Megfelelő hordócsap a megjelenítéshez:

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

-(opcionális) 3D nyomtató, amely szükség esetén kinyomtatja a rögzítő alkatrészeket és az elemtartót

-Akkumulátor tartó:

www.amazon.com/Műanyag-Akkumulátor-Akkumulátorok-C…

-Megfelelő kapcsoló

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

-18650 akkumulátorcella egyenletes mennyiségben (rendkívül óvatosnak kell lenni, ha olyan lítium-ion cellákat vásárol azoktól a forgalmazóktól, akiket nem ismer)

1. lépés: Az alapok megértése

Íme egy gyors áttekintés a projekt elméletéről és elveiről, mivel fontos megérteni a projekt mögött meghúzódó alapvető elektronikus elveket.

Először is vizsgáljuk meg a kiválasztott alapvető összetevőket. Ehhez a projekthez egy 12 voltos monitort választottunk, és egy málna pi 5 volt feszültséggel működik, és legfeljebb 3 amper szükséges az áram fenntartásához, attól függően, hogy melyik málna pi táblát használja.

Ezután beszéljünk energiaforrásunkról. A projekt áramellátásához lítium-ion cellákat használnak (átlagosan 3,5 V-os kapacitással) 2S konfigurációban (A cellákat olyan sejtcsoportokba rendezzük, amelyek két sorba kötött cellát tartalmaznak. egymással párhuzamosan). Az akkumulátor így átlagosan 7 voltos feszültséget tud kibocsátani, áramkimenetét és kapacitását pedig a használt cellacsoportok száma határozza meg.

Most nézzük át teljesítményszabályozó rendszerünket. Mivel az akkumulátor kimenete kezdetben nem volt kielégítő a projekt hatékony önműködő táplálásához, egyenáramú és egyenáramú feszültségváltókra van szükség ahhoz, hogy az akkumulátor kimeneti feszültségét minden eszköz előírt feszültségévé alakítsuk át (ami az elemek megváltozásához vezet. maximális kimeneti terhelési áram is), vagy a feszültség növelésével vagy csökkentésével (tehát az áram csökkentése és növelése). Mivel a málna pi nagyobb terhelési áramot igényel, mint a kijelző, a feszültséget csökkenteni kell, hogy megfeleljen a málna pi szükséges feszültségének és terhelési áramának

Így a 2S akkumulátor -konfigurációnkhoz vezetve ideális az adott feladathoz (mivel a kimenet körülbelül 7 V), mivel elég közel van a málna pi névleges feszültségéhez, hogy bőséges terhelési áramot is biztosítson, és elég közel van a névleges feszültséghez a képernyőt úgy, hogy a feszültség növelésekor elegendő áram lesz a képernyő működtetéséhez.

A projektben használt egyenáramú és egyenáramú feszültségváltók a következők: 1) egy erősítő átalakító, ez növeli a 7 voltos bemenetünket, egy állandó 12 voltos kimenetre a monitorunk számára, és 2) egy bak konverter, ez csökken 7 voltos bemenetünket egy állandó 5 voltos kimenetre bőséges áramellátással a legintenzívebb működés érdekében.

Ez a projekt többféleképpen is elvégezhető, például úgy, hogy a projektet úgy hajtják végre, hogy csak a kijelző lesz akkumulátoros, ez esetben mindössze annyit kell tennie, hogy követi az útmutatót, és figyelmen kívül hagyja a málna beállításának lépéseit. pi.

Ezenkívül ez a projekt használható egy telefon vagy más USB -tápellátású eszköz tápellátására málna pi tábla helyett, ha figyelmen kívül hagyja az egyes lépéseknek a monitorral kapcsolatos részeit vagy azok bármely variációját, tehát ismerve az itt tanított alapokat további javítások vagy módosítások elősegítése.

2. lépés: Az építés megkezdése és az alkatrészek nyomtatása

Most, hogy megértette ennek a projektnek az alapvető elektronikus műveleteit, megkezdhetjük az építést.

Ez a projekt többnyire elektronikus, de ha mindent tiszta csomagolásban szeretne, vagy nem rendelkezik bizonyos alkatrészekkel. Először kinyomtathatja őket, így később az elektronikára összpontosíthat.

Ha az ajánlott monitort használta, akkor ezt a fájlt használhatja a hevederhez (a lépés tartalmazza).

Ha elemtartóra van szüksége, nézze meg: https://www.thingiverse.com/thing:1823552. Követheti az alkotó utasításait, vagy saját lyukakat fúrhat, és m2 -től m4 -es csavarokat, csavarokat és alátéteket használhat a cellák és a vezetékek rögzítéséhez. Ne felejtse el újra ellenőrizni a csatlakozásokat, és szigetelni minden nyitott csatlakozást és vezető csavart, mielőtt továbblép.

3. lépés: Az akkumulátor bekötése

Mielőtt elkezdené, győződjön meg arról, hogy rendelkezik az összes szükséges összetevővel, és ne felejtse el ellenőrizni, hogy az 18650 cellák feszültsége és kapacitása hasonló -e

Először csoportosítsa az 18650-es lítium-ion akkumulátorait párokba, és sorba kösse az egyes párokat, és cellacsoportot alkosson.

Ezután vegye fel az egyes cellacsoportokat, és mindegyiket párhuzamosan kösse be, és ne felejtse el a kapcsolót az egyik párhuzamos csomóponthoz vezetni (lehetőleg az első vagy az utolsó vagy az akkumulátor kimeneténél).

Ez látható a fenti kapcsolási rajzon.

Ne felejtse el ismét ellenőrizni a csatlakozásokat, és szigetelni minden nyitott csatlakozást és vezető csavart, mielőtt továbblép

4. lépés: A feszültségszabályozók csatlakoztatása

Ezután csatlakoztatjuk DC -DC egyenfeszültség -szabályozóinkat az akkumulátorunkhoz.

Először győződjön meg arról, hogy az akkumulátorra helyezett kapcsoló az előző ábrán látható módon ki van kapcsolva a kábelezés előtt, hogy megelőzze az alkatrészek károsodását a kalibrálás során.

Ezután párhuzamosan kösse az akkumulátor pozitív pólusait a pozitív és a buck- és boost -átalakítókhoz.

Ezután kösse párhuzamosan az akkumulátor negatív pólusát a buck és a boost konverterekhez.

Ez fent látható.

Ezután kapcsolja be a kapcsolót, és csavarhúzóval állítsa be a boost és a buck konverterek kimeneteit a táblák potenciométereinek elforgatásával

A boost konverter táplálja a 12 VOLT kijelzőt, és a kimenetet 12 voltos kimenettel kell kalibrálni

A Buck átalakító táplálja a Raspberry Pi -t. Amint azt korábban említettük, minden tábla eltérő követelményeket támaszt. Állítsa a Buck átalakítót 5 voltra, és állítsa USB módba (ezt az alkatrész csomagolásában található dokumentáción keresztül lehet elvégezni), és állítsa a jelenlegi szabályozást 1 amp -re, és kalibrálja a tábla alapján, ha később csatlakoztatja.

5. lépés: Csatlakoztassa a képernyőt és a Raspberry Pi -t

A feszültségszabályozók kalibrálása után csatlakoztathatjuk eszközeinket

Először is csatlakoztathatjuk a hordócsapunkat a boost konverter kimenetéhez megfelelő polarizációban, majd csatlakoztathatjuk a képernyőhöz.

Ezután csatlakoztassa az USB -t a Raspberry Pi -hez, majd csatlakoztassa a HDMI -t a Raspberry Pi -ről a képernyőre.

Most használjon csavarhúzót, és állítsa be a bak -konverter áramkorlátját olyan értékre, amelyen a málna pi tábla bekapcsol és elindul (1-4 amper között változhat a használt táblától függően).

A mobiltelefont itt lehet használni, ha mobiltelefont kell tölteni, ahelyett, hogy málna pi tápellátást kapna. Csak győződjön meg arról, hogy az áramerősség, amelyen a potenciométert korlátozza, a készülék specifikációihoz van beállítva.

6. lépés: Csomagolás

Most elkészült az elektronika, és most összekötheti az összes kábelt, és ideje bekötni az LCD kábelköteget

Forró ragasztóval vagy csavarokkal felszerelheti a fokozó átalakítót és az akkumulátort az Ön igényeinek megfelelően, és ha a mellékelt nyomtatott hevedert használja, akkor:

1) Rögzítse az összes alkatrészt kétoldalas szalaggal, fúrjon lyukakat a 3D nyomtatott modellben, hogy megfeleljen az alkatrészeinek, és rögzítse csavarokkal vagy csavarokkal a 3D modellhez

2) Távolítsa el a kijelző alját a monitor aljáról, hogy láthatóvá váljon a nyílás, amelybe a modellt behelyezi

3) Csúsztassa a nyomtatott tartó fülét alulról a monitor hátoldalán lévő nyílásba, amíg a tartó rögzítve lesz.

4) Csavarja vissza az állványt a tartó rögzítéséhez és az alkatrészek rögzítéséhez.

7. lépés: Következtetés

Most van egy akkumulátorral működő Raspberry Pi és kijelzője, a továbblépéshez hozzáadhat egy vezeték nélküli billentyűzetet, majd egy kamerát. A projekt révén elmélyítette az elektronika megértését, valamint azt, hogy a mindennapi életében használt alapvető elemek, például az akkumulátorok és az okostelefonok hogyan működnek és hogyan működnek.

8. lépés: Jövőbeni lépések

Ez a projekt javítható a jövőben egy 3D nyomtatott burkolat hozzáadásával, amelyben minden meglévő alkatrész tárolható és védhető a külső környezettől.

Ezenkívül egy beépített akkumulátor -töltő áramkör is hozzáadható az eszköz töltéséhez anélkül, hogy eltávolítaná az elemeket, és több cellát is hozzáadhat az akkumulátor élettartamának javítása érdekében.

Ezt a projektet akkumulátor bankba vagy csak elemmel működő kijelzővé alakíthatja, és a jövőben növelheti az akkumulátor kapacitását és a maximális terhelési áramkimenetet is, ha több 2S 18650 cellacsoportot csatlakoztat hasonló konfigurációban, párhuzamosan a jelenlegi cellákkal.

Ez a projekt tovább bővíthető kijelzők és málna pi -k mátrixává az akkumulátor cellacsoportjainak kibővítésével és a projekten belüli minden lépés megismétlésével. Ez a projekt tehát gerincként használható, amelyen kibővítheti az elemekkel működő kijelzőket és a Raspberry pi