Power Stacker: egymásra rakható USB újratölthető akkumulátor rendszer: 5 lépés (képekkel)

2025 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2025-01-23 14:48

Kérjük, kattintson az alábbi linkre Hackaday projekt oldalunk megtekintéséhez

hackaday.io/project/164829-power-stacker-s…

A Power Stacker egy hordozható, moduláris, USB-vel újratölthető lítium-ion akkumulátor. Ezzel a moduláris rendszerrel halmozhatja össze őket az éhező projektekhez, vagy különítse el kisebb projektekhez. A Gerber, BOM és. STL fájlok az alábbiakban érhetők el.

A Power Stacker azt teszi, amit más USB újratölthető akkumulátorok nem tudtak megtenni, és ez az a képesség, hogy kombinálhatók a nagyobb akkumulátorkapacitás érdekében, vagy elválaszthatók sok kisebb elemhez kisebb projektekhez. Szó szerint ugyanazokat a Power Stacker akkumulátorokat használhatja sok éven keresztül számos alkalmazásban!

A Power Stacker másik egyedülálló tulajdonsága, hogy minden akkumulátor saját töltésszabályozót kap, amely garantálja a valódi cellaegyensúlyt, és gondoskodik arról, hogy minden akkumulátor a megfelelő feszültségre kerüljön valós időben, még töltés és/vagy kisütés közben is.

Miután elindítottam egy sikeres Kickstarter projektet Solderdoodle Pro néven, rájöttem, hogy ugyanazt az akkumulátor -technológiát használhatjuk a forrasztás megolvasztására, amellyel megoldható az a probléma, hogy megpróbáljuk megtalálni a megfelelő akkumulátort, és folyamatosan új elemeket kell vásárolnunk minden új projekthez. A 3D nyomtatással kapcsolatos ismereteimmel kombinálva készítettem egy tokot az akkumulátorhoz, amely nyomtatható, módosítható és megosztható!

A tápegység kompatibilis az olyan nyílt forráskódú DC-DC átalakítókkal, mint az Adafruit Power Boost 1000.

Hogyan működik az akkumulátor?

Az áramkör bemenetére és kimenetére a töltésvezérlő táblán lévő alacsony előremenő/nagy áramú diódák vannak felszerelve, amelyek megakadályozzák a keresztirányú beszélgetést több áramforrás és a töltésszabályozók kimenete között. Ez lehetővé teszi, hogy az egyes töltésvezérlő kártyák bemeneti és kimeneti csapjai közötti összeköttetések buszsávokká váljanak, lehetővé téve a feszültség változatlan maradását és az áram megsokszorozódását. A köteg legmagasabb feszültségű akkumulátora merül a legtöbbet, amíg a többi elem közel nem éri el ugyanazt a feszültséget, és ők is ugyanolyan sebességgel kezdenek lemerülni, ami megsokszorozza az akkumulátor kimeneti teljesítményét.

Power Stacker specifikációk: * A teljes feltöltés ideje: @5 watt 3350mAh: 3 óra | @8 watt 13400mAh: 7 óra

* Kapacitás: 3350mAh, 6700mAh vagy 13400mAh / 3.6V

* Típus: Panasonic NCR18650B lítium-ion

* Bemenet - Áram: 450 - 2600 mA | Feszültség: 5-6 volt

* USB -portok száma: 1 (az 5V -os adaptermodulok számától függően)

* Kimenet - Standard Arduino stílusú női és férfi fejlécek

* Kimenet - Áram: Akár 2000mA | Feszültség: 3,6 V közvetlen vagy 5 V DC-DC átalakító modullal

* Tok anyaga: 3D nyomtatott anyag

* Az akkumulátor élettartama tipikus használat esetén: 5 év * Cserélhető akkumulátor

* Akár 320% -os iPhone töltést vagy 160% -os Galaxy S5 töltést biztosít két cellával, 6700 mAh -val

* Kompatibilis az Arduino, iPhone, Android, Windows Phone és más eszközökkel, 5 voltos DC-DC átalakító modullal

*FIGYELMEZTETÉS: Legyen óvatos, ha bármilyen lítium-ion akkumulátort kezel, mert az akkumulátor rövidre zárása égési sérüléseket okozhat. Mindig viseljen védőszemüveget. Kérjük, használja az ajánlott akkumulátort és áramköri alkatrészeket, mivel az akkumulátor töltési árama max. 2000mA. A 3D nyomtatott alkatrészek magas hőmérsékleten deformálódhatnak.

FCC megfelelőség: NEM szükséges, mert az áramkör frekvenciája 1,7 MHz alatt van

1. lépés: Szükséges anyagok, eszközök és fájlok

Itt található a szükséges anyagok, eszközök és fájlok listája.

ANYAGOK:

QTY Leírás

1 lítium-ion töltésvezérlő áramkör (sematikus, Gerber fájlok, stb. Letölthető az előző oldalról. A fő IC alkatrész a Maxim MAX8903G töltésvezérlő.)

1 NCR18650B 3350 mAh -s, nem védett Panasonic lítium -ion akkumulátor www.ebay.com (Ha alacsonyabb költségre van szükség, próbálja ki a Panasonic NCR18650A akkumulátort, amely valamivel kisebb, 3070 mAh kapacitással rendelkezik. Győződjön meg róla, hogy nincs védve, és ellenőrizze gondosan az elemszámot. A védett akkumulátorok hosszabbak beépített áramkörrel, ami befolyásolhatja a teljesítményt. NEM ajánlott, mert az akkumulátor töltésvezérlőjének árama akár 2000 mA lehet, és a Panasonic NCR18650 kémia képes kezelni. Ha más márkákat kell használnia, győződjön meg arról, hogy ugyanazoknak a követelményeknek, kémiának felelnek meg, és akár 2 amper töltési áram. Az előírásoknak nem megfelelő elemek használata veszélyes akkumulátor károsodást okozhat.)

2 Hirose 2 tűs DF3-2S-2C csatlakozó

2 Hirose Socket 24-28 AWG Crimp Pin DF3-2428SCC

1 1 "széles Kapton szalagtekercs https://www.mcmaster.com/#7648a715/=qu58072 1" Kapton szalagos lemez

1 1 "átmérőjű hőre zsugorodó csődarab 2,7" hosszú 2 1/16 "darab zsugorcső 1,0" hosszú 1 forrasztóhuzal tekercs 1 3D nyomtatott tok (a fájl az előző oldalon érhető el.)

1 2X4 női fejléc

1 5 voltos DC-DC átalakító

1 Protoboard

1 1X2 női fejléc

1 Férfi fejléc

Különböző hosszúságú 26 AWG szabványos piros és fekete szálú 4 amper maximális vezeték

1 8.00 piros huzal.06 szalag az egyik végén, 20 szalag a másik végén

ESZKÖZÖK: Mennyiség Leírás

1 tápegység akkumulátor rögzítő

1 huzalcsupaszító 24-26 gage tartomány

1 Wire Crimper 20-24 gage tartomány

1 Mérőszalag

1 Forrasztópáka

1 fűtőpisztoly

1 Olló

2. lépés: Az akkumulátor összeszerelése

Helyezze be az NCR18650B akkumulátort az elemtartóba úgy, hogy a pozitív oldala felfelé nézzen. A lámpatest a forrasztás során igazítja a piros és a fekete vezetéket. Ne érintse meg a forrasztópáka rögzítőelemét, mert az megolvadhat. Lehet, hogy forrasztani tudja az akkumulátort a rögzítőelem nélkül, de ez sokkal nehezebb, és mégis szüksége lenne valamire, hogy megakadályozza az akkumulátor felborulását. A lámpatest más akkumulátorprojektekhez is használható.

Helyezze a hosszú piros vezeték 20 mm -es lecsupaszított végét a +PIROS feliratú árokba, és forrasztja a piros vezetéket az akkumulátorhoz. Próbálja gyorsan forrasztani az akkumulátort, mert a túl sok hő károsíthatja azt. Ha forrasztás van kilógva, simítsa ki a forrasztópáka segítségével. Forrasztás után döntse meg a szerelvényt, és ujjával nyomja ki alulról az akkumulátort. Fordítsa az elemet fejjel lefelé, és helyezze be az akkumulátort a rögzítőelembe, a piros vezetékkel a +PIROS vályúban és az akkumulátor negatív végét felfelé. Krimpelje le a piros vezeték végét a Hirose csapszeggel, és illessze be a csapot a 2 tűs Hirose csatlakozó 1. portjába. Ezen a ponton szeretné csatlakoztatni a csatlakozót, mert veszélyes hogy az akkumulátor vezetékének csüngő csupasz vége szabadon maradjon, és rövidzárlatot vagy égési sérülést okozhat, ha megérinti az akkumulátor negatív végét. Helyezze a hosszú fekete vezeték 20 mm -es végét a -BLK feliratú árokba, és forrasztja fel Fekete vezeték az akkumulátorhoz. Ennek az akkumulátornak a negatív vége általában több hőt igényel a forrasztáshoz, mert több felület érintkezik az akkumulátor tömegével, de próbáljon gyorsan forrasztani. Ha bármilyen forrasztás kilóg, simítsa ki a forrasztópáka segítségével. Forrasztás után préselje be a fekete vezeték végét a Hirose csapszeggel, és helyezze be a csapot a 2-tűs Hirose csatlakozó 2-es portjába. Döntse meg a szerelvényt, és ujjával nyomja ki alulról az akkumulátort. Hajlítsa a fekete vezetéket egyenesen lefelé az akkumulátor negatív végénél, és vezesse a piros vezetéket az akkumulátor oldalán. Ennek az lesz a következménye, hogy az akkumulátor pozitív végén lefelé érő piros vezeték 120 ° -ra van a fekete és a piros vezeték találkozásától. Ez a huzalgeometria lehetővé teszi, hogy a pozitív és negatív vezetékek ugyanazon oldalról jöjjenek ki, és jól illeszkednek. Tekerjen egy darab 1 hüvelyk széles Kapton szalagot egyszer az akkumulátor közepére, hogy tartsa a vezetékeket. Helyezzen egy 1 hüvelykes Kapton szalaglemezt az akkumulátor mindkét végébe, és hajtsa át a széleket az akkumulátor oldalán. Ezután csúsztassa az 1 -os zsugorcsövet az akkumulátorra úgy, hogy a cső az akkumulátor pozitív végével egy síkban legyen. A cső lazaságának ki kell tűnnie a negatív végéből. Most hőpisztoly segítségével zsugorítsa össze a csövet az elemszerelés befejezéséhez.

3. lépés: Power Stacker összeszerelés

Az egycellás beállításhoz egyszerűen forrasztja a 2X4-es női fejlécet a töltésvezérlő kártyához, csatlakoztassa az akkumulátort, majd forrasztja a hüvelyi fejcsatlakozókat az 5 voltos DC-DC kártyához, és csatlakoztassa a töltésvezérlő kártyához.

Többcellás beállításhoz forrasztja a férfi fejléceket a protoboardra ugyanabban a konfigurációban, mint a töltésszabályozó csapjait, és forrasztja az 1X2 női fejlécet a táblához.

A protoboard hátoldalán forrasztja az összes SYS OUT porthoz tartozó csapot a töltésvezérlő kártyáról, forrasztja le a GND porthoz tartozó összes csatlakozót a töltésvezérlő tábláról, és forrasztja az IN6V porthoz tartozó összes csatlakozót a töltésvezérlő kártya. Ezután forrasztja a SYS OUT -ot a protoboard női fejlécéhez, és forrasztja a GND -t a protoboard másik női fejrészéhez.

Csúsztassa a prototáblát a 3D nyomtatott tok nyílásába, majd csatlakoztassa az elemeket, a töltésvezérlő kártyákat és az 5 voltos DC-DC átalakítót a protoboardhoz.

4. lépés: Alkalmazások

Csak csatlakoztassa az akkumulátort a töltésvezérlő kártyához, csatlakoztassa a DC-DC 5 voltos átalakítót, és töltse fel az USB-eszközt.

Csatlakoztasson egy mikro USB töltőkábelt az akkumulátorok újratöltéséhez 5-6 voltos áramforrásból. Minden cella saját töltésvezérlővel rendelkezik a valós idejű cellakiegyenlítéshez. A csomag minden töltésvezérlője automatikusan elkezdi a töltést, amint túlzott áramot észlel.

A Power Stackerhez több energiaforrást is csatlakoztathat, például napelemeket, dinamókat és más USB -tápforrásokat, hogy növelje az akkumulátor töltési áramát.

Akár okostelefont, táblagépet vagy távirányítású robotot tölt, a Power Stacker biztosítja a szükséges energiát, és a jövőben alkalmazkodik az energiaigényéhez.

GRATULÁLUNK! Befejezte a Power Stacker építését!

5. lépés: Hibaelhárítás

BIZTONSÁG

Ne hagyja a Power Stacker -t közvetlen napfényben. Tartsa lefedve vagy árnyékban. A napsugárzás hatására a töltőáramkör és az akkumulátor nagyon felmelegedhet, leállhat a töltés, romlik az akkumulátor, és lerövidül az élettartama.

Elfogadható hőmérsékletek: A Power Stacker 0 ° és 45 ° C közötti hőmérsékleten való használatra készült. Tárolás: A Power Stacker -t szobahőmérsékleten tárolja. A Power Stacker -t évente egyszer fel kell tölteni, hogy elkerülje a túlzott lemerülést.

A legjobb eredmény érdekében használat előtt töltse fel teljesen a Power Stacker készüléket.

HIBAELHÁRÍTÁS

A Power Stacker LED nem világít, ha laptopról töltöm

1) Ez akkor fordulhat elő, ha a Power Stacker teljesen lemerült, és csepptöltési módba kapcsol. Tartsa a Power Stacker készüléket csatlakoztatva körülbelül 15 percig, és a LED töltésjelző lámpának vissza kell kapcsolnia.

2) Néhány régebbi laptop USB -portjában alacsony áramkorlátozás van, és letiltja az USB -portot, ha az áram meghaladja a korlátot. Próbálja csatlakoztatni a Power Stacker -t egy másik USB -porthoz.