Listrik L585 585Wh AC DC hordozható tápegység: 17 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Az első Instructable esetében megmutatom, hogyan készítettem ezt a hordozható tápegységet. Számos kifejezés létezik az ilyen típusú eszközökre, mint például az árambank, az erőmű, a napelemes generátor és sok más, de én a "Listrik L585 Portable Power Supply" nevet részesítem előnyben.

A Listrik L585 beépített 585 Wh (6S 22.2V 26, 364mAh, tesztelt) lítium akkumulátorral rendelkezik, amely valóban bírja. Ez is elég könnyű az adott kapacitáshoz képest. Ha összehasonlítani szeretné a tipikus ügyfél -power bankokkal, akkor könnyen megteheti úgy, hogy elosztja az mAh -s értéket 1 000 -rel, majd megszorozza 3,7 -gyel. Például a PowerHouse (az egyik legnagyobb jól ismert fogyasztói energiabank) 120 000 mAh kapacitással rendelkezik. Most pedig számoljunk. 120 000 /1 000 * 3,7 = 444Wh. 444 Wh VS 585 Wh. Könnyű nem?

Minden bele van csomagolva ebbe a szép alumínium aktatáskába. Így a Listrik L585 könnyen hordozható, és a felső fedél megvédi a benne lévő érzékeny műszereket, miközben nem használja őket. Ezt az ötletet azután kaptam, amikor láttam, hogy valaki szolár generátort épített szerszámosládával, de a szerszámosláda nem néz ki olyan jól, igaz? Így felrúgtam egy alumínium aktatáskával, és sokkal jobban néz ki.

A Listrik L585 több kimenettel rendelkezik, amelyek szinte minden fogyasztói elektronikus eszközt lefedhetnek.

Az első a váltakozó áramú kimenet, amely kompatibilis a 300 W alatti hálózati eszközök majdnem 90% -ával, nem mindegyik a nem szinuszos kimenet miatt, de ezt meg lehet oldani tiszta szinuszhullámú inverter használatával, amely sokkal drágább, mint a szabványos módosított szinuszhullámú inverter, amit itt használtam. Általában nagyobbak is.

A második kimenet USB kimenet. 8 USB -port van, amelyek túlzásba esnek. Egy pár folyamatosan 3A maximális áramot képes leadni. A szinkron egyenirányítás nagyon hatékony.

A harmadik kiegészítő I/O. Használható a belső akkumulátor töltésére vagy kisütésére maximum 15A (300W+) folyamatos és 25A (500W+) pillanatnyi sebességgel. Nincs szabályozása, alapvetően csak az akkumulátor feszültsége, de többféle védelemmel rendelkezik, beleértve a rövidzárlatot, a túláramot, a túltöltést és a túltöltést.

Az utolsó és a kedvencem az állítható egyenáramú kimenet, amely 0-32V, 0-5A kimenetet nyújt minden feszültségtartományban. Nagyon sokféle egyenáramú készüléket képes táplálni, mint például a tipikus 19 V -os laptop, 12 V -os internetes útválasztó és még sok más. Ez az állítható egyenáramú kimenet kiküszöböli a váltakozó áramú egyenáramú tápegység használatát, ami egyébként rontja a hatékonyságot, mivel az egész rendszer egyenáramú, majd ismét egyenáramúvá alakítja az egyenáramot. Ezenkívül asztali tápellátásként is használható állandó feszültséggel és állandó árammal, ami nagyon hasznos a hozzám hasonló emberek számára, akik gyakran dolgoznak elektronikával.

Lépés: Az anyagok és eszközök

Főbb anyagok:

* 1x DJI Spark alumínium aktatáska

*60X 80*57*4,7 mm -es prizmás lítiumcellák (helyettesítheti a gyakoribb 18650 -et, de úgy találtam, hogy ez a cella tökéletes alakja és mérete van)

* 1X 300W 24V DC -AC inverter

* 1x DPH3205 programozható tápegység

* 2X 4 portos USB buck konverterek

* 1X Cellmeter 8 elemellenőrző

* 1X 6S 15A BMS

* 1X 6S mérleg csatlakozó

* 12X M4 10 mm -es csavarok

* 12X M4 anya

* 6X rozsdamentes acél konzolok

* 1X 6A egypólusú kapcsoló

* 1X 6A dupla pólusú kapcsoló

* 1X 15A egypólusú kapcsoló

* 4x 3 mm -es rozsdamentes acél LED tartó

* 4x női XT60 csatlakozó

* 4X M3 20 mm -es sárgaréz távtartók

* 4X M3 30 mm -es gépcsavar

* 2X M3 8 mm -es gépcsavar

* 6X M3 anya

* 1X 25A 3 tűs csatlakozó

* 4X 4,5 mm -es kábel ásó

* Egyedi vágású 3 mm -es műszerfal

-

Fogyóeszközök:

* Hőzsugorodás

* Forrasztás

* Flux

* 2,5 mm -es tömör rézhuzal

* Nagy teherbírású kétoldalas szalag (szerezze be a legmagasabb minőséget)

* Vékony kétoldalas szalag

* Kapton szalag

* Epoxi

* Fekete festék

* 26 AWG vezeték a LED -es kijelzőkhöz

* 20 AWG ezüstszálú huzal az alacsony áramú vezetékekhez

* 16 AWG ezüstszálú huzal a nagyáramú huzalozáshoz (alacsonyabb AWG előnyös. Az enyém 17A folyamatos alvázvezeték -besorolású, alig elég)

-

Eszközök:

* Forrasztópáka

* Fogó

* Csavarhúzó

* Olló

* Hobbi kés

* Csipesz

* Fúró

2. lépés: A vázlat

A vázlatnak magától értetődőnek kell lennie. Elnézést a rossz rajzért, de többnek kell lennie.

3. lépés: A műszerfal

Először a műszerfalat terveztem. A PDF fájlt ingyenesen letöltheti. Az anyag lehet fa, alumínium lemez, akril vagy bármi hasonló tulajdonságú. Ebben a "tokban" akrilt használtam. A vastagságnak 3 mm -nek kell lennie. Kivághatja a CNC -t, vagy egyszerűen kinyomtathatja 1: 1 méretarányú papírra, és kézzel vághatja le.

4. lépés: A tok (festési és rögzítési konzolok)

A tokhoz alumínium aktatáskát használtam a DJI Spark számára, pontosan megfelelő méretű. A gépet habszivaccsal szállították, így kivettem és feketére festettem a belső részét. 6 db 4 mm -es lyukat fúrtam az egyedi vágású műszerfalon lévő lyukak távolsága szerint, és ott helyeztem el a konzolokat. Ezután minden konzolra ragasztottam M4 anyákat, hogy kívülről csavarhassam a csavarokat anélkül, hogy megtartanám az anyákat.

5. lépés: Az akkumulátor 1. része (cellák tesztelése és csoportok készítése)

Az akkumulátorhoz elutasított LG prizmatikus lítiumcellákat használtam, amelyeket kevesebb, mint 1 dollárért kaptam. Azok miért olyan olcsók, csak azért, mert kiégett a biztosíték, és megjelölték, hogy hibás. Levettem a biztosítékokat, és újszerűek. Lehet, hogy kissé nem biztonságos, de kevesebb, mint egy dollárért nem igazán panaszkodhatok. Végül is egy akkumulátor -kezelő rendszert fogok használni a védelemhez. Ha használt vagy ismeretlen cellákat fog használni, itt van egy jó utasításom a használt lítiumcellák teszteléséhez és rendezéséhez: (Hamarosan).

Sok embert láttam ólom-sav akkumulátorral ilyen típusú készülékekhez. Természetesen könnyű velük dolgozni és olcsóak, de az ólom-sav akkumulátor használata a hordozható alkalmazásokhoz nagy nem. Az ólom-sav egyenértékű súlya körülbelül 15 kilogramm! Ez 500% -kal nehezebb, mint az általam készített akkumulátor (3 kilogramm). Emlékeztessem önöket arra, hogy nagyobb volumenű lesz?

100 -at vettem belőlük és egyenként teszteltem. Nálam van a teszteredmény táblázat. Szűrtem, szortíroztam és végül a legjobb 60 cellát kapom. Egyenlően osztom őket a kapacitással, így minden csoport hasonló kapacitással rendelkezik. Így az akkumulátor kiegyensúlyozott lesz.

Láttam, hogy sokan építették fel az akkumulátort minden további elem nélkül, minden egyes cellán, ami szerintem kötelező, ha ismeretlen cellákból akarsz akkumulátort készíteni.

A teszt azt mutatta, hogy az egyes cellák átlagos kisülési kapacitása 2636 mAh 1,5 A kisülési áram mellett. Alacsonyabb áramerősség esetén a kapacitás nagyobb lesz a kisebb energiaveszteség miatt. 2700mAh+ -ot sikerült elérnem 0,8A kisülési áramnál. 20% -kal több kapacitást kapok, ha a cellát 4,35 V/cellára töltöm (a cella 4,35 V töltési feszültséget enged), de a BMS ezt nem teszi lehetővé. Ezenkívül a cella 4,2 V -ra történő feltöltése meghosszabbítja annak élettartamát.

Vissza az utasításhoz. Először vékony kétoldalas ragasztószalaggal 10 cellát kötöttem össze. Ezután kapton szalaggal megerősítettem. Ne feledje, hogy különösen óvatosnak kell lennie a lítium akkumulátorok kezelésekor. Ezeknek a prizmás lítiumcelláknak rendkívül közel van a pozitív és a negatív része, így könnyen rövidre zárható.

6. lépés: Az akkumulátor 2. része (Csatlakozás a csoportokhoz)

Miután befejeztem a csoportok készítését, a következő lépés az egyesítés. Összekapcsolásukhoz vékony kétoldalas szalagot használtam, és ismét kaptonszalaggal erősítettem meg. Nagyon fontos, győződjön meg arról, hogy a csoportok elszigeteltek egymástól! Ellenkező esetben nagyon csúnya rövidzárlatot kap, ha sorban összeforrasztja őket. A prizmás cella teste az akkumulátor katódjára vonatkozik, és fordítva az 18650 cellához. Kérjük, ezt vegye figyelembe.

7. lépés: Az akkumulátor 3. része (forrasztás és befejezés)

Ez a legnehezebb és legveszélyesebb rész, a sejtek összeforrasztása. A forrasztáshoz legalább 100 W -os forrasztópáka szükséges. Az enyém 60W volt, és teljes PITA volt a forrasztáshoz. Ne felejtsd el a fluxust, pokolian sok fluxust. Valóban segít.

** Legyen nagyon óvatos ebben a lépésben! A nagy kapacitású lítium akkumulátor nem olyan, amellyel ügyetlenkedni szeretne. **

Először levágtam a 2,5 mm -es tömör rézhuzalomat a kívánt hosszúságra, majd lehúztam a szigetelést. Ezután a rézhuzalt forrasztottam a cella füléhez. Tegye ezt elég lassan, hogy a forrasztás folyjon, de elég gyorsan, hogy megakadályozza a hő felhalmozódását. Ez valóban ügyességet igényel. Javaslom, hogy gyakoroljon valami mást, mielőtt kipróbálná az igazit. Hagyja az akkumulátort néhány perc forrasztás után, hogy lehűljön, mert a hő nem tesz jót semmilyen akkumulátornak, különösen a lítium akkumulátornak.

A befejezéshez ragasztottam a BMS-t 3 rétegű kétoldalas habszalaggal, és mindent a vázlat szerint huzalozok. Kábelpatakat forrasztottam az akkumulátor kimenetére, és azonnal beszereltem ezeket az ásókat a fő tápcsatlakozóba, nehogy az ásók összeérjenek és rövidzárlatot okozzanak.

Ne felejtse el forrasztani egy vezetéket a mérlegcsatlakozó negatív oldaláról, és egy vezetéket a BMS negatív oldaláról. Meg kell nyitnunk ezt az áramkört, hogy kikapcsoljuk a Cellmeter 8 -at (akkumulátor jelző), hogy ne kapcsoljon be örökre. A másik vége később a kapcsoló egyik pólusához megy.

8. lépés: Az akkumulátor 4. része (telepítés)

A telepítéshez kétoldalas szalagot használtam. Javaslom, hogy használjon kiváló minőségű, nagy teherbírású kétoldalas szalagot ebben az esetben, mert az akkumulátor elég nehéz. 3M VHB kétoldalas szalagot használtam. Eddig a szalag nagyon jól tartja az akkumulátort. Semmi gond.

Az akkumulátor nagyon jól illik oda, egy ok, amiért ezt a prizmás lítiumcellát választottam a hengeres lítiumcellához. Az akkumulátor körüli légrés nagyon fontos a hőelvezetés szempontjából.

Ami a hőelvezetést illeti, nem aggódom túl sokat emiatt. Töltéshez az IMAX B6 Mini készülékemet használom, amely csak 60 W -ot képes leadni. Ez semmi az 585 Wh akkumulátorhoz képest. A töltés több mint 10 órát vett igénybe, olyan lassan, hogy nem keletkezik hő. A lassú töltés bármilyen akkumulátor számára is jó. A kisütéshez az akkumulátorból kihúzható maximális áram jóval az 1C kisütési sebesség (26A) alatt van, csak 15A folyamatos, 25A pillanatnyi áram mellett. Az akkumulátorom belső ellenállása körülbelül 33mOhm. A disszipált teljesítményegyenlet I^2*R. 15*15*0,033 = 7,4 W teljesítmény veszteség hőként 15A kisülési áramnál. Egy ilyen nagy dologhoz ez nem nagy dolog. A valós világ tesztje azt mutatja, hogy nagy terhelés esetén az akkumulátor hőmérséklete 45-48 Celsius fok körülire emelkedik. Nem igazán kényelmes hőmérséklet a lítium akkumulátor számára, de mégis a működési hőmérséklet tartományon belül (maximum 60º)

9. lépés: Az inverter 1. része (szétszerelés és hűtőborda felszerelése)

Az inverter esetében eltávolítottam a tokból, hogy elférjen az alumínium aktatáskában, és beszereltem egy pár hűtőbordát, amelyet egy meghibásodott számítógép tápegységéből kaptam. A hűtőventilátort, a hálózati aljzatot és a kapcsolót is elvittem későbbi használatra.

Az inverter 19 V -ig működik, mielőtt az alulfeszültség -védelem beindul. Ez elég jó.

Egy szokatlan dolog az, hogy a címkén egyértelműen 500W van, míg a NYÁK -on lévő selyemszitán 300W. Ezenkívül ez az inverter valódi fordított polaritás -védelemmel rendelkezik, ellentétben a legtöbb olyan inverterrel, amelyek buta dióda + biztosíték -ellenállást használnak a fordított polaritás elleni védelemhez. Szép, de ebben az esetben nem túl hasznos.

10. lépés: Az inverter (telepítés és szerelés)

Először meghosszabbítottam a bemeneti teljesítményt, a LED -es kijelzőket, a kapcsolót és a hálózati aljzat vezetékét, hogy azok elég hosszúak legyenek. Ezután kétoldalas szalaggal telepítettem az invertert a tokba. A tápbemeneti vezetékek másik végére forrasztottam a kábelt, és azokat a fő terminálhoz csatlakoztattam. A műszerfalra szereltem a LED -es kijelzőket, a ventilátort és a hálózati aljzatot.

Azt tapasztaltam, hogy a frekvenciaváltó nulla nyugalmi árammal rendelkezik (<1mA), amikor áramforráshoz van csatlakoztatva, de kikapcsolva, ezért úgy döntöttem, hogy közvetlenül az inverter tápkábelét kapcsolom, minden kapcsoló nélkül. Így nincs szükségem nagyméretű nagyáramú kapcsolóra és kevésbé pazarolt áramra a vezetéken és a kapcsolón.

11. lépés: Az USB -modul (telepítés és huzalozás)

Először mindkét modulon kiterjesztettem a LED -kijelzőket. Ezután egymásra helyeztem a modulokat az M3 20 mm -es sárgaréz távtartókkal. A tápkábeleket a sematika szerint forrasztottam, és az egész szerelvényt a műszerfalra tettem, és cipzárral kötöttem össze. A 2 vezetéket az akkumulátorból, amelyet korábban említettem, forrasztottam a kapcsoló másik pólusára.

12. lépés: A DPH3205 modul 1. része (Telepítés és bemeneti vezetékek)

Átlósan 2 db 3 mm -es lyukat fúrtam az alsó lemezen, majd beszereltem a DPH3205 modult 8 mm -es M3 csavarokkal, amelyek átmennek a lyukakon. A bemenetet vastag 16 AWG vezetékekkel kötöttem be. A negatív egyenesen a modulhoz kerül. A pozitív először egy kapcsolóra megy, majd a modulra. A másik végén forrasztottam a kábelt, ami a fő terminálhoz lesz csatlakoztatva.

13. lépés: A DPH3205 modul 2. része (kijelző szerelés és kimeneti kábelezés)

Felszereltem a kijelzőt az előlapra, és bekötöttem a vezetékeket. Ezután az XT60 csatlakozókat a műszerfalra szereltem kétrészes epoxi segítségével, és ezeket a csatlakozókat párhuzamosan kötöttem. Ezután a vezeték a modul kimenetére kerül.

14. lépés: A kiegészítő I/O (szerelés és bekötés)

2 XT60 csatlakozót szereltem fel 2 részből álló epoxival, és párhuzamosan forrasztottam a csatlakozókat vastag 16 AWG vezetékekkel. A másik végén forrasztottam a kábelt, ami a fő terminálhoz megy. Az USB -modul vezetéke is ide megy.

15. lépés: QC (gyors ellenőrzés)

Győződjön meg arról, hogy nincs benne zörgés. A nem kívánt vezetőképes elemek rövidzárlatot okozhatnak.

16. lépés: Befejezés és tesztelés

Bezártam a fedelet, csavartam a csavarokat és kész! Minden funkciót kipróbáltam, és minden a várt módon működik. Határozottan nagyon hasznos számomra. Nekem valamivel több mint 150 dollárba került (csak anyag, a hibákat nem számítva), ami nagyon olcsó ilyesmihez. Az összeszerelési folyamat körülbelül 10 órát vett igénybe, de a tervezés és a kutatás körülbelül 3 hónapot vett igénybe.

Annak ellenére, hogy elég sok kutatást végeztem a tápegység építése előtt, a tápegységnek még mindig vannak hibái. Nem igazán vagyok elégedett az eredménnyel. A jövőben a Listrik V2.0 -t fogom építeni sok fejlesztéssel. Nem akarom elrontani az egész tervet, de íme néhány:

1. Váltás nagy kapacitású 18650 cellára
2. Kicsit nagyobb kapacitás
3. Sokkal nagyobb kimeneti teljesítmény
4. Sokkal jobb biztonsági funkciók
5. Belső MPPT töltő
6. Jobb anyagválasztás
7. Arduino automatizálás
8. Dedikált paraméterjelző (akkumulátor kapacitás, áramfelvétel, hőmérséklet és így tovább)
9. Alkalmazásvezérelt egyenáramú kimenet és még sok más, amit most nem árulok el;-)

17. lépés: Frissítések

1. frissítés: Hozzáadtam egy manuális felülbíráló kapcsolót a hűtőventilátorhoz, hogy manuálisan bekapcsolhassam, ha teljes terheléssel akarom használni a tápegységet, hogy a benne lévő alkatrészek hűvösek maradjanak.

2. frissítés: A BMS kigyulladt, ezért az egész akkumulátorrendszert átalakítom egy jobbal. Az új 7S8P konfigurációval büszkélkedhet a 6S10P helyett. Kicsit kisebb kapacitás, de jobb hőelvezetés. Minden csoport el van osztva a biztonság és a hűtés érdekében. 4,1 V/cella töltési feszültség 4,2 V/cella helyett a jobb élettartam érdekében.