Работна свръхразмерна 9 -волтова батерия, направена от стари оловно -киселинни клетки: 11 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Случвало ли ви се е, че сте хапвали някои закуски и изведнъж сте осъзнали, че сте ги консумирали, много повече, отколкото ви позволява дневната диета, или сте пазарували за хранителни стоки и поради грешка в изчисленията сте презаредили някой продукт. И двете неща ми се случиха няколко пъти, но само този път беше нещо различно, което презаредих. Това бяха батерии и не тези стандартни батерии тип АА, а тези обемисти оловно -киселинни батерии. Нека ви кажа как.

Преди, когато все още учех за микроконтролер и други неща, правех много проекти, базирани на IC и схеми. Тъй като всички тези проекти могат лесно да се захранват от единични оловно -кисели батерии или с различни варианти на тези батерии, използвах ги на едро. С течение на времето започнах да заменя вериги с микроконтролери и оловно-киселинни батерии с по-добри литиево-йонни батерии поради тяхната надеждност и ефективност.

Няколко дни назад, погледнах контейнера си за батерии и открих огромно парче батерии, които просто лежаха и се губят извънредно. Тогава не знаех какво да правя с тях, затова ги оставих такива, каквито са. Наскоро моята 12v оловно -киселинна батерия, която използвах много лесно при проверка и прототипиране на схемите, умря поради някаква несигурна причина. Вместо да харча пари и да купувам нова батерия, мислех да използвам тези стари 4v батерии и да направя преносимо променливо захранване с тях.

Първоначално планирах, просто да поставя батериите в група и да свържа модул за регулатор на напрежението към него, но след това си помислих, че мога да направя този проект много по -добър и добре изглеждащ. Планирам да поставя тези батерии в група и да ги покривам в метален корпус, така че да приличат на 9v батерия. Следователно притежаващ характеристиките на преносимо променливо захранване, затворено в пакет от свръхразмерна 9V батерия. Не би ли било хубаво и да върне всички тези спомени, когато батериите 9V бяха най -известните на пазара.

Консумативи

• Стари батерии (използвам 4V оловно-кисели батерии. Ако нямате оловно-киселинни батерии, можете да спасите литиево-йонни батерии от стари лаптопи и електронни устройства)
• Конвертор на долари (LM2596)
• Волтметър
• 10K потенциометър (изберете потенциометър със среден размер и не забравяйте копчето)
• Превключвател ON/OFF
• DC захранващ жак
• Алуминиев лист
• MDF плоскост
• някои цветове (спрей боята ще работи добре)

Стъпка 1: Зареждане на старите батерии

Батериите ми бяха държани в шкафа от много дълго време и поради това бяха загубили известно количество заряд. Обикновено оловно -киселинните батерии губят 4% до 5% от общия си заряд за една година, но този процент може да се различава в зависимост от живота на батерията. Така че преди да продължа, трябваше да се уверя, че всичките ми батерии са заредени до подобно ниво на напрежение, тоест около 4V. За зареждането не използвах балансирано зарядно устройство или специализиран заряд. По -долу споменах два метода за зареждане. И двете са еднакво ефективни и лесни за използване.

МЕТОД 1:

Аз лично използвах метод за зареждане на батериите си. Просто свързах батерията към променливо захранване и повиших напрежението й до около 4.2V. Тъй като много от батериите ми бяха на сходни нива на напрежение, ги обединих в група (свързах ги паралелно) и ги заредих от едно захранване. Не трябва да практикувате този метод, ако разстоянието в напрежението между батериите е голямо, тъй като това може да причини небалансирано зареждане или внезапно увеличаване на тока и може да възпрепятства или повреди вътрешната им химия.

МЕТОД 2:

Ако нямате променливо захранване, можете просто да заредите батериите, като ги свържете към зарядно за мобилен телефон. Днес почти всички зарядни устройства за смартфони извеждат постоянен ток от 5V (бързото зареждане се пренебрегва). Ако свържем последователно силиконов диод със зарядното устройство, получаваме 4,3 волта на изхода. Това е така, защото силициевият диод има бариерен потенциал от 0,7 V и използването му последователно ще доведе до спад на напрежението. Тъй като зареждането на оловно -киселинни батерии с 4.3V върви ръка за ръка, можете много лесно да ги зареждате с този метод. Просто се уверете, че диодът е отклонен напред, иначе през него няма да тече ток. За да препратите отклонението на диода, свържете неговия катод към положителното на зарядното устройство и анода към положителното на батерията. Свържете отрицателното на зарядното устройство към отрицателното на батерията.

Стъпка 2: Създаване на батерия

Когато всички батерии бяха заредени, започнах да ги групирам. Докато интегрирах батериите, трябваше да имам предвид три аспекта, а именно:

1. Размери на батерията. Когато всичко ще бъде направено, целият пакет трябва да прилича на 9V батерия (обемното съотношение на 9V батерия и нашата батерия трябва да са подобни). Тъй като по -голямата част от пространството се заема от батериите, те трябва да бъдат правилно позиционирани.
2. Клемите на батериите трябва да бъдат подравнени правилно, така че свързването на проводника към тях да не е проблем и да няма напрежение в проводниците, след като свършите окабеляването.
3. Тя трябва да има място или празнота за електрониката, така че структурата да осигурява поддръжка и защита освен настаняване.

Използвах девет от тези 4V батерии и реших да ги разделя на група от две. Първата група ще има шест батерии, а втората ще има три. По -малката група от три батерии ще лежи върху по -голямата група. По -голямата опаковка ще бъде под формата на правоъгълник и ще действа като основа на системата, а по -малката опаковка ще бъде във форма „L“и ще лежи над нея. Празнотата или празнината на четвъртата батерия ще побере електрониката и ще ги защити.

За да залепя батериите заедно, използвах дебела двустранна лента. Той има силно захващане и също така осигурява амортизация срещу сблъсъци. В момента ще направя само двата комплекта батерии. Ще ги свържа, след като електронната част е завършена, тъй като е по -лесно да работите, когато са разделени.

Стъпка 3: Свържете заедно клемите на батерията

Изводите на оловно -киселинната батерия също са направени от олово. Когато те са изложени на въздух за дълго време, оловният метал се окислява и образува защитно покритие около себе си. Това покритие предотвратява по -нататъшното окисляване, както и не позволява на спойката да се залепи върху оловото. Така че преди да свържем каквито и да е проводници към клемите, трябва да се отървем от това покритие. Един добър начин да направите това е чрез шлайфане. Можете да използвате фина шкурка или пила. Не шлайфайте цялата повърхност, а направете достатъчно, за да можете да свържете проводници към тях. С два три щриха на пила върху терминалите успях да ги запоя лесно.

Както знаете, имам общо 9 батерии. Преглеждайки различни комбинации, открих, че поставянето на три батерии паралелно и формирането на група, след това свързването на тези три групи в серия работи най -добре за мен. Тази комбинация извежда 12V при 4.5Ah, което е достатъчно за ежедневната ми работа.

Така че, както бе споменато по -горе, аз направих същото. Свързването на 3 батерии паралелно ми даде три батерии с изход 4V 4.5Ah и след това, като свържа последователно тези три батерии, получих нетна мощност от 12V при 4.5Ah.

Стъпка 4: Добавяне на регулатор на напрежение и превключвател на захранването

Засега нашата батерия може да се използва такава, каквато е и ще извежда постоянен ток от 12V, но искам тя да бъде по -гъвкава и да се погрижи и за различни нива на напрежение. За да постигна това, добавих конвертор с променлив долар към батерията. По този начин вече мога да получа напрежения като 5V и 3.3V, които са много често срещани в цифровата електроника и микроконтролерите. Ако работите с напрежение по -високо от 12V, можете да свържете усилващ преобразувател вместо конвертор на долар и да получите желаните резултати. Процесът е почти същият, просто се уверете, че вашият волтметър е класиран за този крал на високите напрежения.

Използвам конвертор на долар LM2596, защото те са доста евтини и могат също да имат стабилно напрежение с добра ефективност. Според информационния лист на интегралната схема, тя може да извежда 5Amps ток и може да стигне до 1V, когато се захранва от 12V захранване. Към този доларов конвертор добавих и превключвател за общо включване/изключване, тъй като няма вграден превключвател или режим за пестене на енергия. Ако забележите, потенциометърът (обикновено син цвят) на доларовия преобразувател е много малък и трябва да се регулира с помощта на отвертка. За да преодолея това ограничение, разпаявах стоковия потенциометър и запоявах нов 10K среден потенциометър. Сега можем лесно да променим нивата на напрежение. По -долу са описани стъпките за окабеляване:

• Свържете отрицателния вход на доларовия преобразувател директно към батерията
• Свържете положителния вход на доларовия преобразувател към щифт 1 на превключвател
• Свържете щифт 2 на превключвателя към +12V на батерията
• Запояйте чифт проводници към изходния терминал на доларовия преобразувател и оставете другия край такъв, какъвто е. Ще ги свържем по -късно

СЪВЕТ: За да разпаявате потенциометъра, можете да използвате разглобяващ фитил, но ако няма такъв, можете да го премахнете чрез прекомерен метод на запояване. Разтопете малко запояваща жица на клемите, докато спойката образува разтопени следи. След като разтопената лента за спойка е достатъчно гореща, внимателно издърпайте потенциометъра от дъното. Трябва да излезе веднага. Докоснете малко модула и всички излишни спойки ще отпаднат.

Стъпка 5: Инсталиране на волтметър

Нашето променливо захранване е инсталирано и работи перфектно. Сега, за да видим колко напрежение извежда, ще ни е необходим волтметър. За това можем да използваме нашия доверен приятелски мултицет, но за такава задача мултицетът би бил прекалено много. Също така, повечето от нас имат само един мултицет и ако той е включен в нашето захранване, не можем да го използваме за други цели. Така че инсталирането на волтметър, който винаги може да ни даде отчитане на изхода на живо, изглежда добър избор.

Аз лично харесвам този малък цифров волтметър, който използвам в момента. Той работи на 12V и може да работи в нива на напрежение, вариращи от 0V до 99V. Той има много компактна форма и дава сравнително точни показания. За да свържете вашия волтметър, изпълнете следните стъпки:

• Свържете положителната мощност на волтметъра към входа на доларовия преобразувател
• Свържете отрицателната мощност на волтметъра към отрицателния вход на доларовия преобразувател
• Свържете сигнала на волтметъра към положителния изход на доларовия преобразувател
• (По избор) Аз вашият волтметър има отрицателен сигнал щифт или проводник, свържете го отрицателен изход на долар конвертор

Стъпка 6: Как да зареждате батерията?

След като проектът бъде направен и го използваме известно време, ще ни е необходим източник за зареждане на изтощените батерии. Изваждането на цялото сглобяване и презареждането на всяка клетка поотделно е наистина забързано. Нуждаем се от зарядно устройство, което може да презареди батериите, като същевременно запази целия модул непокътнат. Тъй като нашите оловно -киселинни батерии са гъвкави по отношение на презареждането, ще използвам 12V специализирано зарядно устройство за зареждане.

Използвах това зарядно устройство за зареждане на старата ми 12V оловно -киселинна батерия. Той извежда около 14,4 V и може много лесно да зарежда нашата батерия. Той автоматично открива нивото на зареждане и прекъсва захранването, когато батерията е напълно заредена. Зареждането на батериите със специализирано зарядно устройство ще ни осигури максимален живот и ефективност на батерията. Но ако нямате специализирано зарядно устройство, можете директно да ги свържете към захранване с постоянно напрежение 14,4V и да ги заредите.

За достъп до клемите на батерията отвън, аз просто свързах DC захранващ жак към батерията.

• Свържете положителния извод на захранващия жак към +12V на батерията
• Заземяване на контакта към отрицателния извод на батерията

Стъпка 7: Опаковане на батериите заедно

Електронната част на този проект вече е завършена. Както ви казах по -рано, ще поставя по -малката група батерии (от 3 батерии) върху по -голямата група от тесто (от 6 батерии). Директното поставяне на батериите една върху друга може да повреди клемите и следователно цялата система. Следователно имаме нужда от някаква възглавница между двете. За целта използвам някакъв лекарствен памук с общо предназначение. Този памук е с мек характер и осигурява отлична амортизация. Можете също така да поставите тънка гъба вместо памук, но нямам нито един от тях да лежи наоколо, така че трябваше да изляза само с памук. Използвайте ножица, за да изрежете памука във формата на батерията и не го използвайте излишно. Допълнителният памук ще тече само отстрани и ще придобие място, като по този начин ще увеличи размера ненужно. За да държа целия този монтаж заедно, използвах малко маскираща лента. Можете да използвате всяка лента с общо предназначение, стига да има добра адхезивна сила и якост на опън. Опитайте се да поставите голямо количество лента там. Също така поставете малко лента върху памук, тъй като може да се опита да тече и да изтече отстрани.

Стъпка 8: Изработка на външния корпус

За външната обвивка първоначално планирах да използвам MDF плоскост или шперплат. След това преминах към акрилни листове, тъй като беше много по -лесно да работя с акрил. По -късно отхвърлих всички тези опции и отидох с тънки алуминиеви листове. Те бяха евтини и приличаха на корпуса на 9V батерия много по -добре от другите.

Купих този лист от местен магазин за хардуер преди малко. Въпреки че не е напълно твърд и не може да осигури голяма здравина на конструкцията, той определено ще работи в нашия случай, тъй като самите батерии имат достатъчно добра структурна якост, за да държат цялата структура заедно.

Започнах, като направих CAD дизайн на корпуса и го нарисувах върху металния лист с помощта на линийка и маркер. Можете да направите това по -лесно, като отпечатате шаблон за шаблон. С помощта на ножица за метал премахнах необходимата част от металния лист. Намерих точките, където листът трябваше да се сгъне, и премахнах малки равностранени триъгълници от крайниците на тези точки. Тези триъгълни кухини ще ни помогнат да огънем метала лесно.

За да огъна ламарината, я плъзнах под голяма MDF плоскост и зяпнах с ръка ръката си на огъване. Можете също да използвате някакво парче дърво или чук, за да приложите натиск. За съединяване на двата края използвах двойно шевово съединение. Ако не знаете какво е шевово съединение и как да го направите, препоръчвам ви да отидете в youtube и да гледате няколко видеоклипа. Това е доста лесно за правене и много често срещан процес на присъединяване. Трите 10 мм сегмента в крайните части на шаблона се използват за направата на тази фуга. След като фугата беше направена, я закрепих с някакво суперлепило. Спояването може да се направи и за закрепване на фугата, но нямах алуминиева спойка, така че трябваше да го направя със суперлепило.

Стъпка 9: Осъществяване на терминалите и основата на корпуса

Отстрани алуминиевият лист работи добре, но за основата те не могат да издържат теглото на батериите. Имах нужда от нещо здраво и твърдо за основата, затова използвах MDF плоча с дебелина 4 мм. Беше достатъчно трудно да поддържа всички батерии и дори не се огъваше. Извадих две части от MDF плочата, една за горната и една за долната част. Размерите на парчетата са същите като на външния корпус, който е 102 мм х 50 мм.

На горната MDF платка пробих отвори за изходните проводници на доларов преобразувател, потенциометър и превключвател. Използвах комбинация от бормашина и Dremel, за да направя перфектни дупки. За волтметър и DC захранване направих дупки в алуминиевия корпус. За превключвателя го поставих в положителния терминал, тъй като той идеално се вписва там.

За направата на клемите на голямата батерия използвах същия алуминиев лист, който използвах за външния корпус. Алуминият, който е проводящ метал, може да предава електричество, следователно можем да използваме нашите витринни терминали като действителни изходни терминали и канална мощност през тях.

• За да направя положителния терминал, просто навих тънка лента в кръг и след това с помощта на суперлепило свързах двата края. Навих и ръбовете на горната страна на клемите, така че да се затъпят и да не режат кожата ни.
• За отрицателния извод направих два концентрични кръга върху алуминиев лист с радиус на външната страна, който е два пъти по -голям от този на вътрешния кръг. След това направих три диаметра, всеки от които беше под ъгъл от 120 градуса един от друг. От точките, където диметърът изрязва вътрешния кръг, проектирах прави линии по външния кръг. Това ми даде структура като звезда. Извадих тази звездна структура от основния лист и огънах ръцете й перпендикулярно на основата. Ето как направих отрицателния терминал.

Стъпка 10: Боядисване

Досега батерията започна да се оформя, но изглеждаше малко скучна и недовършена. Реших да му дам няколко слоя цвят, за да разкрия картината и приликата. Наоколо лежеше стара 9V батерия, която използвах за справка. С помощта на маркер нарисувах необходимите прегради върху кутията и нарисувах тялото със спрей бои. Тъй като миниатюрната батерия, която имам, е най -често използваната в моята страна, аз използвах точно същата комбинация от цветове от червено, бяло и синьо за моя дизайн. За горната и долната част от MDF използвах само черна боя. След като цветът изсъхне, нарисувах някои детайли и текст, за да изглежда по -реалистично.

Стъпка 11: Обобщение на проекта

Сега всичко е направено, просто трябва да го съберем. Започнах с поставянето на външния капак върху електрониката. След това горещо залепи волтметъра и жака за постоянен ток към алуминиевия корпус. Първо изключих превключвателя от електрониката, залепих го горещо върху MDF платката и го свързах отново към конвертора.

Спомняте си тези изходни проводници, които оставихме несвързани, вземете ги и се свържете с терминалите, които направихме няколко минути назад. Поставете малко горещо лепило върху клемите и ги залепете върху плочата от MDF. Сложете всичко заедно и затворете металните капаци на външния корпус.

Хей, проектът вече е завършен. Благодаря, че останахте толкова дълго и отделихте време за този проект. Надявам се да ви е харесало. Моля, харесайте и се абонирайте за моя канал в YouTube и също се абонирайте за мен на инструкции, за да не пропускате нито един проект, направен от мен.