Научете как да направите преносим батериен монитор, който може да захранва и Raspberry Pi: 8 стъпки (със снимки)

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

Искали ли сте някога да кодирате python или да имате изходен дисплей за вашия Raspberry Pi робот, в движение, или имате нужда от преносим вторичен дисплей за вашия лаптоп или камера?

В този проект ние ще конструираме преносим батериен монитор и захранване, което също може да захранва малиново пи или да зарежда телефона ви. Ще използваме литиево-йонна клетъчна батерия и ще използваме както доларови, така и усилващи DC към DC преобразуватели, за да изградим нашия проект.

Бъдете предпазливи и запомнете, че напомнянията за безопасност са удебелени

Консумативи

Ще имаш нужда:

-A Raspberry pi (всяка дъска ще работи, просто отбележете изискването за volage и текущото теглене за по -късна справка) и необходимите адаптери и захранващи кабели:

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

-ЖК монитор с напрежение 12 VOLT (използвах 7-инчов екран);

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

-А DC към DC конвертор с USB изход:

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

-А DC към DC усилващ конвертор:

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

-Едножилен малък и среден електронен проводник, от който може да се обработват най-много 10 ампера

-скачащи кабели

-USB захранващ кабел

-HDMI кабел

-Подходящ цилиндров щифт за дисплей:

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

-(По избор) 3D принтер за отпечатване на монтажни части и кутия за батерии, ако е необходимо

-Поставка за батерия:

www.amazon.com/Plastic-Battery-Batteries-C…

-Подходящ превключвател

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

-18650 батерийни клетки в равномерни количества (Изключително внимателни при закупуване на литиево-йонни клетки от продавачи, от които не сте запознати с покупката)

Стъпка 1: Разбиране на основите

Ето един кратък преглед на теорията и принципите зад проекта, тъй като е важно да се разберат основните електронни принципи зад този проект.

Първо нека оценим основните компоненти, които избрахме. Избрахме 12-волтов монитор за този проект и малиново пи работи при напрежение от 5 волта и изисква до 3 ампера за поддържане на захранването в зависимост от това коя малинова пи платка се използва.

След това нека обсъдим нашия източник на енергия. Литиево-йонните клетки (средно с капацитет 3,5 V) се използват за захранване на този проект в 2S конфигурация (Клетките са подредени в групи клетки, от които съдържат две клетки, свързани последователно, като всяка клетъчна група е свързана успоредно един на друг). Като такава батерията може да изведе средно напрежение от 7 волта, а текущият й изход и капацитет се определят от броя на използваните групи клетки.

Сега, нека да разгледаме нашата система за регулиране на мощността. Поради това, че изходът на батерията първоначално не е задоволителен, за да захрани ефективно проекта сам по себе си, са необходими преобразуватели на напрежение в постоянен ток в постоянен ток, за да преобразуват изходното напрежение на нашата батерия в това на необходимото напрежение на всяко устройство (което води до промяна на батериите максимален изходен ток на натоварване също), чрез повишаване или понижаване на напрежението (следователно понижаване и повишаване на тока съответно). Тъй като малиновото пи изисква по -голям ток на натоварване от дисплея, напрежението ще трябва да се намали, за да се отговори на необходимото напрежение и тока на натоварване на малиновото пи

Следователно водещата към нашата 2S конфигурация на батерията е идеална за задачата (поради това, че изходът е около 7V), тъй като е достатъчно близо до номиналното напрежение на малиновото пи, за да осигури и достатъчно ток на натоварване и достатъчно близо до номиналното напрежение на екрана, така че когато напрежението се увеличи, ще има достатъчно ток, за да продължи да работи екрана.

Преобразувателите на DC към DC напрежение, използвани в проекта, са: 1) усилващ преобразувател, това ще увеличи нашия 7-волтов вход, до постоянен 12-волтов изход за използване от нашия монитор и 2) доларов конвертор, това ще намалее нашият 7-волтов вход към постоянен 5-волтов изход с достатъчно захранване с ток за най-интензивната работа.

Този проект също може да бъде направен по различни начини, като например да направите проекта така, че само дисплеят да се захранва от батерии, като в този случай всичко, което трябва да направите, е да следвате ръководството и да пренебрегнете стъпките за настройка на малината пи.

Също така, този проект може да се използва за захранване на телефон или друго USB захранващо устройство вместо малинова pi платка, ако пренебрегнете всички части на всяка стъпка, отнасящи се до монитора, или каквито и да е вариации на такъв, следователно познаването на основите, преподавани тук, е важни за всякакви по -нататъшни подобрения или модификации.

Стъпка 2: Стартиране на изграждането и отпечатването на частите

Сега, когато разбирате основните електронни операции на този проект, можем да започнем изграждането.

Този проект е предимно електронен, но ако искате всичко в чист пакет или нямате определени части. Можете първо да ги отпечатате 3D, за да можете да се съсредоточите върху електрониката по -късно надолу.

Ако сте използвали препоръчания монитор, можете да използвате този файл за вашата сбруя (включена в стъпка).

Ако имате нужда от държач за батерия, можете да проверите: https://www.thingiverse.com/thing:1823552. Можете да следвате инструкциите на създателя, или можете да пробиете свои собствени дупки и да използвате m2 към m4 винтове, болтове и шайби за затягане на вашите клетки и окабеляване. Не забравяйте да проверите отново връзките си и да изолирате всички отворени връзки и проводници, преди да продължите напред.

Стъпка 3: Окабеляване на батерията

Преди да започнете, уверете се, че имате всички необходими компоненти и не забравяйте да проверите дали вашите 18650 клетки са с подобно напрежение и капацитет

Първо, групирайте вашите 18650 литиево-йонни батерии по двойки и свържете всяка двойка последователно, образувайки клетъчна група.

След това вземете всяка група клетки и свържете всяка от тях успоредно една на друга и не забравяйте да свържете превключвател към един от паралелните кръстовища (за предпочитане първия или последния или на изхода на батерията).

Това се вижда на електрическата схема по -горе.

Не забравяйте отново да проверите отново връзките си и да изолирате всички отворени връзки и проводници, преди да продължите напред

Стъпка 4: Свързване на вашите регулатори на напрежение

След това ще свържем нашите регулатори на DC към DC напрежение към нашата батерия.

Първо се уверете, че превключвателят, поставен върху батерията, както е показано по -горе, е изключен преди свързването, за да предотвратите повреда на компонентите по време на калибрирането.

След това свържете положителните изводи на батерията към положителните, както доларовите, така и усилвателните преобразуватели паралелно.

След това свържете отрицателния извод на батерията към преобразувателите на парите и усилвателите паралелно.

Това е показано по -горе.

След това включете превключвателя и използвайте отвертка, за да регулирате изходите на усилващия и понижаващия преобразувател, като завъртите потенциометрите на платките

Усилвателният преобразувател ще захранва 12 VOLT дисплея и изходът трябва да бъде калибриран, за да има 12-волтов изход

Конверторът Buck ще захранва Raspberry Pi. Както бе споменато по -рано, всяка дъска има различно текущо изискване. Настройте преобразувателя на долар на 5 волта и го настройте на USB режим (може да стане чрез приложената документация в опаковката за компонента) и задайте Текущите разпоредби на 1 ампер и калибрирайте въз основа на платката, след като бъде свързан по -късно.

Стъпка 5: Свържете екрана и Raspberry Pi

След калибриране на регулаторите на напрежението можем да свържем нашите устройства

Първо, можем да свържете нашия щифт към изхода на усилвателния преобразувател при правилна поляризация и след това можете да го свържете към екрана.

След това свържете USB към Raspberry Pi и след това свържете HDMI към вашия Raspberry Pi към екрана.

Сега използвайте отвертка и регулирайте текущата капачка на конвертора на долар до стойност, при която малиновата пи платка се включва и зарежда (може да варира от 1 до 4 ампера в зависимост от използваната платка).

Тук може да се използва мобилен телефон, ако трябва да се зарежда мобилен телефон, вместо да се захранва малиново пи, просто се уверете, че амперажът, при който ограничавате потенциометъра, е настроен на този на спецификациите на вашето устройство.

Стъпка 6: Приключване

Сега електрониката е свършена и сега можете да свържете всичките си кабели и е време да свържете кабелния сноп

Можете да монтирате усилвателния преобразувател и батерията според вашите нужди или с горещо лепило, или с болтове, а ако използвате включения в печат сбруя, ще:

1) Закрепете всички компоненти или чрез двустранна лента, пробивайки дупки в 3d отпечатания модел, за да отговарят на вашите компоненти и закрепете с винтове или с усукани връзки, към 3d модела

2) Извадете стойката за дисплея от долната част на монитора, за да изложите слота, в който ще бъде поставен моделът

3) Плъзнете езичето на отпечатания монтаж в гнездото на гърба на монитора отдолу, докато монтажът е сигурен.

4) Завийте обратно в стойката, за да заключите стойката на място и да закрепите компонентите.

Стъпка 7: Заключение

Сега имате Raspberry Pi и дисплей, захранван от батерии, за да продължите напред, можете да добавите безжична клавиатура и след това камера. Чрез този проект вие задълбочихте разбирането си за електрониката и за това как основните елементи, които използвате в ежедневието си, като батерии и смартфони, работят и се захранват.

Стъпка 8: Бъдещи стъпки

Този проект може да бъде подобрен в бъдеще чрез добавяне на 3D печатна обвивка, в която всички съществуващи компоненти могат да се съхраняват и защитават от външната среда.

Също така, може да се добави интегрирана схема за зареждане на батерията, за да се зареди устройството, без да се изваждат батериите, и могат да се добавят още клетки, за да се подобри живота на батерията.

Можете да адаптирате този проект в батерия или просто в захранван от батерии дисплей и в бъдеще можете също да увеличите капацитета на батерията и максималния токов изход, като свържете повече 2S 18650 групи клетки в подобна конфигурация паралелно с текущите клетки.

Този проект може да бъде допълнително разширен в матрица от дисплеи и малинови пи чрез разширяване на клетъчните групи на батерията и повтаряне на всяка стъпка в рамките на този проект. Следователно този проект може да се използва като гръбнак, на който можете да разширите вашата матрица от дисплеи и Raspberry pi, захранвана от батерии