Захранващ стакер: Подреждаща се USB акумулаторна батерийна система: 5 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Моля, кликнете по -долу, за да посетите страницата на нашия проект Hackaday

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

Power Stacker е преносима, модулна, USB акумулаторна литиево-йонна батерия. Подредете ги заедно за енергоемки проекти или ги отделете за по -малки проекти с тази модулна система. Файловете Gerber, BOM и. STL са достъпни по -долу.

Power Stacker прави това, което другите USB акумулаторни батерии не успяха да направят, а това е възможността да се комбинират заедно за увеличен капацитет на батерията или да се разделят на много малки батерии за по -малки проекти. Можете буквално да използвате едни и същи батерии Power Stacker в продължение на много години в много приложения!

Друга уникална характеристика на Power Stacker е, че всяка батерия получава свой собствен контролер за зареждане, което гарантира истинско балансиране на клетките и гарантира, че всяка батерия се зарежда до правилното напрежение в реално време, дори по време на зареждане и/или разреждане.

След стартирането на успешен проект на Kickstarter, наречен Solderdoodle Pro, осъзнах, че същата технология на батерията, използвана за топене на спойка, може да се използва за решаване на проблема с опитите да се намери правилната батерия и да се налага постоянно да се купуват нови батерии за всеки нов проект. В комбинация с познанията ми за 3D печат създадох калъф за батерията, който може да бъде отпечатан, модифициран и споделен!

Power stacker е съвместим и с DC-DC преобразуватели с отворен код, като Power Boost 1000 на Adafruit.

Как работи стека от батерии?

Диоди с ниско напрежение/висок ток на платката на контролера на заряда са инсталирани на входа и изхода на веригата, което предотвратява кръстосано говорене между множество източници на захранване и между изхода на контролерите за зареждане. Това позволява взаимовръзките между входните и изходните щифтове на всяка платка за контрол на заряда да се превърнат в шини, което позволява на напрежението да остане същото и токът да се умножи. Батерията с най -високо напрежение в купчината ще се разрежда най -много, докато другите батерии достигнат близо до същото напрежение и те също ще започнат да се разреждат със същата скорост, което умножава текущия изход на батерията.

Спецификации на захранващия стакер: * Време за пълно зареждане: @5 Вата 3350mAh: 3 часа | @8 вата 13400mAh: 7 часа

* Капацитет: 3350mAh, 6700mAh или 13400mAh / 3.6V

* Тип: Panasonic NCR18650B литиево-йонна

* Вход - Ток: 450 до 2600mA | Напрежение: 5 до 6 волта

* Брой USB портове: 1 (в зависимост от броя на 5V адаптерните модули)

* Изход - стандартни женски и мъжки заглавки в стил Arduino

* Изход - Ток: До 2000mA | Напрежение: 3.6 волта директно или 5 волта с DC-DC преобразуващ модул

* Материал на корпуса: 3D печатни материали

* Живот на батерията при типична употреба: 5 години * Сменяема батерия

* Осигурява до 320% зареждане на iPhone или 160% зареждане на Galaxy S5 с две клетки 6700mAh

* Съвместим с Arduino, iPhone, Android, Windows Phone и други с 5-волтов DC-DC конверторен модул

*ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Бъдете внимателни, когато боравите с литиево-йонна батерия, защото късо съединение на батерията може да причини изгаряния. Винаги носете предпазни очила. Моля, използвайте препоръчаните компоненти на батерията и веригата поради по -високия максимален ток на зареждане на батерията от 2000 mA. 3D отпечатаните части могат да се деформират при високи температури.

Съответствие с FCC: НЕ се изисква, тъй като честотите на веригата са под 1.7MHz

Стъпка 1: Необходими материали, инструменти и файлове

Ето списък на необходимите материали, инструменти и файлове.

МАТЕРИАЛИ:

КОЛКО Описание

1 Литиево-йонна верига на контролера за зареждане (Схеми, Gerber файлове и др. Могат да бъдат изтеглени от предишната страница. Основният IC компонент е контролерът за зареждане Maxim MAX8903G.)

1 NCR18650B 3350mAh незащитена литиево -йонна батерия Panasonic www.ebay.com (Ако са необходими по -ниски разходи, опитайте батерията Panasonic NCR18650A с малко по -малък капацитет 3070mAh. Уверете се, че е незащитена и проверете внимателно номера на батерията. Защитените батерии имат допълнителна дължина с вградена схема, която може да повлияе на производителността. Справка https://industrial.panasonic.com/www-cgi/jvcr13pz.cgi?E+BA+3+ACI4002+NCR-18650B+7+EU Други марки батерии НЕ се препоръчват, защото токът на контролера на зареждане към батерията може да достигне до 2000 mA и химията на Panasonic NCR18650 може да се справи с това. Ако трябва да използвате други марки, уверете се, че отговарят на същите спецификации, химия и могат да издържат до 2 Ампера тока на зареждане. Използването на батерии, които не отговарят на тези спецификации, може да доведе до опасни повреди на батерията.)

2 Hirose 2-пинов конектор DF3-2S-2C

2 Hirose цокъл 24-28 AWG кримпващ щифт DF3-2428SCC

1 1 "Wide Kapton Tape Roll https://www.mcmaster.com/#7648a715/=qu58072 1" Kapton Tape Disc

1 1 "Диаметър на термосвиваемите тръби 2,7" Дълги2 1/16 "Парчета Термосвиващи се тръби 1,0" Дълги 1 Ролка спояваща тел 1 3D печатна кутия (Файлът е достъпен на предишната страница.)

1 женска глава 2X4

1 5-волтов DC-DC преобразувател

1 Protoboard

1 1X2 женска заглавка

1 мъжка лента за заглавка

Различни дължини 26 AWG Стандартни червени и черни многожични 4 Amp макс тел, изброени по -долу: https://www.mcmaster.com/#catalog/119/798/=qu7rf61 6.10 Черен проводник.06 лента единия край.20 лента другия край

1 8.00 Червена тел.06 лента единия край.20 лента другия край

ИНСТРУМЕНТИ: КОЛКО Описание

1 Захранване на батерията на ядрото за захранване

1 Тел за събличане 24-26 гама гама

1 Wire Crimper 20-24 гама гама

1 Лентова мярка

1 поялник

1 топлинен пистолет

1 ножица

Стъпка 2: Монтаж на батерията

Поставете батерията NCR18650B в гнездото за батерии с положителната страна нагоре. Приспособлението ще подравнява червените и черните проводници, докато запоявате. Не докосвайте поялника към приспособлението, защото то може да се стопи. Може да успеете да запоите батерията без приспособлението, но е много по -трудно и все пак ще ви трябва нещо, за да предпазите батерията от падане. Приспособлението може да се използва и за други проекти за батерии.

Поставете.20 "оголения край на дългия червен проводник в изкопа с надпис +ЧЕРВЕН и запоявайте червения проводник към батерията. Опитайте бързо да запоите към батерията, защото твърде много топлина към батерията може да я повреди. Ако има спойка стърчащ, изгладете го с поялника. След запояване наклонете крепежния елемент и избутайте батерията отдолу с пръст. Обърнете батерията с главата надолу и поставете батерията в приспособлението с червения проводник в +ЧЕРВЕНОто корито и отрицателния край на батерията нагоре. Свийте края на червения проводник с щифта Hirose и поставете щифта в порт 1 на 2-пиновия конектор на Hirose. Искате да прикрепите конектора в този момент, защото е опасно да оставите висящ гол край на проводника на батерията открит и потенциално може да причини късо съединение или изгаряния, ако докосне отрицателния край на батерията. Поставете.20 "оголения край на дългия черен проводник в изкопа с надпис -BLK и запоявайте Черен проводник към батерията. Отрицателният край на тази батерия обикновено изисква повече топлина за запояване, защото има повече повърхност в контакт с масата на батерията, но се опитайте да запоите бързо. Ако има спойка, която стърчи, я изгладете с поялника. След запояване, прегънете края на черния проводник с Hirose Pin и поставете щифта в порт 2 на 2-Pin конектора Hirose. Наклонете приспособлението и издърпайте батерията отдолу с пръст. Огънете черния проводник направо надолу над ръба на отрицателния край на батерията и насочете червения проводник да се върти около страната на батерията. Ефектът трябва да бъде, че червеният проводник, слизащ от положителния край на батерията, е на 120º разстояние от мястото, където се срещат черният и червеният проводник. Тази геометрия на проводниците позволява положителните и отрицателните проводници да излизат от една и съща страна и придават плътно прилягане. Увийте парче 1 "широка Kapton лента веднъж около средата на батерията, за да държите кабелите надолу. Поставете 1" Kapton лентова лента във всеки край на батерията и сгънете ръбовете й отстрани на батерията. След това плъзнете 1 "термосвиващата тръба над батерията, като тръбата се изравнява с положителния край на батерията. Цялата хлабина на тръбата трябва да стърчи от отрицателния край. Сега използвайте топлинен пистолет, за да свиете тръбата, за да завършите комплекта на батерията.

Стъпка 3: Монтаж на Power Stacker

За настройка на една клетка, просто запоявайте женската глава 2X4 към платката на контролера за зареждане, свържете батерията, след това запойте щифтовете за мъжки заглавки към 5-волтовата DC-DC платка и я свържете към платката на контролера за зареждане.

За многоклетъчна настройка запоявайте мъжките хедъри към протоборда в същата конфигурация като щифтовете на контролера за зареждане и запоявайте 1X2 женската заглавка към платката.

На гърба на протоборда запоявайте всички щифтове, свързани с порта SYS OUT от платката на контролера за зареждане, запоявайте всички щифтове, свързани с порта GND от платката на контролера на заряда, и запоявайте всички щифтове, свързани с порта IN6V от платка за контролер на зареждане. След това запоявайте SYS OUT към женския заглавен щифт на протоборда и запоявайте GND към другия женски щифт на протокола.

Плъзнете протоборда в слота на 3D отпечатаната кутия, след това прикрепете батериите, контролните платки и 5-волтовия DC-DC преобразувател към протоборда.

Стъпка 4: Приложения

Просто свързвате батерията към платката за контрол на зареждането, прикрепяте DC-DC 5-волтов преобразувател и зареждате USB устройството си.

Свържете кабел за зареждане на микро USB, за да презаредите батериите от много източници на захранване от 5 до 6 волта. Всяка клетка има собствен контролер за зареждане за истинско балансиране на клетките в реално време. Всеки контролер за зареждане в пакета автоматично ще започне да се зарежда, след като бъде открит излишък от мощност.

Можете също да свържете множество източници на енергия към Power Stacker, като слънчеви панели, динамо и други USB източници на енергия, за да увеличите тока на зареждане към батерията.

Независимо дали зареждате смарт телефон, таблет или робот с дистанционно управление, Power Stacker ще ви даде необходимата мощност сега и ще се адаптира към вашите изисквания за захранване в бъдеще.

ЧЕСТИТО! Свършихте изграждането на Power Stacker!

Стъпка 5: Отстраняване на неизправности

БЕЗОПАСНОСТ

Не оставяйте Power Stacker на пряка слънчева светлина. Дръжте го покрито или на сянка. Топлината от слънцето може да доведе до силно загряване на веригата за зареждане и батерията, спиране на зареждането, влошаване на батерията и съкращаване на нейния живот.

Приемливи температури: Power Stacker е проектиран да работи при температури между 0º и 45º C (32º и 149º F). Съхранение: Съхранявайте Power Stacker при стайна температура. Power Stacker трябва да се зарежда около веднъж годишно, за да се предотврати прекомерното разреждане.

За най -добри резултати заредете напълно Power Stacker преди употреба.

ОТСТРАНЯВАНЕ НА НЕИЗПРАВНОСТИ

Power Stacker LED не светва, когато зареждам от моя лаптоп

1) Това може да се случи, ако Power Stacker е напълно източен и преминава в режим на зареждане на струйка. Дръжте Power Stacker включен за около 15 минути и LED светлината за зареждане трябва да се включи отново.

2) Някои по -стари лаптопи имат ограничение на ниския ток в своите USB портове и ще деактивират USB порта, ако токът надвишава ограничението. Опитайте да включите Power Stacker към друг USB порт.