Портативно захранване Listrik L585 585Wh AC DC: 17 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

За първия си Instructable ще ви покажа как направих това преносимо захранване. Има много термини за този вид устройства, като захранваща банка, електроцентрала, слънчев генератор и много други, но аз предпочитам името "Портативно захранване Listrik L585".

Listrik L585 има вградена 585Wh (6S 22.2V 26, 364mAh, тествана) литиева батерия, която наистина може да издържи. Освен това е доста лек за дадения капацитет. Ако искате да го сравните с типичната потребителска банка за захранване, можете да го направите лесно, като разделите рейтинга на mAh на 1 000, след което го умножете по 3,7. Например, PowerHouse (една от най-големите добре известни потребителски банки) има капацитет от 120 000 mAh. Сега нека направим математиката. 120 000 /1 000 * 3,7 = 444Wh. 444Wh VS 585Wh. Лесно нали?

Всичко е опаковано в това хубаво алуминиево куфарче. По този начин Listrik L585 може лесно да се носи, а горният капак ще предпазва чувствителните инструменти вътре, докато не се използва. Получих тази идея, след като видях, че някой е построил слънчев генератор, използвайки кутия с инструменти, но кутията с инструменти не изглежда толкова добре, нали? Затова го изритах с алуминиево куфарче и изглежда много по -добре.

Listrik L585 има множество изходи, които могат да покрият почти всички потребителски електронни устройства.

Първият е AC изход, който е съвместим с почти 90% от мрежовите устройства под 300 W, не всички поради несинусоидален изход, но можете да поправите това, като използвате инвертор с чиста синусоида, който е много по-скъп от стандартния модифициран инвертор на синусоидална вълна, който използвах тук. Те също като цяло са по -големи.

Вторият изход е USB изход. Има 8 USB порта, които прекаляват. Чифт от тях могат да доставят максимален ток от 3А непрекъснато. Синхронното коригиране го прави много ефективен.

Третият е спомагателен I/O. Може да се използва за зареждане или разреждане на вътрешната батерия с максимална скорост 15A (300W+) непрекъснато и 25A (500W+) мигновено. Той няма никакви регулации, основно просто напрежение на батерията, но има множество защити, включително късо съединение, свръхток, презареждане и преразреждане.

Последният и любимият ми е регулируем DC изход, който може да извежда 0-32V, 0-5A във всички диапазони на напрежение. Той може да захранва много голямо разнообразие от DC уреди като типичен лаптоп с 19V изход, интернет рутер на 12V и много други. Този регулируем DC изход елиминира необходимостта от използване на AC към DC захранване, което между другото ще влоши ефективността, тъй като цялата система преобразува DC в AC, след това отново в DC. Може да се използва и като настолно захранване с функция за постоянно напрежение и постоянен ток, което е много полезно за хора като мен, които често работят с електроника.

Стъпка 1: Материали и инструменти

Основни материали:

* 1X DJI Spark алуминиево куфарче

*60X 80*57*4.7 мм призматични литиеви клетки (можете да замените с по -обикновени 18650, но открих, че тази клетка има само перфектния форм -фактор и размер)

* 1X 300W 24V DC към AC инвертор

* 1X програмируемо захранване DPH3205

* 2X 4 порта USB конвертор на долар

* 1X проверка на батерията на Cellmeter 8

* 1X 6S 15A BMS

* 1X 6S конектор за баланс

* 12X M4 10 мм болтове

* 12X M4 гайки

* 6X скоби от неръждаема стомана

* 1X 6A еднополюсен превключвател

* 1X 6A двуполюсен превключвател

* 1X 15A еднополюсен превключвател

* 4X 3 мм LED държач от неръждаема стомана

* 4X женски XT60 конектори

* 4X M3 20 мм месингови дистанционери

* 4X M3 30 мм винтове за машина

* 2X M3 8 мм машинни винтове

* 6X M3 гайки

* 1X 25A 3 пинов терминал

* 4X 4,5 мм кабелни пики

* Инструментово табло по поръчка

-

Консумативи:

* Хладилници

* Припой

* Поток

* 2,5 мм плътна медна жица

* Двустранна лента за тежки условия (вземете най-висококачествената)

* Тънка двустранна лента

* Каптън лента

* Епоксидна смола

* Черна боя

* 26 AWG проводник за LED индикатори

* 20 AWG сребърна жила за нискотоково окабеляване

* 16 AWG сребърна жила за високотоково окабеляване (за предпочитане е по -ниска AWG. Моята е оценена на 17A непрекъснато окабеляване на шасито, едва едва)

-

Инструменти:

* Поялник

* Клещи

* Отвертка

* Ножици

* Нож за хоби

* Пинсета

* Пробивна машина

Стъпка 2: Схемата

Схемата трябва да се обяснява сама. Съжалявам за лошата рисунка, но трябва да е повече от достатъчно.

Стъпка 3: Панел с инструменти

Първо проектирах арматурното табло. Можете да изтеглите PDF файла безплатно. Материалът може да бъде дърво, алуминиев лист, акрил или нещо подобно. В този "случай" използвах акрил. Дебелината трябва да бъде 3 мм. Можете да го изрежете с ЦПУ или просто да го отпечатате на хартия с мащаб 1: 1 и да го изрежете ръчно.

Стъпка 4: Калъфът (боядисване и монтажни скоби)

За случая използвах алуминиево куфарче за DJI Spark, Той има точното измерение. Дойде с пяна за държане на самолета, затова го извадих и боядисах вътрешната част в черно. Пробих 6 отвора с диаметър 4 мм в зависимост от разстоянието на отворите на моето персонално изрязано арматурно табло и поставих скобите там. След това залепих гайки М4 на всяка скоба, за да мога да завинтвам болтовете отвън, без да държа гайките.

Стъпка 5: Батерията, част 1 (Тестване на клетки и създаване на групи)

За батерията използвах отхвърлени LG призматични литиеви клетки, които получих за по -малко от $ 1 всяка. Причината, поради която са толкова евтини, е просто защото са изгорели предпазители и са маркирани като дефектни. Свалих предпазителите и са като нови. Може да е малко опасно, но за по -малко от долар всеки не мога да се оплача. В края на краищата ще използвам система за управление на батерията за защитите. Ако ще използвате използвани или неизвестни клетки, имам добри инструкции как да тествам и сортирам използвани литиеви клетки тук: (ОЧАКВАЙТЕ СКОРО).

Виждал съм много хора, използващи оловно-кисели батерии за този вид устройства. Разбира се, с тях се работи лесно и са евтини, но използването на оловно-киселинна батерия за преносимо приложение е голямо не-не за мен. Оловно-киселинният еквивалент ще тежи около 15 килограма! Това е 500% по -тежко от батерията, която направих (3 килограма). Трябва ли да ви напомня, че и той ще бъде по -голям по обем?

Купих 100 от тях и ги тествах един по един. Имам електронната таблица с резултата от теста. Филтрирах го, сортирах и в крайна сметка получих най -добрите 60 клетки. Разделям ги поравно по капацитет, така че всяка група ще има сходен капацитет. По този начин батерията ще бъде балансирана.

Виждал съм много хора, изграждащи своя батериен пакет без допълнително тестване на всяка клетка, което според мен е задължително, ако ще правите батериен пакет от непознати клетки.

Тестът показа, че средният капацитет на разреждане на всяка клетка е 2636mAh при 1.5A ток на разреждане. При по -нисък ток капацитетът ще бъде по -висок поради по -малка загуба на мощност. Успях да получа 2700mAh+ при 0.8A ток на разреждане. Ще получа допълнителни 20% повече капацитет, ако заредя клетката до 4.35V/клетка (клетката позволява 4.35V зарядно напрежение), но BMS не позволява това. Също така, зареждането на клетката до 4.2V ще удължи живота й.

Обратно към инструкцията. Първо, съединих 10 клетки заедно с помощта на тънка двустранна лента. След това го подсилих с помощта на каптонова лента. Не забравяйте да бъдете особено внимателни, когато работите с литиева батерия. Тези призматични литиеви клетки имат изключително близка положителна и отрицателна част, така че е лесно да се съкрати.

Стъпка 6: Батерията, част 2 (Присъединяване към групите)

След като завърша създаването на групите, следващата стъпка е да се присъедините към тях. За да ги съединя, използвах тънка двустранна лента и отново я подсилих с каптонова лента. Много важно, уверете се, че групите са изолирани една от друга! В противен случай ще получите много гадно късо съединение, когато ги запоявате последователно. Тялото на призматичната клетка е отнесено към катода на батерията и обратно за 18650 клетки. Моля, имайте това предвид.

Стъпка 7: Батерията, част 3 (запояване и довършителни работи)

Това е най -трудната и опасна част, запояване на клетките заедно. Ще ви е необходим поялник, който е най -малко 100 W за лесно запояване. Моят беше 60W и беше общо PITA за запояване. Не забравяйте потока, адски тон поток. Наистина помага.

** Бъдете изключително внимателни на тази стъпка! Литиевата батерия с голям капацитет не е нещо, с което искате да бъдете тромави. **

Първо отрязах 2,5 мм твърда медна жица до желаната дължина, след което отлепих изолацията. След това запоявах медната жица към клемата на клетката. Направете това достатъчно бавно, за да може спойката да тече, но достатъчно бързо, за да предотвратите натрупването на топлина. Наистина изисква умение. Бих препоръчал да се упражнявате върху нещо друго, преди да опитате с истинското. Дайте почивка на батерията след няколко минути запояване, за да се охлади, защото топлината не е добра за всякакъв вид батерии, особено за литиева батерия.

За довършване залепих BMS с 3 слоя двустранни ленти от пяна и окабелих всичко според схемата. Запоявах кабелни лопати на изхода на батерията и веднага ги монтирах към главния захранващ терминал, за да предотвратя допира на лопатите и да причини късо съединение.

Не забравяйте да запоите проводник от отрицателната страна на конектора за баланс и проводник от отрицателната страна на BMS. Трябва да прекъснем тази верига, за да деактивираме Cellmeter 8 (индикатор за батерията), така че да не се включва завинаги. Другият край отива към един полюс на превключвател по -късно.

Стъпка 8: Батерията Част 4 (Инсталиране)

За монтажа използвах двустранна лента. Препоръчвам за този случай да използвате висококачествена двустранна лента с висока якост, тъй като батерията е доста тежка. Използвах 3M VHB двустранна лента. Досега лентата държи батерията много добре. Няма никакъв проблем.

Батерията се вписва наистина добре там, една от причините, поради които избрах тази призматична литиева клетка пред цилиндрична литиева клетка. Въздушният отвор около батерията е много важен за разсейването на топлината.

Относно разсейването на топлина, не се притеснявам много за това. За зареждане ще използвам своя IMAX B6 Mini, който може да достави само 60W. Това не е нищо в сравнение с батерията 585Wh. Зареждането отне повече от 10 часа, толкова бавно, че не се генерира топлина. Бавното зареждане също е добро за всякакъв вид батерии. За разреждане максималният ток, който мога да извлека от батерията, е доста под 1C скорост на разреждане (26A) само при 15A непрекъснато, 25A мигновено. Моята батерия има около 33mOhm вътрешно съпротивление. Уравнението на разсеяната мощност е I^2*R. 15*15*0,033 = 7,4 W мощност, загубена като топлина при 15A ток на разреждане. За нещо толкова голямо, това не е голяма работа. Тестът в реалния свят показва, че при голямо натоварване температурата на батерията се повишава до около 45-48 градуса по Целзий. Наистина не е удобна температура за литиева батерия, но все пак в рамките на работния температурен диапазон (максимум 60º)

Стъпка 9: Инверторът Част 1 (Разглобяване и инсталиране на радиатор)

За инвертора го извадих от кутията, така че да се побере в алуминиевото куфарче и инсталирах чифт радиатори, които получих от счупено захранване на компютъра. Взех и охлаждащия вентилатор, контакта за променлив ток и превключвателя за по -късна употреба.

Инверторът работи до 19 V, преди да се включи защитата от понижено напрежение. Това е достатъчно добре.

Едно необичайно нещо е, че етикетът ясно казва 500W, докато копринената печатна платка казва, че е 300W. Също така, този инвертор има реална защита от обратна полярност, за разлика от повечето инвертори там, които използват тъп диод + предпазител за защита от обратна полярност. Хубаво, но не много полезно в случая.

Стъпка 10: Инверторът (инсталация и монтаж)

Първо, удължих входната мощност, светодиодните индикатори, превключвателя и проводника на контакта за променлив ток, така че да са достатъчно дълги. След това инсталирах инвертора в кутията с помощта на двустранна лента. Запоявах кабелни пики в другия край на захранващите проводници и ги свързах към главния терминал. Монтирах светодиодните индикатори, вентилатора и контакта за променлив ток към арматурното табло.

Открих, че инверторът има нулев ток на покой (<1mA), когато е свързан към източник на захранване, но е деактивиран, затова реших да свържа захранващия проводник на инвертора директно без превключвател. По този начин не се нуждая от обемист превключвател с голям ток и по -малко загубена мощност на проводника и превключвателя.

Стъпка 11: USB модулът (инсталиране и окабеляване)

Първо разширих светодиодните индикатори и на двата модула. След това подредих модулите с месингови дистанционери 20 мм. Запоявах захранващите проводници според схемата и поставих целия монтаж към арматурното табло и го завързах с ципове. Запоявах 2 -те проводника от батерията, която споменах по -рано, към другия полюс на превключвателя.

Стъпка 12: Модул DPH3205 Част 1 (Инсталиране и входно окабеляване)

Пробих 2 3 мм отвора през долната плоча по диагонал и след това инсталирах модула DPH3205 с 8 мм M3 винтове, които преминават през тези отвори. Свързах входа с дебели 16 AWG проводника. Негативът отива направо към модула. Положителят отива първо към превключвател, след това към модула. Запоявах кабелни лопати на другия край, които ще бъдат свързани към главния терминал.

Стъпка 13: Модул DPH3205, част 2 (Монтаж на дисплея и изходно окабеляване)

Монтирах дисплея към предния панел и свързах проводниците. След това монтирах конекторите XT60 към арматурното табло с помощта на две части епоксидна смола и свързах тези съединители паралелно. След това проводникът отива към изхода на модула.

Стъпка 14: Спомагателен I/O (монтаж и окабеляване)

Монтирах 2 конектора XT60 с 2 части епоксидна смола и запоех съединителите паралелно с дебели 16 AWG проводника. Запоявах кабелни лопати в другия край, които отиват към главния терминал. Проводникът от USB модула също отива тук.

Стъпка 15: QC (Бърза проверка)

Уверете се, че вътре няма нищо тракане. Нежеланите проводящи елементи могат да предизвикат късо съединение.

Стъпка 16: Завършване и тестване

Затворих капака, завинтвам болтовете и готово! Тествах всички функции и всичко работи както се надявах. Определено много полезно за мен. Струваше ми малко над $ 150 (само материал, без да включва провали), което е много евтино за нещо подобно. Процесът на сглобяване отне около 10 часа, но планирането и изследването отнеха около 3 месеца.

Въпреки че съм направил доста изследвания, преди да построя захранването си, моето захранване все още има много недостатъци. Наистина не съм доволен от резултата. В бъдеще ще изградя Listrik V2.0 с много подобрения. Не искам да развалям целия план, но ето част от него:

1. Превключете към клетки с висок капацитет 18650
2. Малко по -голям капацитет
3. Много по -висока изходна мощност
4. Много по -добри функции за безопасност
5. Вътрешно зарядно устройство MPPT
6. По -добър избор на материали
7. Автоматизация на Arduino
8. Специален индикатор за параметри (капацитет на батерията, консумирана мощност, температура и т.н.)
9. DC изход за управление и много други, които няма да ви кажа за сега;-)

Стъпка 17: Актуализации

Актуализация #1: Добавих ръчен превключвател за охлаждащия вентилатор, за да мога да го включа ръчно, ако искам да използвам захранването при пълно натоварване, така че частите вътре да останат хладни.

Актуализация #2: BMS се запали, така че преработих цялата батерийна система с по -добра. Новият може да се похвали с конфигурация 7S8P вместо 6S10P. Малко по -малък капацитет, но по -добро разсейване на топлината. Всяка група вече е разпределена за по -добра безопасност и охлаждане. 4.1V/клетъчно напрежение на клетката вместо 4.2V/клетка за по -добро дълголетие.