Power Stacker: Sistem de baterii reîncărcabile USB stivuibile: 5 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Vă rugăm să faceți clic mai jos pentru a vizita pagina proiectului nostru Hackaday

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

Power Stacker este un pachet de baterii litiu-ion reîncărcabil USB portabil, modular. Puneți-le împreună pentru proiecte înfometate de putere sau separați-le pentru proiecte mai mici cu acest sistem modular. Fișierele Gerber, BOM și. STL sunt disponibile mai jos.

Power Stacker face ceea ce alte baterii reîncărcabile USB nu au reușit să facă, și aceasta este capacitatea de a combina împreună pentru a crește capacitatea bateriei sau de a separa în multe baterii mici pentru proiecte mai mici. Puteți utiliza literalmente aceleași baterii Power Stacker timp de mulți ani în multe aplicații!

O altă caracteristică unică a Power Stacker este că fiecare baterie primește propriul controler de încărcare, ceea ce garantează echilibrarea reală a celulei și se asigură că fiecare baterie este încărcată la tensiunea corectă în timp real, chiar și în timpul încărcării și / sau descărcării.

După lansarea unui proiect Kickstarter de succes numit Solderdoodle Pro, mi-am dat seama că aceeași tehnologie a bateriei folosită pentru a topi lipirea ar putea fi utilizată pentru a rezolva problema încercării de a găsi bateria potrivită și a trebuit să cumpărați în permanență baterii noi pentru fiecare proiect nou. Combinat cu cunoștințele mele de imprimare 3D, am creat o carcasă pentru baterie care poate fi tipărită, modificată și partajată!

Stivuitorul de energie este, de asemenea, compatibil cu convertoarele open-source DC-DC, cum ar fi Adafruit's Power Boost 1000.

Cum funcționează stiva de baterii?

Diodele de tensiune redusă / curent ridicat de pe placa controlorului de încărcare sunt instalate pe intrarea și ieșirea circuitului, care împiedică convorbirea între mai multe surse de alimentare și între ieșirea controlerelor de încărcare. Acest lucru permite interconectărilor dintre pinii de intrare și de ieșire ai fiecărei plăci de controlor de încărcare să devină bare de magistrală permițând tensiunii să rămână la fel și curentul să se înmulțească. Cea mai mare baterie de tensiune din stivă se va descărca cel mai mult până când celelalte baterii ajung aproape de aceeași tensiune și și ele vor începe să se descarce în același ritm, ceea ce înmulțește puterea de curent a acumulatorului.

Specificații pentru stivuitorul de energie: * Timp de încărcare completă: @ 5 wați 3350mAh: 3 ore | @ 8 wați 13400mAh: 7 ore

* Capacitate: 3350mAh, 6700mAh sau 13400mAh / 3,6V

* Tip: Panasonic NCR18650B Litiu-Ion

* Intrare - Curent: 450 - 2600mA | Tensiune: 5 până la 6 volți

* Număr de porturi USB: 1 (în funcție de numărul de module adaptor 5V)

* Ieșire - antet standard pentru femei și bărbați în stil Arduino

* Ieșire - Curent: Până la 2000mA | Tensiune: 3,6 volți direct sau 5 volți cu modul convertor DC-DC

* Material carcasă: material imprimat 3D

* Durata de viață a bateriei în condiții de utilizare tipică: 5 ani * Baterie înlocuibilă

* Oferă până la 320% încărcare iPhone sau 160% încărcare Galaxy S5 cu două celule 6700mAh

* Compatibil cu Arduino, iPhone, Android, Windows Phone și altele cu modul convertor DC-DC de 5 volți

* AVERTISMENT: Aveți grijă când manipulați orice baterie litiu-ion, deoarece scurtcircuitarea bateriei poate provoca arsuri. Purtați întotdeauna ochelari de protecție. Vă rugăm să utilizați componentele recomandate ale bateriei și ale circuitului, din cauza curentului de încărcare maxim mai mare de 2000 mA al bateriei implicat. Părțile imprimate 3D se pot deforma la temperaturi ridicate.

Conformitate FCC: NU este necesară deoarece frecvențele circuitului sunt sub 1,7 MHz

Pasul 1: Materiale, instrumente și fișiere necesare

Iată o listă a materialelor, instrumentelor și fișierelor necesare.

MATERIALE:

QTY Descriere

1 Circuitul controlerului de încărcare litiu-ion (schemă, fișiere Gerber etc. poate fi descărcat de pe pagina anterioară. Componenta principală IC este controlerul de încărcare Maxim MAX8903G.)

1 NCR18650B 3350mAh Baterie Panasonic Lithium Ion neprotejată www.ebay.com (Dacă este necesar un cost mai mic, încercați bateria Panasonic NCR18650A cu o capacitate puțin mai mică de 3070mAh. Asigurați-vă că este neprotejată și verificați cu atenție numărul piesei bateriei. Bateriile protejate au o lungime adăugată. cu un circuit încorporat, care poate afecta performanța. Referință https://industrial.panasonic.com/www-cgi/jvcr13pz.cgi?E+BA+3+ACI4002+NCR-18650B+7+EU Alte mărci de baterii NU sunt recomandate deoarece curentul controlerului de încărcare al bateriei poate ajunge până la 2000 mA, iar produsul chimic Panasonic NCR18650 poate rezolva problema. Dacă trebuie să utilizați alte mărci, asigurați-vă că îndeplinesc aceleași specificații, chimie și pot rezista 2 Amperi de curent de încărcare. Utilizarea bateriilor care nu îndeplinesc aceste specificații poate duce la deteriorarea periculoasă a bateriei.)

2 conector Hirose cu 2 pini DF3-2S-2C

2 soclu Hirose 24-28 AWG Pin de sertizare DF3-2428SCC

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

1 1 "Diametru bucată de tub termocontractabil 2,7" lung2 1/16 "bucată de tub termocontractabil 1,0" lung 1 rolă de sârmă de lipit 1 carcasă imprimată 3D (fișier disponibil pe pagina anterioară.)

1 antet feminin 2X4

1 Convertor DC-DC de 5 volți

1 Protoboard

1 antet feminin 1X2

1 bandă antet masculin

Diverse lungimi 26 AWG Standard Roșu și Negru Tensionat 4 Amp Sârmă maximă enumerate mai jos: https://www.mcmaster.com/#catalog/119/798/=qu7rf61 6.10 Sârmă neagră.06 bandă un capăt.20 bandă celălalt capăt

1 8.00 Red Wire.06 dezbracă un capăt.20 dezbracă celălalt capăt

INSTRUMENTE: Descriere cantitate

1 Dispozitiv de alimentare al bateriei de bază

1 Wire Strippers 24-26 gage range

1 Wire Crimper 20-24 gamă gage

1 bandă măsură

1 Fier de lipit

1 pistol cu căldură

1 foarfece

Pasul 2: Asamblarea bateriei

Introduceți bateria NCR18650B în corpul bateriei cu partea pozitivă orientată în sus. Dispozitivul va alinia firele roșii și negre pe măsură ce lipiți. Nu atingeți fierul de lipit la corp, deoarece se poate topi. S-ar putea să puteți lipi bateria fără dispozitivul de fixare, dar este mult mai greu și ați avea în continuare nevoie de ceva pentru a împiedica căderea bateriei. Dispozitivul poate fi folosit și pentru alte proiecte de baterii.

Așezați capătul dezlipit de.20 "al firului roșu lung în șanțul etichetat + RED și lipiți firul roșu pe baterie. Încercați să lipiți rapid bateria, deoarece o cantitate prea mare de căldură poate deteriora bateria. Dacă există o lipire ieșind, neteziți-l cu fierul de lipit. După lipire, înclinați dispozitivul și împingeți bateria afară de dedesubt cu degetul. Întoarceți bateria cu capul în jos și introduceți bateria în dispozitiv cu firul roșu în jgheabul + RED și capătul negativ al bateriei orientat în sus. Sertizați capătul firului roșu cu pinul Hirose și introduceți pinul în portul 1 al conectorului Hirose cu 2 pini. Doriți să atașați conectorul în acest moment, deoarece este periculos pentru a lăsa un capăt gol al unui fir al bateriei expus și poate provoca un scurtcircuit sau arsuri dacă atinge capătul negativ al bateriei. Plasați capătul dezbrăcat de.20 "al lungului fir negru în șanțul etichetat -BLK și lipiți Sârmă neagră la baterie. Capătul negativ al acestei baterii necesită de obicei mai multă căldură pentru lipire, deoarece există mai multă suprafață în contact cu masa bateriei, dar încercați să lipiți rapid. În cazul în care există lipire, lipiți-o cu fierul de lipit. După lipire, sertizați capătul firului negru cu pinul Hirose și introduceți pinul în portul 2 al conectorului Hirose cu 2 pini. Înclinați dispozitivul și împingeți bateria afară de dedesubt cu degetul. Îndoiți firul negru drept în jos peste marginea capătului negativ al bateriei și ghidați firul roșu în jurul buclei de-a lungul părții laterale a bateriei. Efectul ar trebui să fie acela că firul roșu care coboară de la capătul pozitiv al bateriei este la 120 ° în afară de locul în care se întâlnesc firele negre și roșii. Această geometrie a firelor permite ca firele pozitive și negative să iasă din aceeași parte și oferă o potrivire perfectă. Înfășurați o bucată de bandă Kapton lată de 1 "o dată în jurul mijlocului bateriei pentru a ține firele în jos. Așezați un disc de bandă Kapton de 1" la fiecare capăt al bateriei și pliați marginile peste partea bateriei. Apoi, glisați tubul termocontractibil de 1 "peste baterie cu tubul la același nivel cu capătul pozitiv al bateriei. Toată lățimea tubului ar trebui să scoată capătul negativ. Acum folosiți un pistol termic pentru a micșora tubul pentru a finaliza ansamblul bateriei.

Pasul 3: Ansamblu stivuitor electric

Pentru o configurare cu o singură celulă, lipiți pur și simplu antetul feminin 2X4 pe placa controlorului de încărcare, conectați bateria, apoi lipiți pinii antetului masculin pe placa DC-DC de 5 volți și conectați-l la placa controlorului de încărcare.

Pentru o configurație cu mai multe celule, lipiți antetele masculine pe protoboard în aceeași configurație ca pinii controlerului de încărcare și lipiți antetul feminin 1X2 pe placă.

Pe partea din spate a protoboardului, lipiți toți pinii asociați portului SYS OUT de pe placa controlorului de încărcare, lipiți toți pinii asociați portului GND de pe placa controlorului de încărcare și lipiți toți pinii asociați portului IN6V din placa controlerului de încărcare. Apoi lipiți SYS OUT la știftul antet feminin de pe protobanc și lipiți GND la celălalt știft femel de antet de pe protobanc.

Glisați protoboardul în slotul carcasei imprimate 3D, apoi atașați bateriile, plăcile controlerului de încărcare și convertorul DC-DC de 5 volți la protoboard.

Pasul 4: Aplicații

Pur și simplu conectați bateria la placa controlerului de încărcare, atașați convertorul DC-DC 5 volți și încărcați dispozitivul USB.

Conectați un cablu de încărcare micro USB pentru a reîncărca bateriile de la orice sursă de alimentare de 5 până la 6 volți. Fiecare celulă are propriul controler de încărcare pentru echilibrarea reală a celulei în timp real. Fiecare controler de încărcare din pachet va începe automat să se încarce odată detectat excesul de energie.

De asemenea, puteți conecta mai multe surse de energie la Power Stacker, cum ar fi panouri solare, dinamuri și alte surse de alimentare USB, pentru a crește curentul de încărcare a acumulatorului.

Fie că încărcați un telefon inteligent, o tabletă sau un robot controlat de la distanță, Power Stacker vă va oferi puterea de care aveți nevoie acum și se va adapta la cerințele dvs. de energie în viitor.

FELICITĂRI! Ați terminat de construit Power Stacker!

Pasul 5: Depanare

SIGURANȚĂ

Nu lăsați Power Stacker în lumina directă a soarelui. Păstrați-l acoperit sau la umbră. Căldura de la soare poate face ca circuitul de încărcare și bateria să se încălzească foarte mult, să înceteze încărcarea, să degradeze bateria și să-i scurteze durata de viață.

Temperaturi acceptabile: Power Stacker este proiectat pentru a fi utilizat la temperaturi cuprinse între 0º și 45º C (32º și 149º F). Depozitare: Depozitați Power Stacker la temperatura camerei. Power Stacker trebuie reîncărcat aproximativ o dată pe an pentru a preveni descărcarea excesivă.

Pentru cele mai bune rezultate, încărcați complet Power Stacker înainte de utilizare.

DEPANARE

LED-ul Power Stacker nu se aprinde la încărcarea de pe laptop

1) Acest lucru se poate întâmpla dacă Power Stacker este complet golit și intră într-un mod de încărcare cu scurgeri. Păstrați Power Stacker conectat timp de aproximativ 15 minute, iar ledul de încărcare LED ar trebui să se aprindă din nou.

2) Unele laptopuri mai vechi au o limită de curent scăzută în porturile USB și vor dezactiva portul USB dacă curentul depășește limita. Încercați să conectați Power Stacker la un alt port USB.