Pelajari Cara Membuat Monitor Bertenaga Bateri Mudah Alih yang Juga Dapat Menghidupkan Raspberry Pi: 8 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Pernahkah anda mahu membuat kod python, atau mempunyai output paparan untuk Raspberry Pi Robot anda, dalam Perjalanan, atau memerlukan paparan sekunder mudah alih untuk komputer riba atau kamera anda?

Dalam projek ini, kami akan membina monitor bertenaga bateri mudah alih dan bekalan kuasa yang juga dapat memberi kuasa pada raspberry pi, atau mengecas telefon anda. Kami akan menggunakan bateri sel lithium-ion dan menggunakan kedua-dua penukar DC dan DC untuk membina projek kami.

Berhati-hati dan ingat bahawa peringatan keselamatan dicetak tebal

Bekalan

Anda perlu:

-A Raspberry pi (papan apa pun akan berfungsi, perhatikan keperluan voltan dan undian semasa untuk rujukan kemudian) dan penyesuai dan kabel kuasa yang diperlukan:

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

- Monitor berkadar LCD 12 VOLT (saya menggunakan skrin 7 inci);

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

-Tukar DC ke DC buck dengan output USB:

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

-Penukar DC ke DC Boost:

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

-Kabel elektronik kecil dan sederhana satu teras yang boleh mengendalikan sekurang-kurangnya maksimum 10 amp

-kabel pelompat

-Kabel kuasa USB

-Kabel HDMI

-Satu tong laras yang sesuai untuk paparan:

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

- (Pilihan) Pencetak 3d untuk mencetak bahagian pemasangan dan casing bateri jika diperlukan

- Pemegang bateri:

www.amazon.com/Plastik-Bateri-Bateri-C…

- Suis yang sesuai

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

-18650 sel bateri dalam jumlah yang sama (Sangat berhati-hati ketika membeli sel lithium-ion dari vendor yang anda tidak biasa beli)

Langkah 1: Memahami Asas

Berikut adalah panduan ringkas mengenai teori dan prinsip di sebalik projek ini, kerana penting untuk memahami asas asas elektronik di sebalik projek ini.

Pertama, mari kita menilai komponen teras yang kita pilih. Kami memilih monitor 12 volt untuk projek ini, dan raspberry pi beroperasi pada voltan 5 volt dan memerlukan sehingga 3 amp untuk mengekalkan kuasa bergantung pada papan raspberry pi mana yang digunakan.

Seterusnya, mari kita bincangkan sumber kuasa kita. Sel-sel Lithium-ion (rata-rata berkapasitas 3,5 V), digunakan untuk menggerakkan projek ini, dalam konfigurasi 2S (Sel-sel disusun dalam kumpulan sel yang mengandungi dua sel yang disambungkan secara bersiri, yang mana setiap kumpulan sel sedang dikabelkan selari antara satu sama lain). Oleh itu, bateri dapat menghasilkan voltan rata-rata 7 volt dan output dan kapasiti semasa ditentukan oleh jumlah kumpulan sel yang digunakan.

Sekarang, mari kita lihat sistem peraturan kuasa kita. Oleh kerana output bateri pada awalnya tidak memuaskan untuk menggerakkan projek dengan cekap sendiri, penukar voltan DC ke DC diperlukan untuk menukar voltan keluaran bateri kami kepada voltan yang diperlukan setiap peranti (menyebabkan perubahan bateri arus beban output maksimum juga), baik dengan menaikkan atau menurunkan voltan (oleh itu menurunkan dan menaikkan arus masing-masing). Oleh kerana raspberry pi memerlukan arus beban yang lebih besar daripada paparan keluar, Voltan harus dikurangkan untuk memenuhi voltan yang diperlukan raspberry pi dan arus beban minimum

Oleh itu, membawa kepada konfigurasi bateri 2S kami sangat sesuai untuk tugas yang dilakukan (kerana outputnya sekitar 7V) kerana cukup dekat dengan voltan nominal pi raspberry untuk juga memberikan arus beban yang cukup dan cukup dekat dengan voltan nominal skrin sedemikian rupa sehingga apabila voltan meningkat, arus akan mencukupi untuk masih mengendalikan skrin.

Penukar voltan DC ke DC yang digunakan dalam projek ini adalah: 1) penukar rangsangan, ini akan meningkatkan input 7 volt kami, ke output 12 volt yang stabil untuk digunakan oleh monitor kami dan 2) penukar buck, ini akan berkurang input 7 volt kami ke output 5 volt yang stabil dengan bekalan arus yang mencukupi untuk operasi yang paling sengit.

Projek ini juga dapat dilakukan dengan pelbagai cara, seperti melakukan projek sehingga hanya paparan yang akan dikuasakan oleh bateri, dalam hal ini yang harus anda lakukan hanyalah mengikuti panduan, dan mengabaikan langkah-langkah untuk mengatur raspberry pi.

Juga, projek ini boleh digunakan untuk memberi kuasa pada telefon atau peranti USB yang lain dan bukannya papan raspberry pi, jika anda mengabaikan semua bahagian setiap langkah yang berkaitan dengan monitor atau apa-apa variasi, jadi mengetahui asas-asas yang diajar di sini adalah berperanan untuk penambahbaikan atau pengubahsuaian selanjutnya.

Langkah 2: Memulakan Membina dan Mencetak Bahagian

Setelah anda memahami asas operasi elektronik projek ini, kami dapat memulakan pembangunan kami.

Projek ini kebanyakannya elektronik, tetapi jika anda mahukan semuanya dalam pakej yang kemas atau tidak mempunyai bahagian tertentu. Anda boleh mencetaknya terlebih dahulu sehingga anda boleh memfokus pada elektronik kemudian ke bawah.

Sekiranya anda menggunakan monitor yang disyorkan, anda boleh menggunakan fail ini untuk abah-abah anda (termasuk dalam langkah).

Sekiranya anda memerlukan pemegang bateri, anda boleh melihat: https://www.thingiverse.com/thing:1823552. Anda boleh mengikuti arahan pencipta, atau membuat lubang sendiri dan menggunakan skru, selak dan pencuci m2 hingga m4 untuk mengunci sel dan pendawaian anda. Ingatlah untuk memeriksa semula sambungan anda dan melindungi semua sambungan terbuka dan melakukan skru sebelum meneruskannya.

Langkah 3: Pendawaian Bateri Anda

Sebelum memulakan, pastikan bahawa anda mempunyai semua komponen yang diperlukan dan ingat untuk memeriksa sama ada 18650 Sel anda mempunyai voltan dan kapasiti yang serupa

Pertama, kumpulkan bateri lithium-ion 18650 anda secara berpasangan dan sambungkan setiap pasangan secara bersiri membentuk kumpulan sel.

Seterusnya, ambil setiap kumpulan sel dan kawat masing-masing selari antara satu sama lain, dan ingatlah untuk memasang suis ke salah satu persimpangan selari (lebih baik yang pertama atau terakhir atau pada output bateri).

Ini dilihat dalam rajah pendawaian di atas.

Ingat sekali lagi untuk memeriksa semula sambungan anda dan melindungi semua sambungan terbuka dan melakukan skru sebelum meneruskannya

Langkah 4: Menyambungkan Pengatur Voltan Anda

Seterusnya, kami akan menghubungkan Pengawal voltan DC TO DC ke bateri kami.

Pertama, pastikan suis yang diletakkan pada bateri seperti yang ditunjukkan sebelumnya mati sebelum kabel untuk mengelakkan kerosakan komponen semasa penentukuran.

Selanjutnya pasangkan terminal positif bateri ke positif baik penukar buck dan boost secara selari.

Selanjutnya pasangkan terminal negatif bateri ke kedua penukar buck dan boost secara selari.

Ini ditunjukkan di atas.

Seterusnya, hidupkan suis dan gunakan pemutar skru untuk menyesuaikan output penukar boost dan buck dengan memutar potensiometer papan

Penukar rangsangan akan menghidupkan Paparan 12 VOLT dan output mesti dikalibrasi untuk mempunyai output 12 volt

Penukar Buck akan menghidupkan Raspberry Pi. Seperti disebutkan sebelumnya, setiap dewan mempunyai keperluan semasa yang berbeza. Tetapkan penukar buck ke 5 Volt dan tetapkan ke mod USB (dapat dilakukan melalui dokumentasi yang disertakan dalam kemasan untuk komponen) dan tetapkan Peraturan Semasa ke 1amp dan kalibrasi berdasarkan papan setelah disambungkan di kemudian hari.

Langkah 5: Sambungkan Skrin Anda dan Raspberry Pi

Selepas penentukuran pengatur voltan, kami dapat menyambungkan peranti kami

Pertama, kita boleh menyambungkan pin tong kita ke output penukar penguat dengan polarisasi yang betul dan kemudian anda boleh menyambungkannya ke skrin.

Seterusnya, sambungkan USB anda ke Raspberry Pi dan kemudian sambungkan HDMI anda dari Raspberry Pi ke Skrin.

Sekarang gunakan pemutar skru dan sesuaikan penutup arus penukar buck ke nilai di mana papan pi raspberry dihidupkan dan but (boleh berbeza dari 1 hingga 4 amp bergantung pada papan yang digunakan).

Telefon bimbit boleh digunakan di sini jika pengecasan telefon bimbit harus dilakukan, alih-alih memberi daya pada raspberry pi, Hanya pastikan bahawa daya yang anda hadkan potensiometer ditetapkan pada spesifikasi peranti anda.

Langkah 6: Mengemas

Sekarang elektronik sudah selesai dan sekarang anda boleh Mengikat semua kabel anda dan sudah tiba masanya untuk memasang kabel LCD

Anda boleh memuatkan penukar rangsangan dan pek bateri sesuai dengan cara anda dengan menggunakan gam panas atau baut dan jika anda menggunakan abah-abah bercetak yang disertakan, anda akan:

1) Kunci semua komponen sama ada melalui pita dua sisi, lubang penggerudian pada model bercetak 3d agar sesuai dengan komponen anda dan selamatkan dengan skru atau dengan ikatan putar, ke model 3D

2) Keluarkan dudukan paparan dari bahagian bawah monitor untuk memaparkan slot di mana model akan dimasukkan

3) Geser tab pelekap yang dicetak ke dalam slot di bahagian belakang monitor dari bawah, hingga pelekap terpasang dengan selamat.

4) Skru kembali ke dudukan untuk mengunci pelekap di tempatnya dan mengamankan komponen.

Langkah 7: Kesimpulannya

Sekarang anda mempunyai Raspberry Pi dan Display bertenaga bateri, untuk maju, anda boleh menambah papan kekunci tanpa wayar dan kemudian kamera. Melalui projek ini, anda telah memperdalam pemahaman anda mengenai elektronik dan bagaimana item asas yang anda gunakan dalam kehidupan seharian anda, seperti bateri dan telefon pintar berfungsi dan dihidupkan.

Langkah 8: Langkah Masa Depan

Projek ini dapat diperbaiki pada masa hadapan dengan penambahan casing 3D di mana semua komponen yang ada dapat disimpan dan dilindungi dari persekitaran luaran.

Juga, rangkaian pengisian bateri bersepadu dapat ditambahkan untuk mengecas peranti tanpa mengeluarkan bateri dan lebih banyak sel dapat ditambahkan sedemikian rupa untuk meningkatkan daya tahan bateri.

Anda boleh menyesuaikan projek ini menjadi Bateri bateri atau Hanya Paparan bertenaga bateri dan Di masa depan, anda juga dapat meningkatkan kapasiti bateri dan output arus beban maksimum dengan menghubungkan lebih banyak kumpulan sel 2S 18650 dalam konfigurasi yang serupa selari dengan sel semasa.

Projek ini dapat dikembangkan lagi menjadi matriks paparan dan raspberry pi melalui pengembangan kumpulan sel bateri dan pengulangan setiap langkah dalam projek ini. Oleh itu, projek ini boleh digunakan sebagai tulang belakang di mana anda dapat memperluas matriks bateri Paparan dan Raspberry pi anda