Power Stacker: Sistem Bateri Boleh Diisi Semula USB Stackable: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Klik di bawah untuk melayari halaman projek Hackaday kami

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

Power Stacker adalah pek bateri lithium-ion boleh dicas semula USB yang mudah alih, modular. Susun bersama-sama untuk projek yang memerlukan tenaga atau pisahkan untuk projek yang lebih kecil dengan sistem modular ini. Fail Gerber, BOM, dan. STL terdapat di bawah.

Power Stacker melakukan apa yang gagal dilakukan oleh bateri boleh dicas semula USB lain, dan itulah kemampuan untuk digabungkan bersama untuk meningkatkan kapasiti bateri atau memisahkan banyak bateri kecil untuk projek yang lebih kecil. Anda boleh menggunakan bateri Power Stacker yang sama selama bertahun-tahun di banyak aplikasi!

Satu lagi ciri unik Power Stacker adalah bahawa setiap bateri menerima pengawal caj sendiri, yang menjamin keseimbangan sel yang benar dan memastikan bahawa setiap bateri dicas ke voltan yang betul dalam masa nyata walaupun semasa mengecas dan / atau melepaskan.

Setelah melancarkan projek Kickstarter yang berjaya yang disebut Solderdoodle Pro, saya menyedari bahawa teknologi bateri yang sama yang digunakan untuk mencairkan solder dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah untuk mencari bateri yang tepat dan harus selalu membeli bateri baru untuk setiap projek baru. Dikombinasikan dengan pengetahuan saya tentang percetakan 3D, saya membuat casing bateri yang boleh dicetak, diubah suai dan dikongsi!

Power stacker juga serasi dengan Open Source DC-DC converter seperti Adafruit's Power Boost 1000.

Bagaimana timbunan bateri berfungsi?

Diod voltan ke hadapan rendah / arus tinggi pada papan pengawal cas dipasang pada input dan output litar, yang menghalang perbincangan silang antara pelbagai sumber kuasa dan antara output pengawal cas. Ini membolehkan hubungan antara pin input dan output dari setiap papan pengawal cas menjadi bar bas yang membolehkan voltan tetap sama dan arus meningkat. Bateri voltan tertinggi di timbunan akan habis paling banyak sehingga bateri lain mencapai hampir sama dengan voltan dan mereka juga akan mula habis pada kadar yang sama, yang menggandakan keluaran semasa pek bateri.

Spesifikasi Power Stacker: * Masa untuk Mengecas Sepenuhnya: @ 5 Watt 3350mAh: 3 jam | @ 8 Watt 13400mAh: 7 jam

* Kapasiti: 3350mAh, 6700mAh, atau 13400mAh / 3.6V

* Jenis: Panasonic NCR18650B Lithium-Ion

* Input - Semasa: 450 hingga 2600mA | Voltan: 5 hingga 6 Volt

* Bilangan Port USB: 1 (bergantung pada bilangan modul penyesuai 5V)

* Keluaran - Tajuk Wanita dan Lelaki Gaya Arduino Standard

* Keluaran - Semasa: Hingga 2000mA | Voltan: 3.6 Volt langsung atau 5 Volt dengan modul penukar DC-DC

* Bahan Kes: Bahan bercetak 3D

* Hayat Bateri Di Biasa Digunakan: 5 tahun * Bateri Boleh Diganti

* Menyediakan Caj iPhone hingga 320% atau Caj Galaxy S5 160% dengan dua sel 6700mAh

* Sesuai dengan Arduino, iPhone, Android, Windows Phone, dan lain-lain dengan modul penukar 5-volt DC-DC

* PERINGATAN: Berhati-hati ketika mengendalikan bateri Lithium-Ion kerana kekurangan bateri boleh menyebabkan luka bakar. Sentiasa memakai kacamata keselamatan. Gunakan komponen bateri dan litar yang disyorkan kerana arus cas bateri maksimum 2000mA yang lebih tinggi. Bahagian bercetak 3D boleh melengkung pada suhu tinggi.

Pematuhan FCC: TIDAK DIPERLUKAN kerana frekuensi litar berada di bawah 1.7MHz

Langkah 1: Diperlukan Bahan, Alat, dan Fail

Berikut adalah senarai bahan, alat, dan fail yang diperlukan.

BAHAN:

Penerangan QTY

1 Litar Lithium-Ion Charge Controller (Skema, Fail Gerber, dll. Boleh dimuat turun dari halaman sebelumnya. Komponen IC utama adalah pengawal caj Maxim MAX8903G.)

1 NCR18650B 3350mAh Bateri Lithium Ion Panasonic Tidak Dilindungi www.ebay.com (Sekiranya kos lebih rendah diperlukan, cuba bateri Panasonic NCR18650A dengan kapasiti 3070mAh yang sedikit lebih rendah. Pastikan ia tidak dilindungi dan periksa nombor bahagian bateri dengan berhati-hati. Bateri terlindung telah menambah panjang dengan litar terpasang, yang boleh mempengaruhi prestasi. Rujukan https://industrial.panasonic.com/www-cgi/jvcr13pz.cgi?E+BA+3+ACI4002+NCR-18650B+7+EU Jenama bateri lain TIDAK disyorkan kerana pengawal cas arus ke bateri setinggi 2000mA dan Panasonic NCR18650 dapat mengatasinya. Sekiranya anda perlu menggunakan jenama lain, pastikan ia memenuhi spesifikasi, kimia yang sama, dan dapat menangani hingga 2 Amps arus cas. Menggunakan bateri yang tidak memenuhi spesifikasi ini boleh menyebabkan kerosakan bateri yang berbahaya.)

Penyambung 2 pin Hirose DF3-2S-2C

2 Hirose Socket 24-28 AWG Crimp Pin DF3-2428SCC

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

1 1 "Diameter Piece of Heat Shrink Tubing 2.7" Long2 1/16 "Piece of Heat Shrink Tubing 1.0" Long 1 Roll of solder wire 1 3D Printed case (Fail tersedia di halaman sebelumnya.)

1 Header Wanita 2X4

Penukar 5-volt DC-DC

1 Protoboard

1 Header Wanita 1X2

1 Jalur Header Lelaki

Berbagai Panjang 26 AWG Standard Red and Black Stranded 4 Amp Max Wire Disenaraikan Di Bawah: https://www.mcmaster.com/#catalog/119/798/=qu7rf61 6.10 Jalur Hitam.06 jalur satu hujung.20 jalur hujung yang lain

1 8.00 Kawat Merah.06 jalur satu hujung.20 jalur hujung yang lain

ALAT: Penerangan QTY

1 Lekapan Bateri Teras Kuasa

1 Wire Strippers 24-26 gage range

1 Wire Crimper 20-24 gage range

1 Ukuran Pita

1 Besi Pematerian

1 Senapang Panas

1 Gunting

Langkah 2: Pemasangan Bateri

Masukkan bateri NCR18650B ke Perlengkapan Bateri dengan sisi positif menghadap ke atas. Lekapan akan menyelaraskan kabel Merah dan Hitam semasa anda menyolder. Jangan menyentuh besi pematerian ke lekapan kerana boleh mencair. Anda mungkin dapat menyolder bateri tanpa pemasangan, tetapi lebih sukar dan anda masih memerlukan sesuatu untuk memastikan bateri tidak habis. Lekapan boleh digunakan untuk projek bateri lain juga.

Letakkan hujung wayar Merah yang panjang.20 "di parit berlabel + MERAH dan pateri wayar Merah ke bateri. Cuba pateri bateri dengan cepat kerana terlalu banyak haba pada bateri boleh merosakkannya. Sekiranya terdapat pateri melekat keluar, ratakan dengan besi pematerian. Setelah menyolder, condongkan lekapan dan tolak bateri keluar dari bawah dengan jari anda. Putar bateri terbalik dan masukkan bateri ke dalam lekapan dengan Kawat Merah di palung + MERAH dan hujung negatif bateri menghadap ke atas. Cengkam hujung wayar Merah dengan Hirose Pin dan masukkan pin ke port 1 penyambung Hirose 2-Pin. Anda ingin memasang penyambung pada ketika ini kerana berbahaya untuk membiarkan ujung wayar bateri yang tergantung tidak terdedah dan berpotensi menyebabkan sesak atau terbakar jika menyentuh hujung bateri negatif. Letakkan hujung wayar Hitam yang panjang.20 "di parit berlabel -BLK dan solder Wayar hitam ke bateri. Hujung negatif bateri ini biasanya memerlukan lebih banyak haba untuk menyolder kerana terdapat lebih banyak luas permukaan yang bersentuhan dengan jisim bateri, tetapi cubalah menyolder dengan cepat. Sekiranya terdapat pateri yang melekat, ratakan dengan besi pematerian. Selepas pematerian, kelim hujung wayar Hitam dengan Hirose Pin dan masukkan pin ke port 2 penyambung Hirose 2-Pin. Condongkan lekapan dan tolak bateri dari bawah dengan jari anda. Bengkokkan wayar hitam lurus ke bawah di hujung hujung negatif bateri dan arahkan wayar merah untuk berpusing di sepanjang sisi bateri. Kesannya ialah wayar Merah yang turun dari hujung positif bateri berada sejauh 120º dari tempat kabel Hitam dan Merah bertemu. Geometri dawai ini membolehkan wayar positif dan negatif keluar dari sisi yang sama dan memberi kesesuaian. Balut sekeping pita Kapton selebar 1 "sekali di bahagian tengah bateri untuk menahan wayar ke bawah. Letakkan cakera pita Kapton 1" di setiap hujung bateri dan lipat tepi di sebelah sisi bateri. Kemudian luncurkan Tiub Pengecutan Panas 1 "ke atas bateri dengan tabung siram dengan hujung positif bateri. Semua slack tiub harus melekat hujung negatif. Sekarang gunakan pistol panas untuk mengecilkan tiub untuk menyelesaikan pemasangan bateri.

Langkah 3: Pemasangan Power Stacker

Untuk penyediaan satu sel, hanya pasangkan Header Wanita 2X4 ke papan pengawal caj, sambungkan bateri, kemudian pasangkan pin header lelaki ke papan DC-DC 5 Volt dan sambungkan ke papan pengawal caj.

Untuk penyediaan berbilang sel, pasangkan header lelaki ke protoboard dalam konfigurasi yang sama dengan pin pengawal caj dan pateri Header Wanita 1X2 ke papan.

Di bahagian belakang protoboard, solder semua pin yang berkaitan dengan port SYS OUT dari papan pengawal cas, pateri semua pin yang berkaitan dengan port GND dari papan pengawal cas, dan pateri semua pin yang berkaitan dengan port IN6V dari papan pengawal cas. Kemudian solder SYS OUT ke pin header wanita di protoboard dan solder GND ke pin header wanita lain di protoboard.

Luncurkan protoboard ke dalam slot pada cetakan 3D, kemudian pasangkan bateri, papan pengawal cas, dan penukar DC-DC 5 Volt ke protoboard.

Langkah 4: Aplikasi

Anda hanya menyambungkan bateri ke papan pengawal caj, pasangkan penukar DC-DC 5 Volt, dan mengecas peranti USB anda.

Sambungkan kabel cas USB mikro untuk mengisi semula bateri dari mana-mana sumber kuasa 5 hingga 6 volt. Setiap sel mempunyai pengawal caj sendiri untuk pengimbangan sel masa nyata yang sebenar. Setiap pengawal cas dalam pek akan mula mengecas secara automatik setelah daya berlebihan dikesan.

Anda juga boleh menyambungkan pelbagai sumber tenaga ke Power Stacker seperti panel solar, dynamos, dan sumber kuasa USB yang lain untuk meningkatkan arus pengecasan ke pek bateri.

Sama ada anda mengecas telefon pintar, tablet, atau robot yang dikendalikan dari jarak jauh, Power Stacker akan memberi anda kekuatan yang anda perlukan sekarang dan menyesuaikan diri dengan keperluan kuasa anda di masa depan.

TAHNIAH! Selesai membina Power Stacker!

Langkah 5: Penyelesaian masalah

KESELAMATAN

Jangan tinggalkan Power Stacker di bawah cahaya matahari langsung. Pastikan ia ditutup atau di tempat teduh. Panas dari sinar matahari boleh menyebabkan litar pengecasan dan bateri menjadi sangat panas, berhenti mengecas, menurunkan bateri, dan memendekkan jangka hayatnya.

Suhu yang Boleh Diterima: Power Stacker dirancang untuk dikendalikan pada suhu antara 0º dan 45º C (32º dan 149ºF). Penyimpanan: Simpan Power Stacker dalam suhu bilik. Power Stacker harus diisi semula kira-kira sekali setahun untuk mengelakkan pelepasan berlebihan.

Untuk hasil terbaik, cas sepenuhnya Power Stacker sebelum menggunakannya.

PENYELESAIAN MASALAH

Power Stacker LED tidak menyala semasa mengecas dari komputer riba saya

1) Ini boleh berlaku jika Power Stacker benar-benar terkuras dan masuk ke mod cas tetesan. Pastikan Power Stacker terpasang selama kira-kira 15 minit dan lampu pengisian LED akan menyala kembali.

2) Beberapa komputer riba yang lebih lama mempunyai had semasa yang rendah di port USB mereka dan akan mematikan port USB jika arus melebihi had. Cuba pasangkan Power Stacker ke port USB yang lain.