Listrik L585 585Wh AC DC Portable Power Supply: 17 Langkah (dengan Gambar)

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

Untuk Instructable pertama saya, saya akan menunjukkan kepada anda bagaimana saya membuat bekalan kuasa mudah alih ini. Terdapat banyak istilah untuk peranti jenis ini seperti power bank, stesen janakuasa, penjana solar dan banyak lagi tetapi saya lebih suka nama "Listrik L585 Portable Power Supply".

Listrik L585 mempunyai bateri litium 585Wh (6S 22.2V 26, 364mAh, diuji) yang boleh bertahan lama. Ia juga cukup ringan untuk kapasiti yang diberikan. Sekiranya anda ingin membandingkannya dengan bank kuasa pelanggan biasa, anda boleh melakukannya dengan mudah dengan membahagikan penilaian mAh dengan 1, 000 kemudian kalikan dengan 3.7. Sebagai contoh, PowerHouse (salah satu bank kuasa pengguna terbesar yang terkenal) mempunyai kapasiti 120, 000mAh. Sekarang, mari kita buat matematik. 120, 000/1, 000 * 3.7 = 444Wh. 444Wh VS 585Wh. Mudah bukan?

Segala-galanya dibungkus di dalam beg bimbit aluminium yang bagus ini. Dengan cara ini, Listrik L585 dapat dibawa dengan mudah dan penutup atas akan melindungi instrumen sensitif di dalamnya semasa tidak digunakan. Saya mendapat idea ini setelah saya melihat seseorang membina penjana solar menggunakan kotak alat, tetapi kotak alat tidak kelihatan hebat, bukan? Oleh itu, saya meletakkannya dengan beg bimbit aluminium dan kelihatan lebih baik.

Listrik L585 mempunyai banyak output yang dapat merangkumi hampir semua peranti elektronik pengguna.

Yang pertama adalah output AC yang serasi dengan hampir 90% peranti utama di bawah 300W, tidak semuanya disebabkan oleh output bukan sinusoidal tetapi anda boleh memperbaikinya dengan menggunakan penyongsang gelombang sinus tulen, yang jauh lebih mahal daripada standard yang diubahsuai penyongsang gelombang sinus yang saya gunakan di sini. Mereka juga lebih besar.

Output kedua adalah output USB. Terdapat 8 port USB, yang agak berlebihan. Sepasang dari mereka dapat memberikan arus maksimum 3A berterusan. Pembetulan segerak menjadikannya sangat cekap.

Yang ketiga adalah I / O tambahan. Ia dapat digunakan untuk mengisi atau melepaskan bateri dalaman pada kadar maksimum 15A (300W +) berterusan dan 25A (500W +) seketika. Ia tidak mempunyai peraturan apa-apa, pada dasarnya hanya voltan bateri biasa tetapi ia mempunyai banyak perlindungan termasuk litar pintas, arus lebihan, overcharge dan overdischarge.

Yang terakhir dan kegemaran saya ialah output DC laras, yang dapat menghasilkan 0-32V, 0-5A pada semua julat voltan. Ia dapat menggunakan pelbagai jenis peralatan DC seperti komputer riba biasa dengan output 19V, penghala internet pada 12V dan banyak lagi. Output DC yang dapat disesuaikan ini menghilangkan keperluan untuk menggunakan bekalan kuasa AC ke DC, yang dengan cara ini akan memburukkan lagi kecekapan kerana keseluruhan sistem menukar DC ke AC kemudian ke DC lagi. Ia juga boleh digunakan sebagai bekalan kuasa bangku dengan voltan tetap dan fungsi arus tetap, yang sangat berguna untuk orang seperti saya yang sering bekerja dengan elektronik.

Langkah 1: Bahan dan Alat

Bahan utama:

* Beg bimbit aluminium DJI Spark 1X

* 60X 80 * 57 * sel lithium prismatik 4.7mm (anda boleh menggantikannya dengan 18650 yang lebih biasa, tetapi saya mendapati sel ini mempunyai faktor bentuk dan dimensi yang sempurna)

* 1X 300W 24V DC ke AC penyongsang

* 1X DPH3205 bekalan kuasa yang dapat diprogramkan

* Penukar buck USB 2X 4 port

* Pemeriksa bateri 1X Cellmeter 8

* 1X 6S 15A BMS

* Penyambung baki 1X 6S

* Selak 12X M4 10mm

* 12X kacang M4

* Pendakap keluli tahan karat 6X

* Suis togol tiang tunggal 1X 6A

* Suis togol tiang berkembar 1X 6A

* Suis togol tiang tunggal 1X 15A

* Pemegang LED keluli tahan karat 4X 3mm

* 4X penyambung XT60 wanita

* Spacer tembaga 4X M3 20mm

* Skru mesin 4X M3 30mm

* Skru mesin 2X M3 8mm

* Kacang 6X M3

* Terminal 3 pin 1X 25A

* Sekop kabel 4X 4.5mm

* Panel instrumen 3mm potongan khas

-

Barang habis pakai:

* Heatshrinks

* Pateri

* Selesema

* Kawat tembaga pepejal 2.5mm

* Pita dua sisi tugas berat (dapatkan yang berkualiti tinggi)

* Pita dua sisi nipis

* Pita Kapton

* Epoksi

* Cat hitam

* 26 wayar AWG untuk penunjuk LED

* 20 wayar terdampar perak AWG untuk pendawaian arus rendah

* 16 wayar terdampar perak AWG untuk pendawaian arus tinggi (AWG rendah lebih disukai. Tambang dinilai pada pendawaian casis berterusan 17A, hampir tidak cukup)

-

Alat:

* Besi pematerian

* Plier

* Pemutar skru

* Gunting

* Pisau hobi

* Penjepit

* Gerudi

Langkah 2: Skematik

Skema tersebut harus jelas. Maaf kerana gambarnya kurang baik, tetapi mestilah lebih daripada cukup.

Langkah 3: Panel Instrumen

Saya merancang panel instrumen terlebih dahulu. Anda boleh memuat turun fail PDF secara percuma. Bahannya boleh berupa kayu, kepingan aluminium, akrilik atau apa sahaja dengan harta yang serupa. Saya menggunakan akrilik dalam "kes" ini. Ketebalannya mestilah 3mm. Anda boleh memotongnya, atau mencetaknya di atas kertas dengan skala 1: 1 dan memotongnya secara manual.

Langkah 4: Sarungnya (Lukisan dan Kurung Pemasangan)

Untuk kes itu, saya menggunakan beg bimbit aluminium untuk DJI Spark, Ia mempunyai dimensi yang tepat. Ia datang dengan busa untuk memegang pesawat jadi saya mengeluarkannya dan melukis bahagian dalamnya hitam. Saya menggerudi 6 lubang 4mm mengikut jarak lubang pada panel instrumen potong khas saya dan memasang pendakap di sana. Kemudian saya menempelkan mur M4 pada setiap pendakap sehingga saya boleh mengacau baut dari luar tanpa memegang mur.

Langkah 5: Pek Bateri Bahagian 1 (Menguji Sel dan Membuat Kumpulan)

Untuk pek bateri, saya menggunakan sel lithium prismatik LG yang saya tolak dengan harga kurang dari $ 1 setiap satu. Sebab mengapa mereka begitu murah hanya kerana mereka telah meletup sekering dan ditandakan sebagai rosak. Saya mengeluarkan sekering dan semuanya baru. Mungkin sedikit tidak selamat, tetapi kurang dari satu dolar, saya tidak boleh mengeluh. Lagipun, saya akan menggunakan sistem pengurusan bateri untuk perlindungan. Sekiranya anda akan menggunakan sel terpakai atau tidak diketahui, saya mempunyai Arahan yang baik tentang cara menguji dan menyusun sel litium terpakai di sini: (DATANG SEGERA).

Saya telah melihat banyak orang menggunakan bateri asid plumbum untuk peranti jenis ini. Sudah tentu mereka senang digunakan dan murah tetapi menggunakan bateri asid plumbum untuk aplikasi mudah alih adalah tidak-tidak besar bagi saya. Berat timbal-asid akan mempunyai berat kira-kira 15 kilogram! Itu 500% lebih berat daripada pek bateri yang saya buat (3 kilogram). Sekiranya saya mengingatkan anda bahawa jumlahnya juga lebih besar?

Saya membeli 100 daripadanya dan mengujinya satu persatu. Saya mempunyai hamparan hasil ujian. Saya menapisnya, menyusunnya dan berakhir dengan 60 sel terbaik. Saya membahagikannya sama rata dengan kapasiti sehingga setiap kumpulan akan mempunyai kapasiti yang sama. Dengan cara ini, pek bateri akan seimbang.

Saya telah melihat banyak orang membina pek bateri mereka tanpa ujian lebih lanjut pada setiap sel, yang saya rasa wajib jika anda membuat bateri dari sel yang tidak diketahui.

Ujian menunjukkan bahawa kapasiti pelepasan purata setiap sel adalah 2636mAh pada arus pelepasan 1.5A. Pada arus yang lebih rendah, kapasiti akan menjadi lebih tinggi kerana kehilangan kuasa yang lebih sedikit. Saya berjaya mendapatkan 2700mAh + pada arus pelepasan 0.8A. Saya akan mendapat kapasiti 20% lebih banyak jika saya mengecas sel ke 4.35V / sel (sel membenarkan voltan cas 4.35V) tetapi BMS tidak membenarkannya. Juga, pengisian sel ke 4.2V akan memanjangkan hayatnya.

Kembali kepada arahan. Pertama, saya menggabungkan 10 sel bersama menggunakan pita dua sisi nipis. Kemudian, saya mengukuhkannya menggunakan pita kapton. Ingatlah untuk berhati-hati ketika berhadapan dengan bateri litium. Sel-sel litium prismatik ini mempunyai bahagian positif dan negatif yang sangat dekat sehingga mudah dipendekkan.

Langkah 6: Pek Bateri Bahagian 2 (Bergabung dengan Kumpulan)

Setelah saya selesai membuat kumpulan, langkah seterusnya adalah menyatukan mereka. Untuk menyatukannya, saya menggunakan pita dua sisi nipis dan saya mengukuhkannya lagi dengan pita kapton. Sangat penting, pastikan kumpulan itu terasing antara satu sama lain! Jika tidak, anda akan mendapat litar pintas yang sangat buruk semasa anda menyatukannya secara bersiri. Badan sel prismatik dirujuk ke katod bateri dan sebaliknya untuk 18650 sel. Sila ingat perkara ini.

Langkah 7: Bahagian Bateri Bahagian 3 (Pematerian dan Penamat)

Ini adalah bahagian yang paling sukar dan berbahaya, menyatukan sel secara bersama. Anda memerlukan besi pematerian sekurang-kurangnya 100W untuk pematerian mudah. Tambang saya adalah 60W dan jumlah PITA untuk disolder. Jangan lupa fluks, banyak perubahan. Ia sangat membantu.

** Berhati-hati pada langkah ini! Bateri litium berkapasiti tinggi bukanlah sesuatu yang anda mahu kekok. **

Mula-mula, saya memotong wayar tembaga pepejal 2.5mm saya ke panjang yang diingini dan kemudian lepaskan penebat. Kemudian, saya memasangkan wayar tembaga ke tab sel. Lakukan ini cukup perlahan untuk membiarkan pateri mengalir, tetapi cukup pantas untuk mengelakkan penumpukan haba. Ia sangat memerlukan kemahiran. Saya cadangkan untuk berlatih pada perkara lain sebelum anda mencubanya dengan perkara sebenar. Beri rehat bateri setelah beberapa minit pematerian menjadi sejuk kerana haba tidak baik untuk sebarang jenis bateri, terutamanya untuk bateri litium.

Untuk menyelesaikannya, saya melekatkan BMS dengan 3 lapisan pita busa dua sisi dan memasangkan semuanya mengikut skema. Saya menyolder sekop kabel pada output bateri dan segera memasang sekop tersebut ke terminal kuasa utama untuk mengelakkan sekop saling menyentuh dan menyebabkan sesak.

Ingatlah untuk memateri wayar dari sisi negatif penyambung keseimbangan dan wayar dari sisi negatif BMS. Kita perlu membuka litar ini untuk menyahaktifkan Cellmeter 8 (penunjuk bateri) supaya tidak menyala selamanya. Hujung yang lain menuju ke satu tiang suis kemudian.

Langkah 8: Pek Bateri Bahagian 4 (Pemasangan)

Untuk pemasangan, saya menggunakan pita dua sisi. Saya mengesyorkan untuk menggunakan pita dua sisi tugas berat yang berkualiti tinggi untuk kes ini kerana baterinya agak berat. Saya menggunakan pita dua sisi VHB 3M. Setakat ini, pita memegang bateri dengan sangat baik. Tidak ada masalah.

Pek bateri sangat sesuai di sana, satu sebab mengapa saya memilih sel lithium prismatik ini berbanding sel lithium silinder. Airgap di sekitar pek bateri sangat penting untuk pelepasan haba.

Mengenai pelesapan haba, saya tidak terlalu memikirkannya. Untuk mengecas, saya akan menggunakan IMAX B6 Mini saya yang hanya mampu menghasilkan 60W. Itu tidak sama dengan pek bateri 585Wh. Pengecasan mengambil masa lebih dari 10 jam, begitu perlahan sehingga tidak ada haba yang dihasilkan. Pengecasan perlahan juga baik untuk sebarang jenis bateri. Untuk pengosongan, arus maksimum yang dapat saya ambil dari pek bateri berada jauh di bawah kadar pelepasan 1C (26A) pada hanya 15A berterusan, 25A sesaat. Pek bateri saya mempunyai ketahanan dalaman sekitar 33mOhm. Persamaan kuasa yang tersebar adalah I ^ 2 * R. 15 * 15 * 0.033 = 7.4W kuasa hilang semasa haba pada arus pelepasan 15A. Untuk perkara sebesar ini, itu bukan masalah besar. Ujian dunia nyata menunjukkan bahawa pada beban tinggi, suhu pek bateri meningkat hingga sekitar 45-48 darjah Celsius. Tidak benar-benar suhu yang selesa untuk bateri litium, tetapi masih dalam julat suhu kerja (maksimum 60º)

Langkah 9: Bahagian Inverter Bahagian 1 (Pembongkaran dan Pemasangan Heatsink)

Untuk penyongsang, saya mengeluarkannya dari casing sehingga terpasang di dalam beg bimbit aluminium dan memasang sepasang heatsink yang saya dapat dari bekalan kuasa komputer yang rosak. Saya juga mengambil kipas penyejuk, soket AC dan suis untuk digunakan kemudian.

Penyongsang berfungsi hingga 19V sebelum perlindungan voltan rendah masuk. Itu cukup baik.

Satu perkara yang tidak biasa adalah bahawa pelabelan dengan jelas mengatakan 500W sementara skrin silks pada PCB mengatakan itu 300W. Juga, penyongsang ini mempunyai perlindungan polaritas terbalik yang nyata tidak seperti kebanyakan penyongsang di luar sana yang menggunakan dumb dumbe + fuse contraption untuk perlindungan polaritas terbalik. Bagus, tetapi tidak begitu berguna dalam kes ini.

Langkah 10: Penyongsang (Pemasangan dan Pemasangan)

Pertama, saya memperluaskan kuasa input, penunjuk LED, suis dan wayar soket AC sehingga cukup panjang. Kemudian, saya memasang penyongsang dalam casing menggunakan pita dua sisi. Saya memateri sekop kabel di hujung wayar input kuasa yang lain dan menghubungkannya ke terminal utama. Saya memasang indikator LED, kipas dan soket AC ke panel instrumen.

Saya mendapati bahawa penyongsang mempunyai arus sifar sifar (<1mA) ketika disambungkan ke sumber kuasa tetapi dinyahaktifkan jadi saya memutuskan untuk menyambungkan wayar kuasa penyongsang secara langsung tanpa suis. Dengan cara ini, saya tidak memerlukan suis arus tinggi yang besar dan kuasa yang kurang dibazirkan pada wayar dan suis.

Langkah 11: Modul USB (Pemasangan dan Pendawaian)

Pertama, saya memperluaskan penunjuk LED pada kedua modul. Kemudian, saya menyusun modul dengan spacer tembaga M3 20mm. Saya menyolder kabel kuasa mengikut skema dan meletakkan keseluruhan pemasangan ke panel instrumen dan mengikatnya dengan ikatan zip. Saya menyolder 2 wayar dari bateri yang saya sebutkan sebelumnya ke tiang suis yang lain.

Langkah 12: Modul DPH3205 Bahagian 1 (Pemasangan dan Pendawaian Input)

Saya menggerudi 2 lubang 3mm melalui plat bawah secara menyerong dan kemudian saya memasang modul DPH3205 dengan skru 8mm M3 yang melalui lubang tersebut. Saya memasang input dengan wayar AWG 16 tebal. Yang negatif terus ke modul. Positif beralih ke suis pertama kemudian ke modul. Saya memateri kabel sekop di hujung lain yang akan disambungkan ke terminal utama.

Langkah 13: Modul DPH3205 Bahagian 2 (Pemasangan Pemasangan dan Pendawaian Output)

Saya memasang paparan ke panel depan dan menyambungkan wayar. Kemudian, saya memasang penyambung XT60 ke panel instrumen menggunakan epoksi dua bahagian dan menyambungkan penyambung tersebut secara selari. Kemudian wayar menuju ke output modul.

Langkah 14: I / O Pembantu (Pemasangan dan Pendawaian)

Saya memasang 2 penyambung XT60 dengan 2 bahagian epoksi dan menyolder penyambung selari dengan wayar 16 AWG tebal. Saya menyolder sekop kabel di hujung lain yang menuju ke terminal utama. Kawat dari modul USB juga masuk ke sini.

Langkah 15: QC (Pemeriksaan Pantas)

Pastikan bahawa tidak ada yang gemerincing di dalamnya. Item konduktif yang tidak diingini boleh menyebabkan litar pintas.

Langkah 16: Penamat dan Pengujian

Saya menutup penutup, mengacaukan bolt dan selesai! Saya menguji setiap fungsi dan semuanya berfungsi seperti yang saya harapkan. Pasti sangat berguna untuk saya. Saya berharga lebih dari $ 150 (hanya bahan, tidak termasuk kegagalan), yang sangat murah untuk sesuatu seperti ini. Proses pemasangan memakan masa sekitar 10 jam, tetapi perancangan dan penyelidikan memakan masa sekitar 3 bulan.

Walaupun saya telah melakukan banyak penyelidikan sebelum membina bekalan kuasa saya, bekalan kuasa saya masih mempunyai banyak kekurangan. Saya tidak begitu berpuas hati dengan hasilnya. Pada masa akan datang, saya akan membina Listrik V2.0 dengan banyak peningkatan. Saya tidak mahu merosakkan keseluruhan rancangannya, tetapi berikut adalah:

1. Beralih ke 18650 sel berkapasiti tinggi
2. Kapasiti yang sedikit lebih tinggi
3. Kuasa output yang jauh lebih tinggi
4. Ciri keselamatan yang jauh lebih baik
5. Pengecas MPPT dalaman
6. Pemilihan bahan yang lebih baik
7. Automasi Arduino
8. Penunjuk parameter khusus (kapasiti bateri, daya yang diambil, suhu dan sebagainya)
9. Keluaran DC yang dikendalikan oleh aplikasi dan banyak lagi yang saya tidak akan sampaikan sekarang;-)

Langkah 17: Kemas kini

Kemas kini # 1: Saya menambah suis penggantian manual untuk kipas penyejuk sehingga saya dapat menghidupkannya secara manual jika saya ingin menggunakan bekalan kuasa pada beban penuh sehingga bahagian di dalamnya tetap sejuk.

Kemas kini # 2: BMS terbakar, jadi saya menyusun semula keseluruhan sistem bateri dengan yang lebih baik. Yang baru mempunyai konfigurasi 7S8P dan bukannya 6S10P. Kapasiti yang sedikit kurang tetapi pelesapan haba yang lebih baik. Setiap kumpulan kini ditempatkan untuk keselamatan dan penyejukan yang lebih baik. Voltan cas 4.1V / sel dan bukannya 4.2V / sel untuk jangka hayat yang lebih baik.