Taşınabilir Güç Kaynağı Ünitesi: 3 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Bu projenin ilham kaynağı, drone pillerimi sahada şarj etmek için bir yöntem istemekten geldi. Bir başka iyi kullanım zamanı da kamp yapmaktır. Bu yapı mutlaka en ucuz alternatif değildir. Piyasada makul bir fiyata çok şey sunan birçok ticari ürün var. Sadece oturmak için gereken bileşenlerin yaklaşık yarısına sahiptim. Artı, geçmişte bir şeyler yapmak istedim, bu yüzden satın almak yerine inşa etmeye karar verdim. Malzemeler ve maliyet bölümündeki kalemlerden hiçbirine sahip değilseniz, toplam için 400+ ABD doları harcamayı bekleyin. Bu miktar zaten bitmiş iyi bir kurulum satın alabilir. Aksi takdirde, deneyimle birlikte çalışan bir taşınabilir güç kaynağınız karşılığında para ve zaman kullanmak istediğiniz bir şeyse, bu yapı mükemmeldir.

Yapımın Özellikleri:

• 4S (Seri) 20P (Paralel) 16.8V Pil Bankası (93,6 Watt Saat)
• 4S 40Amp BMS
• 300 Watt İnvertör
• 6 USB Şarj Bağlantı Noktası
• 1 120V ABD Çıkışı
• 100 Watt Güneş Paneli
• 11 Amper Şarj Kontrol Cihazı

Bu cihaz, onu nasıl oluşturmak istediğinize ve neyi içermesini istediğinize göre kendi özelliklerinizi karşılayabilir. Daha büyük kapasiteli pil veya daha fazla çıkış, daha büyük bir güç çıkışı (daha büyük invertör) vb. istiyorsanız, kasayı satın almadan önce bu nesnelerin boyutunu hesaba katmalısınız. Kullandığım kasayı fiyat noktası, bulunabilirlik ve su geçirmezlik mührü nedeniyle seçtim. Aşağıda listelenenleri satın almak yerine her şeyi tam olarak kopyalamayı düşünüyorsanız.

Bağlantı verilen web siteleriyle hiçbir bağlantım yok, yalnızca onların bir tüketicisiyim. Alışveriş yapmadan önce bir süre internette alışveriş yapma eğilimindeyim ve bunların, satın aldığım sırada, mevcut olanlarla karşılaştırıldığında en küçük dolar tutarı için en büyük değer olduğunu gördüm. Çoğu ürün için mutlak en düşük fiyatları elde etmek için doğrudan Çin'den satın almanızı tavsiye ederim. Tek dezavantajı, teslimatın ortalama bir ila iki ay içinde gelmesini beklemek. Yalnızca bu yıl Aliexpress.com'dan yüzlerce sipariş verdim ve bazen üç hafta içinde tam olarak beklediğim şeyi aldım.

Malzemeler ve Maliyet

Piller (80) 18650 Hücre

Nikel Şeritler.1,.12 veya.15 kalınlık

4S BMS

14 Ayar Silikon Tel

26 Gauge Silikon Tel iki farklı renge sahip olmalıdır

(2) Basmalı Anahtarlar Fanları otomatik olarak kontrol etmek için bir sıcaklık sensörü/kontrolörü kurmak istiyorsanız sadece bir anahtara ihtiyaç duyar.

Dijital Sıcaklık Kontrol Cihazı

XT60 Konnektörler (Lehimlenmemiş) VEYA XT60 Konnektörler (Zaten Lehimlenmiş)

Fanlar (2) 12V DC

Pil göstergesi

Dijital Sayaç

Altı Bağlantı Noktalı USB Şarj Cihazı

Adım Aşağı Buck Dönüştürücü

Kasa Başka bir kasa ile giderseniz bu tasarımlar içine sığmaz. Pelican, kendi yüz plakası tasarımlarınızı birleştirmek için CAD yazılımı için indirebileceğiniz dosyalara sahiptir.

Silikon Mastik

Güneş Paneli, Şarj Kontrol Cihazı ve İnverter

1 KG PETG veya ABS Filament

M1-M5 Vida Çeşitleri

Shrink Boru

VHB Bant

300mm Shrink Boru

(16) 10 X 3 mm Mıknatıslar

Süper yapıştırıcı

Toplam Maliyet 550$+/-, çoğu ticari ürünün ayrı olarak satıldığı güneş paneli dahil ve satın aldığınız pil kapasitesine bağlı olarak önemli ölçüde düşürülebilir. Ayrıca arz ve talebe bağlı olduğundan fiyatlar değişebilir.

Gerekli araçlar

3D YazıcıLehimleme Demiri

Lehim

Isı Tabancası Veya Küçük Meşale

Pil Nokta Kaynakçı

Tel Sıyırıcılar

Terminal Kollu Tel Sıkma Aleti

Küçük Düz Kafa

2.5mm, 3mm, 4mm Altıgen Tuşlar

Wowstick gerekli değildir, ancak küçük vidalarla çok sayıda proje yaparsanız kullanışlıdır.

C4 18650 Pil Şarj Cihazı

Dijital multimetre

Delmek

Matkap Ucu Seti

Adım 1: Pil Bankası

Bu adım gerçekten başlı başına başka bir proje. Daha önce punta kaynağı izleri olan kullanılmış piller satın aldım, bu yüzden bunları öğütmek için bir döner alet ve küçük kesme diski kullandım. Tüm hücrelerde her iki uç da temizlendikten sonra, araçlar bölümünde listelenen C4 gibi bir akıllı şarj cihazı ile şarj edilmesi önerilir.

Kendi pil bankalarınızı nasıl monte edeceğinize ve BMS'leri nasıl bağlayacağınıza dair iyi eğitimler için Jehu Garcia ve Ebike Okul Kanallarını tavsiye ederim. Akü grubu montajı yaptıysanız, punta kaynağı akülerinde deneyimliyseniz ve BMS'leri kabloladıysanız, muhtemelen Baskı ve Montaj'a geçebilirsiniz.

Tüm hücreler şarj edildikten sonra, her hücrenin voltajını test edin. 3,6 voltun altındaki herhangi bir şey atılmalıdır. Ortalama olarak, her biri yaklaşık 4 voltluk hücrelerim vardı. Çoklu metre, nasıl göründüklerine göre büyük ölçüde değişir. DC voltaj testi için tam simgeyi, sembolü veya harfi bulmak için kılavuza bakın. Voltajı kontrol etmek için sayacımda dijital multimetreyi DC 6V ayarına getirdim ve siyahı eksiye ve kırmızıyı artıya uyguladım.

Hücreleri düzenlemek için pilleri basılı 18650 4S 10P Plakalarından birine yerleştirin. Yine de bir sıranın ucu yukarı bakacak şekilde (olumlu veya olumsuz) olmalıdır. Bir sonraki sıra, karşıt ucu yukarı bakacak şekilde (olumlu veya olumsuz) olmalıdır. Dahil edilen resimlere bakın.

Tüm hücreler düzenlendikten ve alt plakaya bastırıldıktan sonra. Diğer plakayı pillerin üzerine yerleştirin. Sıkı bir uyum gibi görünüyorsa, bir uçtan başlayın ve bir seferde bir veya iki hücreye hafifçe vurun ve yavaş yavaş pil bankasının diğer ucuna doğru ilerleyin. İki plaka, hepsini esnek olmadan yerinde tutmalıdır.

UYARI:

Çok dikkatli olun ve bir sonraki adımda acele etmeyin, sizi şok edebilir ve muhtemelen pilleri kısa devre yapabilir. Pili yanlışlıkla üstüne yerleştirmemek ve elektrik bağlantısı yapmamak için yakındaki tüm iletken malzemeleri temizleyin.

Pil tuğlanızdan memnunsanız, o zaman punta kaynağı yapmanın zamanı geldi. Benimle aynı punta kaynak makinesini kullanırsanız,.1-.15 kalınlık elde etmeniz gerekecek, bu kaynakçı bundan daha kalın kaynak yapamaz. Nikel şeritlerin yerleşimi önemlidir. Açıklamanın en kolay yolu, tam yerleşim için eklediğim resimlere başvurmak. Nikel şeritleri kesin ve pilin üzerine yerleştirin. Bataryanızı makul miktarda basınçla kaynakçıya doğru tutun ve bir kez zımbalayın, kontrol edin ve bir kez daha zımbalayın ve bir sonraki hücreye geçin.

Sonunda punta kaynağını bitirmiş olacaksınız. Şimdi pil yönetim sistemini (BMS) kablolama zamanı. Bir BMS, akımı tüm bağlı hücreler arasında eşit olarak izler ve dağıtır. Kırmızı ve siyah olan daha kalın (14-18 ayar) tel, 10P'yi 20P pil grubuna çevirebilmem içindi. Normalde bu, aynı desende daha fazla şeridin punta kaynağıyla yapılır, ancak bu özel duruma sığdırmak için iki tuğlanın uzun bir dikdörtgen yerine yan yana olmasına ihtiyacım vardı.

BMS'yi sert plastik, köpük veya karton gibi yalıtkan tipte bir malzemeye monte edin (sıcak tutkal). Doğrudan pillerin yanına monte etmeyin.

Diğer daha ince (28-30 gauge) kabloların tümü BMS üzerindeki çeşitli noktalara bağlanır. BMS'de aynı nokta için aynı renk kodlarını kullandım. Siyah 0V, Sarı 4.2V, Yeşil 8.4V, Kırmızı 12.6V ve Pembemsi 16.8V. Her sayının iki kablosu vardır, çünkü ilk hücrelere ve son hücrelere paralel olarak bağlanması gerekir. Bir uzun dikdörtgen pil grubu yaparsanız, telleriniz kümenin sonundan başlayacak ve ikinci teller bloğun diğer ucuna kadar uzanacaktır. Hücreye zarar vermemek için nikel şeritlere havya kullandım.

Pili bitirmek kolaydır. Bir kırmızı ve bir siyah kalın (14 gauge) tel üzerinde, ucunda bir XT60 konektörü olan, en az yaklaşık 6 inç uzunluğunda lehim. Bu, BMS'deki + ve - sembollerine gider. Bloğun kaymasını engellemek için biraz kapton bant uyguladım. Pil grubunu 300 mm'lik bir streç filme kaydırın, fazlalığı kesin ve biraz mesafeli bir ısı tabancası veya torç uygulayın. Pil bankası şimdi tamamlandı.

2. Adım: Baskı ve Montaj

3D baskı konusunda tamamen yeniyseniz, aşağıdakileri okumanızı öneririm, aksi takdirde baskı ayarları bölümüne geçebilirsiniz.

İki Ender 3'üm var. Her ikisi de fiyatına göre gerçekten kaliteli ve PLA, ABS ve PETG'yi işleyebilir. Yatak tesviyesine hakim olunmasına rağmen yatak yapışması en büyük sorundur. Benim için bu sorunu ortadan kaldıran şey stok yatakları atıp yerine temperli cam koymaktı. Tabii ki tekrar seviye atlaması gerekiyordu ama sadece bir kez. Her baskıdan önce %70 izopropil alkolle siliyorum. Yazıcınızın tamamen ön ısıtma yapmasına izin verin. Yazıcıyı ve filamanı kuru bir yerde saklayın. Daha fazla nem, daha fazla sorun demektir. Boncuklar muhtemelen düzgün bir şekilde lamine olmayacak ve bitmiş bir parçanın ortasındaki iki katman arasında kolay ayrılmaya neden olacaktır.

Henüz bir 3D yazıcınız yoksa ve bir Ender 3 almayı düşünüyorsanız, bu yapım eğitimini yakından takip edin. Montajını yaptığım her iki yazıcıda da tüm adımları takip ettim ve ilk denemede mükemmel çıktı. Dilimleyici için Cura kullanıyorum. Birçok ayar seçeneği dahildir ve kullanımı ücretsizdir.

Yazdırma Ayarları

Bu bağlantı STL dosyaları içindir

ABS veya PETG önerilir. Dolgu yüzdesi ne kadar büyük olursa o kadar iyidir. Dört yüz plakasının tümü için %25'i seçtim. Taslak kalitesinde 0.8 nozul kullandım ve parça başına ortalama beş saatte iyi görünümlü bir ürün elde ettim. Bunlar desteklere ihtiyaç duyar ve gökyüzüne bakan harflerle yönlendirilir.

İç bileşenler, standart kalitede 0,6 meme kullanılarak basılmıştır.

(1) Düz Braket %100 dolgu

(4) Papyonlar %100 dolgu

(2) Mıknatıs Çubuklar %75 - %100

(1) Şarj Kontrol Braketi %75 - %100

(1) Buck Dönüştürücü Montaj Braketi %50 dolgu. İki versiyonu var. Kasaya monte etmek için sadece iki cıvataya ihtiyacınız var, bu yüzden 4 delik ile birlikte 2 delik tasarladım. Ancak yalnızca birini veya diğerini yazdırmanız gerekir.

18650 Pil 4S 10P Plakalar standart kalitede 0.4 Nozul ile %100 dolgu. Bunu PLA ile sarılacak ve daha sonra bir durumda tekrar kapatılacağı için yaptım. Kullanmayı düşündüğünüz pil sayısına bağlı olarak (40 hücre = 2 toplam 4S 10P Plaka gerekir) (80 hücre = 4 toplam 4S 10P Plaka gerekir)

Bunları bir araya getirmek temelde lego blokları gibidir. Papyonlar plakaları bir arada tutmaya yardımcı olur, ancak gerekli değildir. Her şeyi bir arada tutan en iyi şey, mıknatıs çubukları ve kasadan gelen sıkı geçmenin basıncıdır. Mıknatısları parçalara yerleştirirken elimde bir yığın vardı, parçaya biraz süper yapıştırıcı uyguladım ve üstündeki yığın. Bu, polaritenin ters olması ve mıknatısların yanlışlıkla yanlış şekilde yapıştırılmasıydı.

Mıknatıs çubuğuna dört mıknatıs yapıştırıldığında, tamamen preslenmiş halde birkaç saat kurumaya bıraktım. Dört mıknatısın her birine bağlı kalması için ikinci bir mıknatıs verdim. Bu şekilde, yüz plakaları yapıştırıldığında ve bu mıknatıslara bastırıldığında polarite zaten doğrudur.

Adım 3: Montaj ve Kablolama

İşleri nasıl bağladığımı öğrenmek için birlikte verilen akış şemalarına bakın.

Her şeyi birbirine bağlamak çok karmaşık değil, göründüğü gibi. Çoğu bileşen için yalnızca pozitif ve negatif kabloları içerirler. Anahtarlar, biraz zorlaştığı yerdir. Dijital bir sıcaklık kontrolörü/sensörü kullanarak otomatik fan kontrolüne sahip olmak istiyorsanız, ihtiyacınız olan tek şey cihazı açıp kapatmak için bir basmalı anahtardır. LED ışık çubuğu veya başka bir şey gibi başka yardımcı programlar istiyorsanız, bu durumda muhtemelen ikinci bir anahtar kullanmak isteyeceksiniz.

Herhangi bir şeyi birlikte lehimlemeden önce, sayaçları ve anahtarları önce basılı yüz plakalarına yerleştirmeyi unutmayın. Yoksa iki kez yapmanız gerekecek. Bunu zor yoldan öğrendim. Fanları monte ederken ideal olarak hava sirkülasyonunu istediğinizde biri havayı içeri çekmeli diğeri havayı dışarı üflemelidir. İnverter ayrıca havayı arkasından dışarı üfleyen bir fana sahiptir.

İnverter için geçici olarak devre kartına kadar söktüm. Çok fazla bir şey yapmanıza gerek yok, ancak 120V prizin erişimini genişletmek için bazı sökme işlemleri yapmanız gerekecek. Bunu herhangi bir şeye takılıyken yapmayın. Alt plakadaki dört vida her şeyi ortaya çıkarır. Ön plakadaki (çıkışlarla birlikte) dört vidanın daha çözülmesi gerekiyor. Çıkış fişlerini ön plakadan dışarı doğru itin. Plaka, teller kesilmedikçe veya ön plaka kesilmedikçe çıkarılabilir değildi. Muhtemelen kabloları sadece kesebilirsiniz, çünkü bir sonraki adım, erişimi uzatmak için yine de onları kesmektir.

Farklı bir rota seçtim ve döner bir alet kullanarak plakadaki küçük çentikleri dikkatlice kestim. Sonra pense alıp büktüm, böylece prizleri geçirebileyim. Sonra yaklaşık altı inç kadar tel eklemem ve lehimlemem gerektiğini fark ettim. Uzatmak için sadece toplam üç tel vardır. Her seferinde bir tel kesilmelerini, birleştirilmelerini, lehimlenmelerini ve büzülmelerini öneririm. Bu, çıkış soketinin uzatılmasının kasanın ön plakasına ulaşmasını sağlar. Bu değişiklik yapıldıktan sonra, alt paneli invertöre geri takmanız ve montaj braketlerini hazırlamanız gerekecektir.

Alüminyum ekstrüzyon köşebent kullandım. Delikler için işaretli konum, delinmiş delikler ve parçayı çubuk stoğundan testereyle çıkarın. Parantezleri, hayatınızı biraz daha kolaylaştırmak için 3D yazdırılabilecek şekilde tasarladım. Onları kasaya nasıl monte ettiğimi görmek için resimlere bakın. Herhangi bir delik açmadan önce, düzeninizden memnun olduğunuzdan ve pilin çok fazla kaymadığından emin olun. Pil bankamı kasanın sağ köşesine, invertörü hemen yanına ittim ve ardından delikleri açtım. Deliklerinizi deldiğinizde, önce dönüştürücü montaj braketi monte edilmelidir, çünkü invertör bu şekilde monte edildiğinde delik açmak için yeterli boşluk yoktur.

Kasada sadece bu iki braket için delikler ve DC-DC dönüştürücü için belirlenmiş montaj braketi için iki delik açıyorum. Söz konusu deliğe bir vida/cıvata yerleştirmeden önce, su geçirmez olması için içte ve dışta silikon dolgu macunu uygulardım. Ayrıca cıvataların her iki ucunda da pul kullandım. Mıknatıs çubukları da kasaya cıvata ile sabitlenebilecek şekilde tasarladım.

PPSU'mda, şarj kontrol cihazını kasanın yanına yapıştırmak için VHB bant kullandım. Bu talimatı oluştururken, bir braket oluşturmak için zaman ayırdım, isterseniz 3B yazdırabilir ve civatalamak için delikler açabilirsiniz. Küçük bir miktar VHB bant kullandığım diğer tek alan, güneş paneli konektörüne takarken kaymasını önlemek için düz braket ile güneş fişi arasındaydı.

Umarım bu sizin için ilham verici, bilgilendirici veya biraz eğlenceli olmuştur. Projemi görüntülediğiniz için teşekkürler.