Raspberry Pi'ye de Güç Verebilen Taşınabilir Pille Çalışan Bir Monitörün Nasıl Yapılacağını Öğrenin: 8 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:18

Hiç python kodlamak veya Raspberry Pi Robot'unuz için Hareket halindeyken bir ekran çıktısına sahip olmak istediniz mi veya dizüstü bilgisayarınız veya kameranız için taşınabilir bir ikincil ekrana mı ihtiyacınız var?

Bu projede, ahududu pi'ye güç verebilen veya telefonunuzu şarj edebilen taşınabilir, pille çalışan bir monitör ve güç kaynağı oluşturacağız. Projemizi inşa etmek için bir lityum iyon pil kullanacağız ve hem buck hem de boost DC'den DC'ye dönüştürücüler kullanacağız.

Dikkatli olun ve güvenlik hatırlatıcılarının kalın harflerle yazıldığını unutmayın

Gereçler

İhtiyacın olacak:

-A Raspberry pi (herhangi bir kart çalışır, daha sonra başvurmak için voltaj gereksinimini ve akım çekişini not edin) ve gerekli adaptörler ve güç kabloları:

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

-Bir LCD 12 VOLT dereceli monitör (7 inçlik bir ekran kullandım);

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

-USB çıkışlı bir DC TO DC dönüştürücü:

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

-Bir DC'den DC'ye Yükseltme Dönüştürücü:

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

-Teli en az maksimum 10 amper işleyebilen tek çekirdekli küçük ve orta elektronikler

- atlama kabloları

-USB Güç kablosu

-HDMI kablosu

-Ekran için uygun bir varil pimi:

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

-(Opsiyonel) Gerekirse montaj parçalarını ve pil kutusunu basmak için bir 3d Yazıcı

-Bir pil tutucu:

www.amazon.com/Plastic-Battery-Piller-C…

-Uygun bir anahtar

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

Eşit miktarlarda -18650 pil hücresi (Satın almayı bilmediğiniz satıcılardan lityum iyon pil satın alırken çok dikkatli olun)

Adım 1: Temelleri Anlamak

Bu projenin arkasındaki temel elektronik ilkeleri anlamak önemli olduğu için, projenin arkasındaki teori ve ilkeler hakkında hızlı bir inceleme burada.

Öncelikle seçtiğimiz çekirdek bileşenleri değerlendirelim. Bu proje için 12 voltluk bir monitör seçtik ve bir ahududu pi, 5 voltluk bir voltajda çalışır ve hangi ahududu pi kartının kullanıldığına bağlı olarak gücü korumak için 3 ampere kadar ihtiyaç duyar.

Ardından, güç kaynağımızı tartışalım. Lityum iyon hücreler (ortalama olarak 3.5 V kapasiteye sahip), bu projeye güç sağlamak için 2S konfigürasyonunda kullanılmaktadır (Hücreler, her hücre grubunun kablolu olduğu seri olarak bağlanmış iki hücre içeren hücre gruplarında sıralanmıştır. birbirine paralel). Bu nedenle pil, ortalama 7 voltluk bir voltaj verebilir ve mevcut çıkışı ve kapasitesi, kullanılan hücre gruplarının sayısı ile belirlenir.

Şimdi güç düzenleme sistemimizi gözden geçirelim. Pilin çıkışının başlangıçta projeye kendi başına verimli bir şekilde güç sağlamak için tatmin edici olmaması nedeniyle, DC'den DC'ye Gerilim dönüştürücüler, pilimizin çıkış voltajını her cihazın gerekli voltajına dönüştürmek için gereklidir (pillerin değişmesine neden olur). maksimum çıkış yük akımı), voltajı yükselterek veya düşürerek (dolayısıyla akımı sırasıyla düşürerek ve yükselterek). Raspberry pi, ekrandan daha büyük bir yük akımı gerektirdiğinden, ahududu pi'nin gerekli voltajını ve minimum yük akımını karşılamak için Voltajın düşürülmesi gerekecektir.

Bu nedenle, ahududu pi'nin nominal voltajına yeterince yakın olduğundan ve aynı zamanda yeterli yük akımı sağlamak için yeterince yakın olduğundan ve nominal voltaja yeterince yakın olduğundan, 2S pil konfigürasyonumuzu elde etmek, eldeki görev için idealdir (çıkış yaklaşık 7V olduğundan). Voltaj arttığında ekranı çalıştırmaya devam edecek kadar akım olacak şekilde ekran.

Projede kullanılan DC - DC Gerilim dönüştürücüler: 1) bir yükseltici dönüştürücü, bu 7 volt girişimizi artıracak, monitörümüz tarafından kullanılmak üzere sabit bir 12 volt çıkışa ve 2) bir buck dönüştürücü, bu azalacak 7 voltluk girişimiz, en yoğun çalışma için yeterli akım kaynağıyla sabit 5 voltluk çıkışa.

Bu proje, projeyi sadece ekran pille çalışacak şekilde yapmak gibi çeşitli şekillerde de yapılabilir, bu durumda yapmanız gereken tek şey kılavuzu takip etmek ve ahududu kurulum adımlarını göz ardı etmek. pi.

Ayrıca, bu proje, ahududu pi kartı yerine bir telefona veya USB ile çalışan herhangi bir cihaza güç sağlamak için kullanılabilir, eğer monitörle veya bunun herhangi bir varyasyonuyla ilgili her adımın tüm parçalarını göz ardı ederseniz, bu nedenle burada öğretilen temel bilgileri bilmek daha fazla iyileştirme veya değişiklik için aracıdır.

Adım 2: Parçaları Oluşturmaya ve Yazdırmaya Başlama

Artık bu projenin temel elektronik işlemlerini anladığınıza göre, yapımıza başlayabiliriz.

Bu proje çoğunlukla elektroniktir, ancak her şeyi düzgün bir pakette istiyorsanız veya belirli parçalara sahip değilseniz. Bunları önce 3 boyutlu yazdırabilir, böylece elektronik aksamlara daha sonra odaklanabilirsiniz.

Önerilen monitörü kullandıysanız, bu dosyayı koşumunuz için kullanabilirsiniz (adıma dahildir).

Pil tutucuya ihtiyacınız varsa şu adrese göz atabilirsiniz: https://www.thingiverse.com/thing:1823552. Yaratıcının talimatlarını takip edebilir veya kendi deliklerinizi açabilir ve hücrelerinizi ve kablolarınızı kenetlemek için m2 ila m4 arası vidalar, cıvatalar ve rondelalar kullanabilirsiniz. Devam etmeden önce bağlantılarınızı iki kez kontrol etmeyi ve tüm açık bağlantıları ve iletken vidaları yalıtmayı unutmayın.

3. Adım: Pilinizi Kablolama

Başlamadan önce, gerekli tüm bileşenlere sahip olduğunuzdan emin olun ve 18650 Hücrelerinizin benzer voltaj ve kapasitede olup olmadığını kontrol etmeyi unutmayın.

İlk önce 18650 lityum iyon pillerinizi çiftler halinde gruplayın ve her çifti bir hücre grubu oluşturacak şekilde seri olarak bağlayın.

Ardından, her hücre grubunu alın ve her birini birbirine paralel olarak bağlayın ve paralel bağlantılardan birine (tercihen pilin ilk veya sonuncusu veya çıkışına) bir anahtar bağlamayı unutmayın.

Bu, yukarıdaki bağlantı şemasında görülmektedir.

Devam etmeden önce bağlantılarınızı tekrar kontrol etmeyi ve tüm açık bağlantıları ve iletken vidaları yalıtmayı unutmayın

Adım 4: Voltaj Regülatörlerinizi Bağlama

Daha sonra DC TO DC voltaj regülatörlerimizi akümüze bağlayacağız.

İlk olarak, kalibrasyon sırasında bileşen hasarını önlemek için, daha önce gösterildiği gibi aküye yerleştirilen anahtarın kablolamadan önce kapalı olduğundan emin olun.

Ardından, pilin pozitif terminallerini paralel olarak hem buck hem de boost dönüştürücülerin pozitifine bağlayın.

Ardından pilin negatif terminalini paralel olarak hem kovaya hem de güçlendirici dönüştürücülere bağlayın.

Bu yukarıda gösterilmiştir.

Ardından, anahtarı açın ve kartların potansiyometrelerini çevirerek boost ve buck dönüştürücülerin çıkışlarını ayarlamak için bir tornavida kullanın.

Güçlendirme dönüştürücü 12 VOLT Ekrana güç sağlar ve çıkışın 12 volt çıkışa sahip olacak şekilde kalibre edilmesi gerekir

Buck dönüştürücü, Raspberry Pi'ye güç sağlayacak. Daha önce de belirtildiği gibi, her kartın farklı bir akım gereksinimi vardır. Dönüştürücüyü 5 Volt'a ayarlayın ve USB moduna ayarlayın (bileşenin ambalajında bulunan belgeler aracılığıyla yapılabilir) ve Mevcut Düzenlemeleri 1 amp'e ayarlayın ve daha sonra bağlandıktan sonra karta göre kalibre edin.

Adım 5: Ekranınızı ve Raspberry Pi'yi Bağlayın

Voltaj regülatörlerinin kalibrasyonunu yaptıktan sonra cihazlarımızı bağlayabiliriz.

Öncelikle namlu pinimizi boost çevirici çıkışına uygun polarizasyonda bağlayabiliriz ve ardından ekrana bağlayabilirsiniz.

Ardından, USB'nizi Raspberry Pi'ye bağlayın ve ardından HDMI'nızı Raspberry Pi'nizden Ekrana bağlayın.

Şimdi bir tornavida kullanın ve dönüştürücünün akım kapağını ahududu pi kartının açılacağı ve önyükleneceği bir değere ayarlayın (kullanılan karta bağlı olarak 1 ila 4 amper arasında değişebilir).

Burada bir cep telefonu şarjı yapılacaksa, ahududu pi'ye güç vermek yerine bir cep telefonu kullanılabilir, Potansiyometreyi sınırladığınız amperin cihazınızın özelliklerine göre ayarlandığından emin olun.

Adım 6: Toplama

Artık elektronikler tamamlandı ve artık tüm kablolarınızı bağlayabilirsiniz ve LCD kablo demetini bağlamanın zamanı geldi.

Güçlendirici dönüştürücüyü ve pil takımını, sıcak tutkal veya cıvata ile kendi araçlarınıza uyacak şekilde takabilirsiniz ve ürünle birlikte verilen basılı kablo demetini kullanıyorsanız şunları yapacaksınız:

1) Tüm bileşenleri çift taraflı bantla sabitleyin, bileşenlerinize uyacak şekilde 3d baskılı modelde delikler açın ve vidalarla veya büküm bağlarıyla 3d modele sabitleyin

2) Modelin takılacağı yuvayı ortaya çıkarmak için monitörün altından ekran standını çıkarın

3) Basılı bağlantı parçasının tırnağını, bağlantı sabitlenene kadar alttan monitörün arkasındaki yuvaya kaydırın.

4) Montajı yerine kilitlemek ve bileşenleri sabitlemek için standı geri vidalayın.

7. Adım: Sonuç

Artık pille çalışan bir Raspberry Pi ve Ekranınız var, ilerlemek için kablosuz bir klavye ve ardından bir kamera ekleyebilirsiniz. Ayrıca bu proje aracılığıyla, elektronik anlayışınızı ve günlük yaşamınızda kullandığınız piller ve akıllı telefonlar gibi temel öğelerin nasıl çalıştığını ve güçlendiğini derinleştirdiniz.

Adım 8: Gelecek Adımlar

Bu proje gelecekte, mevcut tüm bileşenlerin saklanabileceği ve dış ortamdan korunabileceği 3 boyutlu baskılı bir kasanın eklenmesiyle geliştirilebilir.

Ayrıca pilleri çıkarmadan cihazı şarj etmek için entegre bir pil şarj devresi eklenebilir ve pil ömrünü artırmak için daha fazla hücre eklenebilir.

Bu projeyi bir Pil bankasına veya Sadece pille çalışan bir Ekrana uyarlayabilir ve gelecekte mevcut hücrelere paralel olarak benzer bir konfigürasyonda daha fazla 2S 18650 hücre grubunu bağlayarak pil kapasitenizi ve maksimum yük akım çıkışınızı da artırabilirsiniz..

Bu proje, pilin hücre gruplarının genişletilmesi ve bu projedeki her adımın tekrarlanması yoluyla bir ekran ve ahududu pi matrisine genişletilebilir. Bu proje, pille çalışan Ekranlar ve Raspberry pi'ler matrisinizi genişletebileceğiniz bir omurga olarak kullanılabilir.