Bộ cấp nguồn di động: 3 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Nguồn cảm hứng cho dự án này đến từ việc tôi muốn có một phương pháp sạc lại pin cho máy bay không người lái của tôi trên thực địa. Một thời gian sử dụng tốt sẽ là để cắm trại. Bản dựng này không nhất thiết phải là giải pháp thay thế rẻ nhất. Có rất nhiều sản phẩm thương mại có sẵn trên thị trường cung cấp rất nhiều với một mức giá hợp lý. Tôi đã có khoảng một nửa số thành phần cần thiết chỉ cần ngồi xung quanh. Thêm vào đó, tôi muốn một cái gì đó để làm trong thời gian qua, vì vậy tôi quyết định xây dựng hơn là mua. Nếu bạn không có mục nào trong phần vật liệu và chi phí, hãy dự kiến chi tiêu tổng cộng hơn 400 đô la Mỹ. Số tiền đó có thể mua một thiết lập tốt đã hoàn thành. Mặt khác, nếu tiền bạc và thời gian là thứ bạn muốn sử dụng để đổi lấy một bộ nguồn di động hoạt động của riêng bạn cùng với trải nghiệm, thì bản dựng này là hoàn hảo.

Các thông số kỹ thuật của bản dựng của tôi:

• Ngân hàng pin 4S (Sê-ri) 20P (Song song) 16,8V (93,6 Watt giờ)
• 4S 40Amp BMS
• Biến tần 300 Watt
• 6 cổng sạc USB
• 1 Ổ cắm 120V Hoa Kỳ
• Bảng điều khiển năng lượng mặt trời 100 Watt
• Bộ điều khiển sạc 11 Amp

Thiết bị này có thể đáp ứng các thông số kỹ thuật của riêng bạn tùy theo cách bạn muốn xây dựng nó và những gì bạn muốn nó bao gồm. Nếu bạn muốn pin dung lượng lớn hơn, hoặc nhiều ổ cắm hơn, công suất đầu ra lớn hơn (biến tần lớn hơn), v.v., bạn nên tính đến kích thước của các đối tượng đó trước khi mua vỏ. Trường hợp tôi đã sử dụng, tôi đã chọn tùy theo mức giá, tình trạng sẵn có, cũng như niêm phong chống nước. Nếu bạn có ý định sao chép mọi thứ chính xác hơn là chỉ mua những gì được liệt kê bên dưới.

Tôi không có liên kết với các trang web được liên kết, chỉ là người tiêu dùng của chúng. Tôi có xu hướng mua sắm trên internet một lúc trước khi mua hàng và nhận thấy rằng đây là giá trị lớn nhất đối với số tiền nhỏ nhất tại thời điểm tôi mua chúng so với những thứ khác có sẵn. Để có được mức giá thấp nhất tuyệt đối cho hầu hết các mặt hàng, tôi khuyên bạn nên mua trực tiếp từ Trung Quốc. Chỉ có một nhược điểm là mong đợi việc giao hàng sẽ đến nơi trung bình từ một đến hai tháng. Tôi đã thực hiện hàng trăm đơn đặt hàng từ Aliexpress.com chỉ trong năm nay và đôi khi nhận được chính xác những gì tôi mong đợi trong vòng ba tuần

Vật liệu và chi phí

Pin (80) 18650 Cell

Dải niken độ dày.1,.12, HOẶC.15

4S BMS

14 dây silicone đo

26 Đồng hồ đo Dây Silicon Cần có hai màu khác nhau

(2) Công tắc Rocker Chỉ cần một công tắc nếu bạn muốn lắp cảm biến / bộ điều khiển nhiệt độ để tự động điều khiển quạt.

Bộ điều khiển nhiệt độ kỹ thuật số

Đầu nối XT60 (Chưa được hàn) HOẶC Đầu nối XT60 (Đã được hàn)

Quạt (2) 12V DC

Số PIN

Đồng hồ số

Bộ sạc sáu cổng USB

Step Down Buck Converter

Trường hợp Nếu bạn đi với một trường hợp khác, những thiết kế này sẽ không vừa với nó. Pelican có các tệp bạn có thể tải xuống cho phần mềm CAD để kết hợp các thiết kế khuôn mặt của riêng bạn.

Keo silicone

Bảng điều khiển năng lượng mặt trời, bộ điều khiển sạc và biến tần

1 KG PETG hoặc ABS Filament

Loại vít M1-M5

Co ống

VHB Tape

Ống co 300mm

(16) Nam châm 10 X 3 mm

Keo siêu dính

Tổng chi phí $ 550 +/- bao gồm cả bảng điều khiển năng lượng mặt trời, mà hầu hết các sản phẩm thương mại bán riêng và tùy thuộc vào dung lượng pin bạn mua có thể được giảm đáng kể. Ngoài ra còn phụ thuộc vào cung cầu nên giá cả có thể thay đổi.

Công cụ cần thiết

Máy in 3D

Hàn

Súng thổi hơi nóng hoặc đèn khò nhỏ

Máy hàn điểm pin

Dụng cụ cắt dây

Dụng cụ uốn dây có tay áo đầu cuối

Đầu phẳng nhỏ

Phím lục giác 2,5mm, 3mm, 4mm

Wowstick không bắt buộc nhưng nó rất tiện nếu bạn thực hiện nhiều dự án với những con vít nhỏ.

Bộ sạc pin C4 18650

Đồng hồ vạn năng kỹ thuật số

Máy khoan

Bộ mũi khoan

Bước 1: Ngân hàng pin

Bước này thực sự là một dự án hoàn toàn khác. Tôi đã mua pin đã qua sử dụng có vết hàn vết trước đó nên tôi sử dụng một công cụ quay và bánh xe cắt nhỏ để mài chúng. Sau khi làm sạch cả hai đầu trên tất cả các ô, bạn nên sạc chúng bằng bộ sạc thông minh như C4 được liệt kê trong phần công cụ.

Để có hướng dẫn tốt về cách lắp ráp các ngân hàng pin của riêng bạn cũng như cách kết nối với BMS, tôi khuyên bạn nên sử dụng Jehu Garcia và Ebike School Channels. Nếu bạn đã thực hiện lắp ráp ngân hàng pin, có kinh nghiệm với pin hàn điểm và đấu dây BMS thì bạn có thể bỏ qua phần In và Lắp ráp.

Sau khi tất cả các ô đã được sạc đầy, hãy kiểm tra điện áp của mỗi ô. Bất cứ thứ gì dưới 3,6 volt nên được loại bỏ. Trung bình tôi có các tế bào khoảng 4 vôn mỗi ô. Nhiều đồng hồ thay đổi rất nhiều về cách chúng xuất hiện. Có thể tham khảo sách hướng dẫn để tìm biểu tượng, ký hiệu hoặc chữ cái chính xác cho thử nghiệm điện áp DC. Trên đồng hồ của tôi để kiểm tra điện áp, tôi đã chuyển đồng hồ đa năng kỹ thuật số sang cài đặt DC 6V và áp dụng màu đen cho cực âm và màu đỏ cho cực dương.

Để sắp xếp các ô, hãy đặt pin vào một trong các Tấm 18650 4S 10P đã in. Mặc dù vậy, tất cả các hàng phải có cùng một đầu hướng lên trên (dương hoặc âm). Hàng tiếp theo phải có đầu đối diện hướng lên trên (dương hoặc âm). Tham khảo hình ảnh đi kèm.

Sau khi tất cả các ô được sắp xếp và ép vào tấm đáy. Đặt tấm kia lên trên pin. Nếu nó có vẻ như vừa khít, hãy bắt đầu từ một đầu và đập nhẹ vào pin một hoặc hai ô tại một thời điểm và dần dần di chuyển về phía đầu kia của bộ pin. Hai tấm phải được giữ cố định mà không bị uốn cong.

CẢNH BÁO:

Hãy hết sức cẩn thận và dành thời gian cho bước tiếp theo này, nó có thể làm bạn bị sốc và có thể làm cạn pin. Loại bỏ mọi vật liệu dẫn điện gần đó để bạn không vô tình đặt pin lên trên nó làm kết nối điện.

Nếu bạn hài lòng với cục pin của mình, thì đã đến lúc hàn điểm. Nếu bạn sử dụng cùng một máy hàn điểm như tôi đã làm, bạn sẽ phải có độ dày.1-.15, thợ hàn này không thể hàn dày hơn thế. Vị trí của các dải niken rất quan trọng. Cách dễ nhất để giải thích là tham khảo những hình ảnh tôi đã đưa vào để có bố cục chính xác. Cắt và đặt các dải niken lên pin. Giữ pin của bạn gần thợ hàn với một áp lực vừa phải và gắn vào pin một lần, kiểm tra và gắn lại một lần nữa và chuyển sang ô tiếp theo.

Cuối cùng, bạn sẽ hoàn thành việc hàn điểm. Bây giờ là lúc để kết nối hệ thống quản lý pin (BMS). BMS giám sát và phân phối dòng điện đồng đều trên tất cả các ô được kết nối. Dây dày hơn (14-18 gauge) có màu đỏ và đen để tôi có thể biến 10P thành một ngân hàng pin 20P. Thông thường, điều này sẽ được thực hiện bằng cách hàn điểm nhiều dải hơn theo cùng một mẫu, nhưng để phù hợp trong trường hợp cụ thể này, tôi cần hai viên gạch cạnh nhau thay vì một hình chữ nhật dài.

Gắn (keo nóng) BMS vào một loại vật liệu cách điện như nhựa cứng, xốp hoặc bìa cứng. Không gắn nó trực tiếp vào mặt bên của pin.

Các dây mỏng hơn (28-30 gauge) khác đều được kết nối với các điểm khác nhau trên BMS. Tôi đã sử dụng các mã màu giống nhau cho cùng một điểm trên BMS. Màu đen là 0V, màu vàng là 4,2V, màu xanh lá cây là 8,4V, màu đỏ là 12,6V và màu hồng là 16,8V. Mỗi số có hai dây do nó cần được kết nối song song với các ô đầu tiên và các ô cuối cùng. Nếu bạn làm một ngân hàng pin dài hình chữ nhật, các dây của bạn sẽ bắt đầu ở cuối ngân hàng và các dây thứ hai sẽ căng sang đầu bên kia của khối. Tôi đã sử dụng một mỏ hàn vào các dải niken để không làm hỏng tế bào.

Việc sạc đầy pin rất dễ dàng. Hàn trên một dây dày màu đỏ và một màu đen (14 gauge) có chiều dài ít nhất khoảng 6 inch, với đầu nối XT60 ở cuối. Điều này đi vào các ký hiệu + và - trên BMS. Tôi dán một số băng kapton để giúp khối không bị dịch chuyển xung quanh. Trượt ngân hàng pin vào một số bọc co 300mm, cắt bỏ phần thừa và sử dụng súng nhiệt hoặc đèn khò với một khoảng cách nào đó. Ngân hàng pin hiện đã hoàn tất.

Bước 2: In và lắp ráp

Nếu bạn hoàn toàn mới sử dụng in 3D, tôi khuyên bạn nên đọc phần bên dưới, nếu không bạn có thể bỏ qua phần cài đặt in.

Tôi có hai Ender 3's. Cả hai đều có chất lượng thực sự tốt đối với mức giá và có thể xử lý PLA, ABS và PETG. Việc sử dụng độ bám dính của giường là vấn đề lớn nhất mặc dù đã làm chủ được việc san lấp mặt bằng. Điều giúp tôi loại bỏ được vấn đề đó là vứt bỏ những chiếc giường dự trữ và thay thế bằng kính cường lực. Tất nhiên phải san bằng lại nhưng chỉ một lần. Trước mỗi bản in, tôi lau nó bằng cồn isopropyl 70%. Để máy in của bạn làm nóng hoàn toàn. Giữ máy in và dây tóc ở khu vực khô ráo. Độ ẩm nhiều hơn có nghĩa là nhiều vấn đề hơn. Các hạt có thể sẽ không cán mỏng đúng cách gây ra sự tách biệt dễ dàng giữa hai lớp ở giữa một bộ phận đã hoàn thiện.

Nếu bạn chưa có máy in 3D và đang xem xét lấy Ender 3, hãy làm theo hướng dẫn xây dựng này một cách chặt chẽ. Tôi đã làm theo tất cả các bước trên cả hai máy in mà tôi đã lắp ráp và hoàn thiện ngay trong lần thử đầu tiên. Tôi sử dụng Cura cho máy cắt. Nhiều tùy chọn cài đặt được bao gồm cộng với việc sử dụng miễn phí.

Cài đặt in

Liên kết này dành cho các tệp STL

Nên dùng ABS hoặc PETG. Phần trăm infill càng lớn càng tốt. Tôi đã chọn 25% cho cả bốn khuôn mặt. Tôi đã sử dụng vòi phun 0,8 ở chất lượng nháp và có một sản phẩm đẹp trong thời gian trung bình là năm giờ cho mỗi phần. Những cần hỗ trợ và được định hướng với các chữ cái hướng lên trời.

Các thành phần bên trong được in bằng vòi phun 0,6 ở chất lượng tiêu chuẩn.

(1) Giá đỡ phẳng 100% in đầy

(4) Ruột đầy 100%

(2) Thanh nam châm 75% - 100%

(1) Giá đỡ bộ điều khiển sạc 75% - 100%

(1) Giá đỡ Bộ chuyển đổi Buck Đổ đầy 50%. Có hai phiên bản. Bạn chỉ cần hai bu lông để gắn nó vào hộp đựng vì vậy tôi đã thiết kế một lỗ 2 cũng như 4 lỗ. Nhưng chỉ cần in cái này hay cái kia.

Pin 18650 Tấm 4S 10P 100% nạp đầy với 0,4 Vòi ở chất lượng tiêu chuẩn. Tôi đã làm điều này với PLA vì nó sẽ được bọc và sau đó được bọc lại trong một hộp đựng. Tùy thuộc vào số lượng pin bạn định sử dụng (cần 40 ô = 2 tổng số tấm 4S 10P) (cần 80 ô = 4 tổng số tấm 4S 10P)

Việc lắp ráp những thứ này với nhau về cơ bản giống như các khối lego. Những chiếc nơ là để giúp giữ các tấm với nhau, nhưng không cần thiết. Điều tốt nhất để đảm bảo mọi thứ với nhau là các thanh nam châm cũng như áp lực của phần vừa khít từ vỏ Khi lắp nam châm vào các bộ phận, tôi đã có một ngăn xếp trong tay, bôi một ít keo siêu dính vào bộ phận và ép vào một nam châm bằng chồng lên nhau. Điều này làm cho phân cực bị đảo ngược và các nam châm vô tình được dán sai cách.

Sau khi một thanh nam châm có bốn nam châm được dán chặt vào nhau, tôi đã để nó khô trong vài giờ. Tôi cho mỗi nam châm trong số bốn nam châm một nam châm thứ hai để giữ kết nối với nó. Bằng cách này, cực đã chính xác khi các tấm mặt được dán và ấn vào các nam châm đó.

Bước 3: Gắn và nối dây

Tham khảo sơ đồ luồng đi kèm để biết cách tôi sắp xếp mọi thứ.

Kết nối mọi thứ với nhau không phức tạp lắm, đó chỉ là cách nó xuất hiện. Đối với hầu hết các thành phần, chúng chỉ liên quan đến dây dương và dây âm. Các công tắc là nơi nó trở nên phức tạp một chút. Nếu bạn có ý định điều khiển quạt tự động bằng bộ điều khiển / cảm biến nhiệt độ kỹ thuật số, thì tất cả những gì bạn cần là một nút vặn để bật và tắt thiết bị. Nếu bạn muốn các tiện ích khác như thanh đèn LED hoặc thứ gì đó, trong trường hợp đó, bạn có thể muốn sử dụng công tắc thứ hai.

Trước khi hàn bất cứ thứ gì với nhau, hãy nhớ đặt đồng hồ và công tắc vào các tấm mặt in trước. Hoặc nếu không, bạn sẽ phải làm điều đó hai lần. Tôi học được điều này một cách khó khăn. Khi lắp quạt, lý tưởng nhất là bạn muốn không khí lưu thông đến một cái thì nên hút không khí vào và cái kia thổi không khí ra ngoài. Biến tần cũng có một quạt thổi không khí ra phía sau của nó.

Đối với biến tần, tôi đã tạm thời tháo rời nó thành bảng mạch. Bạn không cần phải làm nhiều nhưng để mở rộng phạm vi tiếp cận của ổ cắm 120V, bạn sẽ phải thực hiện một số thao tác tháo lắp. Không làm điều này khi đang cắm vào bất cứ thứ gì. Bốn vít trên tấm dưới cùng phơi bày mọi thứ. Cần phải hoàn tác bốn vít nữa trên tấm phía trước (với các ổ cắm). Đẩy các phích cắm ổ cắm ra khỏi tấm phía trước. Tấm này không thể tháo rời trừ khi dây bị cắt hoặc tấm phía trước đã bị cắt.

Tôi đã chọn một con đường khác và cắt bỏ những vết khía nhỏ trên tấm từ một cách cẩn thận bằng cách sử dụng một công cụ quay. Sau đó, lấy kìm và uốn cong chúng để tôi có thể luồn qua các ổ cắm của ổ cắm. Sau đó, tôi nhận ra rằng tôi cần phải nối và hàn trong khoảng sáu inch hoặc lâu hơn của dây. Chỉ có tổng cộng ba dây để mở rộng. Tôi đề nghị chúng được cắt, nối, hàn và thu nhỏ từng sợi dây một. Điều này cho phép phần mở rộng của ổ cắm tiếp cận với tấm mặt của vỏ máy. Sau khi sửa đổi đó đã được thực hiện, bạn sẽ cần đặt lại bảng điều khiển phía dưới của biến tần và chuẩn bị các giá đỡ.

Tôi đã sử dụng thanh góc đùn nhôm. Đánh dấu vị trí cho các lỗ, lỗ đã khoan, và cưa mảnh của thanh kho. Tôi đã thiết kế giá đỡ để chúng có thể được in 3D để giúp cuộc sống của bạn dễ dàng hơn một chút. Tham khảo các hình ảnh để xem cách tôi gắn chúng vào vỏ. Trước khi khoan bất kỳ lỗ nào, hãy đảm bảo rằng bạn hài lòng với cách bố trí của mình và pin không bị trượt quá nhiều. Tôi đẩy dự trữ pin của mình lên góc bên phải của hộp, biến tần ngay bên cạnh đó, và sau đó khoan các lỗ. Khi bạn khoan lỗ, khung lắp bộ chuyển đổi buck nên được lắp trước tiên vì không có đủ khe hở để khoan lỗ cho bộ biến tần được gắn trên đường.

Tôi chỉ khoan lỗ xuyên qua vỏ cho hai giá đỡ này và hai lỗ cho giá đỡ được chỉ định cho bộ chuyển đổi DC-DC buck. Trước khi đặt vít / bu lông qua lỗ nói trên, tôi sẽ bôi chất trám silicone lên bên trong và bên ngoài để giữ cho nó không bị thấm nước. Tôi cũng đã sử dụng vòng đệm ở cả hai đầu của bu lông. Tôi đã thiết kế các thanh nam châm để có khả năng được giữ chặt vào vỏ bằng bu lông.

Trên PPSU của mình, tôi đã sử dụng băng VHB để dán bộ điều khiển sạc vào mặt bên của vỏ máy. Trong khi tạo tài liệu hướng dẫn này, tôi đã dành thời gian để tạo một giá đỡ mà bạn có thể in 3D và khoan lỗ để bắt vít nếu bạn muốn. Khu vực duy nhất khác mà tôi sử dụng một miếng băng VHB nhỏ là giữa giá đỡ phẳng và phích cắm năng lượng mặt trời để tránh trượt khi cắm vào đầu nối bảng điều khiển năng lượng mặt trời.

Tôi hy vọng điều này sẽ truyền cảm hứng, nhiều thông tin hoặc một phần nào đó thú vị cho bạn. Cảm ơn vì đã xem dự án của tôi.