Làm việc Pin siêu lớn 9 Volt được làm từ các tế bào axit chì cũ: 11 bước (có hình ảnh)

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

Có bao giờ bạn đang nhai một số đồ ăn nhẹ và đột nhiên nhận ra rằng bạn đã tiêu thụ chúng quá mức, nhiều hơn so với hạn ngạch chế độ ăn hàng ngày cho phép hoặc bạn đi mua sắm tạp hóa và vì một số tính toán sai lầm, bạn đã nạp quá nhiều sản phẩm. Cả hai điều này đều đã xảy ra với tôi vài lần, nhưng chỉ có điều lần này, tôi đã nạp quá nhiều thứ khác vào. Đó là pin, không phải pin AA tiêu chuẩn mà là pin axit chì cồng kềnh. Hãy để tôi nói với bạn như thế nào.

Trước đây, khi tôi còn học về vi điều khiển và các thứ khác, tôi đã từng làm rất nhiều dự án dựa trên vi mạch và mạch. Vì tất cả các dự án đó có thể dễ dàng cung cấp năng lượng bằng một loại pin axit chì duy nhất hoặc với các biến thể khác nhau của những loại pin đó, tôi đã từng mua chúng với số lượng lớn. Thời gian trôi qua, tôi bắt đầu thay thế các mạch bằng vi điều khiển và pin axit chì bằng pin Li-ion tốt hơn vì độ tin cậy và hiệu quả của chúng.

Vài ngày trở lại đây, tôi nhìn vào hộp đựng pin của mình và tìm thấy một cục pin khổng lồ, chỉ nằm xung quanh và lãng phí thời gian làm thêm giờ. Lúc đó tôi không biết phải làm gì với chúng nên tôi để nguyên như vậy. Gần đây, pin axit chì 12v của tôi mà tôi đã sử dụng rất dễ dàng để kiểm tra và tạo mẫu mạch điện, đã chết vì một số lý do không chắc chắn. Thay vì tiêu tiền và mua một cục pin mới, tôi nghĩ đến việc đưa những cục pin 4v cũ này vào sử dụng và tạo ra một bộ nguồn di động với nó.

Ban đầu, tôi dự định chỉ đặt pin thành một nhóm và nối một mô-đun điều chỉnh điện áp vào nó, nhưng sau đó tôi nghĩ mình có thể làm cho dự án này đẹp hơn và đẹp hơn nhiều. Tôi đang có kế hoạch xếp những viên pin này thành một nhóm và bọc chúng trong một lớp vỏ kim loại để chúng giống với pin 9v. Do đó có các tính năng của một nguồn điện biến đổi di động được bao gồm trong một gói pin 9V siêu lớn. Điều đó sẽ không tốt đẹp và mang lại tất cả những kỷ niệm đó sao, khi pin 9V từng là loại pin nổi bật nhất trên thị trường.

Quân nhu

• Pin cũ (Tôi đang sử dụng pin axit chì 4V. Nếu bạn không có pin axit chì, bạn có thể tận dụng pin Li-ion từ máy tính xách tay và thiết bị điện tử cũ)
• Bộ chuyển đổi Buck (LM2596)
• Vôn kế
• Chiết áp 10K (chọn chiết áp cỡ vừa và đừng quên núm vặn)
• BẬT / TẮT chuyển đổi
• Giắc cắm nguồn DC
• Tấm nhôm
• Ván MDF
• một số màu (sơn phun sẽ hoạt động tốt)

Bước 1: Sạc pin cũ

Pin của tôi đã được giữ trong tủ từ rất lâu và vì điều này, chúng đã bị mất một lượng điện tích. Nói chung, pin axit chì mất 4% đến 5% tổng số lần sạc trong một năm nhưng tỷ lệ phần trăm này có thể khác nhau tùy theo tuổi thọ pin của bạn. Vì vậy, trước khi đi xa hơn, tôi phải đảm bảo rằng tất cả các pin của tôi đã được sạc đến một mức điện áp tương tự, tức là khoảng 4V. Để sạc, tôi không sử dụng bất kỳ bộ sạc cân bằng nào hoặc bất kỳ bộ sạc chuyên dụng nào. Dưới đây, tôi đã đề cập đến hai phương pháp để sạc. Cả hai đều hiệu quả và dễ sử dụng như nhau.

PHƯƠNG PHÁP 1:

Cá nhân tôi thường sử dụng phương pháp sạc pin của mình. Tôi chỉ cần kết nối pin với một nguồn điện có thể thay đổi và tăng điện áp của nó lên khoảng 4,2V. Vì nhiều pin của tôi có mức điện áp tương tự, tôi gộp chúng lại với nhau thành một nhóm (kết nối chúng song song) và sạc chúng từ một nguồn điện duy nhất. Bạn không nên thực hành phương pháp này nếu khoảng cách điện áp giữa các pin cao, vì nó có thể gây ra hiện tượng sạc không cân bằng hoặc dòng điện tăng đột ngột và có thể cản trở hoặc làm hỏng hóa chất bên trong của chúng.

PHƯƠNG PHÁP 2:

Nếu bạn không có nguồn cung cấp thay đổi, bạn có thể chỉ cần sạc pin bằng cách cắm chúng vào bộ sạc điện thoại di động. Ngày nay, hầu như tất cả các bộ sạc điện thoại thông minh đều tạo ra dòng điện 5V ổn định (tính năng sạc nhanh bị bỏ qua). Nếu chúng tôi mắc nối tiếp một diode silicone với bộ sạc, chúng tôi sẽ nhận được 4,3 volt ở đầu ra. Điều này là do diode silicon có điện thế rào cản là 0,7V và sử dụng nó nối tiếp sẽ gây ra sụt áp. Khi sạc pin axit chì với 4,3V đi đôi với nhau, bạn có thể rất dễ dàng sạc chúng bằng phương pháp này. Chỉ cần đảm bảo rằng diode được phân cực thuận nếu không sẽ không có dòng điện nào chạy qua nó. Để chuyển tiếp phân cực diode, hãy kết nối cực âm của nó với cực dương của bộ sạc và cực dương với cực dương của pin. Kết nối cực âm của bộ sạc với cực âm của pin.

Bước 2: Tạo bộ pin

Khi tất cả các pin đã được sạc đầy, tôi bắt đầu nhóm chúng lại với nhau. Trong khi tích hợp pin, tôi phải ghi nhớ ba khía cạnh, đó là:

1. Kích thước của bộ pin. Khi mọi thứ đã hoàn tất, toàn bộ gói hàng sẽ giống với pin 9V (tỷ lệ thể tích của pin 9V và bộ pin của chúng tôi phải giống nhau). Vì phần lớn không gian được lấy bởi pin, chúng cần được đặt đúng vị trí.
2. Các đầu nối của pin phải được căn chỉnh đúng cách để việc kết nối dây với chúng không gặp rắc rối và không bị căng dây sau khi đấu dây xong.
3. Nó phải có một khoảng trống hoặc khoảng trống cho các thiết bị điện tử, sao cho cấu trúc cũng cung cấp sự hỗ trợ và bảo vệ ngoài chỗ ở.

Tôi đang sử dụng chín trong số các pin 4V này và quyết định chia chúng thành nhóm hai. Nhóm đầu tiên sẽ có sáu pin và nhóm thứ hai sẽ có ba. Nhóm ba pin nhỏ hơn sẽ nằm trên đầu nhóm lớn hơn. Gói lớn hơn sẽ có hình chữ nhật và sẽ hoạt động như cơ sở của hệ thống và gói nhỏ hơn sẽ có hình chữ 'L' và nằm trên nó. Khoảng trống hoặc khoảng trống của pin thứ 4 sẽ chứa các thiết bị điện tử và bảo vệ chúng.

Để dán các viên pin lại với nhau, tôi đã sử dụng băng dính hai mặt dày. Nó có một tay cầm chắc chắn và cũng cung cấp đệm chống va chạm. Ngay bây giờ, tôi sẽ chỉ làm hai bộ pin. Tôi sẽ gắn chúng lại với nhau khi phần điện tử đã hoàn thành, vì khi chúng ở xa nhau sẽ dễ làm việc hơn.

Bước 3: Kết nối các đầu cuối của pin với nhau

Các cực của pin axit chì cũng được làm từ chì. Khi chúng tiếp xúc lâu trong không khí, kim loại chì sẽ bị oxy hóa và tạo thành một lớp phủ bảo vệ xung quanh. Lớp phủ này ngăn chặn quá trình oxy hóa tiếp tục cũng như không cho phép chất hàn dính vào chì. Vì vậy, trước khi kết nối bất kỳ dây nào với các thiết bị đầu cuối, chúng ta phải loại bỏ lớp phủ này. Một cách tốt để làm như vậy là bằng cách chà nhám. Bạn có thể dùng giấy nhám mịn hoặc dũa. Đừng chà nhám toàn bộ bề mặt, chỉ cần làm đủ để bạn có thể kết nối dây với chúng. Với hai ba nét của tệp trên đầu các thiết bị đầu cuối, tôi đã có thể hàn chúng một cách dễ dàng.

Như bạn đã biết, tôi có tổng cộng 9 viên pin. Trải qua nhiều cách kết hợp khác nhau, tôi phát hiện ra rằng đặt ba pin song song và tạo thành một nhóm, sau đó kết nối ba nhóm đó thành chuỗi sẽ phù hợp nhất với tôi. Sự kết hợp này đầu ra 12V ở 4.5Ah, đủ cho công việc hàng ngày của tôi.

Vì vậy, như đã nói ở trên, tôi cũng làm như vậy. Kết nối 3 pin song song đã cho tôi ba gói pin đầu ra 4V 4,5Ah và sau đó bằng cách kết nối ba gói pin đó trong chuỗi, tôi đã đạt được đầu ra thực là 12V ở 4,5Ah.

Bước 4: Thêm bộ điều chỉnh điện áp và công tắc nguồn

Hiện tại, bộ pin của chúng tôi có thể được sử dụng như hiện tại và nó sẽ tạo ra dòng điện 12V ổn định nhưng tôi muốn nó linh hoạt hơn và cũng phục vụ cho các mức điện áp khác nhau. Để đạt được điều này, tôi đã thêm một bộ chuyển đổi buck có thể thay đổi vào bộ pin. Bằng cách đó, bây giờ tôi có thể nhận được các điện áp như 5V và 3.3V rất phổ biến trong các thiết bị điện tử và vi điều khiển kỹ thuật số. Nếu bạn làm việc với điện áp cao hơn 12V, bạn có thể kết nối bộ chuyển đổi tăng cường thay vì bộ chuyển đổi buck và nhận được kết quả mong muốn. Quá trình này gần như giống nhau, chỉ cần đảm bảo vôn kế của bạn được đánh giá cho vua của điện áp cao đó.

Tôi đang sử dụng bộ chuyển đổi LM2596 buck vì chúng khá rẻ và cũng có thể có điện áp ổn định với hiệu suất tốt. Theo biểu dữ liệu của IC, nó có thể tạo ra dòng điện 5Amps và có thể xuống thấp nhất là 1V khi được cấp nguồn từ nguồn 12V. Đối với bộ chuyển đổi buck này, tôi cũng đã thêm một công tắc BẬT / TẮT mục đích chung vì nó không có bất kỳ công tắc tích hợp hoặc chế độ tiết kiệm điện nào. Nếu bạn nhận thấy, chiết áp (thường có màu xanh lam) trên bộ chuyển đổi buck rất nhỏ và cần được điều chỉnh bằng tuốc nơ vít. Để khắc phục hạn chế này, tôi đã tháo chiết áp gốc và hàn một chiết áp cỡ trung bình 10K mới. Bây giờ chúng ta có thể dễ dàng thay đổi các mức điện áp. Dưới đây là các bước đấu dây:

• Kết nối đầu vào âm của bộ chuyển đổi buck trực tiếp với bộ pin
• Kết nối đầu vào tích cực của bộ chuyển đổi buck với chân 1 của công tắc
• Kết nối chân 2 của công tắc với + 12V của bộ pin
• Hàn một cặp dây với đầu ra của bộ chuyển đổi buck và để nguyên đầu còn lại. Chúng tôi sẽ kết nối chúng sau

MẸO: Để khử ẩm cho chiết áp, bạn có thể sử dụng bấc khử ẩm nhưng nếu không có, bạn có thể tháo bấc bằng phương pháp hàn quá mức. Làm tan chảy một số dây hàn trên các thiết bị đầu cuối cho đến khi hàn tạo thành các rãnh nóng chảy. Khi đường hàn nóng chảy đã đủ nóng, nhẹ nhàng kéo chiết áp từ phía dưới. Nó sẽ xuất hiện ngay lập tức. Nhấn một chút vào mô-đun và tất cả các chất hàn thừa sẽ rơi ra.

Bước 5: Lắp đặt vôn kế

Bộ nguồn biến thiên của chúng tôi đã được lắp đặt và đang hoạt động hoàn hảo. Bây giờ để xem nó đang xuất ra bao nhiêu điện áp, chúng ta sẽ cần một vôn kế. Để làm được điều đó, chúng ta có thể sử dụng đồng hồ vạn năng thân thiện đáng tin cậy của mình, nhưng đối với một nhiệm vụ như vậy, đồng hồ vạn năng sẽ là một thứ quá mức cần thiết. Ngoài ra, hầu hết chúng ta chỉ có một đồng hồ vạn năng và nếu nó tham gia vào nguồn điện của chúng ta, chúng ta không thể sử dụng nó cho các mục đích khác. Vì vậy, việc lắp đặt một vôn kế luôn có thể cho chúng ta đọc kết quả trực tiếp có vẻ là một lựa chọn tốt.

Cá nhân tôi thích vôn kế kỹ thuật số nhỏ này mà tôi hiện đang sử dụng. Nó hoạt động trên 12V và có thể hoạt động ở các mức điện áp khác nhau, từ 0V đến 99V. Nó có hình thức rất nhỏ gọn và cho kết quả đọc khá chính xác. Để kết nối vôn kế của bạn, hãy làm theo các bước sau:

• Kết nối nguồn dương của vôn kế với đầu vào của bộ chuyển đổi buck
• Kết nối công suất âm của vôn kế với đầu vào âm của bộ chuyển đổi buck
• Kết nối tín hiệu của vôn kế với đầu ra tích cực của bộ chuyển đổi buck
• (Tùy chọn) Tôi vôn kế của bạn có chân hoặc dây tín hiệu âm, hãy kết nối nó với đầu ra âm của bộ chuyển đổi buck

Bước 6: Làm thế nào để Sạc Pin?

Sau khi dự án được thực hiện và chúng tôi sử dụng nó một thời gian, chúng tôi sẽ cần một số nguồn để sạc lại pin đã cạn kiệt. Lấy toàn bộ lắp ráp ra và sạc lại từng tế bào riêng lẻ thực sự rất bận rộn. Chúng tôi cần một bộ sạc có thể sạc lại pin trong khi vẫn giữ nguyên toàn bộ cụm máy. Vì ắc quy axit chì của chúng tôi có thể sạc lại linh hoạt nên tôi sẽ sử dụng bộ sạc chuyên dụng 12V để nối dây.

Tôi đã từng sử dụng bộ sạc này để sạc bình acquy axit chì 12V cũ của mình. Nó đầu ra khoảng 14,4V và rất dễ dàng sạc bộ pin của chúng tôi. Nó tự động phát hiện mức sạc và cắt điện khi pin đã được sạc đầy. Sạc pin bằng bộ sạc chuyên dụng sẽ mang lại cho chúng ta tuổi thọ và hiệu quả sử dụng pin tối đa. Nhưng nếu bạn không có bộ sạc chuyên dụng, bạn có thể nối trực tiếp chúng với nguồn điện áp không đổi 14,4V và sạc chúng.

Để truy cập các cực pin từ bên ngoài, tôi chỉ cần kết nối giắc cắm nguồn DC với bộ pin.

• Kết nối tích cực của thiết bị đầu cuối của giắc cắm nguồn với + 12V của ắc quy
• Nối đất của giắc cắm nguồn đến cực âm của pin

Bước 7: Đóng gói pin lại với nhau

Phần điện tử của dự án này đã hoàn tất. Như tôi đã nói với bạn trước đó, tôi sẽ đặt nhóm pin nhỏ hơn (gồm 3 pin) lên trên nhóm pin lớn hơn (gồm 6 pin). Đặt trực tiếp pin lên nhau có thể làm hỏng các cực và do đó toàn bộ hệ thống. Vì vậy, chúng ta cần một số loại đệm giữa hai loại. Vì vậy, tôi đang sử dụng một số bông thuốc đa năng. Những bông này có bản chất mềm mại và cung cấp đệm tuyệt vời. Bạn cũng có thể đặt một miếng xốp mỏng thay vì bông nhưng tôi không có bất kỳ miếng xốp nào trong số chúng nằm xung quanh vì vậy tôi đã cố gắng tìm cách của tôi chỉ với bông. Dùng kéo cắt bông theo hình viên pin và không dùng quá nhiều. Bông thừa sẽ chỉ chảy ra từ các phía và chiếm không gian do đó làm tăng kích thước một cách không cần thiết. Để giữ toàn bộ phần lắp ráp này lại với nhau, tôi đã sử dụng một số băng che. Bạn có thể sử dụng bất kỳ loại băng dính đa năng nào miễn là nó có khả năng kết dính tốt và độ bền kéo. Cố gắng đặt một lượng lớn băng vào đó. Ngoài ra, hãy đặt một ít băng dính trên bông vì nó có thể cố gắng chảy và rò rỉ từ các bên.

Bước 8: Làm vỏ ngoài

Đối với vỏ bọc bên ngoài, ban đầu tôi dự định sử dụng ván MDF hoặc ván ép. Sau đó, tôi chuyển sang các tấm acrylic vì nó dễ làm việc hơn với acrylic. Sau đó, tôi đã từ chối tất cả các lựa chọn này và đi với các tấm nhôm mỏng. Chúng rẻ và giống với phần thân của pin 9V tốt hơn nhiều so với những loại khác.

Tôi đã mua tấm này từ một cửa hàng phần cứng địa phương một thời gian trước. Mặc dù nó không hoàn toàn cứng và không thể cung cấp sức mạnh cấu trúc lớn, nó chắc chắn sẽ hoạt động trong trường hợp của chúng tôi vì bản thân pin có độ bền cấu trúc đủ tốt để giữ toàn bộ cấu trúc lại với nhau.

Tôi bắt đầu bằng cách tạo một bản thiết kế CAD của vỏ và vẽ nó trên tấm kim loại bằng thước và bút đánh dấu. Bạn có thể làm điều này dễ dàng hơn bằng cách in ra một thiết kế bằng giấy nến. Sử dụng kéo cắt kim loại, tôi loại bỏ phần cần thiết khỏi tấm kim loại. Tôi xác định vị trí các điểm mà tờ giấy sẽ được gấp và loại bỏ các hình tam giác đều nhỏ khỏi các điểm cực trị của những điểm đó. Những khoảng trống hình tam giác này sẽ giúp chúng ta uốn kim loại một cách dễ dàng.

Để uốn cong tấm, tôi trượt nó xuống dưới một tấm ván MDF lớn và dùng tay ấn mạnh vào mép uốn. Bạn cũng có thể sử dụng một số mảnh gỗ hoặc búa để tạo áp lực. Để nối hai đầu, tôi sử dụng mối nối đường đôi. Nếu bạn không biết mối nối đường may là gì và làm thế nào để tạo một mối nối, tôi khuyên bạn nên lên youtube và xem một số video. Nó khá dễ thực hiện và là một quá trình tham gia rất phổ biến. Ba đoạn 10mm ở cực của stencil được sử dụng để tạo mối nối này. Khi mối nối đã được tạo ra, tôi đã cố định nó bằng một ít keo siêu bền. Phương pháp hàn cũng có thể được thực hiện để đảm bảo mối nối nhưng tôi không có vật liệu hàn nhôm nên phải làm với chất siêu dẻo.

Bước 9: Làm các thiết bị đầu cuối và cơ sở của vỏ bọc

Đối với các mặt, tấm nhôm hoạt động tốt nhưng đối với phần đế, chúng không thể giữ được sức mạnh của pin. Tôi cần một thứ gì đó chắc chắn và cứng cho phần đế nên tôi đã sử dụng ván MDF dày 4mm. Nó đủ cứng để hỗ trợ tất cả các pin và thậm chí không thể uốn cong. Tôi đã gỡ hai miếng ra khỏi tấm ván MDF, một miếng cho mặt trên và một miếng dưới cùng. Kích thước của các mảnh giống với kích thước của vỏ bên ngoài, là 102mm X 50MM.

Trên tấm ván MDF trên cùng, tôi đã khoan lỗ cho các dây đầu ra của bộ chuyển đổi buck, chiết áp và công tắc. Tôi đã sử dụng kết hợp máy khoan và Dremel để tạo ra những lỗ hoàn hảo. Đối với vôn kế và giắc cắm nguồn DC, tôi đã tạo lỗ trên vỏ nhôm. Đối với công tắc, tôi đã đặt nó bên trong đầu nối nguồn dương vì nó hoàn toàn phù hợp ở đó.

Để tạo ra các cực của pin lớn, tôi đã sử dụng cùng một tấm nhôm mà tôi đã sử dụng cho vỏ ngoài. Nhôm là một kim loại dẫn điện có thể truyền điện do đó chúng ta có thể sử dụng các thiết bị đầu cuối trưng bày của chúng tôi như các thiết bị đầu cuối đầu ra thực tế và kênh cấp điện qua chúng.

• Để làm đầu cực dương, tôi chỉ cần cuộn một dải mỏng thành một vòng tròn và sau đó sử dụng một ít keo siêu dính, kết nối hai đầu. Tôi cũng cuộn các cạnh của mặt trên của thiết bị đầu cuối để chúng bị cùn và không cắt da của chúng ta.
• Đối với cực âm, tôi tạo hai vòng tròn đồng tâm trên một tấm nhôm có bán kính bên ngoài gấp đôi bán kính bên trong. Sau đó, tôi tạo ba đường kính, mỗi đường kính nằm ở góc 120 độ so với đường kính kia. Từ những điểm mà dimeter cắt đường tròn nội tiếp, tôi chiếu các đoạn thẳng lên đường tròn ngoại tiếp. Làm điều này đã cho tôi một ngôi sao giống như cấu trúc. Tôi đã loại bỏ cấu trúc ngôi sao đó khỏi tấm chính và uốn cong các cánh tay của nó vuông góc với phần đế. Đây là cách tôi thực hiện thiết bị đầu cuối tiêu cực.

Bước 10: Vẽ tranh

Lúc này, pin đã bắt đầu hình thành nhưng nó trông hơi xỉn và chưa hoàn thiện. Tôi quyết định phủ cho nó một vài lớp sơn màu, để làm nổi bật bức tranh và sự giống nhau. Tôi có một pin 9V cũ nằm xung quanh mà tôi đã sử dụng để tham khảo. Sử dụng bút đánh dấu, tôi vẽ các vách ngăn cần thiết trên vỏ và sơn phần thân bằng sơn phun. Vì pin thu nhỏ mà tôi có là loại pin phổ biến nhất được sử dụng ở quốc gia của tôi, nên tôi đã sử dụng chính xác cùng một tổ hợp màu sắc đỏ, trắng và xanh lam cho thiết kế của mình. Đối với các miếng MDF trên và dưới, tôi chỉ sử dụng sơn đen. Khi màu đã khô, tôi vẽ một số chi tiết và văn bản để làm cho nó trông giống thật hơn.

Bước 11: Tổng kết dự án

Mọi thứ đã xong xuôi, chúng ta chỉ cần đặt nó lại với nhau. Tôi bắt đầu bằng cách đặt lớp vỏ bên ngoài lên trên thiết bị điện tử. Sau đó, dán nóng vôn kế và giắc nguồn DC vào vỏ nhôm. Đầu tiên tôi ngắt kết nối công tắc khỏi thiết bị điện tử, dán nóng nó lên bảng MDF và kết nối lại với bộ chuyển đổi buck.

Bạn hãy nhớ những dây đầu ra mà chúng tôi chưa kết nối, hãy lấy chúng và kết nối với các thiết bị đầu cuối mà chúng tôi đã thực hiện vài phút trước. Phết một ít keo nóng lên các đầu cuối và dán chúng vào ván MDF. Đặt mọi thứ lại với nhau và đóng các nắp kim loại của vỏ ngoài.

Này, dự án đã hoàn thành. Cảm ơn vì đã ở lại lâu và dành thời gian của bạn cho dự án này. Hy vọng bạn thích nó. Hãy thích và đăng ký kênh YouTub của tôi và cũng đăng ký cho tôi về các tài liệu hướng dẫn để không bao giờ bỏ lỡ bất kỳ dự án nào do tôi thực hiện.