Power Stacker: قابل شارژ USB باتری قابل شارژ: 5 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

لطفاً برای بازدید از صفحه پروژه Hackaday زیر را کلیک کنید

hackaday.io/project/164829-power-stacker-s…

Power Stacker یک بسته باتری لیتیوم یونی قابل حمل ، ماژولار و USB قابل شارژ است. آنها را برای پروژه های تشنه قدرت کنار هم قرار دهید یا آنها را برای پروژه های کوچکتر با این سیستم مدولار جدا کنید. فایل های Gerber ، BOM و. STL در زیر موجود است.

Power Stacker کاری را انجام می دهد که سایر باتری های قابل شارژ USB نتوانسته اند انجام دهند ، و این توانایی ترکیب با هم برای افزایش ظرفیت باتری یا جدا شدن از بسیاری از باتری های کوچک برای پروژه های کوچکتر است. شما به معنای واقعی کلمه می توانید چندین سال از همان باتری های Power Stacker در بسیاری از برنامه ها استفاده کنید!

یکی دیگر از ویژگی های منحصر به فرد Power Stacker این است که هر باتری کنترل کننده شارژ خود را دریافت می کند ، که تعادل واقعی سلول را تضمین می کند و مطمئن می شود که هر باتری در زمان واقعی حتی در هنگام شارژ و/یا تخلیه به ولتاژ مناسب شارژ می شود.

پس از راه اندازی یک پروژه موفق Kickstarter به نام Solderdoodle Pro ، متوجه شدم که همان فناوری باتری مورد استفاده برای ذوب لحیم کاری می تواند برای حل مشکل تلاش برای یافتن باتری مناسب و خرید مداوم باتری های جدید برای هر پروژه جدید استفاده شود. در ترکیب با دانش چاپ سه بعدی ، یک قاب برای باتری ایجاد کردم که قابل چاپ ، تغییر و به اشتراک گذاری است!

Power stacker همچنین با مبدلهای منبع باز DC-DC مانند Adafruit's Power Boost 1000 سازگار است.

دسته باتری چگونه کار می کند؟

دیودهای ولتاژ پایین/جریان زیاد روی برد کنترل کننده شارژ بر روی ورودی و خروجی مدار نصب شده است که از مکالمه متقابل بین چندین منبع تغذیه و بین خروجی کنترل کننده های شارژ جلوگیری می کند. این اجازه می دهد تا اتصالات بین پین های ورودی و خروجی هر برد کنترل کننده بار تبدیل به میله های گذرگاه شوند که باعث می شود ولتاژ ثابت بماند و جریان چند برابر شود. بالاترین ولتاژ باتری در پشته تا زمانی که باتری های دیگر نزدیک به همان ولتاژ نباشند بیشتر تخلیه می شود و آنها نیز با همان سرعت شروع به تخلیه می کنند که خروجی فعلی بسته باتری را چند برابر می کند.

مشخصات Power Stacker: * زمان شارژ کامل: @5 وات 3350mAh: 3 ساعت | @8 وات 13400mAh: 7 ساعت

* ظرفیت: 3350mAh ، 6700mAh ، یا 13400mAh / 3.6V

* نوع: لیتیوم یون Panasonic NCR18650B

* ورودی - جریان: 450 تا 2600mA | ولتاژ: 5 تا 6 ولت

* تعداد پورت های USB: 1 (بسته به تعداد ماژول های آداپتور 5V)

* خروجی - هدرهای استاندارد زن و مرد به سبک آردوینو

* خروجی - جریان: حداکثر 2000 میلی آمپر | ولتاژ: 3.6 ولت مستقیم یا 5 ولت با ماژول مبدل DC-DC

* مواد مورد: مواد چاپ سه بعدی

* عمر باتری تحت استفاده معمولی: 5 سال * باتری قابل تعویض

* حداکثر 320 iPhone شارژ آیفون یا 160 Galaxy شارژ Galaxy S5 را با دو سلول 6700 میلی آمپر ساعت ارائه می دهد

* سازگار با Arduino ، iPhone ، Android ، Windows Phone و دیگران با ماژول مبدل 5 ولت DC-DC

*هشدار: هنگام کار با باتری لیتیوم یون مراقب باشید زیرا کوتاه شدن باتری می تواند باعث سوختگی شود. همیشه از عینک ایمنی استفاده کنید. لطفاً از قطعات توصیه شده باتری و مدار استفاده کنید زیرا حداکثر جریان شارژ باتری حداکثر 2000 میلی آمپر بیشتر است. قطعات چاپ سه بعدی در دمای بالا ممکن است تاب بخورند.

انطباق FCC: لازم نیست زیرا فرکانسهای مدار زیر 1.7 مگاهرتز است

مرحله 1: مواد ، ابزارها و فایل های مورد نیاز

در اینجا لیستی از مواد ، ابزارها و فایل های مورد نیاز است.

مواد:

شرح QTY

1 مدار کنترل کننده شارژ لیتیوم-یونی (شماتیک ، فایل های Gerber و غیره را می توانید از صفحه قبلی بارگیری کنید. جزء IC اصلی کنترل کننده شارژ Maxim MAX8903G است.)

1 NCR18650B 3350mAh باتری لیتیوم یون محافظت نشده Panasonic www.ebay.com (در صورت نیاز به هزینه کمتر ، باتری Panasonic NCR18650A با ظرفیت کمی کمتر از 3070mAh را امتحان کنید. مطمئن شوید محافظت نشده است و شماره قطعه باتری را با دقت بررسی کنید. باتری های محافظت شده طول اضافه کرده اند با یک مدار داخلی ، که ممکن است بر عملکرد تأثیر بگذارد. مرجع https://industrial.panasonic.com/www-cgi/jvcr13pz.cgi؟E+BA+3+ACI4002+NCR-18650B+7+EU مارک های دیگر باتری ها توصیه نمی شود زیرا جریان کنترل کننده شارژ باتری می تواند تا 2000 میلی آمپر باشد و شیمی پاناسونیک NCR18650 می تواند از عهده آن برآید. اگر نیاز به استفاده از مارک های دیگر دارید ، مطمئن شوید که آنها مشخصات ، شیمی مشابه و حداکثر تا 2 آمپر جریان شارژ. استفاده از باتری هایی که این مشخصات را ندارند می تواند منجر به آسیب خطرناک باتری شود.)

2 کانکتور 2 پین Hirose DF3-2S-2C

2 Hirose Socket 24-28 AWG Crimp Pin DF3-2428SCC

رول نوار کاپتون 1 1 اینچی https://www.mcmaster.com/#7648a715/=qu58072 1 نوار کاستون کاپتون

1 1 "قطر قطعه لوله حرارتی کوچک 2.7" Long2 1/16 "قطعه لوله حرارتی 1.0" طولانی 1 رول سیم لحیم 1 مورد چاپ سه بعدی (فایل موجود در صفحه قبلی)

1 سربرگ زن 2X4

مبدل 5 ولت DC-DC

1 Protoboard

1 سربرگ زن 1X2

1 نوار سربرگ مرد

طول های مختلف 26 AWG استاندارد قرمز و سیاه رشته 4 آمپر سیم مفتول لیست شده در زیر: https://www.mcmaster.com/#catalog/119/798/=qu7rf61 6.10 Black Wire.06 نوار یک سر.20 نوار انتهای دیگر

1 8.00 Red Wire.06 نوار یک سر آن.20 نوار انتهای دیگر

TOOLS: QTY توضیحات

1 منبع تغذیه باتری اصلی

1 سیم استریپر 24-26 محدوده گیج

1 سیم سنج 20-24 محدوده گیج

1 اندازه گیری نوار

1 آهن لحیم کاری

1 تفنگ حرارتی

1 قیچی

مرحله 2: مونتاژ باتری

باتری NCR18650B را در قسمت Battery Fixture با طرف مثبت رو به بالا وارد کنید. هنگام اتصال لحیم ، سیم ثابت سیم قرمز و سیاه را تنظیم می کند. آهن لحیم کاری را به دستگاه لمس نکنید زیرا می تواند ذوب شود. ممکن است بتوانید باتری را بدون اتصال لحیم کنید ، اما این بسیار سخت تر است و شما همچنان به چیزی احتیاج دارید تا باتری از بین نرود. این دستگاه می تواند برای سایر پروژه های باتری نیز استفاده شود.

انتهای خطی.20 اینچی سیم قرمز بلند را در ترانشه ای با برچسب +RED قرار دهید و سیم قرمز را به باتری بچسبانید. سعی کنید سریع باتری را لحیم کنید زیرا حرارت زیاد به باتری ممکن است به آن آسیب برساند. در صورت وجود لحیم کاری بعد از لحیم کاری ، وسایل را کج کرده و با انگشت خود باتری را از زیر به بیرون فشار دهید. باتری را وارونه کرده و با Red Wire در ++ RED باتری را داخل دستگاه قرار دهید. و انتهای منفی باتری رو به بالا. انتهای سیم قرمز را با پین Hirose بچسبانید و پین را به پورت 1 اتصال Hirose 2-Pin وارد کنید. می خواهید اتصال دهنده را در این مرحله وصل کنید زیرا خطرناک است انتهای برهنه آویزان سیم باتری در معرض دید قرار گیرد و در صورت برخورد با انتهای منفی باتری می تواند باعث کوتاه شدن یا سوختگی شود. انتهای نوک تیز.20 اینچی سیم سیاه بلند را در ترانشه ای با برچسب BLK قرار دهید و لحیم کنید سیم سیاه به باتری. قسمت منفی این باتری معمولاً برای لحیم کاری نیاز به گرمای بیشتری دارد زیرا سطح بیشتری در تماس با جرم باتری است ، اما سعی کنید سریع لحیم شود. در صورت بیرون آمدن لحیم کاری ، آن را با آهن لحیم کاری صاف کنید. پس از لحیم کاری ، انتهای سیم سیاه را با پین Hirose چروک کرده و پین را در درگاه 2 اتصال Hirose 2-Pin وارد کنید. دستگاه را کج کرده و با انگشت خود باتری را از زیر به بیرون فشار دهید. سیم سیاه را مستقیماً روی لبه انتهای منفی باتری خم کنید و سیم قرمز را به حلقه در امتداد کنار باتری هدایت کنید. اثر باید این باشد که سیم قرمز که از انتهای مثبت باتری پایین می آید ، 120 درجه از محل اتصال سیم های سیاه و قرمز فاصله دارد. این هندسه سیم اجازه می دهد تا سیم های مثبت و منفی از یک طرف خارج شوند و تناسب محکمی را ایجاد می کند. یک قطعه نوار کپتون با عرض 1 اینچ را یکبار در وسط باتری بپیچید تا سیم ها پایین نگه داشته شوند. یک دیسک نوار کپتون 1 اینچی را در هر انتهای باتری قرار دهید و لبه ها را در کنار باتری تا کنید. سپس لوله حرارتی 1 اینچی را روی باتری بکشید و لوله را با انتهای مثبت باتری هموار کنید. تمام شل بودن لوله باید از قسمت منفی خارج شده باشد. حالا با استفاده از یک تفنگ حرارتی لوله را جمع کنید تا مجموعه باتری تکمیل شود.

مرحله 3: مجموعه Power Stacker

برای تنظیم تک سلولی ، به سادگی 2X4 Female Header را به برد کنترل کننده شارژ لحیم کنید ، باتری را وصل کنید ، سپس پین های هدر نر را به برد 5 ولت DC-DC لحیم کرده و آن را به برد کنترل کننده شارژ وصل کنید.

برای تنظیمات چند سلولی ، سربرگ های نر را با همان تنظیمات پین های کنترل کننده به صفحه اصلی بچسبانید و هدر زن 1X2 را به برد بچسبانید.

در پشت صفحه اصلی ، تمام پین های مربوط به پورت SYS OUT را از روی برد کنترلر لحیم کنید ، همه پین های مربوط به پورت GND را از روی برد کنترلر لحیم کنید و تمام پین های مربوط به پورت IN6V را از برد کنترل شارژ سپس SYS OUT را به پین هدر زن روی صفحه اصلی وصل کنید و GND را به پین هدر زن دیگر روی صفحه اصلی بچسبانید.

صفحه اصلی را روی شکاف مورد چاپ سه بعدی بکشید ، سپس باتری ها ، برد کنترل کننده شارژ و مبدل 5 ولت DC-DC را به صفحه اصلی وصل کنید.

مرحله 4: برنامه ها

فقط باتری را به برد کنترل کننده شارژ متصل کرده ، مبدل DC-DC 5 ولت را متصل کرده و دستگاه USB خود را شارژ کنید.

برای شارژ مجدد باتری ها از منبع تغذیه 5 تا 6 ولت ، یک کابل شارژ میکرو USB را متصل کنید. هر سلول دارای کنترل کننده شارژ مخصوص به خود برای تعادل سلولی در زمان واقعی است. هر بار کنترل کننده شارژ در بسته به طور خودکار با تشخیص قدرت اضافی شروع به شارژ می کند.

همچنین می توانید چندین منبع انرژی مانند پانل های خورشیدی ، دینامو و سایر منابع تغذیه USB را به Power Stacker وصل کنید تا جریان شارژ باتری را افزایش دهید.

صرف نظر از اینکه تلفن هوشمند ، رایانه لوحی یا ربات کنترل از راه دور را شارژ می کنید ، Power Stacker قدرت مورد نیاز شما را در حال حاضر به شما می دهد و در آینده با نیازهای برق شما سازگار می شود.

تبریک می گویم! ساخت Power Stacker به پایان رسیده است!

مرحله 5: عیب یابی

ایمنی

Power Stacker را در معرض نور مستقیم خورشید قرار ندهید. آن را سرپوشیده یا در سایه نگه دارید. گرمای خورشید می تواند باعث داغ شدن مدار شارژ و باتری شود ، شارژ را متوقف کرده ، باتری را خراب کرده و طول عمر آن را کوتاه کند.

دمای قابل قبول: Power Stacker طوری طراحی شده است که در دمای بین 0 تا 45 درجه سانتیگراد (32 درجه سانتیگراد و 149 درجه فارنهایت) کار کند. ذخیره سازی: Power Stacker را در دمای اتاق نگهداری کنید. Power Stacker باید سالی یکبار شارژ شود تا از تخلیه بیش از حد جلوگیری شود.

برای بهترین نتایج ، قبل از استفاده ، Power Stacker را کاملاً شارژ کنید.

عیب یابی

LED Power Stacker هنگام شارژ از لپ تاپ من روشن نمی شود

1) این می تواند در صورتی رخ دهد که Power Stacker به طور کامل تخلیه شده و به حالت شارژ چکاننده برود. Power Stacker را حدود 15 دقیقه وصل کرده و چراغ شارژ LED باید دوباره روشن شود.

2) برخی از لپ تاپ های قدیمی دارای محدودیت جریان کم در درگاه های USB خود هستند و در صورت فراتر رفتن جریان از حد مجاز ، پورت USB را غیرفعال می کنند. سعی کنید Power Stacker را به پورت USB دیگر وصل کنید.