وحدة إمداد الطاقة المحمولة: 3 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

جاء الإلهام لهذا المشروع من الرغبة في طريقة لإعادة شحن بطاريات الطائرات بدون طيار الخاصة بي في الميدان. وقت آخر جيد للاستخدام سيكون للتخييم. هذا البناء ليس بالضرورة أرخص بديل. هناك العديد من المنتجات المتاحة تجاريًا والتي تقدم الكثير بسعر معقول. كان لدي حوالي نصف المكونات اللازمة للجلوس. بالإضافة إلى أنني كنت أرغب في القيام بشيء ما في الماضي ، لذلك قررت البناء بدلاً من الشراء. إذا لم يكن لديك أي من العناصر ضمن قسم المواد والتكلفة ، فتوقع أن تنفق أكثر من 400 دولار أمريكي للإجمالي. يمكن لهذا المبلغ شراء إعداد لائق انتهى بالفعل. بخلاف ذلك ، إذا كان المال والوقت شيئًا تتطلع إلى استخدامه مقابل مصدر طاقة محمول عاملة خاصة بك جنبًا إلى جنب مع التجربة ، فإن هذا التصميم مثالي.

مواصفات بنائي:

• 4S (سلسلة) 20P (متوازي) بنك بطارية 16.8 فولت (93.6 واط / ساعة)
• 4S 40Amp BMS
• 300 واط انفرتر
• 6 منافذ شحن USB
• 1120 فولت الولايات المتحدة منفذ
• لوحة شمسية 100 وات
• 11 أمبير وحدة تحكم الشحن

يمكن لهذا الجهاز أن يلبي المواصفات الخاصة بك وفقًا للطريقة التي تريد بنائها وما تريد أن يتضمنه. إذا كنت تريد بطارية ذات سعة أكبر ، أو المزيد من المنافذ ، ومخرج طاقة أكبر (عاكس أكبر) ، وما إلى ذلك ، يجب أن تأخذ في الاعتبار أبعاد هذه الكائنات قبل شراء العلبة. الحالة التي اخترتها بسبب نقطة السعر ، والتوافر ، بالإضافة إلى ختم العزل المائي. إذا كنت تنوي تكرار كل شيء بالضبط من مجرد شراء ما هو مدرج أدناه.

ليس لدي أي انتماء للمواقع المرتبطة ، فقط مستهلك لها. أميل إلى التسوق عبر الإنترنت لفترة من الوقت قبل إجراء عمليات الشراء ووجدت أن هذه هي أكبر قيمة لأصغر مبلغ بالدولار في وقت شرائها مقارنة بما كان متاحًا آخر. للحصول على أقل الأسعار المطلقة لمعظم العناصر ، أوصي بالشراء مباشرة من الصين. الجانب السلبي فقط هو توقع وصول التسليم في غضون شهر إلى شهرين في المتوسط. لقد قدمت مئات الطلبات من Aliexpress.com هذا العام وحده وتلقيت بالضبط ما كنت أتوقعه أحيانًا في غضون ثلاثة أسابيع

المواد والتكلفة

بطاريات (80) 18650 خلية

شرائط النيكل سمك 0.1 ، 12 ، أو 0.15

4S BMS

14 سلك سيليكون قياس

26 مقياس سلك السيليكون تحتاج إلى لونين مختلفين

(2) لا تحتاج مفاتيح الروك إلا إلى مفتاح واحد إذا كنت ترغب في تثبيت مستشعر درجة الحرارة / وحدة تحكم للتحكم تلقائيًا في المراوح.

تحكم رقمي في درجة الحرارة

موصلات XT60 (غير ملحومة) أو موصلات XT60 (ملحومة بالفعل)

مراوح عدد (2) 12V DC

مؤشر البطارية

عداد رقمي

ستة منافذ USB شاحن

تنحى محول باك

الحالة إذا ذهبت مع حالة أخرى ، فلن تتناسب هذه التصميمات معها. لدى Pelican ملفات يمكنك تنزيلها لبرنامج CAD لتضمين تصميمات لوحة الوجه الخاصة بك.

سيليكون مانع التسرب

لوحة شمسية ، جهاز تحكم بالشحن ، وعاكس

1 كجم من PETG أو ABS الشعيرة

تشكيلة برغي M1-M5

يتقلص الأنابيب

شريط VHB

300 مم يتقلص الأنابيب

(16) مغناطيس 10 × 3 مم

صمغ ممتاز

التكلفة الإجمالية 550 $ +/- بما في ذلك الألواح الشمسية ، والتي تبيع معظم المنتجات التجارية بشكل منفصل ، واعتمادًا على سعة البطارية التي تشتريها يمكن تخفيضها بشكل كبير. يعتمد أيضًا على العرض والطلب لذلك قد تتغير الأسعار.

الادوات المحتاجة

طابعة ثلاثية الأبعاد

جندى

مسدس حراري أو شعلة صغيرة

لحام بقعة البطارية

أدوات تقشير الأسلاك

أداة مكشكش الأسلاك مع الأكمام الطرفية

فلاتهيد صغير

2.5 مم ، 3 مم ، 4 مم مفاتيح سداسية

Wowstick ليس مطلوبًا ولكنه سهل الاستخدام إذا كنت تقوم بالعديد من المشاريع باستخدام براغي صغيرة.

شاحن بطارية C4 18650

جهاز رقمي متعدد

تدريبات

مجموعة مثقاب

الخطوة 1: بنك البطارية

هذه الخطوة هي حقًا مشروع آخر بحد ذاته ، لقد اشتريت بطاريات مستعملة بها ندوب سابقة في اللحام النقطي ، لذلك استخدمت أداة دوارة وعجلة قطع صغيرة لطحنها. بعد تنظيف كلا الطرفين على جميع الخلايا ، يوصى بشحنها باستخدام شاحن ذكي مثل C4 المدرج في قسم الأدوات.

للحصول على دروس تعليمية جيدة حول كيفية تجميع بنوك البطاريات الخاصة بك وكذلك كيفية توصيل BMS أكثر مما أوصي بـ Jehu Garcia و Ebike School Channels. إذا كنت قد قمت بتجميع بنك البطارية ، ولديك خبرة في بطاريات اللحام الموضعي ، وأسلاك BMS ، فيمكنك على الأرجح التخطي إلى الطباعة والتجميع.

بمجرد شحن جميع الخلايا ، اختبر جهد كل خلية. يجب التخلص من أي شيء أقل من 3.6 فولت. في المتوسط ، كان لدي خلايا حوالي 4 فولت لكل منها. تختلف المقاييس المتعددة اختلافًا كبيرًا في كيفية ظهورها. ربما استشر الدليل للعثور على الرمز أو الرمز أو الحرف الدقيق لاختبار جهد التيار المستمر. على جهاز القياس الخاص بي للتحقق من الجهد ، قمت بتبديل العداد الرقمي المتعدد إلى إعداد DC 6V وقمت بتطبيق اللون الأسود على السالب والأحمر على الموجب.

لترتيب الخلايا ، ضع البطاريات في إحدى اللوحات المطبوعة 18650 4S 10P. يجب أن يكون لصف واحد على طول الطريق نفس الطرف متجهًا لأعلى (موجب أو سلبي). الصف التالي يجب أن يكون الطرف المقابل متجهًا لأعلى (إيجابي أو سلبي). الرجوع إلى الصور المدرجة.

بعد أن يتم ترتيب جميع الخلايا والضغط على اللوحة السفلية. ضع اللوح الآخر أعلى البطاريات. إذا بدا الأمر وكأنه نوبة ضيقة ، فابدأ من أحد طرفيها وقم بدقها برفق على البطاريات خلية واحدة أو خليتين في كل مرة وانتقل تدريجياً نحو الطرف الآخر من بنك البطارية. يجب أن يكون اللوحان مثبتان في مكانهما بدون ثني.

تحذير:

كن حذرًا للغاية وخذ وقتك في هذه الخطوة التالية ، فقد تصدمك وربما تقصر البطاريات. امسح أي مادة موصلة قريبة حتى لا تضع البطارية فوقها بالخطأ لإجراء توصيل كهربائي.

إذا كنت راضيًا عن لبنة البطاريات الخاصة بك ، فقد حان وقت اللحام الموضعي. إذا كنت تستخدم نفس آلة اللحام الموضعية كما فعلت ، فسيتعين عليك الحصول على سمك 0.15 - 0.15 ، لا يمكن لحام هذا اللحام أكثر سمكًا من ذلك. موضع شرائط النيكل مهم. أسهل طريقة للشرح هي الرجوع إلى الصور التي قمت بتضمينها للحصول على التخطيط الدقيق. قم بقص شرائح النيكل ووضعها على البطارية. أمسك بطاريتك أمام اللحام بقدر لا بأس به من الضغط وقم بإزالتها مرة واحدة ، وتحقق من ذلك ، ثم قم بإزالتها مرة أخرى وانتقل إلى الخلية التالية.

في النهاية ستكون قد انتهيت من اللحام النقطي. حان الوقت الآن لتوصيل نظام إدارة البطارية (BMS). يراقب نظام BMS التيار ويوزعه بالتساوي عبر جميع الخلايا المتصلة. كان السلك السميك (قياس 14-18) باللون الأحمر والأسود ، لذا يمكنني تحويل 10P إلى بنك بطارية 20P. عادةً ما يتم ذلك عن طريق اللحام الموضعي بمزيد من الشرائط في نفس النمط ، ولكن للتناسب في هذه الحالة المحددة ، كنت بحاجة إلى أن يكون الطوبان جنبًا إلى جنب بدلاً من مستطيل طويل واحد.

قم بتركيب (الغراء الساخن) BMS على مادة من النوع العازل مثل البلاستيك الصلب أو الرغوة أو الورق المقوى. لا تقم بتركيبه مباشرة على جانب البطاريات.

يتم توصيل جميع الأسلاك الرقيقة الأخرى (قياس 28-30) بنقاط مختلفة على نظام إدارة المباني. لقد استخدمت نفس رموز الألوان لنفس النقطة على BMS. الأسود 0 فولت ، الأصفر 4.2 فولت ، الأخضر 8.4 فولت ، الأحمر 12.6 فولت ، الوردي 16.8 فولت. يحتوي كل رقم على سلكين لأنه يجب توصيله بالخلايا الأولى والخلايا الأخيرة على التوازي. إذا قمت بعمل بنك بطارية طويل مستطيل الشكل ، فستبدأ الأسلاك الخاصة بك من نهاية البنك وستمتد الأسلاك الثانية إلى الطرف الآخر من الكتلة. لقد استخدمت مكواة لحام لشرائح النيكل حتى لا تتلف الخلية.

من السهل الانتهاء من البطارية. لحام بسلك أحمر وسلك أسود (قياس 14) يبلغ طوله حوالي 6 بوصات على الأقل ، مع وجود موصل XT60 في النهاية. هذا يذهب إلى + و - الرموز على BMS. لقد قمت بتطبيق بعض شريط kapton لمنع الكتلة من التحول. قم بتحريك بنك البطارية في غلاف يتقلص 300 مم ، وقطع الفائض ، واستخدم مسدسًا حراريًا أو شعلة مع بعض المسافة. بنك البطارية اكتمل الآن.

الخطوة 2: الطباعة والتجميع

إذا كنت جديدًا تمامًا على الطباعة ثلاثية الأبعاد ، فأقترح أن تقرأ أدناه وإلا يمكنك التخطي إلى قسم إعدادات الطباعة.

لدي اثنين من Ender 3. كلاهما ذو جودة جيدة حقًا لنقطة السعر ويمكنهما التعامل مع PLA و ABS و PETG. يعتبر التصاق السرير أكبر مشكلة على الرغم من إتقان تسوية السرير. الشيء الذي قضى على هذه المشكلة بالنسبة لي هو التخلص من أسرة المخزون واستبدالها بالزجاج المقسى. بالطبع كان لا بد من تسويته مرة أخرى ولكن مرة واحدة فقط. قبل كل طباعة ، امسحها بحوالي 70٪ من كحول الأيزوبروبيل. دع طابعتك تسخن بشكل كامل. احتفظ بالطابعة والفتيل في منطقة جافة. زيادة الرطوبة تعني المزيد من المشاكل. من المحتمل ألا تصفيح الخرزات بشكل صحيح مما يؤدي إلى فصل سهل بين طبقتين في منتصف الجزء النهائي.

إذا لم يكن لديك طابعة ثلاثية الأبعاد حتى الآن وتفكر في الحصول على Ender 3 ، فاتبع هذا البرنامج التعليمي للبناء عن كثب. لقد اتبعت جميع الخطوات على كلتا الطابعتين اللتين قمت بتجميعهما وخرجت بشكل مثالي في المحاولة الأولى. أنا مستخدم Cura لتقطيع الشرائح. تم تضمين العديد من خيارات الإعداد بالإضافة إلى أنه مجاني للاستخدام.

إعدادات الطباعة

هذا الرابط خاص بملفات المحكمة الخاصة بلبنان

يوصى باستخدام ABS أو PETG. كلما زادت نسبة الملء كان ذلك أفضل. اخترت 25٪ لجميع لوحات الوجه الأربعة. لقد استخدمت فوهة 0.8 بجودة مسودة وكان منتجًا لائقًا في متوسط خمس ساعات لكل جزء. هذه تحتاج إلى دعم وتوجيهها بأحرف تواجه السماء.

تمت طباعة المكونات الداخلية باستخدام فوهة 0.6 بجودة قياسية.

(1) حشو 100٪ مسطح

(4) ربطة عنق 100٪ حشو

(2) قضبان مغناطيسية 75٪ - 100٪

(1) قوس تحكم الشحن 75٪ - 100٪

(1) قوس تركيب محول باك 50٪ حشو. هناك نسختان. ما عليك سوى اثنين من البراغي لتثبيته على العلبة ، لذلك صممت ثقبين بالإضافة إلى 4 فتحات. ولكن ما عليك سوى طباعة واحدة أو أخرى.

18650 بطارية 4S 10P لوحات حشو 100٪ بفوهة 0.4 بجودة قياسية. لقد فعلت ذلك باستخدام جيش التحرير الشعبى الصينى حيث سيتم لفه ثم وضعه مرة أخرى في علبة. اعتمادًا على عدد البطاريات التي تنوي استخدامها (40 خلية = 2 إجمالي 4S 10P لوحات مطلوبة) (80 خلية = 4 إجمالي 4S 10P لوحات مطلوبة)

تجميع هذه معًا يشبه في الأساس كتل lego. تساعد أربطة القوس في تثبيت اللوحات معًا ، ولكن ليس هناك حاجة إليها. أفضل ما يؤمن كل شيء معًا هو قضبان المغناطيس بالإضافة إلى ضغط الملاءمة المحكم من العلبة. عند إدخال مغناطيس في الأجزاء ، كان لدي كومة في اليد ، وطبقت بعض الغراء الفائق في الجزء ، وضغطت في مغناطيس واحد باستخدام المكدس فوقه. كان هذا لذا فإن القطبية معكوسة ويتم لصق المغناطيس بطريق الخطأ بطريقة خاطئة.

بمجرد أن تم لصق أربعة مغناطيسات على شريط مغناطيسي بالضغط على طول الطريق وتركته يجف لبضع ساعات. أعطيت كل مغناطيس من الأربعة مغناطيسًا ثانيًا للبقاء على اتصال به. بهذه الطريقة يكون القطبية صحيحة بالفعل عندما يتم لصق ألواح الوجه والضغط على تلك المغناطيسات.

الخطوة 3: التركيب والأسلاك

ارجع إلى مخططات التدفق المضمنة لمعرفة كيفية توصيل الأشياء.

إن توصيل كل شيء معًا ليس معقدًا للغاية ، هذا هو الشكل الذي يظهر به. بالنسبة لمعظم المكونات ، فهي تنطوي فقط على الأسلاك الإيجابية والسلبية. المفاتيح هي المكان الذي تصبح فيه صعبة بعض الشيء. إذا كنت تنوي الحصول على تحكم آلي في المروحة باستخدام متحكم / مستشعر رقمي في درجة الحرارة ، فكل ما تحتاجه هو مفتاح هزاز واحد لتشغيل الجهاز وإيقافه. إذا كنت تريد أدوات مساعدة أخرى مثل شريط إضاءة LED أو أي شيء ، في هذه الحالة قد ترغب على الأرجح في استخدام مفتاح ثانٍ.

قبل لحام أي شيء معًا ، تذكر وضع العدادات والمفاتيح في لوحات الوجه المطبوعة أولاً. وإلا فسيتعين عليك القيام بذلك مرتين. تعلمت هذا على الطريقة الصعبة. عند تركيب المراوح بشكل مثالي ، فأنت تريد دوران الهواء على أحدهما أن يسحب الهواء للداخل والآخر ينفث الهواء للخارج. يحتوي العاكس أيضًا على مروحة تنفخ الهواء من الجزء الخلفي منه.

بالنسبة للعاكس ، قمت بتفكيكه إلى لوحة الدائرة فقط مؤقتًا. لا تحتاج إلى فعل ذلك كثيرًا ولكن لتوسيع مدى وصول منفذ 120 فولت ، سيتعين عليك إجراء بعض التفكيك. لا تفعل هذا أثناء توصيله بأي شيء. أربعة مسامير على اللوحة السفلية تكشف كل شيء. يجب فك أربعة براغي أخرى على اللوحة الأمامية (مع المنافذ). ادفع مقابس المخرج من اللوحة الأمامية. لم تكن اللوحة قابلة للإزالة إلا إذا تم قطع الأسلاك أو تم قطع اللوحة الأمامية. ربما يمكنك فقط قطع الأسلاك لأن الخطوة التالية تتضمن قطعها على أي حال لتوسيع مدى الوصول.

اخترت طريقًا مختلفًا وقمت بقطع الشقوق الصغيرة في اللوحة من اللوحة بعناية باستخدام أداة دوارة. ثم أخذ الزردية وثنيها حتى أتمكن من تمرير مآخذ التيار من خلالها. ثم أدركت أنني بحاجة إلى لصق ولحام حوالي ست بوصات أو نحو ذلك من الأسلاك. لديه فقط ما مجموعه ثلاثة أسلاك للتمديد. أقترح أن يتم قصها وتقطيعها ولحامها وتقليص سلك واحد في كل مرة. هذا يسمح بتمديد مقبس المنفذ للوصول إلى لوحة الوجه للحالة. بعد إجراء هذا التعديل ، ستحتاج إلى إعادة اللوحة السفلية إلى العاكس وإعداد أقواس التثبيت.

لقد استخدمت شريط زاوية بثق الألومنيوم. وضع محدد للفتحات ، وحفر ثقوب ، ونشر القطعة من مخزون الشريط. لقد صممت الأقواس بحيث يمكن طباعتها ثلاثية الأبعاد لجعل حياتك أسهل قليلاً. ارجع إلى الصور لترى كيف قمت بتثبيتها على العلبة. قبل حفر أي ثقوب ، تأكد من رضاك عن التصميم الخاص بك وأن البطارية لا تنزلق كثيرًا. لقد دفعت بنك البطارية الخاص بي إلى الزاوية اليمنى من العلبة ، والعاكس الموجود بجوار ذلك ، ثم قمت بحفر الثقوب. عندما تقوم بحفر الثقوب الخاصة بك ، يجب تثبيت شريحة تثبيت محول باك أولاً لأنه لا يوجد خلوص كافٍ لحفر ثقوب لها مع العاكس المركب في الطريق.

أنا فقط أحفر ثقوبًا من خلال العلبة لهذين القوسين وثقبين لقوس التثبيت المخصص لمحول باك DC-DC. قبل أن أضع المسمار / الترباس من خلال الفتحة المذكورة ، سأقوم بتطبيق مانع تسرب السيليكون في الداخل والخارج لإبقائه مقاومًا للماء. لقد استخدمت أيضًا غسالات على طرفي البراغي. لقد صممت قضبان المغناطيس لتكون لها القدرة على تأمينها في العلبة بواسطة البراغي أيضًا.

في PPSU الخاص بي ، استخدمت شريط VHB لإلصاق وحدة التحكم بالشحن على جانب العلبة. أثناء إنشاء هذه التعليمات ، استغرقت وقتًا لإنشاء شريحة يمكنك الطباعة ثلاثية الأبعاد وحفر الثقوب لتثبيتها إذا كنت ترغب في ذلك. كانت المنطقة الأخرى الوحيدة التي استخدمت فيها شريطًا صغيرًا من شريط VHB بين القوس المسطح والمقبس الشمسي لمنعه من الانزلاق عند التوصيل بموصل الألواح الشمسية.

آمل أن يكون هذا مصدر إلهام لك ، أو إعلامي ، أو ممتعًا إلى حد ما. شكرا لمشاهدة مشروعي.