Listrik L585585Wh AC DC مزود الطاقة المحمول: 17 خطوة (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

في أول برنامج Instructable الخاص بي ، سأوضح لك كيف صنعت مصدر الطاقة المحمول هذا. هناك العديد من المصطلحات لهذا النوع من الأجهزة مثل بنك الطاقة ، ومحطة الطاقة ، ومولدات الطاقة الشمسية وغيرها الكثير ، لكنني أفضل الاسم "Listrik L585 Portable Power Supply".

يحتوي Listrik L585 على بطارية ليثيوم مدمجة بقوة 585 وات في الساعة (6S 22.2V 26 ، 364 مللي أمبير في الساعة ، تم اختبارها) والتي يمكن أن تدوم حقًا. كما أنها خفيفة الوزن للغاية بالنسبة للسعة المحددة. إذا كنت ترغب في مقارنتها مع بنك الطاقة النموذجي للعميل ، فيمكنك القيام بذلك بسهولة عن طريق قسمة تصنيف mAh على 1000 ثم ضربه في 3.7. على سبيل المثال ، تبلغ سعة PowerHouse (أحد أكبر بنوك الطاقة الاستهلاكية المعروفة) 120 ألف مللي أمبير في الساعة. الآن ، لنقم بالحسابات. 120 ، 000/1 ، 000 * 3.7 = 444 واط في الساعة. 444Wh VS 585Wh. سهل أليس كذلك؟

كل شيء معبأ داخل هذه الحقيبة المصنوعة من الألومنيوم اللطيف. بهذه الطريقة ، يمكن حمل Listrik L585 بسهولة وسيحمي الغطاء العلوي الأدوات الحساسة بالداخل أثناء عدم استخدامها. خطرت لي هذه الفكرة بعد أن رأيت شخصًا ما يصنع مولدًا شمسيًا باستخدام صندوق الأدوات ، لكن صندوق الأدوات لا يبدو رائعًا ، أليس كذلك؟ لذا فقد رفعتها قليلاً بحقيبة من الألومنيوم وتبدو أفضل بكثير.

يحتوي Listrik L585 على نواتج متعددة يمكن أن تغطي جميع الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية تقريبًا.

الأول هو إخراج التيار المتردد وهو متوافق مع ما يقرب من 90٪ من الأجهزة الرئيسية تحت 300 وات ، وليس جميعها بسبب خرج غير جيبي ولكن يمكنك إصلاح ذلك باستخدام عاكس موجة جيبية نقية ، وهو أغلى بكثير من المعيار المعدل عاكس موجة جيبية استخدمته هنا. هم بشكل عام أكبر أيضًا.

الإخراج الثاني هو USB الإخراج. هناك 8 منافذ USB ، والتي نوعا ما مبالغة. يمكن لزوج منهم تقديم أقصى تيار 3A مستمر. التصحيح المتزامن يجعلها فعالة للغاية.

الثالث هو مساعد I / O. يمكن استخدامه لشحن أو تفريغ البطارية الداخلية بمعدل أقصى 15 أمبير (300 وات +) مستمر و 25 أمبير (500 وات +) بشكل فوري. ليس لديها أي تنظيم ، في الأساس مجرد جهد بطارية عادي ولكن لديها حماية متعددة بما في ذلك ماس كهربائى ، والتيار الزائد ، والشحن الزائد ، والإفراط في الشحن.

آخر واحد والمفضل لدي هو خرج DC قابل للتعديل ، والذي يمكن أن يخرج 0-32V ، 0-5A على كل نطاق الجهد. يمكنه تشغيل مجموعة متنوعة جدًا من أجهزة التيار المستمر مثل الكمبيوتر المحمول النموذجي بإخراج 19 فولت وجهاز توجيه الإنترنت بجهد 12 فولت وغير ذلك الكثير. يلغي خرج التيار المستمر القابل للضبط الحاجة إلى استخدام مصدر طاقة تيار متردد إلى تيار مستمر ، مما يؤدي بالمناسبة إلى تفاقم الكفاءة لأن النظام بأكمله يحول التيار المستمر إلى التيار المتردد ثم إلى التيار المستمر مرة أخرى. يمكن استخدامه أيضًا كمصدر للطاقة على مقاعد البدلاء بجهد ثابت ووظيفة تيار مستمر ، وهو أمر مفيد جدًا للأشخاص مثلي الذين يعملون غالبًا مع الإلكترونيات.

الخطوة 1: المواد والأدوات

المواد الرئيسية:

* حقيبة ألومنيوم 1X DJI Spark

* 60 × 80 * 57 * 4.7 ملم خلايا ليثيوم منشورية (يمكنك استبدالها بخلايا ليثيوم أكثر شيوعًا 18650 ، لكنني وجدت أن هذه الخلية لها فقط عامل الشكل المثالي والبعد)

* 1X 300W 24V DC إلى AC العاكس

* 1X DPH3205 مصدر طاقة قابل للبرمجة

* 2X 4 منافذ USB محولات باك

* مدقق بطارية 1X Cellmeter 8

* 1X 6S 15A BMS

* موصل توازن 1X 6S

* مسامير 12X M4 10mm

* 12X M4 صواميل

* أقواس 6X الفولاذ المقاوم للصدأ

* 1X 6A مفتاح تبديل قطب واحد

* 1X 6A مزدوج القطب تبديل التبديل

* 1X 15A مفتاح تبديل قطب واحد

* 4X 3mm الفولاذ المقاوم للصدأ حامل LED

* 4X موصلات XT60 أنثى

* فواصل نحاسية 4X M3 20mm

* مسامير آلة 4X M3 30mm

* مسامير آلة 2X M3 8mm

* 6X M3 صواميل

* 1X 25A 3 دبوس المحطة

* 4X 4.5mm كابل البستوني

* لوحة أدوات القطع المخصصة 3 مم

-

مستهلكات:

* هيت شرينكس

* اللحيم

* الجريان

* 2.5 مم سلك نحاسي صلب

* شريط على الوجهين شديد التحمل (احصل على أعلى جودة)

* شريط رفيع على الوجهين

* شريط كابتون

* الايبوكسي

* الطلاء الأسود

* 26 سلك AWG لمؤشرات LED

* 20 AWG سلك فضي مجدول للأسلاك منخفضة التيار

* 16 AWG سلك فضي مجدول للأسلاك عالية التيار (يفضل أقل AWG. تم تصنيف المنجم في 17A بأسلاك هيكل مستمر ، بالكاد يكفي)

-

أدوات:

* لحام حديد

* كماشة

* مفك براغي

* مقص

* سكين هواية

* ملقط

* تدريبات

الخطوة 2: التخطيطي

يجب أن يكون التخطيطي واضحًا بذاته. آسف على الرسم الضعيف ، لكن يجب أن يكون أكثر من كافٍ.

الخطوة 3: لوحة العدادات

لقد صممت لوحة العدادات أولاً. يمكنك تنزيل ملف PDF مجانًا. يمكن أن تكون المادة خشب أو صفائح ألمنيوم أو أكريليك أو أي شيء له خصائص مماثلة. لقد استخدمت الأكريليك في هذه "الحالة". يجب أن يكون سمك 3 مم. يمكنك قصها باستخدام الحاسب الآلي ، أو فقط طباعتها على ورق بمقياس 1: 1 وقصها يدويًا.

الخطوة 4: الحالة (دعامات الطلاء والتركيب)

بالنسبة للحالة ، استخدمت حقيبة من الألومنيوم لـ DJI Spark ، فهي ذات البعد الصحيح تمامًا. لقد جاءت مع مادة رغوية لعقد الطائرة لذا أخرجتها ورسمت الجزء الداخلي باللون الأسود. لقد قمت بحفر 6 فتحات مقاس 4 مم وفقًا لمسافة الفتحة الموجودة على لوحة أدوات القطع المخصصة الخاصة بي وقمت بتثبيت الأقواس هناك. ثم قمت بلصق صواميل M4 على كل قوس حتى أتمكن من تثبيت البراغي من الخارج دون الإمساك بالصواميل.

الخطوة 5: حزمة البطارية الجزء 1 (خلايا الاختبار وتكوين المجموعات)

بالنسبة لحزمة البطارية ، استخدمت خلايا الليثيوم المنشورية المرفوضة من LG والتي حصلت عليها بأقل من دولار واحد لكل منها. السبب في كونها رخيصة جدًا هو مجرد تفجير الصمامات ووضع علامة عليها على أنها معيبة. أزلت المصاهر وهي جيدة كأنها جديدة. قد يكون الأمر غير آمن بعض الشيء ولكن مقابل أقل من دولار واحد ، لا يمكنني الشكوى حقًا. بعد كل شيء ، سأستخدم نظام إدارة البطارية للحماية. إذا كنت ستستخدم خلايا مستخدمة أو غير معروفة ، فلدي تعليمات جيدة حول كيفية اختبار خلايا الليثيوم المستخدمة وفرزها هنا: (قريبًا).

لقد رأيت الكثير من الأشخاص يستخدمون بطارية الرصاص الحمضية لهذا النوع من الأجهزة. من المؤكد أنها سهلة العمل ورخيصة ، لكن استخدام بطارية الرصاص الحمضية للتطبيقات المحمولة يعد أمرًا مهمًا بالنسبة لي. يزن ما يعادل حمض الرصاص حوالي 15 كيلوجرامًا! هذا أثقل بنسبة 500٪ من حزمة البطارية التي صنعتها (3 كيلوغرامات). هل يجب أن أذكرك أنه سيكون أكبر من حيث الحجم أيضًا؟

اشتريت 100 منهم واختبرتهم واحدًا تلو الآخر. لدي جدول بيانات نتيجة الاختبار. لقد قمت بتصفيتها وفرزها وانتهى بي الأمر بأفضل 60 خلية. أقسمهم بالتساوي على السعة بحيث يكون لكل مجموعة قدرة مماثلة. بهذه الطريقة ، ستكون حزمة البطارية متوازنة.

لقد رأيت الكثير من الأشخاص قاموا ببناء حزمة البطارية الخاصة بهم دون إجراء مزيد من الاختبارات على كل خلية ، وهو ما أعتقد أنه إلزامي إذا كنت ستصنع حزمة بطارية من خلايا غير معروفة.

أظهر الاختبار أن متوسط سعة التفريغ لكل خلية 2636 مللي أمبير عند تيار تفريغ 1.5 أمبير. في حالة التيار المنخفض ، ستكون السعة أعلى بسبب تقليل فقد الطاقة. تمكنت من الحصول على 2700mAh + عند تيار تفريغ 0.8A. سأحصل على سعة إضافية بنسبة 20 ٪ إذا قمت بشحن الخلية إلى 4.35 فولت / خلية (تسمح الخلية بجهد شحن 4.35 فولت) لكن نظام إدارة المباني لا يسمح بذلك. أيضًا ، سيؤدي شحن الخلية إلى 4.2 فولت إلى إطالة عمرها.

العودة إلى التعليمات. أولاً ، انضممت إلى 10 خلايا معًا باستخدام شريط رفيع على الوجهين. ثم عززته باستخدام شريط kapton. تذكر توخي الحذر الشديد عند التعامل مع بطارية الليثيوم. تحتوي خلايا الليثيوم المنشورية هذه على جزء إيجابي وسلبي قريب للغاية ، لذا من السهل اختصارها.

الخطوة 6: حزمة البطارية الجزء 2 (الانضمام إلى المجموعات)

بعد أن انتهيت من تكوين المجموعات ، فإن الخطوة التالية هي الانضمام إليهم معًا. للانضمام إليهم معًا ، استخدمت شريطًا رقيقًا على الوجهين وعززته بشريط kapton مرة أخرى. مهم جدًا ، تأكد من عزل المجموعات عن بعضها البعض! خلاف ذلك ، ستحصل على دائرة كهربائية قصيرة سيئة للغاية عندما تقوم بلحامها معًا في سلسلة. يُشار إلى جسم الخلية المنشورية إلى الكاثود الخاص بالبطارية والعكس صحيح بالنسبة لـ 18650 خلية. الرجاء الانتباه لهذا الامر.

الخطوة 7: حزمة البطارية الجزء 3 (اللحام والتشطيب)

هذا هو الجزء الأصعب والأخطر ، وهو لحام الخلايا معًا. ستحتاج إلى مكواة لحام لا تقل عن 100 واط لسهولة اللحام. كان منجم 60 واط وكان إجمالي PITA لحام. لا تنسى التدفق ، طن من الجحيم. إنها تساعد حقًا.

** كن حذرًا للغاية في هذه الخطوة! بطارية الليثيوم عالية السعة ليست شيئًا تريد أن تكون أخرق معه. **

أولاً ، قمت بقطع السلك النحاسي الصلب مقاس 2.5 مم إلى الطول المطلوب ثم أزل العزل. بعد ذلك ، قمت بلحام السلك النحاسي بعلامة تبويب الخلية. افعل ذلك ببطء كاف للسماح بتدفق اللحام ، ولكن بالسرعة الكافية لمنع تراكم الحرارة. إنها حقًا تتطلب مهارة. أوصي بالتدرب على شيء آخر قبل تجربته مع الشيء الحقيقي. امنح حزمة البطارية استراحة بعد عدة دقائق من اللحام لتبرد لأن الحرارة ليست جيدة لأي نوع من البطاريات ، خاصةً لبطارية الليثيوم.

من أجل الانتهاء ، قمت بلصق BMS بثلاث طبقات من أشرطة الرغوة على الوجهين وسلك كل شيء وفقًا للتخطيط. لقد قمت بلحام مجارف الكابلات على إخراج البطارية وقمت على الفور بتثبيت تلك البستوني على محطة الطاقة الرئيسية لمنع البستوني من ملامسة بعضها البعض والتسبب في حدوث قصر.

تذكر أن تقوم بلحام سلك من الجانب السلبي لموصل التوازن وسلك من الجانب السلبي من BMS. نحتاج إلى فتح هذه الدائرة لإلغاء تنشيط Cellmeter 8 (مؤشر البطارية) حتى لا يتم تشغيله إلى الأبد. يذهب الطرف الآخر إلى أحد قطب التبديل لاحقًا.

الخطوة 8: حزمة البطارية الجزء 4 (التثبيت)

للتثبيت ، استخدمت شريطًا على الوجهين. أوصي باستخدام شريط على الوجهين عالي الجودة وشديد التحمل لهذه الحالة لأن البطارية ثقيلة جدًا. لقد استخدمت شريط 3M VHB على الوجهين. حتى الآن ، يحتفظ الشريط ببطارية جيدة جدًا. لا توجد مشكلة ما أي وقت مضى.

حزمة البطارية مناسبة حقًا هناك ، أحد الأسباب التي دفعتني إلى اختيار خلية الليثيوم المنشورية هذه على خلية ليثيوم أسطوانية. الفجوة الهوائية حول البطارية مهمة جدًا لتبديد الحرارة.

حول تبديد الحرارة ، لست مهتمًا كثيرًا بهذا الأمر. للشحن ، سأستخدم IMAX B6 Mini الذي يمكنه توفير 60 واط فقط. هذا لا شيء بالمقارنة مع بطارية 585Wh. استغرق الشحن أكثر من 10 ساعات ، وهو بطيء جدًا بحيث لا يتم توليد حرارة. الشحن البطيء مفيد أيضًا لأي نوع من البطاريات. من أجل التفريغ ، يكون الحد الأقصى للتيار الذي يمكنني استخلاصه من حزمة البطارية أقل بكثير من معدل تفريغ 1C (26A) عند 15 أمبير فقط ، و 25 أمبير لحظية. تحتوي حزمة البطارية الخاصة بي على مقاومة داخلية تبلغ حوالي 33 مللي أوم. معادلة القوة المبعثرة هي I ^ 2 * R. 15 * 15 * 0.033 = 7.4 واط من الطاقة المفقودة كحرارة عند تيار تفريغ 15 أمبير. لشيء بهذا الحجم ، هذه ليست مشكلة كبيرة. يُظهر اختبار العالم الحقيقي أنه عند التحميل العالي ، ترتفع درجة حرارة حزمة البطارية إلى حوالي 45-48 درجة مئوية. ليست درجة حرارة مريحة حقًا لبطارية الليثيوم ، ولكنها لا تزال ضمن نطاق درجة حرارة العمل (60 درجة مئوية كحد أقصى)

الخطوة 9: العاكس الجزء 1 (فك وتركيب غرفة التبريد)

بالنسبة للعاكس ، قمت بإزالته من العلبة بحيث يتم وضعها داخل حقيبة الألمنيوم وقمت بتركيب زوج من خافضات الحرارة التي حصلت عليها من مصدر طاقة الكمبيوتر المكسور. أخذت أيضًا مروحة التبريد ومقبس التيار المتردد والمفتاح للاستخدام لاحقًا.

يعمل العاكس حتى 19 فولت قبل بدء حماية الجهد المنخفض. هذا جيد بما فيه الكفاية.

شيء غير عادي هو أن الملصق يقول بوضوح 500 واط بينما تقول الشاشة الحريرية على PCB إنها 300 واط. أيضًا ، يتمتع هذا العاكس بحماية قطبية عكسية حقيقية على عكس معظم المحولات الموجودة هناك والتي تستخدم الصمام الثنائي البكم + موانع الفتيل لحماية القطبية العكسية. جميل ، لكن ليس مفيدًا جدًا في هذه الحالة.

الخطوة 10: العاكس (التثبيت والتركيب)

أولاً ، قمت بتمديد طاقة الإدخال ومؤشرات LED والمفتاح وسلك مخرج التيار المتردد بحيث تكون طويلة بما يكفي. بعد ذلك ، قمت بتثبيت العاكس في العلبة باستخدام شريط على الوجهين. لقد قمت بلحام مجارف الكابلات على الطرف الآخر من أسلاك إدخال الطاقة وقمت بتوصيلها بالمحطة الرئيسية. لقد قمت بتثبيت مؤشرات LED والمروحة ومنفذ التيار المتردد على لوحة العدادات.

لقد وجدت أن العاكس لديه صفر تيار هادئ (<1mA) عند توصيله بمصدر الطاقة ولكن معطل لذلك قررت توصيل سلك طاقة العاكس مباشرة بدون أي مفتاح. بهذه الطريقة ، لست بحاجة إلى مفتاح تيار عالٍ ضخم وأقل إهدارًا للطاقة على السلك والمفتاح.

الخطوة 11: وحدة USB (التثبيت والأسلاك)

أولاً ، قمت بتمديد مؤشرات LED في كلا الوحدتين. بعد ذلك ، قمت بتكديس الوحدات باستخدام الفواصل النحاسية M3 20 مم. لقد قمت بلحام أسلاك الطاقة وفقًا للتخطيطي ووضعت المجموعة بأكملها على لوحة العدادات وربطتها برباط مضغوط. لقد قمت بلحام السلكين من البطارية التي ذكرتها سابقًا بالقطب الآخر للمفتاح.

الخطوة 12: الجزء الأول من الوحدة النمطية DPH3205 (التثبيت وأسلاك الإدخال)

لقد قمت بحفر فتحتين 3 مم من خلال اللوحة السفلية قطريًا ثم قمت بتثبيت وحدة DPH3205 بمسامير 8 مم M3 تمر عبر تلك الثقوب. لقد قمت بتوصيل الإدخال بأسلاك سميكة 16 AWG. يذهب السالب مباشرة إلى الوحدة. يذهب الموجب إلى مفتاح أولاً ثم إلى الوحدة النمطية. لقد قمت بلحام مجارف الكابلات على الطرف الآخر والتي سيتم توصيلها بالمحطة الرئيسية.

الخطوة 13: الجزء 2 من الوحدة النمطية DPH3205 (تركيب العرض وأسلاك الإخراج)

لقد قمت بتثبيت الشاشة على اللوحة الأمامية وقمت بتوصيل الأسلاك. بعد ذلك ، قمت بتثبيت موصلات XT60 على لوحة العدادات باستخدام إيبوكسي من جزأين وقمت بتوصيل تلك الموصلات بالتوازي. ثم ينتقل السلك إلى إخراج الوحدة.

الخطوة 14: الإدخال / الإخراج الإضافي (التركيب والأسلاك)

لقد قمت بتركيب موصلين XT60 مع جزءين من الايبوكسي ولحمت الموصلات بالتوازي مع 16 أسلاك AWG سميكة. لقد قمت بلحام مجارف الكابلات على الطرف الآخر والتي تذهب إلى المحطة الرئيسية. ينتقل السلك من وحدة USB إلى هنا أيضًا.

الخطوة 15: QC (الفحص السريع)

تأكد من عدم وجود أي شيء بالداخل. يمكن أن تؤدي العناصر الموصلة غير المرغوب فيها إلى حدوث ماس كهربائي.

الخطوة 16: التشطيب والاختبار

لقد أغلقت الغطاء وفك البراغي وفعلت! اختبرت كل الوظائف وكل شيء يعمل كما كنت أتمنى. بالتأكيد مفيد جدا بالنسبة لي. لقد كلفني ما يزيد قليلاً عن 150 دولارًا (المواد فقط ، وليس بما في ذلك حالات الفشل) ، وهو رخيص جدًا لشيء كهذا. استغرقت عملية التجميع حوالي 10 ساعات ، لكن التخطيط والبحث استغرق حوالي 3 أشهر.

على الرغم من أنني أجريت الكثير من الأبحاث قبل أن أقوم ببناء مصدر الطاقة الخاص بي ، إلا أن مصدر الطاقة الخاص بي لا يزال يعاني من العديد من العيوب. لست راضيًا حقًا عن النتيجة. في المستقبل ، سأبني Listrik V2.0 مع الكثير من التحسينات. لا أريد إفساد الخطة بأكملها ، ولكن إليك بعضًا منها:

1. قم بالتبديل إلى 18650 خلية عالية السعة
2. سعة أعلى قليلاً
3. طاقة إنتاج أعلى بكثير
4. ميزات أمان أفضل بكثير
5. شاحن MPPT داخلي
6. اختيار أفضل للمواد
7. أتمتة اردوينو
8. مؤشر المعلمة المخصص (سعة البطارية ، الطاقة المسحوبة ، درجة الحرارة وما إلى ذلك)
9. يتحكم التطبيق في إخراج التيار المباشر والعديد من الميزات الأخرى التي لن أخبرك بها الآن ؛-)

الخطوة 17: التحديثات

التحديث رقم 1: أضفت مفتاح تجاوز يدوي لمروحة التبريد حتى أتمكن من تشغيله يدويًا إذا كنت أرغب في استخدام مصدر الطاقة عند التحميل الكامل حتى تظل الأجزاء الداخلية باردة.

التحديث رقم 2: اشتعلت النيران في BMS ، لذلك أعيد إنشاء نظام البطارية بالكامل بنظام أفضل. يتميز الجهاز الجديد بتكوين 7S8P بدلاً من 6S10P. سعة أقل قليلاً ولكن تبديد حرارة أفضل. يتم الآن تباعد كل مجموعة من أجل تحسين السلامة والتبريد. جهد شحن 4.1 فولت / خلية بدلاً من 4.2 فولت / خلية لإطالة عمر أفضل.