Power Stacker: Stapelbaar USB oplaadbaar batterijsysteem - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Klik hieronder om onze Hackaday-projectpagina te bezoeken

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

Power Stacker is een draagbaar, modulair, USB oplaadbaar lithium-ion batterijpakket. Stapel ze op elkaar voor energieverslindende projecten of scheid ze voor kleinere projecten met dit modulaire systeem. De Gerber-, BOM- en. STL-bestanden zijn hieronder beschikbaar.

Power Stacker doet wat andere oplaadbare USB-batterijen niet hebben kunnen doen, en dat is de mogelijkheid om samen te combineren voor een grotere batterijcapaciteit of om te scheiden in vele kleine batterijen voor kleinere projecten. U kunt letterlijk jarenlang dezelfde Power Stacker-batterijen gebruiken voor vele toepassingen!

Een ander uniek kenmerk van Power Stacker is dat elke batterij een eigen laadregelaar krijgt, die een echte celbalancering garandeert en ervoor zorgt dat elke batterij in realtime wordt opgeladen tot de juiste spanning, zelfs tijdens het opladen en/of ontladen.

Na de lancering van een succesvol Kickstarter-project genaamd Solderdoodle Pro, realiseerde ik me dat dezelfde batterijtechnologie die wordt gebruikt om soldeer te smelten, kan worden gebruikt om het probleem op te lossen van het proberen om de juiste batterij te vinden en voortdurend nieuwe batterijen te moeten kopen voor elk nieuw project. Gecombineerd met mijn kennis van 3D-printen, heb ik een case gemaakt voor de batterij die kan worden afgedrukt, aangepast en gedeeld!

Power Stacker is ook compatibel met Open Source DC-DC-converters zoals Adafruit's Power Boost 1000.

Hoe werkt de batterijstapel?

Lage voorwaartse spanning / hoge stroomdiodes op de laadcontrollerkaart zijn geïnstalleerd op de ingang en uitgang van het circuit, die overspraak tussen meerdere stroombronnen en tussen de uitgang van de laadregelaars voorkomen. Hierdoor kunnen de onderlinge verbindingen tussen de ingangs- en uitgangspinnen van elke laadcontrollerkaart busbars worden, waardoor de spanning hetzelfde blijft en de stroom zich vermenigvuldigt. De batterij met de hoogste spanning in de stapel zal het meest ontladen totdat de andere batterijen bijna dezelfde spanning bereiken en ook zij zullen met dezelfde snelheid beginnen te ontladen, wat de huidige output van het batterijpakket vermenigvuldigt.

Specificaties Power Stacker: * Tijd om volledig op te laden: @5 Watt 3350mAh: 3 uur | @8 Watt 13400mAh: 7 uur

* Capaciteit: 3350mAh, 6700mAh of 13400mAh / 3.6V

* Type: Panasonic NCR18650B lithium-ion

* Ingang - Stroom: 450 tot 2600mA | Spanning: 5 tot 6 Volt

* Aantal USB-poorten: 1 (afhankelijk van het aantal 5V-adaptermodules)

* Uitgang - Standaard Arduino-stijl vrouwelijke en mannelijke headers

* Uitgang - Stroom: Tot 2000mA | Spanning: 3,6 Volt direct of 5 Volt met DC-DC convertermodule

* Materiaal behuizing: 3D-geprint materiaal

* Levensduur batterij bij normaal gebruik: 5 jaar * Vervangbare batterij

* Biedt tot 320% iPhone Charge of 160% Galaxy S5 Charge met twee cellen 6700mAh

* Compatibel met Arduino, iPhone, Android, Windows Phone en andere met 5 Volt DC-DC convertermodule

*WAARSCHUWING: Wees voorzichtig bij het hanteren van een lithium-ionbatterij, want kortsluiting in de batterij kan brandwonden veroorzaken. Draag altijd een veiligheidsbril. Gebruik de aanbevolen batterij- en circuitcomponenten vanwege de hogere laadstroom van 2000 mA max. 3D-geprinte onderdelen kunnen onder hoge temperaturen kromtrekken.

FCC-conformiteit: NIET vereist omdat de circuitfrequenties lager zijn dan 1,7 MHz

Stap 1: Benodigde materialen, gereedschappen en bestanden

Hier is een lijst met de benodigde materialen, gereedschappen en bestanden.

MATERIALEN:

AANTAL Beschrijving:

1 Lithium-Ion Laadregelaar Circuit (Schema, Gerber-bestanden, etc. kunnen worden gedownload van de vorige pagina. Het belangrijkste IC-onderdeel is de Maxim MAX8903G laadregelaar.)

1 NCR18650B 3350mAh onbeschermde Panasonic lithium-ionbatterij www.ebay.com (Als lagere kosten nodig zijn, probeer dan de Panasonic NCR18650A-batterij met een iets kleinere capaciteit van 3070 mAh. Zorg ervoor dat deze onbeschermd is en controleer het onderdeelnummer van de batterij zorgvuldig. Beschermde batterijen hebben extra lengte met een ingebouwd circuit, dat de prestaties kan beïnvloeden Referentie https://industrial.panasonic.com/www-cgi/jvcr13pz.cgi?E+BA+3+ACI4002+NCR-18650B+7+EU Andere merken batterijen worden NIET aanbevolen omdat de stroom van de laadregelaar naar de batterij wel 2000 mA kan zijn en de Panasonic NCR18650 chemie dit aankan. Als u andere merken moet gebruiken, zorg er dan voor dat ze aan dezelfde specificaties en chemie voldoen en tot maximaal 2 A laadstroom. Het gebruik van batterijen die niet aan deze specificaties voldoen, kan leiden tot gevaarlijke batterijschade.)

2 Hirose 2-pins connector DF3-2S-2C

2 Hirose Socket 24-28 AWG Krimppen DF3-2428SCC

1 1" brede Kapton-taperol https://www.mcmaster.com/#7648a715/=qu58072 1" Kapton-tapeschijf

1 1" Diameter stuk krimpkous 2,7" lang2 1/16" Stuk krimpkous 1,0" lang 1 Rol soldeerdraad 1 3D-geprint omhulsel (Bestand beschikbaar op vorige pagina.)

1 2X4 vrouwelijke kop

1 5 Volt DC-DC-omzetter

1 Protoboard

1 1X2 vrouwelijke kop

1 mannelijke headerstrip

Verschillende lengtes 26 AWG standaard rode en zwarte gevlochten draad van maximaal 4 ampère hieronder vermeld: https://www.mcmaster.com/#catalog/119/798/=qu7rf61 6.10 zwarte draad.06 strip het ene uiteinde.20 strip het andere uiteinde

1 8.00 rode draad.06 strip het ene uiteinde.20 strip het andere uiteinde

GEREEDSCHAP: AANTAL Beschrijving:

1 Power Core-batterijarmatuur

1 Draadstrippers 24-26 meetbereik

1 draadcrimper 20-24 meetbereik

1 meetlint

1 soldeerbout

1 heteluchtpistool

1 schaar

Stap 2: Batterijmontage

Plaats de NCR18650B-batterij in de batterijhouder met de positieve kant naar boven. Het armatuur zal de rode en zwarte draden uitlijnen terwijl u soldeert. Raak de soldeerbout niet aan op het armatuur omdat deze kan smelten. U kunt de batterij misschien zonder het armatuur solderen, maar het is veel moeilijker en u hebt nog steeds iets nodig om te voorkomen dat de batterij omvalt. Het armatuur kan ook worden gebruikt voor andere batterijprojecten.

Plaats het.20" gestripte uiteinde van de lange rode draad in de sleuf met het label +ROOD en soldeer de rode draad aan de batterij. Probeer snel aan de batterij te solderen, want te veel warmte naar de batterij kan deze beschadigen. Als er soldeer is uitsteekt, gladstrijken met de soldeerbout Na het solderen het armatuur kantelen en de batterij van onderaf met uw vinger naar buiten duwen Draai de batterij ondersteboven en plaats de batterij in het armatuur met de Rode Draad in de +RODE goot en het negatieve uiteinde van de batterij naar boven. Krimp het uiteinde van de rode draad met de Hirose-pin en steek de pin in poort 1 van de Hirose 2-pins connector. U wilt de connector op dit punt bevestigen omdat het gevaarlijk is om een bungelend bloot uiteinde van een batterijdraad bloot te laten en mogelijk kortsluiting of brandwonden te veroorzaken als deze het negatieve uiteinde van de batterij raakt. Plaats het.20" gestripte uiteinde van de lange zwarte draad in de sleuf met het label -BLK en soldeer de Zwarte draad naar de accu. Het negatieve uiteinde van deze batterij vereist meestal meer warmte om te solderen omdat er meer oppervlakte in contact is met de massa van de batterij, maar probeer snel te solderen. Als er soldeer uitsteekt, strijk dit dan glad met de soldeerbout. Krimp na het solderen het uiteinde van de zwarte draad met de Hirose-pin en steek de pin in poort 2 van de Hirose 2-pins connector. Kantel het armatuur en duw de batterij er met uw vinger vanaf de onderkant uit. Buig de zwarte draad recht naar beneden over de rand van het negatieve uiteinde van de batterij en leid de rode draad om langs de zijkant van de batterij te lussen. Het effect zou moeten zijn dat de rode draad die vanaf het positieve uiteinde van de batterij naar beneden komt 120º verwijderd is van waar de zwarte en rode draden samenkomen. Deze draadgeometrie zorgt ervoor dat de positieve en negatieve draden van dezelfde kant naar buiten komen en zorgt voor een goede pasvorm. Wikkel een stuk van 1" brede Kapton-tape eenmaal rond het midden van de batterij om de draden naar beneden te houden. Plaats een 1" Kapton-tapeschijf aan elk uiteinde van de batterij en vouw de randen over de zijkant van de batterij. Schuif vervolgens de 1" krimpkous over de batterij met de buis gelijk met het positieve uiteinde van de batterij. Alle speling van de buis moet uit het negatieve uiteinde steken. Gebruik nu een warmtepistool om de buis te verkleinen om de batterij te voltooien.

Stap 3: Power Stacker Assembly

Voor een opstelling met één cel soldeert u eenvoudig de 2X4 Female Header op de laadcontrollerkaart, sluit u de batterij aan en soldeert u vervolgens de mannelijke headerpinnen op de 5 Volt DC-DC-kaart en sluit u deze aan op de laadcontrollerkaart.

Voor een opstelling met meerdere cellen soldeert u de mannelijke headers aan het protoboard in dezelfde configuratie als de pinnen van de laadcontroller en soldeert u de 1X2 Female Header aan het bord.

Soldeer aan de achterkant van het protoboard alle pinnen die bij de SYS OUT-poort horen van de laadcontrollerkaart, soldeer alle pinnen die bij de GND-poort horen van de laadcontrollerkaart en soldeer alle pinnen die bij de IN6V-poort horen van de laadcontroller bord. Soldeer vervolgens SYS OUT aan de vrouwelijke header-pin op het protoboard en soldeer de GND aan de andere vrouwelijke header-pin op het protoboard.

Schuif het protoboard in de sleuf op de 3D-geprinte behuizing en bevestig vervolgens de batterijen, laadcontrollerkaarten en 5 volt DC-DC-converter op het protoboard.

Stap 4: Toepassingen

U sluit gewoon de batterij aan op de laadcontrollerkaart, sluit de DC-DC 5 Volt-converter aan en laadt uw USB-apparaat op.

Sluit een micro-USB-oplaadkabel aan om de batterijen op te laden vanaf elke 5 tot 6 volt voedingsbron. Elke cel heeft zijn eigen laadregelaar voor echte realtime celbalancering. Elke laadcontroller in het pakket begint automatisch met opladen zodra er teveel stroom wordt gedetecteerd.

U kunt ook meerdere energiebronnen aansluiten op Power Stacker, zoals zonnepanelen, dynamo's en andere USB-stroombronnen om de laadstroom naar het batterijpakket te verhogen.

Of u nu een smartphone, tablet of op afstand bestuurbare robot oplaadt, Power Stacker geeft u het vermogen dat u nu nodig heeft en past zich in de toekomst aan uw stroomvereisten aan.

GEFELICITEERD! Je bent klaar met het bouwen van de Power Stacker!

Stap 5: Problemen oplossen

VEILIGHEID

Laat de Power Stacker niet in direct zonlicht staan. Zet hem afgedekt of in de schaduw. Warmte van de zon kan ervoor zorgen dat het laadcircuit en de batterij erg heet worden, het opladen stoppen, de batterij verslechteren en de levensduur verkorten.

Aanvaardbare temperaturen: Power Stacker is ontworpen om te worden gebruikt bij temperaturen tussen 0º en 45º C (32º en 149º F). Opslag: Bewaar de Power Stacker op kamertemperatuur. De Power Stacker moet ongeveer één keer per jaar worden opgeladen om overontlading te voorkomen.

Voor de beste resultaten laadt u de Power Stacker volledig op voordat u hem gebruikt.

PROBLEEMOPLOSSEN

Power Stacker LED brandt niet bij opladen vanaf mijn laptop

1) Dit kan gebeuren als de Power Stacker helemaal leeg is en in een druppellaadmodus gaat. Houd de Power Stacker ongeveer 15 minuten aangesloten en het LED-oplaadlampje moet weer gaan branden.

2) Sommige oudere laptops hebben een lage stroombeperking in hun USB-poorten en schakelen de USB-poort uit als de stroom de limiet overschrijdt. Probeer de Power Stacker op een andere USB-poort aan te sluiten.