Baterai Supersize 9 Volt yang Bekerja Dari Sel Asam Timbal Lama: 11 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Pernahkah terjadi pada Anda, bahwa Anda sedang mengunyah beberapa makanan ringan dan tiba-tiba menyadari bahwa Anda terlalu banyak mengonsumsinya, jauh lebih banyak daripada yang diizinkan oleh kuota diet harian Anda atau Anda pergi berbelanja bahan makanan dan karena beberapa kesalahan perhitungan, Anda terlalu banyak menimbun beberapa produk. Kedua hal ini telah terjadi pada saya, beberapa kali, tetapi hanya kali ini, itu adalah sesuatu yang berbeda yang saya terlalu banyak menimbun. Itu adalah baterai, dan bukan baterai AA standar tetapi baterai asam timbal yang besar itu. Biarkan saya memberitahu Anda bagaimana.

Dulu, waktu masih belajar mikrokontroler dan sebagainya, saya banyak membuat project berbasis IC dan rangkaian. Karena semua proyek tersebut dapat dengan mudah ditenagai oleh baterai asam timbal tunggal atau dengan variasi baterai yang berbeda, saya biasanya membelinya dalam jumlah besar. Seiring berjalannya waktu, saya mulai mengganti sirkuit dengan mikrokontroler dan baterai asam timbal dengan baterai Li-ion yang lebih baik karena keandalan dan efisiensinya.

Beberapa hari yang lalu, saya melihat wadah baterai saya dan menemukan banyak baterai, tergeletak begitu saja dan terbuang sia-sia. Saya tidak tahu pada waktu itu apa yang harus saya lakukan dengan mereka, jadi saya membiarkan mereka apa adanya. Baru-baru ini baterai asam timbal 12v saya yang saya gunakan dengan sangat mudah dalam memeriksa dan membuat prototipe sirkuit, mati karena beberapa alasan yang tidak pasti. Alih-alih menghabiskan uang dan membeli baterai baru, saya berpikir untuk menggunakan baterai 4v lama ini dan membuat catu daya variabel portabel dengannya.

Awalnya, saya berencana, hanya untuk menempatkan baterai dalam satu kelompok dan menghubungkan modul pengatur tegangan ke sana, tetapi kemudian saya pikir saya dapat membuat proyek ini jauh lebih baik dan tampan. Saya berencana menempatkan baterai ini dalam kelompok dan menutupinya dalam casing logam sehingga menyerupai baterai 9v. Oleh karena itu memiliki fitur catu daya variabel portabel yang disertakan dalam paket baterai 9V super besar. Bukankah itu menyenangkan dan membawa kembali semua kenangan itu, ketika baterai 9V dulunya adalah yang paling menonjol di pasar.

Perlengkapan

• Baterai lama (Saya menggunakan baterai asam timbal 4V. Jika Anda tidak memiliki baterai asam timbal, Anda dapat menyimpan baterai Li-ion dari laptop dan perangkat elektronik lama)
• Konverter uang (LM2596)
• pengukur voltase
• Potensiometer 10K (pilih potensiometer ukuran sedang dan jangan lupa tombolnya)
• Saklar ON/OFF
• colokan listrik DC
• lembaran aluminium
• papan MDF
• beberapa warna (cat semprot akan bekerja dengan baik)

Langkah 1: Mengisi Baterai Lama

Baterai saya disimpan di lemari dari waktu yang sangat lama dan karena ini, mereka telah kehilangan sejumlah muatannya. Umumnya baterai asam timbal kehilangan 4% hingga 5% dari total muatannya dalam satu tahun tetapi persentase ini mungkin berbeda sesuai dengan masa pakai baterai Anda. Jadi sebelum melangkah lebih jauh, saya harus memastikan bahwa semua baterai saya diisi ke tingkat tegangan yang sama, yaitu sekitar 4V. Untuk pengisian daya, saya tidak menggunakan pengisi daya seimbang atau muatan khusus apa pun. Di bawah, saya telah menyebutkan dua metode untuk mengisi daya. Keduanya sama-sama efisien dan mudah digunakan.

METODE 1:

Saya pribadi menggunakan metode untuk mengisi baterai saya. Saya cukup menghubungkan baterai ke catu daya variabel dan menaikkan tegangannya menjadi sekitar 4.2V. Karena banyak baterai saya berada pada level tegangan yang sama, saya menyatukannya dalam satu kelompok (menghubungkannya secara paralel) dan mengisi daya dari satu catu daya. Anda tidak boleh mempraktikkan metode ini jika celah tegangan antara baterai tinggi, karena dapat menyebabkan pengisian yang tidak seimbang atau lonjakan arus yang tiba-tiba dan dapat menghambat atau merusak kimia internal baterai.

METODE 2:

Jika Anda tidak memiliki suplai variabel, Anda cukup mengisi daya baterai dengan menghubungkannya ke pengisi daya ponsel. Saat ini, hampir semua pengisi daya smartphone menghasilkan arus 5V yang stabil (pengisian cepat diabaikan). Jika kita menghubungkan dioda silikon secara seri dengan pengisi daya, kita mendapatkan 4,3 volt pada output. Hal ini karena dioda silikon memiliki potensial penghalang 0,7V dan menggunakannya secara seri akan menyebabkan penurunan tegangan. Karena pengisian baterai asam timbal dengan 4.3V berjalan seiring, Anda dapat dengan mudah mengisinya dengan metode ini. Pastikan dioda bias maju jika tidak, arus tidak akan mengalir melaluinya. Untuk bias maju dioda, hubungkan katodanya ke positif pengisi daya dan anoda ke positif baterai. Hubungkan negatif pengisi daya ke negatif baterai.

Langkah 2: Membuat Paket Baterai

Setelah semua baterai terisi, saya mulai mengelompokkannya. Saat mengintegrasikan baterai, saya harus mengingat tiga aspek, yaitu:

1. Dimensi paket baterai. Ketika semuanya akan dilakukan, seluruh paket harus menyerupai baterai 9V (rasio volumetrik baterai 9V dan paket baterai kami harus serupa). Karena sebagian besar ruang diperoleh oleh baterai, baterai harus diposisikan dengan benar.
2. Terminal baterai harus sejajar dengan benar sehingga menghubungkan kabel ke mereka tidak merepotkan dan tidak boleh ada ketegangan pada kabel setelah kabel selesai.
3. Itu harus memiliki ruang atau kekosongan untuk elektronik, sehingga struktur juga memberikan dukungan dan perlindungan selain akomodasi.

Saya menggunakan sembilan baterai 4V ini dan memutuskan untuk memecahnya menjadi dua kelompok. Kelompok pertama akan memiliki enam baterai dan yang kedua akan memiliki tiga baterai. Kelompok yang lebih kecil dari tiga baterai akan berada di atas kelompok yang lebih besar. Paket yang lebih besar akan berbentuk persegi panjang dan akan bertindak sebagai dasar sistem dan paket yang lebih kecil akan berbentuk 'L' dan beristirahat di atasnya. Kekosongan atau celah baterai ke-4 akan menampung elektronik dan melindunginya.

Untuk merekatkan baterai, saya menggunakan selotip dua sisi yang tebal. Ini memiliki cengkeraman yang kuat dan juga memberikan bantalan terhadap benturan. Saat ini, saya hanya akan membuat dua paket baterai. Saya akan mengikat mereka bersama-sama setelah bagian elektronik selesai, karena lebih mudah untuk bekerja ketika mereka terpisah.

Langkah 3: Menghubungkan Terminal Baterai Bersama

Terminal baterai asam timbal juga terbuat dari timbal. Ketika mereka terpapar di udara untuk waktu yang lama, logam timbal akan teroksidasi dan membentuk lapisan pelindung di sekelilingnya. Lapisan ini mencegah oksidasi lebih lanjut serta tidak memungkinkan solder menempel pada timah. Jadi sebelum menghubungkan kabel apa pun ke terminal, kita harus menyingkirkan lapisan ini. Salah satu cara yang baik untuk melakukannya adalah dengan pengamplasan. Anda dapat menggunakan kertas pasir grit halus atau file. Jangan mengampelas seluruh permukaan, cukup lakukan hingga Anda dapat menghubungkan kabel ke sana. Dengan dua tiga sapuan file di atas terminal, saya dapat menyoldernya dengan mudah.

Seperti yang Anda tahu, saya memiliki total 9 baterai. Melalui berbagai kombinasi, saya menemukan bahwa menempatkan tiga baterai secara paralel dan membentuk grup, kemudian menghubungkan ketiga grup secara seri adalah yang terbaik untuk saya. Kombinasi ini menghasilkan 12V pada 4.5Ah yang cukup untuk pekerjaan saya sehari-hari.

Jadi seperti yang disebutkan di atas, saya melakukan hal yang sama. Menghubungkan 3 baterai secara paralel memberi saya tiga paket baterai dengan output 4V 4.5Ah dan kemudian dengan menghubungkan ketiga paket baterai tersebut secara seri, saya memperoleh output bersih 12V pada 4.5Ah.

Langkah 4: Menambahkan Regulator Tegangan dan Sakelar Daya

Sampai sekarang, paket baterai kami dapat digunakan apa adanya dan akan menghasilkan arus 12V yang stabil tetapi saya ingin lebih fleksibel dan memenuhi tingkat tegangan yang berbeda juga. Untuk mencapai ini, saya menambahkan konverter uang variabel ke paket baterai. Dengan demikian, saya sekarang bisa mendapatkan tegangan seperti 5V dan 3.3V yang sangat umum dalam elektronik digital dan mikrokontroler. Jika Anda bekerja dengan voltase lebih tinggi dari 12V, Anda dapat menghubungkan konverter boost alih-alih konverter buck dan mendapatkan hasil yang diinginkan. Prosesnya hampir sama, pastikan voltmeter Anda diberi peringkat untuk raja tegangan tinggi itu.

Saya menggunakan konverter buck LM2596 karena harganya cukup murah dan juga dapat memiliki tegangan yang stabil dengan efisiensi yang baik. Menurut lembar data IC, ia dapat menghasilkan arus 5Amp dan dapat mencapai 1V saat diberi daya dari catu 12V. Untuk konverter uang ini, saya juga menambahkan sakelar ON/OFF tujuan umum karena tidak memiliki sakelar bawaan atau mode hemat daya. Jika diperhatikan, potensiometer (umumnya berwarna biru) pada buck converter sangat kecil dan perlu diatur menggunakan obeng. Untuk mengatasi batasan ini, saya melepas solder potensiometer stok dan menyolder potensiometer berukuran sedang 10K yang baru. Sekarang kita dapat dengan mudah mengubah level tegangan. Di bawah ini adalah langkah-langkah pengkabelan:

• Hubungkan input negatif dari konverter buck langsung ke baterai
• Hubungkan input positif konverter buck ke pin 1 sakelar
• Hubungkan pin 2 sakelar ke +12V paket baterai
• Solder sepasang kabel ke terminal keluaran konverter buck dan biarkan ujung lainnya apa adanya. Kami akan menghubungkannya nanti

TIPS: Untuk pematrian potensiometer, Anda dapat menggunakan sumbu pematrian tetapi jika tidak memilikinya, Anda dapat melepasnya melalui metode penyolderan berlebih. Lelehkan beberapa kawat solder pada terminal sampai solder membentuk jejak cair. Setelah jalur solder cair cukup panas, tarik perlahan potensiometer dari bawah. Itu harus segera keluar. Berikan sedikit ketukan pada modul dan semua kelebihan solder akan rontok.

Langkah 5: Memasang Voltmeter

Catu daya variabel kami dipasang dan berfungsi dengan baik. Sekarang untuk melihat berapa banyak tegangan yang dihasilkan, kita memerlukan voltmeter. Untuk itu, kami dapat menggunakan multimeter ramah tepercaya kami, tetapi untuk tugas seperti itu, multimeter akan menjadi pekerjaan yang berlebihan. Juga, kebanyakan dari kita hanya memiliki satu multimeter dan jika digunakan dalam catu daya kita, kita tidak dapat menggunakannya untuk tujuan lain. Jadi memasang voltmeter yang selalu dapat memberi kita pembacaan keluaran langsung tampaknya merupakan pilihan yang baik.

Saya pribadi menyukai voltmeter digital kecil yang saat ini saya gunakan. Ia bekerja pada 12V dan dapat beroperasi pada level tegangan mulai dari 0V hingga 99V. Ini memiliki bentuk yang sangat kompak dan memberikan pembacaan yang cukup akurat. Untuk menghubungkan voltmeter Anda, ikuti langkah-langkah berikut:

• Hubungkan daya positif voltmeter ke input konverter buck
• Hubungkan daya negatif voltmeter ke input negatif konverter buck
• Hubungkan sinyal voltmeter ke output positif konverter buck
• (Opsional) Saya voltmeter Anda memiliki pin atau kabel sinyal negatif, hubungkan output negatif dari konverter buck

Langkah 6: Bagaimana Cara Mengisi Baterai?

Setelah proyek dibuat dan kami menggunakannya untuk beberapa waktu, kami memerlukan beberapa sumber untuk mengisi ulang baterai yang habis. Mengeluarkan seluruh rakitan dan mengisi ulang setiap sel secara individual benar-benar sibuk. Kami membutuhkan pengisi daya yang dapat mengisi ulang baterai sambil menjaga seluruh unit tetap utuh. Karena baterai asam timbal kami fleksibel dalam hal pengisian ulang, saya akan menggunakan pengisi daya khusus 12V untuk pengisian daya.

Saya dulu menggunakan pengisi daya ini untuk mengisi baterai asam timbal 12V lama saya. Ini menghasilkan sekitar 14.4V dan dapat dengan mudah mengisi baterai kami. Secara otomatis mendeteksi tingkat pengisian dan memotong daya saat baterai terisi penuh. Mengisi daya baterai dengan pengisi daya khusus akan memberi kita masa pakai dan efisiensi baterai yang maksimal. Tetapi jika Anda tidak memiliki pengisi daya khusus, Anda dapat langsung menghubungkannya ke suplai tegangan konstan 14.4V dan mengisi dayanya.

Untuk mengakses terminal baterai dari luar, saya cukup menghubungkan colokan listrik DC ke baterai.

• Hubungkan positif terminal colokan listrik ke +12V baterai
• Ground colokan listrik ke terminal negatif baterai

Langkah 7: Mengemas Baterai Bersama

Bagian elektronik dari proyek ini sudah selesai sekarang. Seperti yang saya katakan sebelumnya, saya akan menempatkan kelompok baterai yang lebih kecil (3 baterai) di atas kelompok adonan yang lebih besar (6 baterai). Menempatkan baterai secara langsung di atas satu sama lain dapat merusak terminal dan karenanya seluruh sistem. Oleh karena itu kita membutuhkan semacam bantalan di antara keduanya. Untuk itu, saya menggunakan beberapa obat kapas tujuan umum. Kapas ini lembut di alam dan memberikan bantalan yang sangat baik. Anda juga dapat menempatkan spons tipis sebagai pengganti kapas, tetapi saya tidak memilikinya sehingga harus bekerja dengan kapas saja. Gunakan gunting untuk memotong kapas dalam bentuk baterai Anda dan jangan menggunakannya secara berlebihan. Kapas ekstra hanya akan mengalir dari sisi dan mendapatkan ruang sehingga meningkatkan ukuran yang tidak perlu. Untuk menyatukan seluruh rakitan ini, saya menggunakan beberapa selotip. Anda dapat menggunakan selotip serba guna apa pun asalkan memiliki daya rekat dan kekuatan tarik yang baik. Cobalah untuk menempatkan sejumlah besar dan kuat tape di sana. Tempelkan juga selotip pada kapas karena mungkin akan mengalir dan bocor dari samping.

Langkah 8: Membuat Casing Luar

Untuk casing luar, awalnya saya berencana menggunakan papan MDF atau triplek. Kemudian saya beralih ke lembaran akrilik karena lebih mudah untuk bekerja dengan akrilik. Kemudian saya menolak semua opsi ini dan menggunakan lembaran aluminium tipis. Mereka murah dan menyerupai tubuh baterai 9V jauh lebih baik daripada yang lain.

Saya membeli lembar ini dari toko perangkat keras lokal beberapa waktu lalu. Meskipun tidak sepenuhnya kaku dan tidak dapat memberikan kekuatan struktural yang besar, itu pasti akan berfungsi dalam kasus kami karena baterai itu sendiri memiliki kekuatan struktural yang cukup baik untuk menyatukan seluruh struktur.

Saya mulai dengan membuat desain CAD dari casing dan menggambarnya di lembaran logam menggunakan penggaris dan spidol. Anda dapat melakukannya dengan lebih mudah dengan mencetak desain stensil. Menggunakan geser logam, saya menghapus bagian yang diperlukan dari lembaran logam. Saya menemukan titik-titik di mana lembaran itu akan dilipat dan menghilangkan segitiga sama sisi kecil dari ujung titik-titik itu. Rongga segitiga ini akan membantu kita dalam menekuk logam dengan mudah.

Untuk membengkokkan lembaran, saya menyelipkannya di bawah papan MDF besar dan menatap dengan memberikan tekanan pada tepi tekukan menggunakan tangan saya. Anda juga dapat menggunakan sepotong kayu atau palu untuk memberikan tekanan. Untuk menyambung kedua ujungnya, saya menggunakan sambungan jahitan ganda. Jika Anda tidak tahu apa itu sambungan jahitan dan bagaimana cara membuatnya, saya sarankan Anda pergi ke youtube dan menonton beberapa video. Hal ini cukup mudah untuk membuat dan proses bergabung yang sangat umum. Tiga segmen 10mm di ujung stensil digunakan untuk membuat sambungan ini. Setelah sambungan dibuat, saya mengamankannya dengan lem super. Mematri juga dapat dilakukan untuk mengamankan sambungan tetapi saya tidak memiliki solder aluminium sehingga harus melakukannya dengan lem super.

Langkah 9: Membuat Terminal dan Basis Enclosure

Untuk bagian samping, lembaran aluminium berfungsi dengan baik tetapi untuk alasnya, mereka tidak dapat menahan beban baterai. Saya membutuhkan sesuatu yang kokoh dan keras untuk alasnya, jadi saya menggunakan papan MDF setebal 4mm. Itu cukup sulit untuk menopang semua baterai dan bahkan tidak melentur. Saya melepas dua bagian dari papan MDF, satu untuk bagian atas dan satu untuk bagian bawah. Dimensi potongan sama dengan casing luar, yaitu 102mm X 50MM.

Di papan MDF atas, saya mengebor lubang untuk kabel keluaran konverter uang, potensiometer, dan sakelar. Saya menggunakan kombinasi bor dan Dremel untuk membuat lubang yang sempurna. Untuk voltmeter dan colokan listrik DC, saya membuat lubang di casing aluminium. Untuk sakelar, saya menempatkannya di dalam terminal daya positif karena sangat cocok di sana.

Untuk membuat terminal baterai besar, saya menggunakan lembaran aluminium yang sama dengan yang saya gunakan untuk casing luar. Aluminium sebagai logam konduktif dapat melewatkan listrik sehingga kami dapat menggunakan terminal showcase kami sebagai terminal keluaran aktual dan menyalurkan daya melaluinya.

• Untuk membuat terminal positif, saya cukup menggulung strip tipis menjadi lingkaran dan kemudian menggunakan lem super, sambungkan kedua ujungnya. Saya juga menggulung tepi sisi atas terminal sehingga menjadi tumpul dan tidak memotong kulit kita.
• Untuk terminal negatif, saya membuat dua lingkaran konsentris pada lembaran aluminium dengan jari-jari luar dua kali lipat dari lingkaran dalam. Kemudian saya membuat tiga diameter, masing-masing membentuk sudut 120 derajat dari yang lain. Dari titik di mana dimeter memotong lingkaran dalam, saya memproyeksikan garis lurus pada lingkaran luar. Melakukan ini memberi saya struktur seperti bintang. Saya menghapus struktur bintang itu dari lembaran utama dan menekuk lengannya tegak lurus ke alasnya. Ini adalah bagaimana saya membuat terminal negatif.

Langkah 10: Melukis

Sekarang, baterai mulai terbentuk tetapi terlihat sedikit kusam dan belum selesai. Saya memutuskan untuk memberinya beberapa lapis warna, untuk menonjolkan gambar dan kemiripannya. Saya memiliki baterai 9V lama yang saya gunakan untuk referensi. Menggunakan spidol, saya menggambar partisi yang diperlukan pada kasing dan mengecat bodi dengan cat semprot. Karena baterai mini yang saya miliki adalah yang paling umum digunakan di negara saya, saya menggunakan kombinasi warna merah, putih dan biru yang persis sama untuk desain saya. Untuk bagian atas dan bawah MDF, saya hanya menggunakan cat hitam. Setelah warnanya mengering, saya menggambar beberapa detail dan teks agar terlihat lebih realistis.

Langkah 11: Menyimpulkan Proyek

Semuanya sudah selesai sekarang, kita hanya perlu menyatukannya. Saya mulai dengan meletakkan penutup luar di atas elektronik. Kemudian panaskan voltmeter dan colokan listrik DC ke casing aluminium. Saya pertama-tama melepaskan sakelar dari elektronik, menempelkannya dengan panas di papan MDF dan menyambungkannya kembali ke konverter uang.

Anda ingat kabel keluaran yang kami biarkan tidak terhubung, ambil dan sambungkan ke terminal yang kami buat beberapa menit yang lalu. Letakkan beberapa lem panas di terminal dan tempelkan ke papan MDF. Letakkan semuanya bersama-sama dan tutup penutup logam dari selubung luar.

Hei, proyeknya sudah selesai sekarang. Terima kasih telah tinggal begitu lama dan memberikan waktu Anda untuk proyek ini. Semoga Anda menyukainya. Silakan suka dan berlangganan saluran YouTube saya dan juga berlangganan saya di instruksi untuk tidak pernah melewatkan proyek apa pun yang saya buat.