Pelajari Cara Membuat Monitor Bertenaga Baterai Portabel yang Juga Dapat Menghidupkan Raspberry Pi: 8 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Pernahkah Anda ingin membuat kode python, atau memiliki output tampilan untuk Robot Raspberry Pi Anda, saat bepergian, atau membutuhkan tampilan sekunder portabel untuk laptop atau kamera Anda?

Dalam proyek ini, kami akan membuat monitor bertenaga baterai portabel dan catu daya yang juga dapat memberi daya pada raspberry pi, atau mengisi daya ponsel Anda. Kami akan menggunakan baterai sel lithium-ion dan menggunakan konverter buck dan boost DC ke DC untuk membangun proyek kami.

Berhati-hatilah dan ingat pengingat keselamatan dicetak tebal

Perlengkapan

Anda akan perlu:

-A Raspberry pi (papan apa pun akan berfungsi, cukup catat kebutuhan voltase dan penarikan saat ini untuk referensi nanti) dan adaptor serta kabel daya yang diperlukan:

www.amazon.com/gp/product/B01C6FFNY4/ref=o…

-Sebuah monitor LCD 12 VOLT (saya menggunakan layar 7 inci);

www.amazon.com/Loncevon-Portable-Computer-…

-A DC TO DC buck converter dengan output USB:

www.amazon.com/gp/product/B07JZ2GQJF/ref=o…

-Konverter Peningkatan DC KE DC:

www.amazon.com/Onyehn-LTC1871-Converter-Ad…

-Kawat elektronik kecil dan menengah single-core yang dapat menangani setidaknya maksimum 10 amp

-kabel jumper

-Kabel daya USB

-Kabel HDMI

-Pin Barel yang Cocok untuk tampilan:

www.amazon.com/OdiySurveil-5Pairs-Terminal…

-(Opsional) Printer 3d untuk mencetak bagian pemasangan dan wadah baterai jika diperlukan

-Tempat baterai:

www.amazon.com/Plastic-Battery-Batteries-C…

-Sakelar yang cocok

www.amazon.com/Aoyoho-Thread-Latching-Butt…

-18650 sel baterai dalam jumlah genap (Berhati-hatilah saat membeli sel lithium-ion dari vendor yang Anda tidak terbiasa membelinya)

Langkah 1: Memahami Dasar-dasarnya

Berikut ini penjelasan singkat tentang teori dan prinsip di balik proyek ini, karena penting untuk memahami prinsip elektronik dasar di balik proyek ini.

Pertama mari kita menilai komponen inti yang kita pilih. Kami memilih monitor 12 volt untuk proyek ini, dan raspberry pi beroperasi pada tegangan 5 volt dan membutuhkan hingga 3 amp untuk mempertahankan daya tergantung pada papan raspberry pi mana yang digunakan.

Selanjutnya, mari kita bahas sumber daya kita. Sel ion litium (rata-rata memiliki kapasitas 3,5 V), digunakan untuk menggerakkan proyek ini, dalam konfigurasi 2S (Sel-sel tersebut disusun dalam kelompok sel yang berisi dua sel yang dihubungkan secara seri, yang masing-masing kelompok selnya disambungkan secara paralel satu sama lain). Dengan demikian baterai dapat menghasilkan tegangan rata-rata 7 volt dan keluaran serta kapasitas arusnya ditentukan oleh jumlah kelompok sel yang digunakan.

Sekarang, mari kita bahas sistem pengaturan daya kita. Karena output baterai pada awalnya tidak memuaskan untuk menyalakan proyek secara efisien sendiri, konverter Tegangan DC ke DC diperlukan untuk mengubah tegangan output baterai kita menjadi tegangan yang diperlukan setiap perangkat (mengakibatkan perubahan baterai arus beban keluaran maksimum juga), baik dengan menaikkan atau menurunkan tegangan (karenanya masing-masing menurunkan dan menaikkan arus). Karena raspberry pi membutuhkan arus beban yang lebih besar daripada tampilan keluar, Tegangan harus dikurangi untuk memenuhi tegangan yang diperlukan raspberry pi dan arus beban minimum

Oleh karena itu mengarah ke konfigurasi baterai 2S kami sangat ideal untuk tugas yang ada (karena ada output sekitar 7V) karena cukup dekat dengan tegangan nominal raspberry pi untuk juga memberikan arus beban yang cukup dan cukup dekat dengan tegangan nominal layar sedemikian rupa sehingga ketika tegangan dinaikkan, akan ada arus yang cukup untuk tetap mengoperasikan layar.

Konverter Tegangan DC ke DC yang digunakan dalam proyek ini adalah:1) konverter boost, ini akan meningkatkan input 7-volt kami, menjadi output 12-volt yang stabil untuk digunakan oleh monitor kami dan 2) konverter buck, ini akan berkurang input 7 volt kami ke output 5 volt yang stabil dengan suplai arus yang cukup untuk operasi yang paling intens.

Proyek ini juga dapat dilakukan dengan berbagai cara, seperti mengerjakan proyek sedemikian rupa sehingga hanya layar yang akan menggunakan baterai, dalam hal ini yang harus Anda lakukan hanyalah mengikuti panduan, dan mengabaikan langkah-langkah untuk pengaturan raspberry. pi.

Selain itu, proyek ini dapat digunakan untuk memberi daya pada ponsel atau perangkat bertenaga USB lainnya alih-alih papan raspberry pi, jika Anda mengabaikan semua bagian dari setiap langkah yang berhubungan dengan monitor atau variasinya, maka mengetahui dasar-dasar yang diajarkan di sini adalah penting untuk perbaikan atau modifikasi lebih lanjut.

Langkah 2: Memulai Membangun dan Mencetak Bagian

Sekarang setelah Anda memahami operasi elektronik dasar dari proyek ini, kami dapat memulai pembangunan kami.

Proyek ini sebagian besar elektronik, tetapi jika Anda ingin semuanya dalam paket yang rapi atau tidak memiliki bagian tertentu. Anda dapat mencetaknya 3d terlebih dahulu sehingga Anda dapat fokus pada elektronik nanti.

Jika Anda menggunakan monitor yang direkomendasikan, Anda dapat menggunakan file ini untuk harness Anda (termasuk dalam langkah).

Jika Anda membutuhkan dudukan baterai, Anda dapat melihat: https://www.thingiverse.com/thing:1823552. Anda dapat mengikuti instruksi pembuatnya, atau Anda dapat membuat lubang sendiri dan menggunakan sekrup, baut, dan ring m2 hingga m4 untuk menjepit sel dan kabel Anda. Ingatlah untuk memeriksa ulang koneksi Anda dan mengisolasi semua koneksi terbuka dan sekrup konduktor sebelum melanjutkan.

Langkah 3: Menghubungkan Baterai Anda

Sebelum Anda mulai, pastikan Anda memiliki semua komponen yang diperlukan dan ingat untuk memeriksa apakah 18650 Sel Anda memiliki voltase dan kapasitas yang sama

Pertama, kelompokkan baterai lithium-ion 18650 Anda secara berpasangan dan hubungkan setiap pasangan secara seri membentuk grup sel.

Selanjutnya, ambil setiap kelompok sel dan sambungkan masing-masing secara paralel satu sama lain, dan ingat untuk menghubungkan sakelar ke salah satu sambungan paralel (sebaiknya yang pertama atau terakhir atau pada keluaran baterai).

Ini terlihat pada diagram pengkabelan di atas.

Ingatlah lagi untuk memeriksa ulang koneksi Anda dan mengisolasi semua koneksi terbuka dan sekrup konduktor sebelum melanjutkan

Langkah 4: Menghubungkan Regulator Tegangan Anda

Selanjutnya, kita akan menghubungkan Regulator tegangan DC TO DC kita ke baterai kita.

Pertama, pastikan sakelar yang ditempatkan pada baterai seperti yang ditunjukkan sebelumnya dimatikan sebelum pemasangan kabel untuk mencegah kerusakan komponen selama kalibrasi.

Selanjutnya kabel terminal positif baterai ke positif baik buck dan konverter boost secara paralel.

Selanjutnya sambungkan terminal negatif baterai ke buck dan boost converter secara paralel.

Ini ditunjukkan di atas.

Selanjutnya, nyalakan sakelar dan gunakan obeng untuk menyesuaikan output konverter boost dan buck dengan memutar potensiometer papan

Konverter boost akan memberi daya pada Tampilan 12 VOLT dan output harus dikalibrasi untuk memiliki output 12 volt

Konverter Buck akan memberi daya pada Raspberry Pi. Seperti disebutkan sebelumnya setiap papan memiliki persyaratan saat ini yang berbeda. Atur buck converter ke 5 Volt dan atur ke mode USB (dapat dilakukan melalui dokumentasi yang disertakan dalam kemasan untuk komponen) dan atur Peraturan Saat Ini ke 1amp dan kalibrasi berdasarkan papan setelah terhubung nanti.

Langkah 5: Hubungkan Layar Anda dan Raspberry Pi

Setelah kalibrasi regulator tegangan, kami dapat menghubungkan perangkat kami

Pertama, kami dapat menghubungkan pin barel kami ke output konverter boost dalam polarisasi yang tepat dan Anda kemudian dapat menghubungkannya ke layar.

Selanjutnya, sambungkan USB Anda ke Raspberry Pi dan kemudian sambungkan HDMI Anda dari Raspberry Pi Anda ke Layar.

Sekarang gunakan obeng dan sesuaikan tutup konverter arus ke nilai di mana papan raspberry pi menyala dan boot (dapat bervariasi dari 1 hingga 4 amp tergantung pada papan yang digunakan).

Ponsel dapat digunakan di sini jika pengisian daya ponsel harus dilakukan, alih-alih menyalakan raspberry pi, Pastikan saja bahwa arus listrik di mana Anda membatasi potensiometer diatur ke spesifikasi perangkat Anda.

Langkah 6: Mengakhiri

Sekarang elektronik sudah selesai dan sekarang Anda dapat Mengikat semua kabel Anda dan sekarang saatnya memasang kabel harness LCD

Anda dapat menyesuaikan konverter boost dan paket baterai agar sesuai dengan kemampuan Anda baik dengan lem panas atau baut dan jika Anda menggunakan harness cetak yang disertakan, Anda akan:

1) Amankan semua komponen baik melalui selotip dua sisi, lubang bor pada model cetak 3d agar sesuai dengan komponen Anda dan kencangkan dengan sekrup atau dengan ikatan pelintir, ke model 3d

2) Lepaskan dudukan layar dari bagian bawah monitor untuk membuka slot tempat model akan dimasukkan

3) Geser tab dudukan yang telah dicetak ke dalam slot di bagian belakang monitor dari bawah, hingga dudukan terpasang erat.

4) Pasang kembali dudukan untuk mengunci dudukan di tempatnya dan untuk mengamankan komponen.

Langkah 7: Kesimpulan

Sekarang Anda memiliki Raspberry Pi dan Display bertenaga baterai, untuk maju Anda dapat menambahkan keyboard nirkabel dan kemudian kamera. Juga melalui proyek ini, Anda telah memperdalam pemahaman Anda tentang elektronik dan bagaimana barang-barang dasar yang Anda gunakan dalam kehidupan sehari-hari, seperti baterai dan ponsel cerdas bekerja dan diberi daya.

Langkah 8: Langkah Masa Depan

Proyek ini dapat ditingkatkan di masa depan dengan penambahan casing cetak 3d di mana semua komponen yang ada dapat disimpan dan dilindungi dari lingkungan eksternal.

Selain itu, sirkuit pengisian baterai terintegrasi dapat ditambahkan untuk mengisi daya perangkat tanpa melepas baterai dan lebih banyak sel dapat ditambahkan untuk meningkatkan masa pakai baterai.

Anda dapat mengadaptasi proyek ini menjadi bank Baterai atau Hanya Tampilan bertenaga baterai dan Di masa mendatang, Anda juga dapat meningkatkan kapasitas baterai dan output arus beban maksimum dengan menghubungkan lebih banyak grup sel 2S 18650 dalam konfigurasi serupa secara paralel dengan sel saat ini.

Proyek ini dapat dikembangkan lebih lanjut menjadi matriks tampilan dan raspberry pi melalui perluasan kelompok sel baterai dan pengulangan setiap langkah dalam proyek ini. Oleh karena itu, proyek ini dapat digunakan sebagai tulang punggung di mana Anda dapat memperluas matriks Display dan Raspberry pi bertenaga baterai Anda.