Power Stacker: Sistem Baterai Isi Ulang USB Stackable: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Silakan klik di bawah ini untuk mengunjungi halaman proyek Hackaday kami

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

Power Stacker adalah paket baterai lithium-ion isi ulang USB yang portabel, modular. Tumpuk bersama-sama untuk proyek yang membutuhkan daya atau pisahkan untuk proyek yang lebih kecil dengan sistem modular ini. File Gerber, BOM, dan. STL tersedia di bawah ini.

Power Stacker melakukan apa yang gagal dilakukan oleh baterai isi ulang USB lainnya, dan itulah kemampuan untuk menggabungkan bersama untuk meningkatkan kapasitas baterai atau memisahkan menjadi banyak baterai kecil untuk proyek yang lebih kecil. Anda benar-benar dapat menggunakan baterai Power Stacker yang sama selama bertahun-tahun di banyak aplikasi!

Fitur unik lain dari Power Stacker adalah bahwa setiap baterai menerima pengontrol muatannya sendiri, yang menjamin keseimbangan sel yang sebenarnya dan memastikan bahwa setiap baterai diisi ke voltase yang tepat secara real-time bahkan saat pengisian dan/atau pemakaian.

Setelah meluncurkan proyek Kickstarter yang sukses bernama Solderdoodle Pro, saya menyadari bahwa teknologi baterai yang sama yang digunakan untuk melelehkan solder dapat digunakan untuk memecahkan masalah dalam mencoba menemukan baterai yang tepat dan harus terus-menerus membeli baterai baru untuk setiap proyek baru. Dikombinasikan dengan pengetahuan saya tentang pencetakan 3D, saya membuat casing untuk baterai yang dapat dicetak, dimodifikasi, dan dibagikan!

Power stacker juga kompatibel dengan konverter DC-DC Open Source seperti Adafruit's Power Boost 1000.

Bagaimana cara kerja tumpukan baterai?

Tegangan maju rendah/dioda arus tinggi pada papan pengontrol muatan dipasang pada input dan output sirkuit, yang mencegah pembicaraan silang antara beberapa sumber daya dan antara output pengontrol muatan. Hal ini memungkinkan interkoneksi antara pin input dan output dari setiap papan pengontrol muatan menjadi bus bar yang memungkinkan tegangan tetap sama dan arus berlipat ganda. Baterai tegangan tertinggi di tumpukan akan mengeluarkan paling banyak sampai baterai lain mencapai dekat dengan tegangan yang sama dan mereka juga akan mulai mengosongkan pada tingkat yang sama, yang mengalikan keluaran saat ini dari paket baterai.

Spesifikasi Power Stacker: * Waktu untuk Mengisi Penuh: @5 Watt 3350mAh: 3 jam | @8 Watt 13400mAh: 7 jam

* Kapasitas: 3350mAh, 6700mAh, atau 13400mAh / 3.6V

* Tipe: Panasonic NCR18650B Lithium-Ion

* Masukan - Arus: 450 hingga 2600mA | Tegangan: 5 hingga 6 Volt

* Jumlah Port USB: 1 (tergantung pada jumlah modul adaptor 5V)

* Output - Header Wanita dan Pria Gaya Arduino Standar

* Output - Arus: Hingga 2000mA | Tegangan: 3,6 Volt langsung atau 5 Volt dengan modul konverter DC-DC

* Bahan Kasus: bahan cetak 3D

* Daya Tahan Baterai Dalam Penggunaan Biasa: 5 tahun * Baterai yang Dapat Diganti

* Menyediakan hingga 320% iPhone Charge atau 160% Galaxy S5 Charge dengan dua sel 6700mAh

* Kompatibel dengan Arduino, iPhone, Android, Windows Phone, dan Lainnya dengan modul konverter DC-DC 5 Volt

*PERINGATAN: Berhati-hatilah saat menangani baterai Lithium-Ion karena korsleting baterai dapat menyebabkan luka bakar. Selalu kenakan kacamata pengaman. Silakan gunakan komponen baterai dan sirkuit yang direkomendasikan karena arus pengisian baterai maksimum 2000mA yang terlibat. Bagian cetakan 3D dapat melengkung di bawah suhu tinggi.

Kepatuhan FCC: TIDAK Diperlukan karena frekuensi sirkuit di bawah 1.7MHz

Langkah 1: Bahan, Alat, dan File yang Diperlukan

Berikut adalah daftar bahan, alat, dan file yang dibutuhkan.

BAHAN:

Deskripsi QTY

1 Rangkaian Kontroler Pengisian Lithium-Ion (Skematis, File Gerber, dll dapat diunduh dari halaman sebelumnya. Komponen IC utama adalah pengontrol muatan Maxim MAX8903G.)

1 NCR18650B 3350mAh Baterai Lithium Ion Panasonic Tidak Terlindungi www.ebay.com (Jika diperlukan biaya yang lebih rendah, coba baterai Panasonic NCR18650A dengan kapasitas yang sedikit lebih kecil dari 3070mAh. Pastikan baterai tidak terlindungi dan periksa nomor komponen baterai dengan cermat. Baterai yang dilindungi telah menambah panjang dengan sirkuit built-in, yang dapat mempengaruhi kinerja Referensi https://industrial.panasonic.com/www-cgi/jvcr13pz.cgi?E+BA+3+ACI4002+NCR-18650B+7+EU Baterai merek lain TIDAK direkomendasikan karena arus charge controller ke baterai dapat mencapai 2000mA dan bahan kimia Panasonic NCR18650 dapat menanganinya. Jika Anda perlu menggunakan merek lain, pastikan mereka memenuhi spesifikasi, kimia, dan dapat menangani hingga 2 Amp arus pengisian. Menggunakan baterai yang tidak memenuhi spesifikasi ini dapat menyebabkan kerusakan baterai yang berbahaya.)

2 Hirose konektor 2-pin DF3-2S-2C

2 Hirose Socket 24-28 AWG Crimp Pin DF3-2428SCC

1 1" Kapton Tape Roll Lebar https://www.mcmaster.com/#7648a715/=qu58072 1" Kapton Tape Disc

1 1" Diameter Bagian Pipa Penyusut Panas 2,7" Panjang2 1/16" Bagian Tabung Penyusut Panas 1,0" Panjang 1 Gulungan kawat solder 1 Kotak cetak 3D (File tersedia di halaman sebelumnya.)

1 Header Wanita 2X4

Konverter DC-DC 1 5 Volt

1 Protoboard

1 1X2 Header Wanita

1 Strip Header Pria

Berbagai Panjang 26 AWG Standard Red and Black Stranded 4 Amp Max Wire Terdaftar Di Bawah: https://www.mcmaster.com/#catalog/119/798/=qu7rf61 6.10 Black Wire.06 strip satu ujung.20 strip ujung lainnya

1 8.00 Kabel Merah.06 strip salah satu ujungnya.20 strip ujung lainnya

ALAT: Deskripsi QTY

1 Perlengkapan Baterai Inti Daya

1 Wire Stripper 24-26 rentang pengukur

1 Kawat Crimper 20-24 rentang pengukur

1 Pita Pengukur

1 Besi Solder

1 Pistol Panas

1 Gunting

Langkah 2: Perakitan Baterai

Masukkan baterai NCR18650B ke dalam Perlengkapan Baterai dengan sisi positif menghadap ke atas. Fixture akan menyelaraskan kabel Merah dan Hitam saat Anda menyolder. Jangan menyentuh besi solder ke fixture karena bisa meleleh. Anda mungkin dapat menyolder baterai tanpa perlengkapan, tetapi jauh lebih sulit dan Anda masih memerlukan sesuatu untuk menjaga baterai agar tidak jatuh. Fixture dapat digunakan untuk proyek baterai lainnya juga.

Tempatkan.20" ujung kabel Merah panjang yang dilucuti di parit berlabel +MERAH dan solder kabel Merah ke baterai. Cobalah untuk menyolder baterai dengan cepat karena terlalu banyak panas pada baterai dapat merusaknya. Jika ada solder mencuat, ratakan dengan besi solder. Setelah menyolder, miringkan perlengkapan dan dorong baterai keluar dari bawah dengan jari Anda. Balikkan baterai dan masukkan baterai ke dalam perlengkapan dengan Kabel Merah di palung +MERAH dan ujung negatif baterai menghadap ke atas. Jepit ujung kabel Merah dengan Hirose Pin dan masukkan pin ke port 1 konektor Hirose 2-Pin. Anda ingin memasang konektor pada titik ini karena berbahaya untuk membiarkan ujung kabel baterai yang menggantung terbuka dan berpotensi menyebabkan korsleting atau luka bakar jika menyentuh ujung negatif baterai. Tempatkan ujung kabel hitam panjang.20" yang dilucuti di dalam parit berlabel -BLK dan solder Kabel hitam ke baterai. Ujung negatif baterai ini biasanya membutuhkan lebih banyak panas untuk menyolder karena ada lebih banyak area permukaan yang bersentuhan dengan massa baterai, tetapi cobalah untuk menyolder dengan cepat. Jika ada solder yang mencuat, ratakan dengan besi solder. Setelah penyolderan, jepit ujung kabel Hitam dengan Pin Hirose dan masukkan pin ke port 2 konektor Hirose 2-Pin. Miringkan perlengkapan dan dorong baterai keluar dari bawah dengan jari Anda. Tekuk kabel hitam lurus ke bawah di tepi ujung negatif baterai dan arahkan kabel merah untuk melingkar di sepanjang sisi baterai. Efeknya adalah kabel Merah yang turun dari ujung positif baterai berjarak 120º dari tempat pertemuan kabel Hitam dan Merah. Geometri kawat ini memungkinkan kabel positif dan negatif keluar dari sisi yang sama dan memberikan kecocokan yang pas. Bungkus sepotong pita Kapton lebar 1 "sekali di sekitar bagian tengah baterai untuk menahan kabel. Tempatkan disk pita Kapton 1" di setiap ujung baterai dan lipat tepinya ke sisi baterai. Kemudian geser Tabung Panas Menyusut 1 "di atas baterai dengan tabung rata dengan ujung positif baterai. Semua kendur tabung harus menjulurkan ujung negatif. Sekarang gunakan senapan panas untuk mengecilkan tabung untuk menyelesaikan perakitan baterai.

Langkah 3: Perakitan Power Stacker

Untuk pengaturan sel tunggal, cukup solder Header Perempuan 2X4 ke papan pengontrol muatan, sambungkan baterai, lalu solder pin header laki-laki ke papan DC-DC 5 Volt dan sambungkan ke papan pengontrol muatan.

Untuk pengaturan multi-sel, solder header laki-laki ke protoboard dalam konfigurasi yang sama dengan pin pengontrol muatan dan solder Header Wanita 1X2 ke papan.

Di bagian belakang protoboard, solder semua pin yang terkait dengan port SYS OUT dari papan pengontrol muatan, solder semua pin yang terkait dengan port GND dari papan pengontrol muatan, dan solder semua pin yang terkait dengan port IN6V dari papan pengontrol muatan. Kemudian solder SYS OUT ke pin female header pada protoboard dan solder GND ke pin female header lainnya pada protoboard.

Geser protoboard ke dalam slot pada casing cetakan 3D, lalu pasang baterai, charge controller board, dan konverter DC-DC 5 Volt ke protoboard.

Langkah 4: Aplikasi

Anda cukup menghubungkan baterai ke papan pengontrol pengisian daya, memasang konverter DC-DC 5 Volt, dan mengisi daya perangkat USB Anda.

Sambungkan kabel pengisi daya mikro USB untuk mengisi ulang baterai dari sumber daya 5 hingga 6 volt. Setiap sel memiliki pengontrol muatannya sendiri untuk penyeimbangan sel real-time yang sebenarnya. Setiap pengontrol pengisian daya dalam kemasan akan secara otomatis mulai mengisi daya setelah daya berlebih terdeteksi.

Anda juga dapat menghubungkan beberapa sumber energi ke Power Stacker seperti panel surya, dinamo, dan sumber daya USB lainnya untuk meningkatkan arus pengisian daya ke unit baterai.

Baik Anda sedang mengisi daya ponsel pintar, tablet, atau robot yang dikendalikan dari jarak jauh, Power Stacker akan memberi Anda daya yang Anda butuhkan sekarang dan menyesuaikan dengan kebutuhan daya Anda di masa mendatang.

SELAMAT! Anda selesai membangun Power Stacker!

Langkah 5: Pemecahan Masalah

KEAMANAN

Jangan biarkan Power Stacker terkena sinar matahari langsung. Tetap tertutup atau di tempat teduh. Panas dari matahari dapat menyebabkan sirkuit pengisian daya dan baterai menjadi sangat panas, berhenti mengisi daya, menurunkan daya baterai, dan memperpendek masa pakainya.

Suhu yang Dapat Diterima: Power Stacker dirancang untuk dioperasikan pada suhu antara 0º dan 45º C (32º dan 149º F). Penyimpanan: Simpan Power Stacker di suhu ruangan. Power Stacker harus diisi ulang sekitar setahun sekali untuk mencegah over discharge.

Untuk hasil terbaik, isi penuh Power Stacker sebelum digunakan.

PENYELESAIAN MASALAH

LED Power Stacker tidak menyala saat mengisi daya dari laptop saya

1) Hal ini dapat terjadi jika Power Stacker benar-benar terkuras dan masuk ke mode trickle charge. Tetap colokkan Power Stacker selama sekitar 15 menit dan lampu pengisian daya LED akan menyala kembali.

2) Beberapa laptop lama memiliki batasan arus rendah di port USB mereka dan akan menonaktifkan port USB jika arus melebihi batas. Coba colokkan Power Stacker ke port USB lain.