Power Stacker: Sistema di batterie ricaricabili USB impilabili: 5 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

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Power Stacker è un pacco batteria agli ioni di litio portatile, modulare e ricaricabile tramite USB. Impilali insieme per progetti affamati di energia o separali per progetti più piccoli con questo sistema modulare. Di seguito sono disponibili i file Gerber, BOM e. STL.

Power Stacker fa ciò che altre batterie ricaricabili USB non sono riuscite a fare, ovvero la capacità di combinare insieme per aumentare la capacità della batteria o separare in tante piccole batterie per progetti più piccoli. Puoi letteralmente utilizzare le stesse batterie Power Stacker per molti anni in molte applicazioni!

Un'altra caratteristica unica di Power Stacker è che ogni batteria riceve il proprio controller di carica, che garantisce il vero bilanciamento delle celle e fa in modo che ogni batteria sia caricata alla giusta tensione in tempo reale anche durante la carica e/o la scarica.

Dopo aver lanciato un progetto Kickstarter di successo chiamato Solderdoodle Pro, mi sono reso conto che la stessa tecnologia della batteria utilizzata per fondere la saldatura poteva essere utilizzata per risolvere il problema di cercare di trovare la batteria giusta e dover acquistare costantemente nuove batterie per ogni nuovo progetto. In combinazione con la mia conoscenza della stampa 3D, ho creato una custodia per la batteria che può essere stampata, modificata e condivisa!

Power stacker è anche compatibile con convertitori DC-DC Open Source come Power Boost 1000 di Adafruit.

Come funziona la pila di batterie?

I diodi a bassa tensione diretta/alta corrente sulla scheda del controller di carica sono installati sull'ingresso e sull'uscita del circuito, che impediscono il crosstalk tra più fonti di alimentazione e tra l'uscita dei controller di carica. Ciò consente alle interconnessioni tra i pin di ingresso e di uscita di ciascuna scheda del controller di carica di diventare sbarre collettrici consentendo alla tensione di rimanere la stessa e alla corrente di moltiplicarsi. La batteria a più alta tensione nello stack si scaricherà di più fino a quando le altre batterie non raggiungeranno quasi la stessa tensione e anch'esse inizieranno a scaricarsi alla stessa velocità, il che moltiplica l'uscita di corrente del pacco batteria.

Specifiche Power Stacker: * Tempo di ricarica completa: @5 Watt 3350mAh: 3 ore | @8 Watt 13400mAh: 7 ore

* Capacità: 3350 mAh, 6700 mAh o 13400 mAh / 3,6 V

* Tipo: Panasonic NCR18650B agli ioni di litio

* Ingresso - Corrente: da 450 a 2600 mA | Tensione: da 5 a 6 Volt

* Numero di porte USB: 1 (a seconda del numero di moduli adattatore 5V)

* Uscita - Intestazioni femmina e maschio standard in stile Arduino

* Uscita - Corrente: Fino a 2000mA | Tensione: 3,6 Volt diretti o 5 Volt con modulo convertitore DC-DC

* Materiale della custodia: materiale stampato in 3D

* Durata della batteria in condizioni di utilizzo tipico: 5 anni * Batteria sostituibile

* Fornisce fino al 320% di carica iPhone o 160% di carica Galaxy S5 con due celle 6700mAh

* Compatibile con Arduino, iPhone, Android, Windows Phone e altri con modulo convertitore DC-DC da 5 Volt

*AVVERTENZA: prestare attenzione quando si maneggia una batteria agli ioni di litio perché il cortocircuito della batteria può causare ustioni. Indossare sempre occhiali di sicurezza. Si prega di utilizzare i componenti della batteria e del circuito consigliati a causa della corrente di carica della batteria massima di 2000 mA massima coinvolta. Le parti stampate in 3D possono deformarsi a temperature elevate.

Conformità FCC: NON richiesto perché le frequenze del circuito sono inferiori a 1,7 MHz

Passaggio 1: materiali, strumenti e file richiesti

Ecco un elenco dei materiali, degli strumenti e dei file necessari.

MATERIALI:

QTY Descrizione

1 Circuito del controller di carica agli ioni di litio (Schematico, file Gerber, ecc. Possono essere scaricati dalla pagina precedente. Il componente principale del circuito integrato è il controller di carica Maxim MAX8903G.)

1 batteria agli ioni di litio Panasonic NCR18650B 3350mAh non protetta www.ebay.com (Se è necessario un costo inferiore, provare la batteria NCR18650A Panasonic con una capacità leggermente inferiore di 3070mAh. Assicurarsi che non sia protetta e controllare attentamente il codice della batteria. Le batterie protette hanno una lunghezza maggiore con un circuito integrato, che potrebbe influire sulle prestazioni Riferimento https://industrial.panasonic.com/www-cgi/jvcr13pz.cgi?E+BA+3+ACI4002+NCR-18650B+7+EU Altre marche di batterie NON sono consigliati perché la corrente del controller di carica alla batteria può arrivare fino a 2000 mA e la chimica Panasonic NCR18650 può gestirla. Se è necessario utilizzare altre marche, assicurarsi che soddisfino le stesse specifiche, chimica e possano gestire fino a 2 A di corrente di carica. L'utilizzo di batterie che non soddisfano queste specifiche può causare danni pericolosi alla batteria.)

2 Connettore Hirose a 2 pin DF3-2S-2C

2 Presa Hirose 24-28 AWG Pin a crimpare DF3-2428SCC

1 rotolo di nastro Kapton largo 1" https://www.mcmaster.com/#7648a715/=qu58072 Disco di nastro Kapton 1"

1 pezzo di tubo termoretraibile da 1 pollice di lunghezza 2,7 pollici2 pezzo di tubo termoretraibile da 1/16 pollici di lunghezza 1,0 pollici 1 rotolo di filo di saldatura 1 custodia stampata in 3D (file disponibile nella pagina precedente.)

1 Testata femmina 2X4

1 convertitore DC-DC da 5 Volt

1 Protoboard

1 Testata femminile 1X2

1 striscia di intestazione maschio

Varie lunghezze 26 AWG Standard Cavo rosso e nero a trefoli da 4 Amp max elencati di seguito: https://www.mcmaster.com/#catalog/119/798/=qu7rf61 Cavo nero da 6,10 .06 spellare un'estremità.20 spellare l'altra estremità

1 filo rosso da 8,00 pollici.06 striscia un'estremità.20 striscia l'altra estremità

STRUMENTI:QTY Descrizione

1 dispositivo batteria Power Core

1 Spelafili Gamma di calibro 24-26

1 pinza per cavi gamma calibro 20-24

1 metro a nastro

1 saldatore

1 pistola termica

1 forbici

Passaggio 2: assemblaggio della batteria

Inserire la batteria NCR18650B nel supporto batteria con il lato positivo rivolto verso l'alto. L'apparecchiatura allineerà i fili rosso e nero durante la saldatura. Non toccare l'apparecchio con il saldatore perché può sciogliersi. Potresti essere in grado di saldare la batteria senza il dispositivo, ma è molto più difficile e avresti comunque bisogno di qualcosa per evitare che la batteria cada. L'apparecchio può essere utilizzato anche per altri progetti di batterie.

Posiziona l'estremità spelata da 20" del lungo filo rosso nella trincea etichettata +RED e salda il filo rosso alla batteria. Prova a saldare rapidamente la batteria perché troppo calore alla batteria potrebbe danneggiarla. Se c'è della saldatura sporgente, lisciare con il saldatore. Dopo la saldatura, inclinare l'apparecchiatura e spingere la batteria da sotto con il dito. Capovolgere la batteria e inserire la batteria nell'apparecchiatura con il filo rosso nel canale +ROSSO e il polo negativo della batteria rivolto verso l'alto. Crimpare l'estremità del filo rosso con il pin Hirose e inserire il pin nella porta 1 del connettore Hirose a 2 pin. A questo punto si desidera collegare il connettore perché è pericoloso per lasciare esposta l'estremità scoperta del cavo della batteria e potrebbe causare un cortocircuito o ustioni se tocca l'estremità negativa della batteria. Posizionare l'estremità spelata da.20" del lungo filo nero nella fossa etichettata -BLK e saldare il Filo nero alla batteria. L'estremità negativa di questa batteria di solito richiede più calore per saldare perché c'è più superficie a contatto con la massa della batteria, ma prova a saldare velocemente. Se c'è della saldatura che sporge, lisciala con il saldatore. Dopo la saldatura, crimpare l'estremità del filo nero con il pin Hirose e inserire il pin nella porta 2 del connettore Hirose a 2 pin. Inclinare l'apparecchiatura ed estrarre la batteria da sotto con il dito. Piega il filo nero verso il basso sul bordo dell'estremità negativa della batteria e guida il filo rosso in modo che si arrotoli lungo il lato della batteria. L'effetto dovrebbe essere che il filo rosso che scende dall'estremità positiva della batteria è a 120º dal punto in cui si incontrano i fili nero e rosso. Questa geometria del filo consente ai fili positivo e negativo di uscire dallo stesso lato e garantisce una perfetta aderenza. Avvolgi un pezzo di nastro Kapton largo 1 "una volta intorno al centro della batteria per tenere giù i fili. Posiziona un disco di nastro Kapton da 1" a ciascuna estremità della batteria e piega i bordi sul lato della batteria. Quindi far scorrere il tubo termoretraibile da 1" sulla batteria con il tubo a filo con l'estremità positiva della batteria. Tutto il tubo allentato dovrebbe sporgere dall'estremità negativa. Ora usa una pistola termica per restringere il tubo per completare il gruppo della batteria.

Passaggio 3: assemblaggio del Power Stacker

Per una configurazione a cella singola, è sufficiente saldare l'intestazione femmina 2X4 alla scheda del controller di carica, collegare la batteria, quindi saldare i pin dell'intestazione maschio alla scheda DC-DC da 5 Volt e collegarla alla scheda del controller di carica.

Per una configurazione multi-cella, saldare le intestazioni maschio alla scheda prototipi nella stessa configurazione dei pin del controller di carica e saldare l'intestazione femmina 1X2 alla scheda.

Sul retro della scheda prototipi, saldare tutti i pin associati alla porta SYS OUT dalla scheda del controller di carica, saldare tutti i pin associati alla porta GND dalla scheda del controller di carica e saldare tutti i pin associati alla porta IN6V dal scheda controller di carica. Quindi saldare SYS OUT al pin dell'intestazione femmina sulla scheda prototipi e saldare GND all'altro pin dell'intestazione femmina sulla scheda prototipi.

Fai scorrere la scheda prototipi nello slot sulla custodia stampata in 3D, quindi collega le batterie, le schede del controller di carica e il convertitore CC-CC da 5 Volt alla scheda prototipi.

Passaggio 4: applicazioni

Basta collegare la batteria alla scheda del controller di carica, collegare il convertitore DC-DC a 5 Volt e caricare il dispositivo USB.

Collegare un cavo di ricarica micro USB per ricaricare le batterie da qualsiasi fonte di alimentazione da 5 a 6 volt. Ogni cella ha il proprio controller di carica per un vero bilanciamento delle celle in tempo reale. Ogni regolatore di carica nella confezione inizierà automaticamente a caricarsi una volta rilevata la potenza in eccesso.

Puoi anche collegare più fonti di energia a Power Stacker come pannelli solari, dinamo e altre fonti di alimentazione USB per aumentare la corrente di carica al pacco batteria.

Che tu stia caricando uno smartphone, un tablet o un robot telecomandato, Power Stacker ti darà la potenza di cui hai bisogno ora e si adatterà ai tuoi requisiti di alimentazione in futuro.

CONGRATULAZIONI! Hai finito di costruire il Power Stacker!

Passaggio 5: risoluzione dei problemi

SICUREZZA

Non lasciare il Power Stacker alla luce diretta del sole. Tienilo coperto o all'ombra. Il calore del sole può causare il surriscaldamento del circuito di carica e della batteria, interrompere la ricarica, degradare la batteria e ridurne la durata.

Temperature accettabili: Power Stacker è progettato per funzionare a temperature comprese tra 0º e 45º C (32º e 149º F). Conservazione: conservare il Power Stacker a temperatura ambiente. Il Power Stacker deve essere ricaricato circa una volta all'anno per evitare una scarica eccessiva.

Per ottenere i migliori risultati, caricare completamente il Power Stacker prima dell'uso.

RISOLUZIONE DEI PROBLEMI

Il LED del Power Stacker non si accende durante la ricarica dal mio laptop

1) Ciò può verificarsi se il Power Stacker è completamente scarico e passa alla modalità di carica di mantenimento. Tieni Power Stacker collegato per circa 15 minuti e la spia LED di carica dovrebbe riaccendersi.

2) Alcuni laptop più vecchi hanno una limitazione di corrente nelle porte USB e disabiliteranno la porta USB se la corrente supera il limite. Prova a collegare Power Stacker a un'altra porta USB.