4S 18650 Li-ion-batterylaaier aangedryf deur Sun: 7 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Die motivering om hierdie projek te onderneem, was om my eie laaistasie vir batteryselle van 18650 te skep wat 'n belangrike rol sal speel in my toekomstige draadlose (kraggewys) projekte. Ek het gekies om 'n draadlose roete te neem, want dit maak elektroniese projekte mobiel, minder omvangryk en ek het 'n hoop gebergde 18650 batteryselle wat rondlê.

Vir my projek het ek gekies om vier 18650 li-ioonbatterye tegelyk te laai en in serie gekoppel, wat dit 'n 4S-batteryreëling maak. Net vir die plesier het ek besluit om vier sonpanele bo -op my toestel te plaas, wat skaars die batterye self laai … maar dit lyk cool. Hierdie projek word aangedryf deur 'n ekstra skootrekenaarlaaier, maar enige ander kragbron van meer as +16,8 volt sal dit ook doen. Ander bykomende funksies sluit in 'n li-ioon-laai-aanwyser om die laaiproses op te spoor en 'n USB 2.0-poort wat gebruik word om 'n slimfoon te laai.

Stap 1: Hulpbronne

Elektronika:

• 4S BMS;
• 4S 18650 batteryselhouer;
• 4S 18650 battery laai aanwyser;
• 4 stuks 18650 li-ioon batteryselle;
• 4 stuks 80x55 mm sonpanele;
• USB 2.0 vroulike aansluiting;
• Skootrekenaarlaaier vroulike aansluiting;
• Buck -omskakelaar met stroombeperkingsfunksie;
• Omskakelaar na +5 volt;
• Taktiele knoppie vir aanwyser vir laai van batterye;
• 4 stuks BAT45 Schottky -diodes;
• 1N5822 Schottky -diode of iets soortgelyks;
• 2 stuks SPDT skakelaars;

Konstruksie:

• Organiese glasplaat;
• Boute en moere;
• 9 stuks hoekhakies;
• 2 stuks skarniere;
• Warm gom;
• Hand saag;
• Boor;
• Plakband (opsioneel);

Stap 2: BMS

Voordat ek met hierdie projek begin het, het ek nie veel geweet van die laai van li-ionbatterye nie, en wat ek gevind het, kan ek sê dat BMS (ook bekend as Battery Management System) die belangrikste oplossing vir hierdie probleem is (ek sê nie dat Dit is die beste en enigste). Dit is 'n bord wat seker maak dat 18560 li-ioonbatterye binne veilige en stabiele omstandighede werk. Dit het die volgende beskermingsfunksies:

• Beskerming teen laai;

  • spanning word nie hoër as +4,195 V per batterysel nie;
  • laai u batteryselle met 'n spanning wat hoër is as die maksimum werkspanning (gewoonlik +4.2 V), sal dit beskadig;
  • as die litiumbattery sel tot 'n maksimum van +4,1 V gelaai word, sal die lewensduur daarvan langer wees in vergelyking met die battery wat tot +4,2 V gelaai is;

• Onderspanningsbeskerming;

  • batteryselspanning word nie minder as +2,55 V nie;
  • as die batterysel toegelaat word om minder as die minimum werkspanning te ontlaai, sal dit beskadig raak, 'n deel van sy kapasiteit verloor en die selfontladingstempo sal toeneem;
  • By die laai van 'n li-ioonsel met 'n spanning onder die minimum werkspanning, kan dit 'n kortsluiting veroorsaak en die omgewing in gevaar stel;

• Kortsluiting beskerming;

  U batterysel word nie beskadig as daar 'n kortsluiting in u stelsel is nie;

• Oorstroom beskerming;

  BMS sal nie toelaat dat die stroom bo die nominale waarde kom nie;

• Battery balansering;

  • As die stelsel meer as een batteryselle bevat wat in serie gekoppel is, sal hierdie bord seker maak dat alle batteryselle dieselfde lading het;
  • As dit vir eks. ons het 'n li-ioon batterysel wat meer lading het as die ander wat dit na ander selle sal aflaai, wat vir hulle baie ongesond is;

Daar is verskillende BMS -stroombane wat ontwerp is vir verskillende doeleindes. Hulle het verskillende beskermingskringe en is gebou vir verskillende batterykonfigurasies. In my geval het ek 'n 4S -konfigurasie gebruik, wat beteken dat vier batteryselle in serie (4S) verbind is. Dit sal ongeveer 'n totale spanning van +16, 8 volt en 2 Ah produseer, afhangende van die kwaliteit van die batteryselle. U kan ook byna net soveel batteryselreekse parallel koppel as wat u wil vir hierdie bord. Dit sal die batterykapasiteit verhoog. Om hierdie battery te laai, moet u die BMS voorsien van ongeveer +16,8 volt. Die verbindingskring van BMS is op die foto's.

Let daarop dat om die battery te laai, u die nodige voedingsspanning aan die P+ en P-penne koppel. Om 'n gelaaide battery te gebruik, koppel u u komponente aan B+ en B-penne.

Stap 3: 18650 batterytoevoer

Die kragtoevoer vir my 18650 -battery is HP +19 volt en 4, 74 ampère skootrekenaarlaaier wat ek rondgelê het. Aangesien die spanningsuitset 'n bietjie te hoog is, het ek 'n boksomskakelaar bygevoeg om die spanning na +16, 8 volt te verlaag. Toe alles reeds gebou is, het ek hierdie toestel getoets om te sien hoe dit presteer. Ek het dit op die vensterbank gelos om dit met sonkrag te laat laai. Toe ek by die huis kom, het ek opgemerk dat my batteryselle glad nie gelaai was nie. Trouens, hulle is heeltemal ontslaan, en toe ek dit met 'n skootrekenaarlaaier probeer laai, het die boksomskakelaarskyfie vreemde sisgeluide begin maak en dit het baie warm geword. Toe ek die stroom na BMS meet, het ek meer as 3,8 ampère gelees! Dit was ver bo die maksimum graderings van my geldomskakelaar. BMS trek soveel stroom omdat die batterye heeltemal leeg was.

Eerstens het ek al die verbindings tussen BMS en eksterne komponente hergedoen, en ek het die ontladingsprobleem wat tydens die laai met sonkrag ontstaan het, agterna gegaan. Ek dink hierdie probleem het plaasgevind omdat daar nie genoeg sonlig was om die boksomskakelaar aan te skakel nie. Toe dit gebeur, dink ek dat die laaier in die teenoorgestelde rigting begin loop het - van battery tot boks -omskakelaar (die lamp van die omskakelaar was aan). Dit is opgelos deur 'n Schottky -diode tussen BMS en boksomskakelaar by te voeg. Op hierdie manier kom die stroom beslis nie terug na die boksomskakelaar nie. Hierdie diode het 'n maksimum DC -blokkeerspanning van 40 volt en 'n maksimum voorwaartse stroom van 3 ampère.

Om die groot lasstroomprobleem op te los, het ek besluit om my geldomskakelaar te vervang deur een met 'n stroombeperkende funksie. Hierdie boksomskakelaar is twee keer so groot, maar gelukkig het ek genoeg spasie in my omhulsel gehad om daarby te pas. Dit verseker dat die lasstroom nooit meer as 2 ampère sal styg nie.

Stap 4: sonkragvoorsiening

Vir hierdie projek het ek besluit om sonpanele in die mengsel in te sluit. Deur dit te doen, wou ek beter verstaan hoe hulle werk en hoe om dit te gebruik. Ek het gekies om vier 6 volt en 100 mA sonpanele in serie aan te sluit, wat op sy beurt 24 volt en 100 mA in totaal by die beste sonlig bied. Dit verg nie meer as 2,4 watt krag nie, wat nie veel is nie. Vanuit utilitêre oogpunt is hierdie toevoeging redelik nutteloos en kan dit amper 18650 batteryselle laai, so dit is meer as 'n versiering as 'n funksie. Tydens my proeflopies van hierdie deel het ek gevind dat hierdie reeks sonpanele slegs 18650 batteryselle in perfekte omstandighede laai. Op 'n bewolkte dag kan dit nie eens 'n boksomskakelaar aanskakel wat volg na sonpaneelreeks nie.

Gewoonlik sou u 'n blokkeringsdiode na die PV4 -paneel koppel (kyk in die skema). Dit sal verhoed dat die stroom terugvloei na sonpanele as daar geen sonlig is nie en panele geen krag sal produseer nie. Dan sal 'n battery begin ontlaai op die sonpaneel wat hulle moontlik kan benadeel. Aangesien ek reeds 'n D5 -diode tussen boksomskakelaar en 18650 -batterypak bygevoeg het om te voorkom dat die stroom terugvloei, hoef ek nie nog een by te voeg nie. Dit word aanbeveel om 'n Schottky -diode vir hierdie doel te gebruik omdat hulle 'n laer spanningsval het as 'n gewone diode.

'N Ander voorsorgmaatreël vir sonpanele is die bypass-diodes. Dit is nodig wanneer sonpanele in 'n reekskonfigurasie verbind word. Dit help in gevalle waar een of meer van die gekoppelde sonpanele skaduwee is. As dit gebeur, produseer die sonpaneel in die skaduwee geen krag nie, en die weerstand daarvan word hoog, wat die stroom van onskadelike sonpanele blokkeer. Hier is 'n bypass-diode. Wanneer PV2-sonpaneel byvoorbeeld in die skadu kom, sal die stroom wat deur die PV1-sonpaneel geproduseer word, die pad van die minste weerstand neem, wat beteken dat dit deur diode D2 sal vloei. Dit lei tot 'n laer krag in totaal (as gevolg van 'n skaduryke paneel), maar ten minste sal die stroom nie almal saam geblokkeer word nie. As nie een van die sonpanele geblokkeer word nie, sal die stroom die diodes ignoreer en deur sonpanele vloei omdat dit die pad van die minste weerstand is. In my projek het ek BAT45 Schottky -diodes gebruik wat parallel met elke sonpaneel gekoppel is. Schottky -diodes word aanbeveel omdat hulle 'n laer spanningsval het, wat die hele sonpaneelreeks doeltreffender sal maak (in gevalle waar sommige van die sonpanele in die skadu is).

In sommige gevalle is by-pass en blokkeerdiodes reeds in die sonpaneel geïntegreer, wat die ontwerp van u toestel baie makliker maak.

Die hele sonpaneelreeks is via die SPDT -skakelaar gekoppel aan die A1 buck -omskakelaar (spanning verlaag tot +16,8 volt). Op hierdie manier kan die gebruiker kies hoe 18650 batteryselle aangedryf moet word.

Stap 5: Bykomende funksies

Vir die gerieflikheidshalwe het ek 'n 4S -laai -laai -aanwyser bygevoeg wat deur die tasbare skakelaar gekoppel is om aan te toon of die 18650 -battery nog gelaai is. 'N Ander kenmerk wat ek bygevoeg het, is die USB 2.0 -poort wat gebruik word vir die laai van toestelle. Dit kan handig wees as ek my 18650 batterylaaier buitentoe neem. Aangesien slimfone +5 volt nodig het om te laai, het ek 'n trappie-omskakelaar bygevoeg om die spanning van +16,8 volt tot +5 volt te verlaag. Ek het ook 'n SPDT -skakelaar bygevoeg, sodat geen ekstra krag deur die A2 -boksomskakelaar vermors kan word as die USB -poort nie gebruik word nie.

Stap 6: Bou van behuising

As basis van die behuizing het ek deursigtige organiese glasplate gebruik wat ek met 'n handsaag gesny het. Dit is relatief goedkoop en maklik om te gebruik materiaal. Om alles op een plek vas te maak, gebruik ek metaalhoekbeugels in kombinasie met boute en moere. Op hierdie manier kan u die omhulsel vinnig monteer en demonteer indien nodig. Aan die ander kant voeg hierdie benadering onnodige gewig by die toestel omdat dit metaal gebruik. Om die gate wat nodig is vir moere te maak, gebruik ek 'n elektriese boor. Sonpanele is met warm gom op organiese glas vasgeplak. Toe alles saamgevoeg word, het ek besef dat die voorkoms van hierdie toestel nie perfek was nie, omdat u al die elektroniese gemors deur deursigtige glas kon sien. Om dit op te los, bedek ek die organiese glas met verskillende kleure kleeflint.

Stap 7: Laaste woorde

Alhoewel dit 'n relatief maklike projek was, het ek 'n kans gekry om ervaring op te doen in elektronika, die bou van omhulsels vir my elektroniese toestelle, en ek het kennis gemaak met nuwe (vir my) elektroniese komponente.

Ek hoop dat hierdie instruksies vir u interessant en insiggewend was. As u enige vrae of voorstelle het, kan u gerus kommentaar lewer?

Om die nuutste opdaterings oor my elektroniese en ander projekte te kry, volg my op facebook:

facebook.com/eRadvilla