Boîtier d'alimentation portable : 4 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

J'avais des pièces supplémentaires qui avaient besoin d'un but et heureusement, elles s'emboîtent aussi bien que si je les avais achetées à cette fin. Ce but est de fournir une quantité d'énergie utile à un onduleur dans un boîtier portable compact.

Il se trouve que j'ai eu une caisse supplémentaire Pelican 1460 que j'ai commandée sans plateaux par erreur. J'avais également quatre batteries sous la main qui avaient été précédemment achetées pour être utilisées pour augmenter la durée d'exécution de ma construction MX650 (https://www.instructables.com/id/Battery-Powered-Motorcycle/), mais j'ai ensuite décidé qu'elles pesait plus que ce que je souhaitais mettre dans le vélo. L'onduleur a été acheté pour être installé dans mon ancien camping-car, mais je n'avais pas encore eu le temps de l'installer. Des fils et des accessoires électriques supplémentaires sont toujours à portée de main dans mon garage, mais pas toujours dans la couleur que je veux.

J'ai essayé les batteries et l'onduleur pour les insérer dans le boîtier Pelican et une idée est née. J'allais construire un boîtier de batterie portable pour alimenter les choses autour du camp et pour faire fonctionner des lumières et des jouets dans la maison de jeu de jardin de mon frère pour ses enfants. Il s'est avéré que l'étui Pelican conviendrait parfaitement à deux autres batteries, j'ai donc demandé à mon frère de participer également. Il a acheté deux batteries supplémentaires, soit 6 batteries au plomb scellées de 22 ampères-heures pour un total de 132 ampères-heures.

Étape 1: liste des pièces, outils et avertissements de sécurité

LA SÉCURITÉ AVANT TOUT – L'électricité peut tuer. Veuillez donc avoir une compréhension de base des risques encourus avant de procéder à cette version ou à toute autre version. Souder dans un endroit bien aéré. Soyez prudent lorsque vous travaillez avec des outils électriques et portez toujours un EPI approprié (équipement de protection individuelle).

Les outils utilisés dans cette construction comprennent: une perceuse, un fer à souder, une pince, une pince à dénuder/à sertir, une scie sauteuse, un ruban à mesurer, un étau, un marqueur, un couteau, un tournevis

Liste des pièces:

6 batteries SLA de 22 Ah - La mienne provenait de Monster Scooters 350 $

Connecteurs de fil et d'anneau de calibre 6 ou 8 - j'avais sous la main, mais ceux-ci peuvent être achetés dans n'importe quel magasin d'automobiles ou de quincaillerie.

Ruban de cerclage en métal – Également connu sous le nom de ruban suspendu, je crois, et est disponible dans les quincailleries ou les magasins de bois.

Onduleur - J'ai commencé avec un que j'avais sous la main 750W/1500W et j'ai terminé avec un autre en raison de la puissance requise 1500W/3000W - De Harbor Freight environ 140 $

Vis et boulons - peu sont nécessaires pour ce projet et je les avais sous la main.

Mousse diverses pour supporter les batteries – j'en ai sous la main. Des chutes de bois ou d'autres matériaux pourraient être utilisés à la place.

Chargeur de batterie 12 volts - J'ai plusieurs chargeurs de batterie de voiture sous la main. N'importe quel chargeur 12 volts fera l'affaire.

Étui Pelican - J'ai utilisé un étui Pelican 1460 disponible sur www.atlascases.com environ 175 $

Étape 2: la construction

La construction est simple.

J'ai installé les six piles dans le plateau inférieur du boîtier Pelican et les ai soutenues avec de la mousse pour les maintenir en place. Parce que la boîte n'aura jamais besoin de basculer sur le côté, cela offrira beaucoup de soutien, même sans les fixer à la boîte. J'ai ensuite coupé le couvercle pour maintenir l'onduleur et j'ai fixé l'onduleur au couvercle avec du ruban de cerclage en métal et des vis. Les batteries sont câblées en parallèle puis connectées à l'onduleur. J'ai soudé chacun des connecteurs annulaires aux fils et j'ai utilisé du fil de calibre 6 ou 8 que j'avais sous la main. N'allez pas trop mince sur le fil car ce système est soumis à une charge importante.

Remarque: les onduleurs peuvent générer une bonne quantité de chaleur et doivent être montés dans des zones de bonne circulation d'air. Bien que je ne me sois pas trop inquiété à ce sujet, car l'onduleur que j'ai utilisé possède deux ventilateurs de refroidissement intégrés. C'est toujours une bonne idée de les laisser respirer, alors j'ai coupé un trou un peu plus grand à l'avant du couvercle pour permettre à l'air de pénétrer et autour de l'onduleur. Ne jamais envelopper un onduleur dans des chiffons ou le placer sur un matériau combustible

J'ai ajouté une plaque imprimée en 3D pour habiller le trou grossier découpé à l'avant du couvercle avec une scie sauteuse. Je l'ai peint avec des restes de peinture d'un projet récent qui se rapprochait de la couleur du boîtier.

C'est tout ce qui est à cette construction. Les images devraient aider à illustrer à quel point cette construction est simple.

Mon boîtier de batterie est très bien emballé avec une alimentation au plomb dense de 12 volts. il pèse 95 livres et est donc mieux déplacé par deux personnes même si la boîte a des poignées.

Il en coûterait environ 700 $ pour assembler toutes les pièces

Étape 3: Les principes derrière la construction

J'ai maintenant six batteries de 12 volts fournissant une quantité utile de courant alternatif de 120 volts. Pourquoi tout ça marche pourtant ?

Je vais peut-être m'enfoncer plus profondément dans cette question que je ne le souhaite, mais je vais essayer d'éclaircir (définir) certains termes et principes électriques de base. Parfois, j'ai besoin de rechercher certains des termes et principes suivants pour obtenir les résultats souhaités des projets que je construis. J'ai donc pensé que je partagerais quelques termes et concepts utiles. Je dois préciser que je ne suis ni ingénieur électricien, ni électricien, alors n'hésitez pas à me corriger si je me trompe et je le corrigerai. Vous pouvez poser toutes les questions que vous souhaitez, mais sachez que je ne connais peut-être pas la réponse.

Que sont les circuits parallèles et comment se comparent-ils au câblage en série ? Dans mes projets, je fais souvent référence au câblage parallèle ou en série. Les batteries en parallèle sont câblées borne positive à borne(s) positive(s) et borne négative à borne(s) négative(s). Cela ne change pas la tension de sortie totale des batteries. Par exemple, 6 batteries de 12 volts en parallèle produisent 12 volts de puissance. C'est ainsi que ce projet de batterie est câblé.

Les batteries en série sont câblées de la borne Plus à la borne Négative et ainsi de suite. Avec chaque batterie ajoutant sa tension à la dernière. Un exemple est trois piles AA à 1,5 volts chacune donne une tension de 4,5 volts lorsqu'elles sont câblées en série et seulement 1,5 volts lorsqu'elles sont câblées en parallèle.

Cela peut également faire référence aux ampoules LED. Disons que nous utilisons des ampoules nécessitant une puissance de 3 volts. Ces ampoules, lorsqu'elles sont câblées en parallèle, n'auront besoin que de 3 volts. Alors que les mêmes ampoules nécessitant 3 volts lorsqu'elles sont câblées en série nécessiteront 6 volts pour deux et 9 volts pour trois.

Une autre note lorsque vous combinez des batteries en parallèle ou en série, elles doivent être du même type de batterie avec les mêmes valeurs d'ampère-heure (Ah ou mAh). Ces principes sont notés sur les photos ci-dessus avec des notes insérées appelant des détails. Les captures d'écran sont tirées de " Tinkercad Circuits ", qui est un nouvel outil très agréable dans Tinkercad.

Qu'est-ce qu'un onduleur et comment fonctionne-t-il ? Un onduleur convertit l'électricité du courant continu en courant alternatif. Je ne vais pas entrer dans les détails sur la façon dont il procède, mais cela augmente la tension continue, puis la change en courant alternatif avant de l'envoyer à l'appareil. Vous devez savoir quelles sont les exigences d'alimentation de l'appareil que vous allez alimenter avec votre onduleur et quelle est la puissance de la source alimentant l'onduleur. La plupart du temps, la source sera de 12 volts CC avec une sortie de 120 volts CA. Vous pourrez peut-être vous en tirer avec un petit onduleur de 400 W ou vous aurez peut-être besoin d'un onduleur de 3000 W selon ce que vous alimentez: une ampoule ou une scie circulaire. Déterminez donc que l'onduleur que vous utilisez est supérieur à la puissance de démarrage (surtension) requise par le ou les appareils que vous prévoyez d'alimenter avec. De plus, sachez que la sortie d'onde sinusoïdale d'un onduleur est souvent une onde « carrée » (sinusoïdale modifiée) plutôt que la belle onde sinusoïdale même arrondie du courant alternatif du mur. Cela peut ne pas avoir d'importance si vous alimentez un moteur électrique, mais cela peut avoir de l'importance lors de l'alimentation d'équipements de communication, médicaux ou de navigation, par exemple. (tableau des besoins en onde sinusoïdale et en puissance sur les photos ci-dessus)

Alimentation AC vs DC – AC, courant alternatif, est ce que vous avez aux prises de votre maison. Le courant continu, le courant continu, est ce que l'on trouve dans les batteries de toutes sortes; comme la batterie qui alimente votre voiture ou les piles AA que vous mettez dans votre télécommande.

Dans le courant continu, la direction des électrons passe de la borne négative à la borne positive dans une direction comme le mouvement de l'eau à travers un tuyau. Le courant continu est généralement utilisé dans des tensions plus basses que le courant alternatif.

Dans le courant alternatif, la direction des électrons change constamment de direction. Jusqu'à 60 fois par seconde dans la plupart des systèmes électriques américains. Le courant alternatif est plus facile à utiliser à des tensions plus élevées que le courant continu.

Qu'arrive-t-il aux ampères-heures lorsque vous câblez des batteries en série plutôt qu'en parallèle ? Les ampères-heures lorsque les batteries sont câblées en série correspondent à ce que les batteries lisent. Si dans cette construction j'avais câblé les 6 batteries en série au lieu de parallèle, elles donneraient 72 volts, mais seulement 22 Ah. Alors que les 6 batteries de ce projet sont câblées en parallèle à 12 volts et ensemble elles produisent 132 ampères-heures. Oui!!!!

Qu'est-ce qu'une batterie SLA ? SLA = plomb acide scellé. Cela signifie une batterie CC qui ne fuira pas si elle est renversée ou montée sur le côté.

Que sont les ondes sinusoïdales et comment affectent-elles la puissance ? Avec le courant alternatif de "The Grid", l'onde sinusoïdale est très lisse comme celle des vagues dans l'océan sans vent produisant des pics et des vallées lisses et bien arrondis. Avec une alimentation CA générée à partir d'une source CC avec un onduleur, vous pouvez avoir des ondes sinusoïdales assez « carrées ». Ce n'est généralement pas un gros problème si vous alimentez un moteur, des lumières ou d'autres éléments non techniques. Cependant, si vous alimentez des équipements de navigation, médicaux ou de communication, cela peut créer des interférences. Les onduleurs peuvent être construits pour fournir une puissance d'onde sinusoïdale propre, mais plus l'onde générée est propre, plus le coût de l'onduleur est élevé.

Qu'est-ce que l'ampérage (A) ? Le nombre d'électrons est mesuré en ampères (ampères) et est connu sous le nom de courant.

Qu'est-ce que les ampères-heures (Ah) ? Considérez Ah comme le réservoir de carburant. Où Ah est une unité de charge électrique multipliée par le temps. Ceci est égal à la charge transférée par un courant constant d'un ampère circulant pendant une heure. Vous verrez souvent cela exprimé en milliampères, mAh, ce qui correspond à un millième d'ampère-heure.

Qu'est-ce que la puissance (W) ? La puissance est la mesure de la puissance requise pour faire fonctionner un appareil et est mesurée en watts. Une autre façon de le dire est: L'énergie électrique est le taux, par unité de temps, auquel l'énergie électrique est transférée par un circuit électrique. Où un watt équivaut à un joule par seconde. Il s'agit de la jauge de la taille de l'onduleur nécessaire pour alimenter votre ou vos appareils.

Que sont les Ohms ? Les ohms sont une unité de mesure de la résistance électrique. Certains matériaux transmettent facilement de l'énergie tandis que d'autres créent une résistance, empêchant ainsi le mouvement des électrons. C'est aussi pourquoi vous devez utiliser un fil de calibre 8 au minimum (calibre 6 est préférable) afin que nous puissions obtenir le débit nécessaire entre les batteries et l'onduleur sans faire fondre les fils.

Qu'est-ce que la tension ? Pression électrique (énergie potentielle) entre deux points mesurée en volt.

Étape 4: Première utilisation dans le monde réel

La première tâche pour laquelle nous avons utilisé le boîtier d'alimentation portable était d'alimenter une machine à lancer de baseball. Malheureusement, le premier onduleur que j'ai installé dans la boîte était un onduleur de pointe de 750 watts / 1500 watts et il n'y avait pas assez de puissance pour faire fonctionner la machine à lancer pour l'équipe de la petite ligue de mon fils. La pratique au bâton est bien sûr importante, j'ai donc acheté un onduleur de 1500 watts / 3000 watts de crête et l'ai installé dans la boîte à la place du plus petit onduleur. Le plus gros onduleur fonctionne, mais il passe également en alarme/coupure et il fait sauter le fusible dans la machine à lancer si je ne démarre pas le volant d'inertie à la main avant d'allumer l'interrupteur d'alimentation de la machine à lancer. Je ne peux vraiment pas dire pourquoi cela se produit car la machine à lancer démarre correctement lorsqu'elle est branchée sur une prise murale AC sans faire sauter le fusible. Je pense que cela peut être la façon dont la puissance est fournie par l'onduleur ou peut-être que ce peut être l'onde sinusoïdale de la puissance fournie comme indiqué précédemment. La machine à lancer prend la puissance de 120 V fournie par l'onduleur et la reconvertit en 90 V CC pour faire fonctionner le moteur.

Il y a eu quelques retours solides de la part d'autres sur Instructables concernant les raisons pour lesquelles il fait sauter le fusible sur la machine à lancer sans démarrage rapide. Voici l'un des commentaires qui, selon moi, explique bien la situation: Par rapport à votre commentaire sur la raison pour laquelle le fusible saute en utilisant le boîtier d'alimentation et non en utilisant une alimentation secteur. La plupart des onduleurs émettent une onde carrée, certains produisent ce qu'on appelle une pseudo onde sinusoïdale qui est une onde carrée étagée qui augmente et diminue en hauteur (tension) par étapes suivant approximativement la courbe des 180 degrés du cycle d'onde sinusoïdale dans le positif et les directions négatives, ce type d'onduleur se comporte presque de la même manière que le courant alternatif du réseau, mais les onduleurs qui ne le font pas, ce ne sont que des générateurs d'ondes carrées, comme vous pouvez le voir avec un oscilloscope, vous avez essentiellement deux types, un qui génère une onde carrée qui dure les 180 degrés du cycle positif et négatif, l'autre type génère une onde carrée qui dure moins que les 180 degrés du cycle positif et négatif. L'onduleur du premier type, la tension de sortie, je crois, doit être égale à la tension RMS de l'onde sinusoïdale, si ce n'est pas le cas et que la sortie est plus élevée entre la valeur RMS et la valeur de crête, il fera probablement sauter le fusible en fonction du délai que le a et le courant de démarrage que le moteur consomme lorsqu'il démarre à partir d'un démarrage mort (tous les moteurs tirent des quantités variables d'énergie à partir d'un démarrage mort qui peut varier de 3 à 10 fois leur puissance de fonctionnement). Les onduleurs du deuxième type car ils génèrent une impulsion carrée pour une onde carrée qui ne dure pas aussi longtemps que 180 degrés du cycle sont obligés de sortir une tension plus élevée que la valeur RMS afin d'intégrer la même puissance qu'un sinus vague fait sur les 180 degrés complets du cycle. Si votre onduleur est de ce deuxième type, vous devez faire attention lorsque vous alimentez des équipements qui incluent des MOV dans l'alimentation comme protection contre les pointes de tension sur la ligne électrique, car dans de nombreux cas, le niveau de tension peut entrer dans la plage de protection du MOV et il peut exploser. ou dans le pire des cas prendre feu. Je ne fais confiance qu'à un oscilloscope pour me donner les valeurs réelles de tension que l'un de ces onduleurs a émis. Meilleures salutations. JeanH848

Il est vraiment agréable de faire fonctionner la machine à lancer dans un silence complet à partir du boîtier d'alimentation et plutôt que d'être alimentée par un générateur fonctionnant dans le champ intérieur.

Je prévois de nombreuses années d'utilisation de cette boîte pour toutes sortes de tâches, de l'alimentation de la maison de jeu de ma nièce et de mon neveu à la recharge des motos Razor que je construis (voir https://www.instructables.com/id/Battery-Powered-motorcycle). La boîte est lourde à déplacer, elle ne sera donc pas utilisée pour tout, mais c'est une bonne option à avoir en cas de besoin. Il est évidemment beaucoup plus silencieux que notre générateur et fournit les mêmes Watts de puissance utilisable. Bien sûr, le générateur fournira de l'énergie aussi longtemps que j'aurai de l'essence, mais finalement, je dois brancher les batteries pour recharger le boîtier de batterie.

J'espère que vous avez trouvé une certaine valeur dans cette écriture. Les questions ou commentaires sont toujours les bienvenus. Je ferai de mon mieux pour répondre dans les meilleurs délais et de manière précise.

Merci. choqué