Power Stacker : Système de batterie rechargeable USB empilable : 5 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

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Power Stacker est une batterie lithium-ion portable, modulaire et rechargeable par USB. Empilez-les ensemble pour des projets gourmands en énergie ou séparez-les pour des projets plus petits avec ce système modulaire. Les fichiers Gerber, BOM et. STL sont disponibles ci-dessous.

Power Stacker fait ce que les autres batteries rechargeables USB n'ont pas réussi à faire, et c'est la possibilité de se combiner pour augmenter la capacité de la batterie ou de se séparer en plusieurs petites batteries pour des projets plus petits. Vous pouvez littéralement utiliser les mêmes batteries Power Stacker pendant de nombreuses années dans de nombreuses applications !

Une autre caractéristique unique de Power Stacker est que chaque batterie reçoit son propre contrôleur de charge, ce qui garantit un véritable équilibrage des cellules et garantit que chaque batterie est chargée à la bonne tension en temps réel, même pendant la charge et/ou la décharge.

Après avoir lancé un projet Kickstarter réussi appelé Solderdoodle Pro, j'ai réalisé que la même technologie de batterie utilisée pour faire fondre la soudure pouvait être utilisée pour résoudre le problème d'essayer de trouver la bonne batterie et d'avoir à acheter constamment de nouvelles batteries pour chaque nouveau projet. Combiné à mes connaissances en impression 3D, j'ai créé un boîtier pour la batterie qui peut être imprimé, modifié et partagé !

L'empileur de puissance est également compatible avec les convertisseurs DC-DC Open Source comme le Power Boost 1000 d'Adafruit.

Comment fonctionne la pile de batteries ?

Des diodes à faible tension directe/courant élevé sur la carte du contrôleur de charge sont installées sur l'entrée et la sortie du circuit, ce qui empêche la diaphonie entre plusieurs sources d'alimentation et entre la sortie des contrôleurs de charge. Cela permet aux interconnexions entre les broches d'entrée et de sortie de chaque carte de contrôleur de charge de devenir des barres omnibus permettant à la tension de rester la même et au courant de se multiplier. La batterie à la tension la plus élevée de la pile se déchargera le plus jusqu'à ce que les autres batteries atteignent presque la même tension et elles aussi commenceront à se décharger au même rythme, ce qui multiplie le courant de sortie de la batterie.

Spécifications du Power Stacker: * Temps de charge complète: @5 Watts 3350mAh: 3 heures | @8 watts 13400mAh: 7 heures

* Capacité: 3350mAh, 6700mAh ou 13400mAh / 3.6V

* Type: Panasonic NCR18650B Lithium-Ion

* Entrée - Courant: 450 à 2600mA | Tension: 5 à 6 Volts

* Nombre de Ports USB: 1 (selon le nombre de modules adaptateurs 5V)

* Sortie - Embases femelles et mâles de style Arduino standard

* Sortie - Courant: Jusqu'à 2000mA | Tension: 3,6 Volts direct ou 5 Volts avec module convertisseur DC-DC

* Matériau du boîtier: matériau imprimé en 3D

* Durée de vie de la batterie en utilisation typique: 5 ans * Batterie remplaçable

* Fournit jusqu'à 320% de charge iPhone ou 160% de charge Galaxy S5 avec deux cellules 6700mAh

* Compatible avec Arduino, iPhone, Android, Windows Phone et autres avec module convertisseur DC-DC 5 volts

*AVERTISSEMENT: Soyez prudent lorsque vous manipulez une batterie Lithium-Ion car un court-circuit de la batterie peut provoquer des brûlures. Portez toujours des lunettes de sécurité. Veuillez utiliser les composants de batterie et de circuit recommandés en raison du courant de charge de batterie maximum de 2000mA impliqué. Les pièces imprimées en 3D peuvent se déformer sous des températures élevées.

Conformité FCC: NON requis car les fréquences du circuit sont inférieures à 1,7 MHz

Étape 1: Matériel, outils et fichiers requis

Voici une liste des matériaux, outils et fichiers nécessaires.

MATÉRIAUX:

QTÉ Description

1 circuit de contrôleur de charge lithium-ion (schéma, fichiers Gerber, etc. peuvent être téléchargés à partir de la page précédente. Le composant principal du circuit intégré est le contrôleur de charge Maxim MAX8903G.)

1 Batterie au lithium-ion Panasonic NCR18650B 3350mAh non protégée www.ebay.com (Si un coût inférieur est nécessaire, essayez la batterie Panasonic NCR18650A avec une capacité légèrement inférieure de 3070mAh. Assurez-vous qu'elle n'est pas protégée et vérifiez soigneusement le numéro de pièce de la batterie. Les batteries protégées ont une longueur supplémentaire avec un circuit intégré, ce qui peut affecter les performances Référence https://industrial.panasonic.com/www-cgi/jvcr13pz.cgi?E+BA+3+ACI4002+NCR-18650B+7+EU Autres marques de batteries ne sont PAS recommandés car le courant du contrôleur de charge vers la batterie peut atteindre 2000 mA et la chimie Panasonic NCR18650 peut le gérer. Si vous devez utiliser d'autres marques, assurez-vous qu'elles répondent aux mêmes spécifications, chimie et peuvent gérer jusqu'à Courant de charge de 2 A. L'utilisation de batteries qui ne répondent pas à ces spécifications peut entraîner des dommages dangereux pour les batteries.)

2 Connecteur Hirose 2 broches DF3-2S-2C

2 broches à sertir Hirose 24-28 AWG DF3-2428SCC

1 rouleau de ruban Kapton large de 1" https://www.mcmaster.com/#7648a715/=qu58072 Disque de ruban Kapton 1"

1 morceau de tube thermorétractable de 1" de diamètre 2,7" de long2 morceau de tube thermorétractable de 1/16" de long 1,0" 1 rouleau de fil à souder 1 boîtier imprimé en 3D (fichier disponible sur la page précédente.)

1 connecteur femelle 2X4

1 convertisseur DC-DC 5 volts

1 Protoboard

1 en-tête femelle 1X2

1 bande d'en-tête mâle

Différentes longueurs 26 AWG standard fil rouge et noir toronné de 4 A max. répertoriés ci-dessous:

1 8.00 fil rouge.06 dénudez une extrémité.20 dénudez l'autre extrémité

OUTILS: QTÉ Description

1 support de batterie Power Core

1 gamme de calibres 24-26 à dénudeurs

1 pince à sertir gamme de calibre 20-24

1 ruban à mesurer

1 fer à souder

1 pistolet thermique

1 Ciseaux

Étape 2: Assemblage de la batterie

Insérez la batterie NCR18650B dans le support de batterie avec le côté positif vers le haut. Le luminaire alignera les fils rouge et noir pendant que vous soudez. Ne touchez pas le fer à souder au luminaire car il peut fondre. Vous pourrez peut-être souder la batterie sans le luminaire, mais c'est beaucoup plus difficile et vous auriez toujours besoin de quelque chose pour empêcher la batterie de tomber. Le luminaire peut également être utilisé pour d'autres projets de batterie.

Placez l'extrémité dénudée de 0,20" du long fil rouge dans la tranchée étiquetée + ROUGE et soudez le fil rouge à la batterie. Essayez de souder rapidement à la batterie car trop de chaleur sur la batterie peut l'endommager. S'il y a de la soudure qui dépasse, lissez-la avec le fer à souder. Après avoir soudé, inclinez le luminaire et poussez la batterie par le dessous avec votre doigt. Retournez la batterie et insérez la batterie dans le luminaire avec le fil rouge dans le + ROUGE creux et l'extrémité négative de la batterie vers le haut. Sertissez l'extrémité du fil rouge avec la broche Hirose et insérez la broche dans le port 1 du connecteur Hirose 2 broches. Vous voulez attacher le connecteur à ce stade car il est dangereux pour laisser une extrémité nue pendante d'un fil de batterie exposée et peut potentiellement provoquer un court-circuit ou des brûlures si elle touche l'extrémité négative de la batterie. Placez l'extrémité dénudée de 0,20" du long fil noir dans la tranchée étiquetée -BLK et soudez le Fil noir à la batterie. L'extrémité négative de cette batterie nécessite généralement plus de chaleur pour souder car il y a plus de surface en contact avec la masse de la batterie, mais essayez de souder rapidement. S'il y a de la soudure qui dépasse, lissez-la avec le fer à souder. Après avoir soudé, sertissez l'extrémité du fil noir avec la broche Hirose et insérez la broche dans le port 2 du connecteur Hirose 2 broches. Inclinez le luminaire et poussez la batterie par le dessous avec votre doigt. Pliez le fil noir vers le bas sur le bord de l'extrémité négative de la batterie et guidez le fil rouge pour qu'il boucle le long du côté de la batterie. L'effet devrait être que le fil rouge descendant de l'extrémité positive de la batterie est à 120º de l'endroit où les fils noir et rouge se rencontrent. Cette géométrie de fil permet aux fils positifs et négatifs de sortir du même côté et donne un ajustement parfait. Enroulez un morceau de ruban Kapton de 1" de large autour du milieu de la batterie pour maintenir les fils vers le bas. Placez un disque de ruban Kapton de 1" à chaque extrémité de la batterie et repliez les bords sur le côté de la batterie. Ensuite, faites glisser le tube thermorétractable de 1" sur la batterie avec le tube au ras de l'extrémité positive de la batterie. Tout le jeu du tube doit dépasser l'extrémité négative. Utilisez maintenant un pistolet thermique pour rétrécir le tube afin de terminer l'assemblage de la batterie.

Étape 3: Assemblage de l'empileur électrique

Pour une configuration à une seule cellule, soudez simplement l'embase femelle 2X4 à la carte du contrôleur de charge, connectez la batterie, puis soudez les broches de l'embase mâle à la carte DC-DC 5 volts et connectez-la à la carte du contrôleur de charge.

Pour une configuration multi-cellules, soudez les embases mâles à la carte proto dans la même configuration que les broches du contrôleur de charge et soudez l'embase femelle 1X2 à la carte.

Au dos de la carte proto, soudez toutes les broches associées au port SYS OUT de la carte contrôleur de charge, soudez toutes les broches associées au port GND de la carte contrôleur de charge et soudez toutes les broches associées au port IN6V de la carte contrôleur de charge. Ensuite, soudez SYS OUT à la broche d'en-tête femelle sur la carte proto et soudez le GND à l'autre broche d'en-tête femelle sur la carte proto.

Faites glisser la carte proto dans la fente du boîtier imprimé en 3D, puis fixez les batteries, les cartes de contrôleur de charge et le convertisseur CC-CC 5 volts à la carte proto.

Étape 4: Candidatures

Il vous suffit de connecter la batterie à la carte du contrôleur de charge, de connecter le convertisseur DC-DC 5 volts et de charger votre périphérique USB.

Connectez un câble de charge micro USB pour recharger les batteries à partir de n'importe quelle source d'alimentation de 5 à 6 volts. Chaque cellule possède son propre contrôleur de charge pour un véritable équilibrage des cellules en temps réel. Chaque contrôleur de charge dans le pack commencera automatiquement à se charger une fois qu'un excès de puissance est détecté.

Vous pouvez également connecter plusieurs sources d'énergie à Power Stacker comme des panneaux solaires, des dynamos et d'autres sources d'alimentation USB pour augmenter le courant de charge de la batterie.

Que vous chargez un smartphone, une tablette ou un robot télécommandé, Power Stacker vous donnera la puissance dont vous avez besoin maintenant et s'adaptera à vos besoins en énergie à l'avenir.

TOUTES NOS FÉLICITATIONS! Vous avez fini de construire le Power Stacker !

Étape 5: Dépannage

SÉCURITÉ

Ne laissez pas le Power Stacker à la lumière directe du soleil. Gardez-le couvert ou à l'ombre. La chaleur du soleil peut faire chauffer le circuit de charge et la batterie, arrêter la charge, dégrader la batterie et raccourcir sa durée de vie.

Températures acceptables: Power Stacker est conçu pour fonctionner à des températures comprises entre 0 et 45 °C (32 et 149 °F). Stockage: Stockez le Power Stacker à température ambiante. Le Power Stacker doit être rechargé environ une fois par an pour éviter une décharge excessive.

Pour de meilleurs résultats, chargez complètement le Power Stacker avant de l'utiliser.

DÉPANNAGE

Le voyant du Power Stacker ne s'allume pas lors du chargement depuis mon ordinateur portable

1) Cela peut se produire si le Power Stacker est complètement vidé et passe en mode de charge d'entretien. Gardez le Power Stacker branché pendant environ 15 minutes et le voyant de charge LED devrait se rallumer.

2) Certains ordinateurs portables plus anciens ont une faible limitation de courant dans leurs ports USB et désactiveront le port USB si le courant dépasse la limite. Essayez de brancher le Power Stacker sur un autre port USB.