4S 18650 Chaja ya Kiini cha Batri ya Li-ion Inayotumiwa na Jua: Hatua 7

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

Nia ya kufanya mradi huu ilikuwa kuunda kituo changu cha kuchaji cha betri cha 18650 ambacho kitakuwa sehemu muhimu katika miradi yangu ya baadaye isiyo na waya (nguvu ya nguvu). Nilichagua kuchukua njia isiyo na waya kwa sababu inafanya miradi ya kielektroniki kuwa ya rununu, isiyo na nguvu nyingi na nina rundo la seli za betri zilizookolewa 18650 zilizowekwa kote.

Kwa mradi wangu nilichagua kuchaji betri nne za li-ion 18650 mara moja na kuunganishwa katika safu ambayo inafanya mpangilio wa betri ya 4S. Kwa kujifurahisha tu niliamua kuweka paneli nne za jua juu ya kifaa changu ambacho hata huchaji seli za betri… lakini inaonekana ni sawa. Mradi huu unaendeshwa na chaja ya mbali lakini kifaa kingine chochote cha nguvu zaidi ya voliti +16.8 kitafanya pia. Vipengele vingine vya ziada ni pamoja na kiashiria cha malipo ya betri ya li-ion kufuatilia mchakato wa kuchaji na bandari ya USB 2.0 inayotumika kuchaji smartphone.

Hatua ya 1: Rasilimali

Umeme:

• 4S BMS;
• 4S 18650 mmiliki wa seli ya betri;
• Kiashiria cha malipo ya betri ya 4S 18650;
• 4 pcs 18650 seli za betri za li-ion;
• Pcs 4 paneli za jua 80x55 mm;
• USB 2.0 Jack ya kike;
• Chaja ya kike jack ya kike;
• Buck kibadilishaji na huduma ya sasa ya upeo;
• Kubadilisha pesa ndogo kwa volts +5;
• Kitufe cha kugusa kiashiria cha malipo ya betri;
• Pcs 4 BAT45 diode za Schottky;
• 1N5822 diode ya Schottky au kitu kama hicho;
• Pcs 2 swichi za SPDT;

Ujenzi:

• Karatasi ya glasi ya kikaboni;
• Bolts na karanga;
• Pcs 9 mabano ya pembe;
• Pcs 2 bawaba;
• Gundi ya moto;
• Handsaw;
• Piga;
• Tape ya bomba (hiari);

Hatua ya 2: BMS

Kabla ya kuanza mradi huu, sikujua mengi juu ya kuchaji betri ya li-ion na kwa kile nilichopata naweza kusema kuwa BMS (pia inajulikana kama mfumo wa usimamizi wa Battery) ndio suluhisho kuu la shida hii (sisemi kwamba Ni bora na ya pekee). Ni bodi ambayo inahakikisha kuwa seli za betri za li-ion 18560 zinafanya kazi katika hali salama na thabiti. Inayo sifa zifuatazo za ulinzi:

• Juu ya ulinzi wa malipo;

  • voltage haitapata zaidi ya +4.195 V kwa kila seli ya betri;
  • kuchaji seli zako za betri na voltage ya juu kuliko kiwango cha juu cha uendeshaji wa voltage (kawaida +4.2 V) itaziharibu;
  • ikiwa seli ya betri ya li-ion imeshtakiwa kwa kiwango cha juu cha +4.1 V, urefu wa maisha yake utakuwa mrefu ikilinganishwa na betri iliyotozwa hadi +4.2 V;

• Ulinzi wa ushuru;

  • voltage ya seli ya betri haitapata chini ya +2.55 V;
  • ikiwa seli ya betri inaruhusiwa kutekeleza chini ya kiwango cha chini cha voltage ya uendeshaji itaharibika, itaondoa uwezo wake na kiwango chake cha kujitolea kitaongezeka;
  • Wakati wa kuchaji seli ya li-ion ambayo voltage iko chini ya kiwango cha chini cha voltage ya kufanya kazi inaweza kukuza mzunguko mfupi na kuweka mazingira yake hatarini;

• Ulinzi mfupi wa mzunguko;

  Kiini chako cha betri hakitaharibika ikiwa kuna mzunguko mfupi katika mfumo wako;

• Ulinzi wa kupita kiasi;

  BMS haitaruhusu sasa kupata juu ya thamani iliyokadiriwa;

• Usawazishaji wa betri;

  • Ikiwa mfumo una seli zaidi ya moja ya betri iliyounganishwa kwenye safu bodi hii itahakikisha kuwa seli zote za betri zina malipo sawa;
  • Ikiwa kwa ex. tuna seli moja ya betri ya li-ion ambayo ina malipo zaidi kuliko zile zingine itakayotoa kwenye seli zingine ambazo ni mbaya sana kwao;

Kuna mizunguko anuwai ya BMS huko nje iliyoundwa kwa madhumuni tofauti. Zina nyaya tofauti za ulinzi ndani yake na zimejengwa kwa usanidi tofauti wa betri. Kwa upande wangu, nilitumia usanidi wa 4S ambayo inamaanisha kuwa seli nne za betri zimeunganishwa katika safu (4S). Hii itazalisha takriban jumla ya voltage ya +16, volts 8 na 2 Ah kulingana na ubora wa seli za betri. Pia, unaweza kuunganisha karibu mfululizo wa seli nyingi za betri sambamba na vile unavyotaka kwa bodi hii. Hii itaongeza uwezo wa betri. Ili kuchaji betri hii utahitaji kusambaza BMS na karibu +16, 8 volts. Mzunguko wa unganisho wa BMS uko kwenye picha.

Kumbuka kuwa kuchaji betri unaunganisha voltage inayofaa ya usambazaji kwa P + na P-pini. Kutumia betri iliyochajiwa unaunganisha vifaa vyako kwenye B + na B- pini.

Hatua ya 3: 18650 Ugavi wa Betri

Ugavi wa umeme kwa betri yangu 18650 ni HP + 19 volt na 4, 74 ampere chaja ya mbali ambayo nilikuwa nimeiweka karibu. Kwa kuwa pato lake la voltage ni kubwa sana nimeongeza kibadilishaji cha dume ili kushuka kwa voltage hadi +16, 8 volts. Wakati kila kitu kilikuwa kimejengwa tayari nilijaribu kifaa hiki kuona jinsi inavyofanya kazi. Niliiacha kwenye windowsill ili kuichaji kwa kutumia nguvu ya jua. Niliporudi nyumbani niligundua kuwa seli zangu za betri hazikuchajiwa kabisa. Kwa kweli, waliruhusiwa kabisa na nilipojaribu kuwachaji kwa kutumia chaja ya mbali, chip ya kubadilisha fedha ilianza kutoa sauti za ajabu za kuzomea na ikawa moto sana. Nilipopima sasa kwenda BMS nimepata usomaji wa amperes zaidi ya 3.8! Hii ilikuwa juu ya kiwango cha juu cha ubadilishaji wa dume langu. BMS ilikuwa ikichora sasa sana kwa sababu betri zilikuwa zimekufa kabisa.

Kwanza, nilibadilisha uhusiano wote kati ya BMS na vifaa vya nje kisha nikafuata shida ya kutokwa ambayo ilitokea wakati wa kuchaji na jua. Nadhani shida hii ilikuwa ikitokea kwa sababu hakukuwa na jua la kutosha kwa kibadilishaji cha bulu kuwasha. Wakati hiyo ilifanyika, nadhani chaja ilianza kwenda kwa mwelekeo tofauti - kutoka kwa betri hadi kubadilisha fedha (taa ya kubadilisha fedha ilikuwa imewashwa). Yote ambayo yalitatuliwa kwa kuongeza diode ya Schottky kati ya BMS na kibadilishaji cha dume. Kwa njia hiyo sasa dhahiri haitarudi kwa kibadilishaji cha dume. Diode hii ina kiwango cha juu cha kuzuia voltage ya volts 40 na kiwango cha juu cha mbele cha 3 amperes.

Ili kusuluhisha shida kubwa ya mzigo wa sasa, niliamua kubadilisha kibadilishaji changu cha dume na ile ambayo ilikuwa na kizuizi cha sasa. Kigeuzi hiki cha dume ni kubwa mara mbili lakini kwa bahati nzuri nilikuwa na nafasi ya kutosha katika boma langu ili kuitosha. Ilihakikishia kuwa mzigo wa sasa hautaenda juu ya 2 amperes.

Hatua ya 4: Ugavi wa Umeme wa jua

Kwa mradi huu niliamua kuingiza jopo la jua kwenye mchanganyiko. Kwa kufanya hivyo nilitaka kupata uelewa mzuri wa jinsi wanavyofanya kazi na jinsi ya kuzitumia. Nilichagua kuunganisha volts nne za 6 na paneli za jua za 100 mA kwa mfululizo ambazo zinanipa volts 24 na 100 mA kwa jumla katika hali nzuri ya jua. Hii inaongeza hadi nguvu zisizozidi watts 2.4 ambazo sio nyingi. Kwa mtazamo wa matumizi, nyongeza hii haina maana na inaweza kuchaji seli za betri za 18650 kwa hivyo ni mapambo kama huduma. Wakati wa majaribio yangu ya sehemu hii niligundua kuwa safu hii ya paneli za jua huchaji tu seli za betri 18650 katika hali nzuri. Katika siku ya mawingu inaweza hata kuwasha ubadilishaji wa dume ambao hufuata baada ya safu ya jopo la jua.

Kwa kawaida, ungeunganisha diode ya kuzuia baada ya jopo la PV4 (angalia skimu). Hii ingezuia sasa kutoka kwa kurudi kwenye paneli za jua wakati hakuna jua na paneli hazitatoa nguvu yoyote. Kisha kifurushi cha betri kilianza kutekelezwa kwenye safu ya jopo la jua ambayo inaweza kuwadhuru. Kwa kuwa tayari niliongeza diode ya D5 kati ya ubadilishaji wa bibi na kifurushi cha betri cha 18650 kuzuia sasa kutiririka nyuma sikuhitaji kuongeza nyingine. Inashauriwa kutumia diode ya Schottky kwa kusudi hili kwa sababu wana kushuka kwa voltage ya chini kuliko diode ya kawaida.

Njia nyingine ya tahadhari kwa paneli za jua ni diode za kupitisha. Zinahitajika wakati paneli za jua zimeunganishwa katika usanidi wa safu. Wanasaidia katika kesi wakati moja au zaidi ya paneli za jua zilizounganishwa zimefunikwa. Wakati hii itatokea, jopo la jua lenye kivuli halitatoa nguvu yoyote na upinzani wake utakuwa wa juu, kuzuia mtiririko wa sasa kutoka kwa paneli za jua ambazo hazina kivuli. Hapa kuna diode inayopita-kupita inakuja wakati kwa mfano jopo la jua la PV2 limetiwa kivuli sasa iliyotengenezwa na jopo la jua la PV1 itachukua njia ya upinzani mdogo, ikimaanisha itapita kupitia diode D2. Hii itasababisha nguvu ya chini kwa jumla (kwa sababu ya jopo lenye kivuli) lakini angalau sasa haitazuiwa pamoja. Wakati hakuna paneli za jua zilizozuiwa sasa itapuuza diode na itapita kupitia paneli za jua kwa sababu ni njia ya upinzani mdogo. Katika mradi wangu nilitumia diode za BAT45 Schottky zilizounganishwa sambamba na kila jopo la jua. Diode za Schottky zinapendekezwa kwa sababu zina kiwango cha chini cha kushuka kwa voltage ambayo kwa hiyo itafanya safu nzima ya jua kuwa bora zaidi (katika hali wakati paneli zingine za jua zimefunikwa).

Katika visa vingine, kupita-na kuzuia diode tayari imejumuishwa kwenye paneli ya jua ambayo inafanya muundo wa kifaa chako iwe rahisi zaidi.

Safu nzima ya jopo la jua imeunganishwa na kibadilishaji cha A1 buck (kupunguza voltage hadi +16.8 volts) kupitia swichi ya SPDT. Kwa njia hii mtumiaji anaweza kuchagua jinsi seli za betri 18650 zinapaswa kuwezeshwa.

Hatua ya 5: Vipengele vya ziada

Kwa urahisi nimeongeza kiashiria cha malipo ya betri ya 4S iliyounganishwa kupitia swichi ya kugusa ili kuonyesha ikiwa kifurushi cha betri cha 18650 kilichagizwa bado. Kipengele kingine ambacho niliongeza ni bandari ya USB 2.0 inayotumika kwa kuchaji kifaa. Hii inaweza kuwa rahisi wakati nitachukua chaja yangu ya betri ya 18650 nje. Kwa kuwa simu mahiri zinahitaji voliti +5 za kuchaji niliongeza kibadilishaji cha kushuka-chini ili kupunguza voltage kutoka +16.8 volts hadi +5 volts. Pia, nimeongeza ubadilishaji wa SPDT kwa hivyo hakuna nguvu ya ziada itakayopotezwa na kibadilishaji cha A2 buck wakati bandari ya USB haitumiki.

Hatua ya 6: Ujenzi wa Nyumba

Kama msingi wa boma la nyumba nilitumia shuka za glasi za uwazi ambazo nimezikata kwa mkono. Ni vifaa vya bei rahisi na rahisi kutumia. Ili kufunga kila kitu katika sehemu moja nilitumia mabano ya pembe ya chuma pamoja na bolts na karanga. Kwa njia hiyo unaweza kukusanyika haraka na kutenganisha boma ikiwa inahitajika. Kwa upande mwingine, njia hii inaongeza uzito usiofaa kwa kifaa kwa sababu inatumia chuma. Ili kutengeneza mashimo yanayohitajika kwa karanga nilitumia kuchimba umeme. Paneli za jua zilifunikwa kwenye glasi ya kikaboni kwa kutumia gundi ya moto. Wakati kila kitu kilipowekwa pamoja niligundua kuwa muonekano wa kifaa hiki haukuwa kamili kwa sababu unaweza kuona fujo zote za elektroniki kupitia glasi ya uwazi. Ili kutatua hilo nilifunikwa glasi ya kikaboni na rangi tofauti za mkanda wa bomba.

Hatua ya 7: Maneno ya Mwisho

Ingawa huu ulikuwa mradi rahisi, nilikuwa na nafasi ya kupata uzoefu katika vifaa vya elektroniki, kujenga kificho kwa vifaa vyangu vya elektroniki na nikaletwa kwa vifaa vipya (kwangu) vya elektroniki.

Natumahi hii ya kufundisha ilikuwa ya kupendeza na ya kukufundisha. Ikiwa una maswali yoyote au maoni tafadhali jisikie huru kutoa maoni?

Ili kupata sasisho za hivi punde kwenye miradi yangu ya kielektroniki na nyingine endelea na unifuate kwenye facebook:

facebook.com/eRadvilla