4S 18650 Li-ion batareyali uyali zaryadlovchi quyoshdan ishlaydi: 7 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:27

Ushbu loyihani amalga oshirishga turtki, o'zimning 18650 akkumulyator batareyasini zaryadlash stantsiyasini yaratish bo'ldim, bu mening kelajakdagi simsiz (quvvat bilan ishlaydigan) loyihalarimning muhim qismi bo'ladi. Men simsiz marshrutni tanladim, chunki u elektron loyihalarni ko'chma, kamroq hajmli qiladi va menda saqlanib qolgan 18650 ta batareya xujayralari bor.

Loyiha uchun men bir vaqtning o'zida to'rtta 18650 li-ionli batareyani zaryadlashni tanladim va bu ketma-ket ulandi, bu esa 4S batareyasini tashkil qiladi. Qizig'i shundaki, men qurilmamning yuqori qismiga to'rtta quyosh panelini o'rnatishga qaror qildim, ular batareyalarni zaryad qila olmaydi, lekin u ajoyib ko'rinadi. Bu loyiha zaxira noutbuk zaryadlovchisi bilan ishlaydi, lekin +16,8 voltdan yuqori bo'lgan boshqa quvvat manbai ham ishlaydi. Boshqa qo'shimcha funktsiyalarga zaryadlash jarayonini kuzatish uchun batareya zaryadlash ko'rsatkichi va smartfonni zaryad qilish uchun ishlatiladigan USB 2.0 porti kiradi.

1 -qadam: Resurslar

Elektronika:

• 4S BMS;
• 4S 18650 batareyasi ushlagichi;
• 4S 18650 batareyasining zaryadlanish ko'rsatkichi;
• 4 dona 18650 li-ionli batareyali xujayralar;
• 4 dona 80x55 mm quyosh panellari;
• USB 2.0 ayol uyasi;
• Laptop uchun zaryadlovchi ayol uyasi;
• Hozirgi cheklash xususiyatiga ega bo'lgan konvertor;
• Kichik dollarlik konvertor +5 voltgacha;
• Batareya zaryadlash indikatori uchun taktil tugma;
• 4 dona BAT45 Schottky diodlari;
• 1N5822 Schottky diodi yoki shunga o'xshash narsa;
• 2 dona SPDT kalitlari;

Qurilish:

• Organik shisha varaq;
• Murvat va yong'oqlar;
• 9 dona burchakli qavs;
• 2 dona menteşe;
• Issiq elim;
• Qo'l arra;
• Matkap;
• Yopishqoq lenta (ixtiyoriy);

2 -qadam: BMS

Loyihani boshlashdan oldin, men batareyani zaryad qilish haqida ko'p narsa bilmas edim va shuni bilardimki, BMS (Batareyani boshqarish tizimi deb ham ataladi) bu muammoning asosiy echimi (men aytmayapman) Bu eng zo'r va yagona). Bu 18560 li-ionli akkumulyator batareyalari xavfsiz va barqaror sharoitda ishlashini ta'minlaydigan taxta. U quyidagi himoya xususiyatlariga ega:

• Haddan tashqari zaryaddan himoya;

  • har bir akkumulyator uchun kuchlanish +4.195 V dan oshmaydi;
  • batareya xujayralarini maksimal ish kuchlanishidan yuqori zaryadlash (odatda +4,2 V) ularga zarar etkazadi;
  • agar li-ionli akkumulyator xujayrasi maksimal +4,1 V gacha zaryadlangan bo'lsa, uning ishlash muddati +4,2 V ga zaryadlangan batareyaga nisbatan uzoqroq bo'ladi;

• Past kuchlanishdan himoya qilish;

  • batareya quvvati +2,55 V dan past bo'lmaydi;
  • agar batareya xujayrasi minimal ish kuchlanishidan pastroq zaryad olishiga ruxsat berilsa, u shikastlanadi, uning quvvatini yo'qotadi va o'z-o'zidan tushirish tezligi oshadi;
  • Quvvat minimal ish kuchlanishidan past bo'lgan li-ionli batareyani zaryad qilganda, qisqa tutashuv paydo bo'lishi va uning atrofini xavf ostiga qo'yishi mumkin;

• Qisqa tutashuvdan himoya;

  Agar tizimingizda qisqa tutashuv bo'lsa, batareya batareyasi shikastlanmaydi;

• Haddan tashqari oqimdan himoya qilish;

  BMS oqimning nominal qiymatdan yuqori bo'lishiga yo'l qo'ymaydi;

• Batareyani muvozanatlash;

  • Agar tizimda ketma -ket ulangan bir nechta batareya xujayralari bo'lsa, bu karta barcha batareyalar bir xil zaryadlanganligiga ishonch hosil qiladi;
  • Agar, masalan. bizda boshqa batareyalarga qaraganda ko'proq zaryadga ega bo'lgan bitta Li-ionli batareya xujayrasi bor, ular boshqa hujayralarga tushadi, bu ular uchun juda zararli.

U erda turli maqsadlar uchun mo'ljallangan turli xil BMS sxemalari mavjud. Ular turli xil himoya sxemalariga ega va batareyaning turli xil konfiguratsiyalari uchun yaratilgan. Mening holatimda, men 4S konfiguratsiyasidan foydalandim, ya'ni to'rtta batareya xujayrasi ketma -ket ulangan (4S). Batareya hujayralarining sifatiga qarab, umumiy kuchlanish +16, 8 volt va 2 Ah bo'ladi. Bundan tashqari, siz ushbu taxtada xohlaganingizcha deyarli ko'p batareya hujayralarini parallel ravishda ulashingiz mumkin. Bu batareyaning quvvatini oshiradi. Batareyani zaryad qilish uchun siz BMSni taxminan +16, 8 volts bilan ta'minlashingiz kerak. BMS ning ulanish sxemasi rasmlarda.

E'tibor bering, batareyani zaryad qilish uchun siz P+ va P-pinlariga kerakli quvvat kuchlanishini ulashingiz kerak. Zaryadlangan batareyadan foydalanish uchun siz komponentlaringizni B+ va B-pinlariga ulaysiz.

3 -qadam: 18650 batareya ta'minoti

Mening 18650 batareyam uchun quvvat manbai - bu HP +19 voltli va 4, 74 amperli noutbuk zaryadlovchisidir. Uning kuchlanish chiqishi biroz yuqori bo'lgani uchun, men +16, 8 voltsli kuchlanishni pasaytirish uchun pul konvertorini qo'shdim. Hamma narsa qurilganida, men bu qurilmaning ishlashini tekshirish uchun uni sinab ko'rdim. Men uni quyosh nuri yordamida zaryad qilish uchun derazada qoldirdim. Uyga qaytganimda, batareyalarim zaryadlanmaganligini payqadim. Aslida, ular butunlay bo'shab ketishdi va men ularni noutbukni zaryadlovchi yordamida zaryadlashga urinib ko'rganimda, konvertor chipi g'alati shivirlash tovushlarini chiqara boshladi va u juda qizib ketdi. Men BMSga ketadigan oqimni o'lchaganimda, men 3,8 amperdan oshiq o'qishni oldim! Bu mening konvertorning maksimal reytingidan ancha yuqori edi. BMS juda katta oqimga ega edi, chunki batareyalar butunlay o'lik edi.

Birinchidan, men BMS va tashqi komponentlar o'rtasidagi barcha aloqalarni qayta tikladim, keyin quyosh bilan zaryad olayotganda yuzaga kelgan zaryadsizlanish muammosini hal qildim. Menimcha, bu muammo, konvertorni yoqish uchun quyosh nuri etarli bo'lmagani uchun yuz berdi. Bu sodir bo'lganda, menimcha, zaryadlovchi teskari yo'nalishda keta boshladi - akkumulyatordan tortib to konvertorgacha (paqir konvertori nuri yonib turardi). Bularning barchasi BMS va buck konvertori o'rtasida Schottky diodini qo'shish orqali hal qilindi. Shunday qilib, oqim aniq konvertorga qaytmaydi. Bu diodning maksimal 40 V kuchlanishli blokirovka qiluvchi maksimal kuchlanishi va 3 amperli oldinga oqim.

Katta yuk oqimi muammosini hal qilish uchun men konvertorni tokni cheklash xususiyatiga ega almashtirishga qaror qildim. Bu pulni konvertori ikki barobar katta, lekin xayriyatki, mening uyimda unga mos keladigan joy bor edi. Bu yuk oqimi hech qachon 2 amperdan oshmasligini kafolatladi.

4 -qadam: Quyosh energiyasi manbai

Ushbu loyiha uchun men quyosh panelini miksga qo'shishga qaror qildim. Shunday qilib, men ularning qanday ishlashini va ulardan qanday foydalanishni yaxshiroq tushunishni xohladim. Men to'rtta 6 voltli va 100 mA quyosh panellarini ketma -ket ulashni tanladim, bu esa o'z navbatida quyosh nurining eng yaxshi sharoitida menga 24 volt va 100 mA quvvat beradi. Bu 2,4 vattdan oshmaydi, bu unchalik emas. Utilitar nuqtai nazardan, bu qo'shimchaning foydasi yo'q va 18650 ta akkumulyator batareyasini zaryad qila olmaydi, shuning uchun u bezak sifatida emas. Ushbu qismni sinovdan o'tkazishda men shuni bildimki, quyosh panellari to'plami faqat mukammal sharoitda 18650 ta akkumulyator batareyasini zaryad qiladi. Bulutli kunda, quyosh panellari qatoridan keyin keladigan konvertorni ham yoqmasligi mumkin.

Odatda, siz PV4 panelidan keyin blokirovka qiluvchi diodni ulashingiz kerak (sxemaga qarang). Bu quyosh nuri bo'lmaganida va panellar hech qanday quvvat bermasa, tokning quyosh panellariga qaytishini oldini oladi. Keyin batareyalar to'plami quyosh panellari paneliga tusha boshlaydi, bu ularga zarar etkazishi mumkin. Men tok konvertori va 18650 batareya to'plami orasiga D5 diodini qo'shganim uchun, oqimning orqaga oqishini oldini olish uchun boshqasini qo'shishning hojati yo'q edi. Buning uchun Schottky diodidan foydalanish tavsiya etiladi, chunki ular oddiy diodaga qaraganda pastroq kuchlanish pasayishiga ega.

Quyosh panellari uchun yana bir ehtiyot chorasi-bypass diodlari. Quyosh panellari ketma -ket konfiguratsiyada ulanganda kerak bo'ladi. Ular bir yoki bir nechta ulangan quyosh panellari soyali bo'lgan hollarda yordam beradi. Bu sodir bo'lganda, soyali quyosh paneli hech qanday quvvat ishlab chiqarmaydi va uning qarshiligi yuqori bo'lib, quyosh panellaridan oqim oqimini to'sib qo'yadi. Quyida PV2 quyosh paneli soyali bo'lsa, PV1 quyosh paneli ishlab chiqaradigan oqim eng past qarshilikka ega bo'ladi, ya'ni D2 diodidan o'tadi. Bu umumiy quvvatning pasayishiga olib keladi (soyali panel tufayli), lekin hech bo'lmaganda oqim hammasi birgalikda bloklanmaydi. Agar quyosh panellarining hech biri bloklanmagan bo'lsa, oqim diodlarni e'tiborsiz qoldiradi va quyosh panellari orqali o'tadi, chunki bu eng kam qarshilik. Loyihamda har bir quyosh paneli bilan parallel ulangan BAT45 Schottky diodlaridan foydalanardim. Shottki diodlari tavsiya etiladi, chunki ular pastroq kuchlanish pasayishiga ega, bu esa o'z navbatida quyosh panelining butun majmuasini yanada samaraliroq qiladi (quyosh panellarining bir qismi soyali bo'lgan hollarda).

Ba'zi hollarda, bypass va blokirovka qiluvchi diodlar allaqachon quyosh paneliga o'rnatilgan bo'lib, bu sizning qurilmangiz dizaynini ancha osonlashtiradi.

Quyosh panelining butun majmuasi SP1T kaliti orqali A1 konvertorga (kuchlanish +16,8 voltsgacha tushadi) ulangan. Shunday qilib, foydalanuvchi 18650 ta batareya xujayralari qanday quvvatlanishi kerakligini tanlashi mumkin.

5 -qadam: Qo'shimcha funktsiyalar

Qulaylik uchun men 18650 batareya to'plami hali zaryadlanganligini ko'rsatish uchun sensorli kalit orqali ulangan 4S batareya zaryadlash indikatorini qo'shdim. Men qo'shgan yana bir xususiyat - bu qurilmani zaryadlash uchun ishlatiladigan USB 2.0 porti. Men 18650 batareyali zaryadlovchimni ko'chaga olib chiqsam, bu foydali bo'lishi mumkin. Smartfonlarga zaryadlash uchun +5 volt kerak bo'lgani uchun, men kuchlanishni +16,8 voltdan +5 voltgacha tushirish uchun pastga tushadigan konvertorni qo'shdim. Bundan tashqari, men SPDT kalitini qo'shdim, shuning uchun USB port ishlatilmaganda A2 dollarlik konvertor qo'shimcha quvvat sarflamaydi.

6 -qadam: uy -joy qurilishi

Korpusning asosi sifatida men qo'l bilan kesilgan shaffof organik shisha choyshablardan foydalanardim. Bu nisbatan arzon va ishlatish uchun qulay material. Hamma narsani bir joyga mahkamlash uchun murvat va yong'oq bilan birgalikda metall burchakli qavslardan foydalanardim. Shunday qilib, agar kerak bo'lsa, korpusni tezda yig'ish va demontaj qilish mumkin. Boshqa tomondan, bu yondashuv qurilmaga keraksiz og'irlik qo'shadi, chunki u metalldan foydalanadi. Yong'oq uchun kerakli teshiklarni yaratish uchun men elektr matkapdan foydalandim. Quyosh panellari issiq elim yordamida organik oynaga yopishtirilgan. Hamma narsa yig'ilganda, men bu qurilmaning tashqi ko'rinishi mukammal emasligini angladim, chunki siz barcha elektron tartibsizlikni shaffof oynadan ko'rishingiz mumkin edi. Buni hal qilish uchun men organik oynani turli rangdagi yopishqoq lenta bilan yopdim.

7 -qadam: Oxirgi so'zlar

Bu nisbatan oson loyiha bo'lsa -da, men elektronika, elektron qurilmalarim uchun korpuslar yaratish bo'yicha tajriba orttirdim va yangi (menga) elektron komponentlar bilan tanishdim.

Umid qilamanki, bu ko'rsatma siz uchun qiziqarli va ma'lumotli bo'ldi. Agar sizda biron bir savol yoki taklif bo'lsa, sharh qoldiring?

Mening elektron va boshqa loyihalarim haqidagi so'nggi yangiliklarni olish uchun meni Facebook -da kuzatib boring:

facebook.com/eRadvilla