4S 18650 Li-ion Battery Cell Charger Pinapagana ng Araw: 7 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Ang pagganyak na isagawa ang proyektong ito ay upang lumikha ng aking sariling istasyon ng singilin ng baterya ng 18650 na baterya na magiging isang mahalagang bahagi sa aking hinaharap na mga proyekto ng wireless (power wisdom). Pinili ko ang pagkuha ng isang wireless na ruta dahil gumagawa ito ng mga proyektong elektroniko na mobile, hindi gaanong malaki at mayroon akong isang tumpok ng na-salvage na 18650 na mga cell ng baterya na nakalatag.

Para sa aking proyekto napili kong singilin ang apat na 18650 na baterya ng li-ion nang sabay-sabay at nakakonekta sa serye na ginagawang pag-aayos ng baterya na 4S. Para lamang sa kasiyahan nito ay napagpasyahan kong i-mount ang apat na solar panel sa tuktok ng aking aparato na halos hindi maniningil ang mga cell ng baterya … ngunit mukhang cool. Ang proyektong ito ay pinalakas ng ekstrang laptop charger ngunit ang anumang iba pang mapagkukunan ng kuryente na higit sa +16.8 volts ay gagawin din. Ang iba pang mga karagdagang tampok ay kasama ang tagapagpahiwatig ng pagsingil ng baterya ng li-ion upang subaybayan ang proseso ng pagsingil at USB 2.0 port na ginagamit upang singilin ang isang smartphone.

Hakbang 1: Mga Mapagkukunan

Elektronikong:

• 4S BMS;
• 4S 18650 na may hawak ng cell ng baterya;
• 4S 18650 na tagapagpahiwatig ng pagsingil ng baterya;
• 4 na pcs 18650 na mga cell ng baterya ng li-ion;
• 4 pcs 80x55 mm Mga solar panel;
• USB 2.0 Babae jack;
• Laptop charger babae jack;
• Buck converter na may kasalukuyang tampok na paglilimita;
• Maliit na buck converter sa +5 volts;
• Button na madaling galaw para sa tagapagpahiwatig ng pagsingil ng baterya;
• 4 na mga PC BAT45 Schottky diode;
• 1N5822 Schottky diode o anumang katulad;
• 2 pcs switch ng SPDT;

Konstruksyon:

• Organikong sheet ng salamin;
• Bolts at mani;
• 9 na mga anggulo ng bracket;
• 2 pcs hinge;
• Mainit na pandikit;
• Handsaw;
• Drill;
• Duct tape (opsyonal);

Hakbang 2: BMS

Bago ko sinimulan ang proyektong ito, hindi ko alam ang tungkol sa pagsingil ng baterya ng li-ion at para sa kung ano ang nalaman kong masasabi ko na ang BMS (kilala rin bilang sistema ng pamamahala ng Baterya) ang pangunahing solusyon para sa problemang ito (Hindi ko sinasabi iyon Ito ang pinakamahusay at nag-iisa). Ito ay isang lupon na tiniyak na ang mga cell ng baterya ng li-ion ng 18560 li-ion ay umaandar sa loob ng ligtas at matatag na mga kondisyon. Mayroon itong mga sumusunod na tampok sa proteksyon:

• Higit sa proteksyon sa singil;

  • ang boltahe ay hindi makakakuha ng mas mataas sa +4.195 V bawat cell ng baterya;
  • singilin ang iyong mga cell ng baterya na may boltahe na mas mataas kaysa sa maximum na boltahe ng pagpapatakbo (karaniwang +4.2 V) ay makakasira sa kanila;
  • kung ang cell ng baterya ng li-ion ay sisingilin sa maximum na +4.1 V, ang habang-buhay nito ay mas mahahambing kumpara sa baterya na sisingilin sa +4.2 V;

• Proteksyon sa ilalim ng boltahe;

  • ang boltahe ng cell cell ay hindi kukuha ng mas mababa sa +2.55 V;
  • kung ang cell ng baterya ay pinapayagan na maglabas ng mas mababa sa pinakamababang boltahe ng operating masisira ito, maluwag ang ilan sa kapasidad nito at tataas ang rate ng paglabas ng sarili;
  • Habang sinisingil ang isang li-ion cell kung aling boltahe ang nasa ibaba ng pinakamababang boltahe ng operating maaari itong bumuo ng isang maikling circuit at ilagay sa panganib ang paligid nito;

• Proteksyon ng maikling circuit;

  Ang iyong cell ng baterya ay hindi masisira kung mayroong isang maikling circuit sa iyong system;

• Overcurrent na proteksyon;

  Hindi hahayaan ng BMS ang kasalukuyang makakuha ng mas mataas na na-rate na halaga;

• Pagbabalanse ng baterya;

  • Kung ang system ay naglalaman ng higit sa isang mga cell ng baterya na konektado sa serye papanigurado ng board na ang lahat ng mga cell ng baterya ay may parehong singil;
  • Kung para kay ex. mayroon kaming isang cell ng baterya ng li-ion na mayroong higit na singil kaysa sa iba pa na ilalabas nito sa iba pang mga cell na napaka hindi malusog para sa kanila;

Mayroong iba't ibang mga circuit ng BMS doon na dinisenyo para sa iba't ibang mga layunin. Mayroon silang iba't ibang mga circuit ng proteksyon sa kanila at binuo para sa iba't ibang mga pagsasaayos ng baterya. Sa aking kaso, gumamit ako ng pagsasaayos ng 4S na nangangahulugang ang apat na mga cell ng baterya ay konektado sa serye (4S). Magbubuo ito ng humigit-kumulang na kabuuang boltahe na +16, 8 volts at 2 Ah depende sa kalidad ng mga cell ng baterya. Gayundin, maaari mong ikonekta ang halos maraming mga serye ng baterya ng cell sa kahanay na gusto mo para sa board na ito. Dagdagan nito ang kapasidad ng baterya. Upang singilin ang baterya na ito kakailanganin mong ibigay ang BMS ng tungkol sa +16, 8 volts. Ang koneksyon circuit ng BMS ay nasa mga larawan.

Tandaan na upang singilin ang isang baterya ikinonekta mo ang kinakailangang boltahe ng suplay sa P + at P-pin. Upang magamit ang sisingilin na baterya ikinonekta mo ang iyong mga bahagi sa B + at B-pin.

Hakbang 3: 18650 Supply ng Baterya

Ang supply ng kuryente para sa aking baterya noong 18650 ay ang HP +19 volt at 4, 74 ampere laptop charger na aking inilatag. Dahil ang output ng boltahe nito ay medyo masyadong mataas nagdagdag ako ng isang buck converter upang pababa ang boltahe sa +16, 8 volts. Kapag naitayo na ang lahat sinubukan ko ang aparatong ito upang makita kung paano ito gumaganap. Iniwan ko ito sa windowsill upang singilin ito gamit ang solar power. Pagbalik ko sa bahay napansin ko na ang aking mga cell ng baterya ay hindi maniningil. Sa katunayan, sila ay ganap na napalabas at kapag sinubukan kong singilin ang mga ito gamit ang laptop charger, nagsimulang gumawa ng kakaibang sumisitsit na tunog ang buck converter chip at naging mainit talaga ito. Kapag sinukat ko ang kasalukuyang pagpunta sa BMS nakuha ko ang pagbabasa ng higit sa 3.8 amperes! Ito ay paraan sa itaas ng maximum na mga rating ng aking buck converter. Ang BMS ay gumuhit ng sobrang kasalukuyang dahil ang mga baterya ay ganap na patay.

Una, pinula ko ang lahat ng mga koneksyon sa pagitan ng BMS at panlabas na mga sangkap pagkatapos ay nagpunta ako pagkatapos ng problema sa paglabas na nangyari habang nagcha-charge sa solar. Sa palagay ko nangyayari ang problemang ito dahil walang sapat na sikat ng araw para mabuksan ang buck converter. Nang nangyari iyon, sa palagay ko nagsimula ang charger sa kabaligtaran na direksyon - mula sa baterya hanggang sa buck converter (nakabukas ang ilaw ng buck converter). Ang lahat ng iyon ay nalutas sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isang Schottky diode sa pagitan ng BMS at buck converter. Sa ganoong paraan tiyak na ang kasalukuyang hindi babalik sa converter. Ang diode na ito ay may maximum na DC block voltage na 40 volts at maximum forward kasalukuyang ng 3 amperes.

Upang malutas ang malaking problema sa kasalukuyang pag-load, nagpasya akong palitan ang aking buck converter ng isa na mayroong kasalukuyang tampok sa paglilimita. Ang buck converter na ito ay doble ang laki ngunit sa kabutihang palad ako ay may sapat na puwang sa aking enclosure upang magkasya ito. Ginagarantiyahan nito na ang kasalukuyang pag-load ay hindi kailanman lalampas sa 2 amperes.

Hakbang 4: Suplay ng Solar Power

Para sa proyektong ito nagpasya akong isama ang solar panel sa halo. Sa paggawa nito nais kong makakuha ng mas mahusay na pag-unawa sa kung paano sila gumagana at kung paano gamitin ang mga ito. Pinili kong ikonekta ang apat na 6 volts at 100 mA solar panel sa serye na kung saan ay nagbibigay sa akin ng 24 volts at 100 mA sa kabuuan sa pinakamahusay na mga kondisyon ng sikat ng araw. Ito ay nagdaragdag ng hanggang sa hindi hihigit sa 2.4 watts ng lakas na kung saan ay hindi marami. Mula sa pananaw ng utilitarian ang pagdaragdag na ito ay lubos na walang silbi at bahagyang makasingil ng 18650 na mga cell ng baterya kaya't ito ay bilang isang dekorasyon kaysa sa isang tampok. Sa panahon ng aking pagsubok na pagpapatakbo ng bahaging ito nalaman ko na ang array ng mga solar panel na ito ay naniningil lamang ng 18650 na mga cell ng baterya sa mga perpektong kondisyon. Sa isang maulap na araw na ito ay maaaring hindi kahit na i-on ang isang buck converter na susundan pagkatapos ng solar panel array.

Kadalasan, ikokonekta mo ang isang pagharang sa diode pagkatapos ng panel ng PV4 (tingnan ang eskematiko). Pipigilan nito ang kasalukuyang mula sa pag-agos pabalik sa mga solar panel kapag walang sikat ng araw at ang mga panel ay hindi makagawa ng anumang lakas. Pagkatapos ang isang baterya pack ay magsisimulang magpakawala sa array ng solar panel na maaaring makapinsala sa kanila. Dahil nagdagdag na ako ng isang D5 diode sa pagitan ng buck converter at 18650 na baterya pack upang maiwasan ang daloy ng kasalukuyang pabalik hindi ko na kailangang magdagdag ng isa pa. Inirerekumenda na gumamit ng isang Schottky diode para sa hangaring ito dahil mayroon silang isang mas mababang boltahe na drop kaysa sa isang regular na diode.

Ang isa pang linya ng pag-iingat para sa mga solar panel ay ang mga by-pass diode. Kailangan ang mga ito kapag ang mga solar panel ay konektado sa isang serye ng pagsasaayos. Tumutulong sila sa mga kaso kung ang isa o higit pa sa mga nakakonektang solar panel ay na-shade. Kapag nangyari ito, ang shaded solar panel ay hindi makakapagdulot ng anumang lakas at ang paglaban nito ay magiging mataas, na humahadlang sa daloy ng kasalukuyang mula sa walang mga shade na solar panel. Narito ang by-pass diode na papasok. Kapag halimbawa ang PV2 solar panel ay na-shade ang kasalukuyang ginawa ng PV1 solar panel na tatahakin ang landas ng hindi gaanong resistensya, nangangahulugang dumadaloy ito sa pamamagitan ng diode D2. Magreresulta ito sa mas mababang lakas sa kabuuan (dahil sa may kulay na panel) ngunit hindi bababa sa kasalukuyang hindi maa-block lahat ng sama-sama. Kapag wala sa mga solar panel ang na-block ang kasalukuyang hindi papansinin ang mga diode at dadaloy sa mga solar panel dahil ito ang daanan ng hindi gaanong resistensya. Sa aking proyekto ginamit ko ang BAT45 Schottky diodes na konektado kahanay sa bawat solar panel. Inirerekumenda ang mga Schottky diode sapagkat mayroon silang mas mababang drop ng boltahe na siya namang gagawing mas mahusay ang buong solar panel array (sa mga sitwasyon na ang ilan sa mga solar panel ay na-shade).

Sa ilang mga kaso, ang by-pass at pag-block ng mga diode ay naisama na sa solar panel na ginagawang mas madali ang disenyo ng iyong aparato.

Ang buong array ng solar panel ay konektado sa A1 buck converter (pagbaba ng boltahe sa +16.8 volts) sa pamamagitan ng SPDT switch. Sa ganitong paraan maaaring mapili ng gumagamit kung paano dapat pinalakas ang mga cell ng baterya ng 18650.

Hakbang 5: Karagdagang Mga Tampok

Para sa kagalingan, nagdagdag ako ng isang tagapagpahiwatig ng pagsingil ng baterya ng 4S na konektado sa pamamagitan ng tactile switch upang maipakita kung ang 18650 na baterya pack ay nasingil na. Ang isa pang tampok na idinagdag ko ay USB 2.0 port na ginagamit para sa pagsingil ng aparato. Maaaring magamit ito kapag dadalhin ko ang aking charger ng baterya noong 18650 sa labas. Dahil kailangan ng mga smartphone ng +5 volts para sa pagsingil Nagdagdag ako ng isang step-down buck converter upang babaan ang boltahe mula sa +16.8 volts hanggang +5 volts. Gayundin, nagdagdag ako ng isang switch ng SPDT kaya walang karagdagang lakas ang masasayang ng A2 buck converter kapag hindi ginagamit ang USB port.

Hakbang 6: Pagtatayo ng Pabahay

Bilang batayan ng enclosure ng pabahay ay gumamit ako ng mga transparent na organikong sheet ng baso na pinutol ko ng isang handsaw. Ito ay medyo mura at madaling gamitin na materyal. Upang mai-fasten ang lahat sa isang lugar gumamit ako ng mga braket ng anggulo ng metal na sinamahan ng mga bolts at nut. Sa ganoong paraan maaari mong mabilis na tipunin at i-disassemble ang enclosure kung kinakailangan. Sa kabilang banda, ang pamamaraang ito ay nagdaragdag ng hindi kinakailangang timbang sa aparato dahil gumagamit ito ng metal. Upang gawin ang mga butas na kinakailangan para sa mga mani gumamit ako ng isang electric drill. Ang mga solar panel ay nakadikit sa organikong baso gamit ang mainit na pandikit. Nang magkasama ang lahat napagtanto ko na ang mga hitsura ng aparatong ito ay hindi perpekto sapagkat nakikita mo ang lahat ng elektronikong gulo sa pamamagitan ng transparent na baso. Upang malutas iyon ay tinakpan ko ang organikong baso ng iba't ibang kulay ng duct tape.

Hakbang 7: Huling Mga Salita

Bagaman ito ay isang medyo madaling proyekto, nagkaroon ako ng pagkakataong makakuha ng karanasan sa electronics, pagbuo ng mga enclosure para sa aking mga elektronikong aparato at napakilala sa mga bagong (sa akin) mga elektronikong sangkap.

Inaasahan kong ang nakapagtuturo na ito ay kawili-wili at kaalaman sa iyo. Kung mayroon kang anumang mga katanungan o mungkahi mangyaring huwag mag-atubiling magbigay ng puna?

Upang makuha ang pinakabagong mga update sa aking electronic at iba pang mga proyekto magpatuloy at sundin ako sa facebook:

facebook.com/eRadvilla