Skocz do zawartości
Sebo_b

Akumulator Li-ion do zasilania montażu i kamery

Rekomendowane odpowiedzi

Cześć,

 

Po żywych dyskusjach w wątku o zasilaniu montażu i kamery prosto z samochodowego akumulatora, postanowiłem zrobić "baterię" - możliwość utknięcia na końcu świata w zimie o 4:00 nad ranem mnie przekonała.

 

Disclaimer:

Nie jestem elektronikiem - poniższe informacje mogą być nieścisłe. Ogniwa Li-ion są niebezpieczne, łatwo o pożar lub wybuch.

 

Założenia projektu:

- ma uciągnąć przynajmniej przez nockę EQ6-R razem z chłodzoną kamerą (asi1600 pro)

- ma być Li-ion (albo -poly, etc) - dlaczego nie żelowy, bo lżejszy, bez pamięci, nowsza technologia i "bo tak"

- nie musi uciągnąć laptopa, ale Raspberry Pi albo NUCa fajnie by było

- cena - około 500 pln

 

Pakiety Li-ion - z czym to się je:

Pojedyncze ogniwo Li-ion (18650) ma napięcie od 2.5V do 4.2V (nominalnie 3.7V) w zależności od stopnia rozładowania. Ogniwa łączy się tak jak baterie, czyli szeregowo żeby zwiększyć napięcie lub równolegle żeby zwiększyć pojemność i moc. Pojemności ogniw dochodzą do ok 3500mAh. Producenci zwykle zalecają ładowanie prądem nie większym niż 0.5-1C (czyli 0.5x do 1x pojemność, np. dla ogniwa 3000mAh maksymalny prąd ładowania to 1.5A) i rozładowywanie max 1C. Ogniwa połączone szeregowo muszą być balansowane, tzn należy podłączyć je pod układ elektroniczny (tzw balanser) który będzie dbał o to, żeby każde z ogniw w szeregu było naładowane/rozładowane w tym samym stopniu. Proces ładowania ogniw jest etapowy i bardziej skomplikowany niż akumulatora, nie można tego robić np prostownikiem.

F0PT7T4HWLD1HHI.LARGE.jpg.084e6152791993ee8fa1daaf4d9c674c.jpg

 

Pakiety Li-ion opisuje się dwoma zmiennymi, definiuje się ile ogniw jest połączonych szeregowo (S) i ile takich "szeregów" łączymy równolegle (P). W moim przypadku było to 4S8P, czyli:

- 4S - 4 ogniwa szeregowo co da napięcie min. 2.5V x 4 = 10V a max 4.2V x 4 = 16.8V

- 8P - czyli 8 szeregowych "czwórek"

 

Co to daje? Ja wybrałem ogniwa 2900mAh bo miały najlepszy stosunek pojemności (i były dostępne) do ceny:

4S -> 10V-16.8V na wyjściu, nominalnie 3.7x4 = 14.8V

8P -> 8x 2.9mAh = 23.2mAh

Łącznie 32 ogniwa

Maksymalny prad rozładowania to 23A przy 14.8V.

Pojemność: 32 x 3.7V x 2.9Ah = ~340Wh

Czyli przy 12V to 28Ah.

 

Oczywiście ogniwa takie można samemu polutować, jednak jest to operacja dosyć niebezpieczna:

- zwarcie ogniwa powoduje pożar lub wybuch

- przegrzanie ogniwa (przy lutowaniu) tak samo

- lutuje się ogniwa częściowo rozładowane

- trzeba odpowiednio podłączyć balanser (znowu zwarcie, przegrzanie, etc).

 

Dużo lepszą alternatywą jest zlecenie takiej pracy wykwalifikowanej firmie. Ogniwa zostaną połączone metodą zgrzewania, dołączony zostanie balanser (lub BMS, o tym zaraz), zostaną przetestowane, a my dostaniemy do ręki gotowy pakiet. Jeśli ktoś chce namiar na firmę która mi to robiła, to priv.

 

Wspomniałem o BMSie - skrót ten oznacza battery management system i jest to taki dużo lepszy balanser. Układ BMS jako minimum zapewnia balansowanie ogniw, ochronę przed nadmiernym rozładowaniem ogniw, układ ładowania ogniw z ochroną przez nadmiernym naładowaniem (możemy ładować zwykłym zasilaczem). Niektóre BMSy mają też ochronę przed zwarciem (nadprądowe) i temperaturą. Ja do swojego pakietu wybrałem taki:

cdb26fa8d2.jpg.500x500.jpg.a78e72bca320cc603355654685c3c0b6.jpg

 

Pakiet który zamówiłem.

Jak już wspomniałem zamówiłem pakiet 4S8P w następującej konfiguracji:

image-2.png.aa09df11b3c1e5946f6069166afd16bb.png

Pakiet przed ofoliowaniem wyglądał tak:

IMG_1633.JPG.992f12e4704a9366c0de73c056297f09.JPG

Po ofoliowaniu:

image1.jpeg.f9205f6171710e9418da317187e83631.jpeg

Charakterystyki rozładowania:

1651039490_ScreenShot2018-10-08at02_02_51.thumb.png.68bb2f4ea5ed005b40039edec5eb3f8d.png

 

 

 

Edytowane przez Sebo_b
  • Lubię 3

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Projekt (i wykonanie) akumulatora

 

BOM:

- Pakiet 4S8P z ogniw 2900mAh =  585zł (cena zawiera ogniwa, holdery, usługę zgrzania, BMS, okablowanie i wyprowadzenie niezbędnych przewodów i wtyczek oraz przesyłka do klienta)

- 2x przetwornica step-down regulowana = 2x 21.6 = 43.2zł

- dioda prostownicza, włącznik kołyskowy z podświetleniem, kable, laminat, gniazda - koszt łącznie to około 20-30zł

- obudowa = około 30zł

- zasilacz do laptopa 19V / 4.75A = 40zł

 

Łącznie: 700 zł

 

Po co dwie przetwornice? Pierwsza obniża napięcie do 16.8V (+ spadek na diodzie), czyli do takiego, jakie jest potrzebne do ładowania pakietu li-ion. Druga obniża do 12V na wyjście z akumulatora.

 

Użyłem 300W regulowanych przetwornic step-down opartych na XL4016:

b93ab6315219d9cdcffc378ff7f87648.jpg.d73636f4d23e64748dc89e0a72a516b6.jpg

Obudowa to Kradex Z2A

992553289_ScreenShot2018-10-08at02_26_45.png.583d3dc94beed4ff7e42bf96a3b7d159.png

 

Schemat blokowy całości:

1451225102_ScreenShot2018-10-08at02_21_40.png.363051b230c8021c9e7c4388947a5001.png

 

Wszystko po upchaniu w obudowie wygląda tak:

20181008_002900.jpg.490223f8ec8f2fbdf603a8227d9d1f93.jpg

 

A po skręceniu tak:

20181008_005619.jpg.8bbf78a74d45fd609ce62d0b1a183825.jpg

 

 

 

 

 

 

 

  • Lubię 2

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Podsumowanie

 

Co można było zrobić lepiej:

- nie ma żadnego wskaźnika ładowania / naładowania / rozładowania akumulatora

- gniazdo wyjściowe jest męskie, zgodnie ze sztuką powinno być żeńskie

- obudowa nie jest hermetyczna, trzeba będzie trzymać akumulator w folii żeby nie łapał wilgoci

- pakiet nie jest "ocieplony", bez dodatkowego "kocyka" w zimie będzie dostawał w kość

- dołożyć wyjście USB

 

Zakładając, że montaż średnio będzie zużywał 1.5A + średnio 1.5A na chłodzenie kamery + (efektywnie) 0.5A na raspberry Pi = średnio 3.5A Efektywność przetwornicy to ~96% co daje łącznie 3.65A przy 12V = ~44W. Pakiet ma około 300Wh więc powinien uciągnąć całość przez 6h 50 min.

 

Całość waży 2.1kg i mierzy 9cm x 15cm x 18cm

 

A jak się sprawuje? Jeszcze nie wiem, przecież dopiero co to złożyłem :D

Edytowane przez Sebo_b
  • Lubię 2

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Bms na pewno jest tańszy niż dobra ładowarka balansująca, ale na tym kończą się jego zalety. Miejmy nadzieję, że podziała bezawaryjnie latami. Zakup sobie za kilka złotych brzęczyk który poinformuje Cię w terenie, że prąd się kończy. Bms ma to do siebie, że zwyczajnie wyłącza bez ostrzeżenia baterie i nigdy nie wiesz czy szlag go trafił (spalił się rezystor) czy rozładowała się bateria.

  • Lubię 1

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
2 hours ago, Krzychoo226 said:

Bms na pewno jest tańszy niż dobra ładowarka balansująca, ale na tym kończą się jego zalety

Jest też mniejszy i wbudowany :) Zobaczę jak to się będzie sprawowało, jak będzie słabo to kolejny pakiet będzie bez BMSa (ładowanie ładowarką).

 

2 hours ago, Krzychoo226 said:

brzęczyk który poinformuje Cię w terenie, że prąd się kończy. Bms ma to do siebie, że zwyczajnie wyłącza bez ostrzeżenia baterie

Jak się w terenie prąd będzie kończył to i tak nic na to nie poradzę.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
19 minut temu, Sebo_b napisał:

Jak się w terenie prąd będzie kończył to i tak nic na to nie poradzę.

Ale zgodzisz się że jest różnica pomiędzy spokojnym, ręcznym zatrzymaniem sesji, zaparkowaniem montażu itd, a chamskim natychmiastowym odcięciem zasilania od wszystkich podzespołów gdzie nie wiesz do końca czy bms zadziałał czy się spali :)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
50 minutes ago, Krzychoo226 said:

Ale zgodzisz się że jest różnica pomiędzy spokojnym, ręcznym zatrzymaniem sesji, zaparkowaniem montażu itd, a chamskim natychmiastowym odcięciem zasilania od wszystkich podzespołów gdzie nie wiesz do końca czy bms zadziałał czy się spali :)

Oczywiście, że się zgodzę. Kupiłem nawet amperomierz i voltomierz (analogowe) w tym celu - ale się nie zmieściły. Gdybym znalazł jakiś niewielki diodowy bargraf, który potrafi wskazywać poziom ładowania / rozładowania to bym na pewno go "dokleił".

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Kilka miesięcy temu zepsuł się mi mój powerbank zasilający laptopa w terenie i zrobiłem podobny projekt :)
Do sprawdzania poziomu naładowania polecam taki wyswietlacz jak u mnie koszt to jakies 30-40 zł :)
W skrócie mój powerbank:

- pakiet 3s7p (z ogniw samsunga 2600), przetwornica step down do ładowania powerbanku,

- przetwornica step up 19v do zasilania laptopa,

- przetwornica stepdown do zasilania portów usb,

- diody sygnalizujące ładowanie pakietu (czerwona) i stan naładowany (zielona)
- bms z modułem balansującym ogniwa.
- przełącznik : 1 ładowanie, 2 powerbank wyłączony, 3 powerbank włączony
- bezpiecznik na wyjściu przetwornicy laptopa
Całość zamknięta w obudowie rozmiarem zbliżonym do kartki A4 :)

20181008_105116.jpg.4b82f1bb6bed797edec0148814ac67e5.jpg

20181008_105211.jpg.899f6a9d15b47bce13abc7261553e3fe.jpg

20181008_105228.jpg.a772b7739b678bd87c79c9b68bfc45f1.jpg

  • Lubię 2

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

@cmku bardzo fajny projekt.

 

Mam kilka pytań:

- jak zrealizowałeś wskazanie końca ładowania? Pewnie przetwornica miała diody?

- ten wskaźnik pokazuje tylko rozładowanie tak, przy ładowaniu chyba nie może działać (bez amperomierza)?

 

 

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Wszystko dokładnie  tak jak napisałeś :)
Diody wyprowadziłem z przetwornicy CC/CV 5A 75W XL4015
db83687648e2b3981e42ddee39f9.jpg.89d065427a70831faa462abb3bc9561a.jpg
Wskaźnik naładowania (procentowy) działa tylko podczas trybu włączonego, podczas ładowania jest niestety nieaktywny

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

bawię się akumulatorami li-ion od kilku lat. Przetestowałem kilka układów BMS ale żaden nie działał prawidłowo jako balanser. Jeden podał na akumulator 4,89V w trakcie ładowania. Oczywiście taki pakiet jest już do wyrzucenia

 

pozdrawiam

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Tzn balanser dołożyłem do BMSa dodatkowy według schematu jak na fotce poniżej.
4S-4-2v-li-ion-balancer-board-li-ion-balncing-full-charge-battery-balance-board.jpg.adc3bba5e947bbd1b0d95f6c2a4e396e.jpg

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
Godzinę temu, Sebo_b napisał:

Oczywiście, że się zgodzę. Kupiłem nawet amperomierz i voltomierz (analogowe) w tym celu - ale się nie zmieściły. Gdybym znalazł jakiś niewielki diodowy bargraf, który potrafi wskazywać poziom ładowania / rozładowania to bym na pewno go "dokleił".

Ja mam taki brzęczyk: https://pl.aliexpress.com/item/9V-12V-Battery-Sound-and-Light-Alarm-Against-Over-discharge-Protection-Board-Low-Voltage-Under-Voltage/32827507124.html

stan ładowania pokazuje ładowarka, a napięcie akumulatora mogę sprawdzić na dołożonym woltomierzu cyfrowym.

Każdy BMS działa tak samo, pobiera prąd od ogniw z wyższym napięciem i podaje do tych z niższym, czyli działa cały czas i cały czas rozładowuje pakiet dodatkowo grzejąc się bo puszcza to przez najzwyklejsze rezystory. Gdy napięcia ogniw się rozjadą dość mocno taki BMS ma szanse nigdy nie skończyć swojej pracy. Dlatego dobra ładowarka balansująca zawsze będzie lepsza, bo po naładowaniu mamy pewność że napięcie jest identyczne. BMS dopiero w tym miejscu zaczyna swoją mozolną prace.

P.S. zdajecie sobie sprawę że takie przetwornice za kilka złotych dają bardzo zaszumiony prąd? Montaż sobie podziała, ale dla kamery dołożyłbym dobry filtr. U mnie pomimo dobrych przetwornic filtrowane jest każde wyjście.

Edytowane przez Krzychoo226

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
7 minutes ago, ZbyT said:

Jeden podał na akumulator 4,89V w trakcie ładowania

BMS nie może ograniczać napięcia ładowania, bo nie wie ile ogniw ma w pakiecie, musi być zasilany odpowiednim napięciem. Dlatego wydaje mi się, że jak przyłożyłeś 4.89V to na ogniwa poszło 4.89V. Z tego też powodu ograniczyłem to przetwornicą.

 

4 minutes ago, Krzychoo226 said:

dla kamery dołożyłbym dobry filtr

To jest tylko chłodzenie kamery (choć podobno hub usb w ASI też się tym zasila). Sama kamera zasila się po USB.

 

5 minutes ago, Krzychoo226 said:

Ja mam taki brzęczyk

To wygląda ciekawie, ma i voltomierz i amperomierz (choć ten bocznik wygląda niesolidnie): https://pl.aliexpress.com/item/coulombmeter-battery-level-voltage-indicator-voltameter-current-indicator-electricity-meter-parts-for-electric-scooter-bike-cars/32599228981.html

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
20 minut temu, Sebo_b napisał:

Drogie :) Ja mam analogowy amperomierz za kilka złotych, voltomierz na guzik żeby mi w nocy nic nie świeciło + ten brzęczyk. Zmieściłem się chyba w 20 złotych.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
2 godziny temu, Sebo_b napisał:

BMS nie może ograniczać napięcia ładowania, bo nie wie ile ogniw ma w pakiecie, musi być zasilany odpowiednim napięciem. Dlatego wydaje mi się, że jak przyłożyłeś 4.89V to na ogniwa poszło 4.89V. Z tego też powodu ograniczyłem to przetwornicą.

w opisie stało, że miały ograniczać napięcie ładowania ale tego nie robiły. Specjalnie kupiłem ich sporo różnych wersji by sprawdzić czy mogę zrezygnować z balansera

nie podawałem takiego napięcia na jedno ogniwo ale znacznie wyższe napięcie na cały pakiet. Pozostałe ogniwa miały niższe napięcie, a jedno aż tak wysokie

całkowicie zrezygnowałem z tych układów bo nie można im zaufać. Wolę zrobić własne zabezpieczenia

 

przy okazji przypominam, że rzeczywista sprawność przetwornic zależy od prądu jaki jest z nich pobierany. Podawana sprawność jest taką tylko przy określonym prądzie, zazwyczaj jest to prąd nieco mniejszy od maksymalnego. Jeśli więc chcemy pobierać z przetwornicy dużo mniejszy prąd to należy stosować przetwornice o zbliżonym prądzie maksymalnym

 

napięcie z przetwornic trzeba filtrować bo pracują one z dużymi częstotliwościami i potrafią nieźle siać. Na szczęście łatwo te częstotliwości odfiltrować

 

pozdrawiam

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Są takie modelarskie alarmy/testery napięcia z woltomierzem (pokazuje napięcie sumaryczne i w każdej z cel) i buzzerem, można ustawić poziom alarmu.

W zależności od sklepu kosztują kilka-kilkanaście złotych:

https://avifly.pl/pl/akcesoria/alarm-tester-v2--cyfrowy-napiecia-li-pol-2-8s--buzzer?gclid=Cj0KCQjwgOzdBRDlARIsAJ6_HNlMhacMKI7fIJ0BKAQCi50vjL4mHbp4vnV72jdlFAuM0L7pSvTfPz8aApT5EALw_wcB 

 

Ładowarka balansująca redoxa to ~100PLN.

Edytowane przez bartolini
  • Lubię 1

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

 

Dzięki - widziałem je, ale to nie zadziała jak w baterii jest balanser / BMS. Trzeba to podłączyć zamiast banalsera.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

  • Polecana zawartość

    • Małe porównanie mgławic planetarnych
      Postanowiłem zrobić taki kolaż będący podsumowaniem moich tegorocznych zmagań z mgławicami planetarnymi a jednocześnie pokazujący różnice w wielkości kątowe tych obiektów.
      Wszystkie mgławice na tej składance prezentowałem i opisywałem w formie odrębnych tematów na forum więc nie będę się rozpisywał o każdym obiekcie z osobna - jak ktoś jest zainteresowany szczegółami bez problemu znajdzie fotkę danej mgławicy na forum.
        • Kocham
        • Dziękuję
        • Lubię
      • 19 odpowiedzi
    • SN 2018hhn - "polska" supernowa w UGC 12222
      Dziś mam przyjemność poinformować, że jest już potwierdzenie - obserwacja spektroskopowa wykonana na 2-metrowym Liverpool Telescope (La Palma, Wyspy Kanaryjskie). Okazuje się, że mamy do czynienia z supernową typu Ia. Poniżej widmo SN 2018hhn z charakterystyczną, silną linią absorpcyjną SiII.
        • Dziękuję
        • Lubię
      • 11 odpowiedzi
    • Zbiórka: Obserwatorium do poszukiwania nowych planet pozasłonecznych
      W związku z sąsiednim wątkiem o zasadach przyjmowania stypendiów, po Waszej radzie zdecydowałem się założyć zbiórkę crowdfundingową na portalu zrzutka.pl. W tym wątku będę informował o wszelkich aktualizacjach, przychodzących także po zakończeniu.
        • Kocham
        • Dziękuję
        • Lubię
      • 85 odpowiedzi
    • Mamy polską zmienną z zaćmieniowym dyskiem protoplanetarnym
      W ten weekend, korzystając z danych ASAS-SN (All Sky Automated Survey for Supernovae), wykryłem nieznaną do tej pory zmienną typu R Coronae Borealis. To jedna z najrzadszych typów gwiazd zmiennych - do tej pory odnaleziono zaledwie ~150. Ich poszukiwanie nie należy do najprostszych, gdyż swoimi wskaźnikami barwy (B-V, J-K etc.) nie wyróżniają się zbytnio, dlatego szybciej jest przeszukać krzywe blasku.
        • Lubię
      • 18 odpowiedzi
    • Odkrycia 144 gwiazd zmiennych
      W tym temacie przedstawiam wyniki trwającego pół roku amatorskiego projektu, którego celem było wyszukiwanie nowych gwiazd zmiennych. Podsumowując, udało mi się znaleźć 144 gwiazdy zmienne, jedna z nich to współodkrycie z Gabrielem Murawskim - układ binarny o znacznej ekscentryczności. Postanowiłem więc zakończyć projekt, by móc zając się tematem spektroskopii średnich rozdzielczości.
        • Kocham
        • Dziękuję
        • Lubię
      • 9 odpowiedzi
×

Powiadomienie o plikach cookie

Umieściliśmy na Twoim urządzeniu pliki cookie, aby pomóc Ci usprawnić przeglądanie strony. Możesz dostosować ustawienia plików cookie, w przeciwnym wypadku zakładamy, że wyrażasz na to zgodę.