Zistite, ako vyrobiť prenosný monitor napájaný z batérie, ktorý môže napájať aj malinu Pi: 8 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Už ste niekedy chceli kódovať python alebo mať výstup pre svoj robot Raspberry Pi na cestách, alebo ste potrebovali prenosný sekundárny displej pre svoj prenosný počítač alebo kameru?

V tomto projekte budeme stavať prenosný monitor napájaný z batérie a napájací zdroj, ktorý môže napájať aj malinové pi alebo nabíjať telefón. Na vybudovanie nášho projektu použijeme lítium-iónovú batériu a použijeme konvertory DC-DC na zosilnenie.

Buďte obozretní a pamätajte, že bezpečnostné pripomienky sú tučne

Zásoby

Budete potrebovať:

-Raspberry pi (akákoľvek doska bude fungovať, stačí si všimnúť požiadavku na volge a súčasné čerpanie pre neskoršie použitie) a potrebné adaptéry a napájacie káble:

www.amazon.com/gp/product/B01C6FFNY4/ref=o…

-Monitor s hodnotením LCD 12 VOLT (použil som 7-palcovú obrazovku);

www.amazon.com/Loncevon-Portable-Computer-…

-Back prevodník DC TO DC na USB výstup:

www.amazon.com/gp/product/B07JZ2GQJF/ref=o…

-A DC to DC Boost Converter:

www.amazon.com/Onyehn-LTC1871-Converter-Ad…

-Jednožilová malá a stredná elektronika, ktorej vodič zvládne najmenej 10 ampérov

-prepojovacie káble

-USB napájací kábel

-kábel HDMI

-Vhodný sudový kolík na zobrazenie:

www.amazon.com/OdiySurveil-5Pairs-Terminal…

-(Voliteľné) 3D tlačiareň na tlač montážnych dielov a puzdra na batériu v prípade potreby

-držiak batérie:

www.amazon.com/Plastic-Battery-Batteries-C…

-Vhodný spínač

www.amazon.com/Aoyoho-Thread-Latching-Butt…

-18 650 batériových článkov v rovnomernom množstve (pri nákupe lítium-iónových článkov od predajcov, od ktorých nie ste oboznámení, dbajte na maximálnu opatrnosť)

Krok 1: Pochopenie základov

Tu je rýchly prehľad o teórii a zásadách projektu, pretože je dôležité porozumieť základným elektronickým princípom tohto projektu.

Najprv sa pozrime na základné komponenty, ktoré sme si vybrali. Pre tento projekt sme vybrali 12-voltový monitor a malinový pi pracuje pri napätí 5 voltov a na udržanie energie vyžaduje až 3 ampéry v závislosti od toho, ktorá doska z malinového pi je použitá.

Ďalej prediskutujeme náš zdroj energie. Na napájanie tohto projektu sa používajú lítium-iónové články (v priemere s kapacitou 3,5 V) v konfigurácii 2S (články sú usporiadané do skupín buniek, ktoré obsahujú dva články zapojené do série, do ktorých je zapojená každá skupina buniek paralelne k sebe). Batéria ako taká môže vydávať priemerné napätie 7 voltov a jej prúdový výkon a kapacita sú určené počtom použitých bunkových skupín.

Teraz sa pozrime na náš systém regulácie výkonu. Pretože výstup batérie nie je pôvodne uspokojivý na efektívne napájanie projektu samostatne, sú na prevod výstupného napätia našej batérie na požadované napätie každého zariadenia potrebné meniče jednosmerného prúdu na jednosmerný prúd (čo vedie k zmene batérií) maximálny výstupný zaťažovací prúd)) buď zvýšením alebo znížením napätia (teda znížením a zvýšením prúdu). Pretože malina pi vyžaduje väčší záťažový prúd ako výstupný displej, napätie bude musieť byť znížené tak, aby bolo dosiahnuté požadované napätie a záťažový prúd maliny pi

Preto vedie k našej konfigurácii batérií 2S je ideálny pre danú úlohu (vzhľadom na to, že výstup je okolo 7 V), pretože je dostatočne blízko k menovitému napätiu malinového pí, aby poskytoval tiež dostatočný záťažový prúd a dostatočne blízko k menovitému napätiu obrazovka taká, že keď sa zvýši napätie, bude dostatok prúdu na to, aby obrazovku stále fungoval.

V projekte sa používajú meniče jednosmerného prúdu na jednosmerné napätie: 1) zosilňovač zosilnenia, ktorý zvýši náš 7-voltový vstup na stabilný 12-voltový výstup, ktorý môže používať náš monitor, a 2) menič napätia, ktorý sa zníži náš 7-voltový vstup na stabilný 5-voltový výstup s dostatkom prúdu pre najintenzívnejšiu prevádzku.

Tento projekt je možné vykonať aj rôznymi spôsobmi, napríklad tým, že iba displej bude napájaný batériou. V takom prípade stačí postupovať podľa sprievodcu a ignorovať kroky na nastavenie maliny. pi.

Tento projekt je možné použiť aj na napájanie telefónu alebo akéhokoľvek iného zariadenia napájaného USB namiesto malinovej dosky Pi, ak ignorujete všetky časti každého kroku, ktoré sa týkajú monitora alebo akýchkoľvek jeho variácií, a preto vedieť základy, ktoré sa tu učia, je budú nápomocné pri akýchkoľvek ďalších vylepšeniach alebo úpravách.

Krok 2: Začatie stavby a tlač dielov

Teraz, keď rozumiete základným elektronickým operáciám tohto projektu, môžeme začať s vytváraním.

Tento projekt je väčšinou elektronický, ale ak chcete všetko v úhľadnom balení alebo nemáte určité súčasti. Môžete ich najskôr vytlačiť 3D tlačou, aby ste sa neskôr mohli zamerať na elektroniku.

Ak ste použili odporúčaný monitor, môžete tento súbor použiť ako svoj zväzok (zahrnutý v kroku).

Ak potrebujete držiak batérie, môžete sa pozrieť na: https://www.thingiverse.com/thing:1823552. Môžete sa riadiť pokynmi tvorcu, alebo si môžete vyvŕtať vlastné otvory a pomocou skrutiek, skrutiek a podložiek m2 na skrutky m4 upnúť svoje články a káble. Predtým, ako budete pokračovať, nezabudnite dvakrát skontrolovať svoje spoje a izolovať všetky otvorené spojenia a vodivé skrutky.

Krok 3: Zapojenie batérie

Skôr ako začnete, uistite sa, že máte všetky požadované súčasti, a nezabudnite skontrolovať, či sú vaše články 18650 podobného napätia a kapacity

Najprv zoskupte svoje lítium-iónové batérie 18650 do párov a každý pár zapojte do série a vytvorte bunkovú skupinu.

Ďalej vezmite každú skupinu článkov a zapojte ich paralelne k sebe a nezabudnite zapojiť prepínač do jedného z paralelných uzlov (najlepšie prvého alebo posledného alebo na výstupe z batérie).

Je to vidieť na schéme zapojenia vyššie.

Predtým, ako budete pokračovať, nezabudnite znova skontrolovať svoje spoje a izolovať všetky otvorené spojenia a vodivé skrutky

Krok 4: Pripojenie regulátorov napätia

Ďalej k našej batérii pripojíme naše regulátory napätia DC TO DC.

Pred zapojením najskôr skontrolujte, či je vypínač umiestnený na batérii, ako je znázornené na začiatku, vypnutý, aby sa zabránilo poškodeniu súčiastok počas kalibrácie.

Potom paralelne zapojte kladné póly batérie k plusovým prevodníkom buck a boost.

Ďalej paralelne zapojte záporný pól batérie k prevodníkom buck a boost.

Toto je uvedené vyššie.

Potom zapnite spínač a pomocou skrutkovača upravte výstupy prevodníkov boost a buck otočením potenciometrov dosiek

Zosilňovač bude napájať 12voltový displej a výstup musí byť kalibrovaný, aby mal 12 voltový výstup

Konvertor Buck bude poháňať Raspberry Pi. Ako už bolo spomenuté, každá doska má iné aktuálne požiadavky. Nastavte konvertor dolárov na 5 voltov a nastavte ho na režim USB (dá sa to vykonať pomocou priloženej dokumentácie v balení pre komponent) a po súčasnom neskoršom pripojení nastavte aktuálne predpisy na 1amp a kalibrujte na základe dosky.

Krok 5: Pripojte obrazovku a Raspberry Pi

Po kalibrácii regulátorov napätia môžeme pripojiť naše zariadenia

Najprv môžeme náš valcový kolík pripojiť k výstupu zosilňovača so správnou polarizáciou a potom ho môžete pripojiť k obrazovke.

Potom pripojte USB k Raspberry Pi a potom pripojte HDMI k Raspberry Pi k obrazovke.

Teraz použite skrutkovač a nastavte aktuálny kryt prevodníka dolára na hodnotu, pri ktorej sa malinová pí doska zapne a naštartuje (môže sa líšiť od 1 do 4 ampérov v závislosti od použitej dosky).

Tu je možné použiť mobilný telefón, ak sa má nabíjať mobilný telefón, namiesto napájania malinového pi. Uistite sa, že prúd, pri ktorom obmedzujete potenciometer, je nastavený na špecifikácie vášho zariadenia.

Krok 6: Balenie

Teraz je elektronika hotová a teraz môžete zapojiť všetky káble a je čas zapojiť káblový zväzok LCD

Konvertor zosilňovača a batériu môžete prispôsobiť svojim prostriedkom buď horúcim lepidlom alebo skrutkami, a ak používate pribalený tlačený zväzok, budete:

1) Zaistite všetky súčasti buď obojstrannou páskou, vyvŕtaním otvorov v 3D tlačenom modeli, aby vyhovovali vašim komponentom, a zaistením pomocou skrutiek alebo krútiacich väzieb k 3D modelu.

2) Odstráňte stojan displeja zo spodnej časti monitora, aby ste odhalili otvor, do ktorého bude model vložený

3) Zasuňte západku vytlačeného držiaka zospodu do otvoru na zadnej strane monitora, kým nebude držiak zaistený.

4) Zaskrutkujte späť stojan, aby zaistil držiak na mieste a zaistil komponenty.

Krok 7: Záver

Teraz máte Raspberry Pi a displej napájaný batériami, vpred môžete pridať bezdrôtovú klávesnicu a potom fotoaparát. Aj prostredníctvom tohto projektu ste prehĺbili svoje znalosti elektroniky a toho, ako fungujú a sú napájané základné položky, ktoré používate vo svojom každodennom živote, ako sú batérie a smartfóny.

Krok 8: Budúce kroky

Tento projekt môže byť v budúcnosti vylepšený pridaním 3D tlačeného obalu, v ktorom môžu byť všetky existujúce komponenty uložené a chránené pred vonkajším prostredím.

Tiež je možné pridať integrovaný obvod nabíjania batérií na nabíjanie zariadenia bez vyberania batérií a je možné pridať ďalšie články, aby sa predĺžila životnosť batérie.

Tento projekt môžete prispôsobiť batérii alebo iba displeju napájanému z batérie a v budúcnosti môžete tiež zvýšiť kapacitu batérie a maximálny výstupný prúd zaťažením prepojením viacerých skupín článkov 2S 18650 v podobnej konfigurácii súbežne so súčasnými článkami..

Tento projekt je možné ďalej rozšíriť na maticu displejov a malinových pi rozšírením bunkových skupín batérie a opakovaním každého kroku v rámci tohto projektu. Tento projekt je teda možné použiť ako chrbticu, na ktorej môžete rozšíriť svoju batériu napájanú maticu displejov a malinových pi