Bärbar kraftbox: 4 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:41

Jag hade några extra delar som behövde ett syfte och som tur var passade de ihop såväl som om jag hade köpt dem för detta ändamål. Detta syfte är att ge en användbar mängd ström till en växelriktare i ett kompakt portabelt paket.

Just så hände det att jag hade ett extra Pelican 1460 -fodral som jag beställde utan brickor av misstag. Jag hade också fyra batterier till hands som tidigare köptes för att användas för att öka körtiden för min MX650-byggnad (https://www.instructables.com/id/Battery-Powered-Motorcycle/), men sedan bestämde jag mig för att de vägde mer än jag ville lägga i cykeln. Växelriktaren köptes för att installeras i min gamla husbil, men jag hade inte hunnit installera den ännu. Extra tråd och elektriska beslag finns alltid till hands i mitt garage, men inte alltid i den färg jag vill ha.

Jag provade batterierna och växelriktaren för att passa i Pelican -fodralet och en idé föddes. Jag tänkte bygga en bärbar batterilåda för att driva saker runt lägret och för att köra lampor och leksaker i min brors bakgård för sina barn. Det visade sig att Pelican -fodralet skulle passa perfekt till ytterligare två batterier, så jag frågade även min Brother. Han köpte ytterligare två batterier, vilket gjorde att antalet 6 var 22 timmars förseglade blybatterier för sammanlagt 132 ampertimmar.

Steg 1: Reservdelar, verktyg och säkerhetsvarningar

SÄKERHET FÖRST - Elektricitet kan döda. Så vänligen ha en grundläggande förståelse för riskerna innan du fortsätter med denna eller någon annan konstruktion. Lödning i ett välventilerat område. Var försiktig när du arbetar med elverktyg och använd alltid lämplig personlig skyddsutrustning (personlig skyddsutrustning).

Verktyg som används i denna konstruktion inkluderar: Borr, lödkolv, tång, trådavstrykare / -krympare, sticksåg, måttband, vise, markör, kniv, skruvmejsel

Reservdelar:

6 Varje 22Ah SLA-batterier-Mitt kom från Monster Scooters $ 350

6 eller 8 gauge tråd- och ringkontakter - jag hade till hands men dessa kan köpas i alla bil- eller järnaffärer.

Metallbandband - Även känd som hängtejp tror jag och finns i järnaffärer eller timmerbutiker.

Inverter - Jag började med en som jag hade till hands 750W/1500W och slutade med en annan på grund av effektbehov 1500W/3000W - Från Harbor Freight ungefär $ 140

Skruvar och bultar - få krävs för detta projekt och jag hade dem till hands.

Diverse skum för att stödja batterier - jag har några till hands. Träskrot eller annat material kan användas istället.

12 Volt batteriladdare - Jag har ett par olika bilbatteriladdare till hands. Varje 12 volt laddare kommer att göra susen.

Pelican Case - Jag använde ett Pelican 1460 fodral tillgängligt från www.atlascases.com ungefär $ 175

Steg 2: Bygget

Bygget är rakt fram.

Jag installerade de sex batterierna i det nedre facket i Pelican -fodralet och stödde dem med skum för att hålla dem på plats. Eftersom lådan aldrig kommer att behöva tippa på sidan kommer det att erbjuda mycket stöd, även utan att fästa dem i lådan. Jag klippte sedan locket för att hålla omformaren och fäst växelriktaren på locket med metallband och skruvar. Batterierna är parallellkopplade och sedan anslutna till växelriktaren. Jag lödde var och en av ringkontakterna till trådarna och jag använde 6 eller 8 gauge tråd som jag hade till hands. Gå inte för tunt på tråden eftersom detta system är under stor belastning.

Obs! Omformare kan generera en hel del värme och bör monteras i områden med bra luftflöde. Även om jag inte oroade mig alltför mycket för detta eftersom inverteraren jag använde har två inbyggda kylfläktar. Det är alltid en bra idé att låta dem andas, så jag skar hålet lite större framför locket för att släppa in lite luft i och runt växelriktaren. Vik aldrig inverteraren i trasor eller lägg den på brännbart material

Jag lade till en 3D -tryckt platta för att klä upp det grova hålet som skurits på lockets framsida med en jiggsåg. Jag målade den med färg överbliven från ett nyligen genomfört projekt som kom nära fodralets färg.

Det är allt som är med denna konstruktion. Bilder ska hjälpa till att illustrera hur enkel denna konstruktion är.

Min batterilåda är mycket väl packad med tät blysyra 12-volts effekt. den väger 95 kilo och flyttas därför bäst av två personer trots att lådan har handtag.

Det skulle kosta någonstans runt $ 700 att montera alla delar

Steg 3: Principerna bakom byggnaden

Jag har nu sex 12-voltsbatterier som ger en användbar mängd 120-volt växelström. Varför fungerar det ändå?

Jag kan komma in i den här frågan djupare än jag vill, men jag ska försöka klargöra (definiera) några grundläggande elektriska termer och principer. Ibland måste jag leta upp några av följande termer och principer för att få önskat resultat från projekt som jag bygger. Så jag tänkte att jag skulle dela med mig av några användbara termer och begrepp. Jag ska uppge att jag inte är elingenjör eller elektriker, så rätta mig gärna om jag får något fel så kommer jag att rätta till det. Du kan ställa alla frågor du vill, men tänk på att jag kanske inte vet svaret.

Vad är parallella kretsar och hur kan de jämföras med kablar i serie? I mina projekt hänvisar jag ofta till parallell eller seriekoppling. Parallella batterier är trådbundna plus terminal till plus -terminal (er) och negativa terminal till negativa terminal (er). Detta ändrar inte batteriernas totala utspänning. Ett exempel är 6 vardera 12 volt batterier parallellt ger 12 volt effekt. Det är så det här batteriprojektet är anslutet.

Batterier i serie är trådbundna Plus -terminaler till negativa terminaler och så. Med varje batteri som lägger till sin spänning till det sista. Ett exempel är tre AA -batterier vid 1,5 volt vardera ger en spänning på 4,5 volt när de är seriekopplade och endast 1,5 volt när de är parallellkopplade.

Detta kan också hänvisa till säga LED -lampor också. Låt oss säga att vi använder lampor som kräver en effekt på 3 volt. Dessa lampor när de är parallellkopplade behöver bara 3 volt levereras till dem. Medan samma lampor som kräver 3 volt när de är seriekopplade kommer att kräva 6 volt för två och 9 volt för tre.

En annan anmärkning när du kombinerar batterier i antingen parallell eller serie bör de vara samma typ av batteri med samma ampere timme (Ah eller mAh) värden. Dessa principer noteras på bilderna ovan med infogade anteckningar som ropar ut detaljer. Skärmbilderna är hämtade från "Tinkercad Circuits", vilket är ett mycket trevligt nytt verktyg i Tinkercad.

Vad är en inverter och hur fungerar den? En växelriktare omvandlar elektricitet från likström till växelström. Jag kommer inte att gå in på detaljer om hur det gör detta, men det ökar likspänningen och ändrar den sedan till växelström innan den skickas till enheten. Du måste veta vilka strömkrav som krävs för den enhet du ska driva med din växelriktare och vad som är kraften för källan som matar omformaren. För det mesta kommer källan att vara 12 volt likström med 120 volt växelström. Du kanske kan klara dig med en liten 400 W inverter eller så kan du behöva en 3000 W växelriktare beroende på vad du driver: en glödlampa eller en cirkelsåg. Bestäm dig därför för att omvandlaren du använder är större än den uppstartseffekt (överspänning) som behövs för den eller de enheter du planerar att driva med den. Tänk också på att sinusvågsutmatningen från en växelriktare ofta är en "kvadratisk" våg (modifierad sinus) snarare än den fina, jämna, rundade sinusvågan med växelström från väggen. Det kanske inte spelar någon roll om du driver en elmotor, men det kan ha betydelse när du till exempel driver kommunikations-, medicinsk eller navigationsutrustning. (diagram över sinusvåg och effektbehov i bilderna ovan)

Växelström mot likström - Växelström, växelström är vad du har i uttagen i ditt hus. Likström, likström, är vad du hittar i alla slags batterier; till exempel batteriet som driver din bil eller AA -batterierna som du sätter i din fjärrkontroll.

Vid likström strömmar elektronernas riktning från den negativa terminalen till den positiva terminalen i en riktning som rörelse av vatten genom en slang. Likström används vanligtvis i lägre spänningar än växelström.

I växelström växlar elektronernas riktning ständigt riktning. Upp till 60 gånger per sekund i de flesta amerikanska elsystem. Växelström är lättare att använda vid högre spänningar än likström.

Vad händer med ampertimmarna när du kopplar batterier i serie vs parallellt? Amp -timmar när batterier är seriekopplade är lika med vad batterierna läser. Om jag i detta bygge hade kopplat alla 6 batterier i serie istället för parallellt skulle de ge 72 volt, men bara 22 Ah. Medan de 6 batterierna i detta projekt är parallellkopplade vid 12 volt och tillsammans ger de 132 ampertimmar. Ja!!!!

Vad är ett SLA -batteri? SLA = förseglad blysyra. Vilket betyder ett likströmsbatteri som inte läcker om det välter eller monteras på sidan.

Vad är sinusvågor och hur påverkar det effekten? Med växelström från "The Grid" är sinusvågan väldigt slät som vågorna i havet utan att vinden ger släta väl avrundade toppar och dalar. Med växelström från en likströmskälla med en växelriktare kan du ha ganska "fyrkantiga" sinusvågor. Detta är i allmänhet inte ett stort problem om du driver en motor, lampor eller andra icke -tekniska föremål. Men om du driver navigations-, medicinsk eller kommunikationsutrustning kan detta skapa störningar. Inverterare kan byggas för att ge ren sinusvågseffekt, men ju renare vågen genererade desto högre kostnad för växelriktaren.

Vad är Amperage (A)? Antalet elektroner mäts i ampere (ampere) och är känt som ström.

Vad är Amp Hours (Ah)? Tänk på Ah som bränsletanken. Där Ah är en enhet för elektrisk laddning multiplicerad med tid. Detta är lika med laddningen som överförs av en jämn ström på en ampere som flödar i en timme. Du kommer ofta att se detta uttryckt som milliampere, mAh, vilket är en tusendels ampere timme.

Vad är Wattage (W)? Watt är den mätning av effekt som krävs för att köra en enhet och mäts i watt. Ett annat sätt att uttrycka detta är: Elektrisk kraft är den takt, per tidsenhet, vid vilken elektrisk energi överförs av en elektrisk krets. Där en watt är lika med en joule per sekund. Detta är mätaren för storleken på inverteraren som behövs för att driva din enhet eller enheter.

Vad är ohm? Ohm är en måttenhet för elektrisk motstånd. Vissa material flödar lätt medan andra material skapar motstånd vilket hindrar elektronernas rörelse. Det är också därför du måste använda minst 8 gauge tråd (6 gauge är bättre) så att vi kan få det flöde som behövs mellan batterier och till växelriktaren utan att smälta trådar.

Vad är spänning? Elektriskt tryck (potentiell energi) mellan två punkter mätt som en volt.

Steg 4: Första användningen i den verkliga världen

Den första uppgiften vi använde den bärbara kraftboxen till var att driva en baseball pitching -maskin. Tyvärr var den första växelriktaren jag installerade i lådan en 750 Watt / 1500 Watt toppomformare och det var inte tillräckligt med ström för att köra pitchmaskinen för min Son’s lilla ligalag. Battingövning är naturligtvis viktigt så jag köpte en 1500 Watt / 3000 Watt Peak inverter och installerade den i lådan istället för den mindre växelriktaren. Den större växelriktaren fungerar, men den går också i larm/stängs av och det blåser säkring i pitchmaskinen om jag inte startar svänghjulet för hand innan jag slår på pitchmaskinens strömbrytare. Jag kan verkligen inte säga varför detta händer eftersom pitchmaskinen kommer att starta bra när den ansluts till ett vägguttag utan att säkra. Jag tror att det kan vara hur kraften levereras från växelriktaren eller att det kan vara sinusvågen för den levererade effekten som diskuterats tidigare. Pitchmaskinen tar 120 V -effekten som levereras av växelriktaren och omvandlar den till 90 V DC för att driva motorn.

Det har förekommit ett par fasta återkopplingar från andra på Instructables angående varför det blåser säkring på pitchmaskinen utan rullande start. Här är en av kommentarerna som jag tycker förklarar situationen väl: I förhållande till din kommentar om varför säkringen går genom strömboxen och inte när du använder en nätadapter. De flesta växelriktare sätter ut en fyrkantvåg, vissa producerar det som kallas en pseudosinusvåg som är en stegad fyrkantvåg som växer och minskar i höjd (spänning) med steg som följer ungefär kurvan för sinusvågscykelns 180 grader i det positiva och negativa riktningar, denna typ av växelriktare beter sig nästan identiskt som växelström från nätet, men växelriktaren som inte gör detta, det är bara fyrkantvågsgeneratorer som du kan se med ett oscilloskop du har i princip två typer, en som genererar en kvadratvåg som varar 180 grader av den positiva och negativa cykeln, den andra typen genererar en kvadratvåg som varar mindre än 180 grader av den positiva och negativa cykeln. Växelriktarens av den första typen, utgångsspänningen tror jag måste motsvara sinusvågens RMS -spänning, om den inte gör det och utgången är högre mellan RMS och toppvärdet kommer det troligtvis att säkra säkringen beroende på den tidsfördröjning som säkring och startström som motorn drar när den startar från en död start (alla motorer drar varierande mängder effekt från en dödstart som kan variera från 3 till 10 gånger deras körkraft). Inverterarna av den andra typen när de genererar en kvadratisk puls för en fyrkantvåg som inte varar så länge som 180 grader av cykeln är tvungna att sätta ut en högre spänning än RMS -värdet för att integrera samma effekt som en sinus våg gör över hela 180 grader av cykeln. Om din växelriktare är av denna andra typ måste du vara försiktig när du driver utrustning som inkluderar MOV i strömförsörjningen som skydd mot spikar på kraftledningen, eftersom spänningsnivån i många fall kan komma in i MOV: s skyddsområde och det kan explodera eller i värre fall fatta eld. Jag litar bara på ett oscilloskop för att ge mig de verkliga spänningsvärdena som någon av dessa växelriktare släckte. Vänliga hälsningar. JohnH848

Det är verkligen trevligt att ha pitchmaskinen igång i total tystnad från kraftboxen och snarare än att drivas från en generator som körs på infielden.

Jag räknar med många års användning från den här lådan för alla slags uppgifter, från att driva min systerdotter och systersonens bakgård till att ladda Razor-motorcyklarna som jag bygger (se https://www.instructables.com/id/Battery-Powered-motorcycle). Lådan är tung att flytta, därför kommer den inte att användas till allt, men det är ett trevligt alternativ att ha när det behövs. Det är uppenbarligen mycket tystare än vår generator och ger samma watt användbar effekt. Naturligtvis kommer generatorn att ge ström så länge jag har bensin, men så småningom behöver jag koppla in batterierna för att ladda batterilådan.

Jag hoppas att du hittade något värde i den här skrivningen. Frågor eller kommentarer är alltid välkomna. Jag kommer att göra mitt bästa för att svara i tid och korrekt.

Tack. Schockmade