Bonjour, Habr! Je veux parler de ma vision d'une source d'énergie portable universelle programmable. Comment j'en suis arrivé à cela, à quoi le projet a abouti en matériel, pourquoi il est nécessaire et les options d'application, ainsi que son développement ultérieur. Un article ne sera évidemment pas suffisant, par conséquent, avec un intérêt particulier pour ce projet, le prochain article sera consacré aux moments de développement et aux solutions utilisées en détail. Je demande une coupe, j'ai vraiment envie de vous parler de mon projet!
Dans ce matériel, je veux partager non seulement la description et le but de l'appareil, mais aussi la composante idéologique qui m'a motivé dans cette création. Par conséquent, je tiens à m'excuser à l'avance auprès des lecteurs, qui peuvent sembler un certain volume de ce matériel. Je ne pouvais tout simplement pas écrire autrement.
Genesis
Je suis sûr que l'humanité pourra un jour parvenir à une solution unifiée au transfert d'énergie, mais jusqu'à présent, nous sommes dans un zoo de différentes normes. Oui, l'USB-C Power Delivery n'est pas encore aussi omniprésent dans la technologie portable que nous le souhaiterions, mais ce ne sera pas une panacée pour les plus avancés.
Je voulais une source de messagerie vraiment universelle et flexible. l'énergie. Pour que les professionnels de leur domaine trouvent un outil fiable et polyvalent pour leurs tâches. Pour permettre aux voyageurs de prendre n'importe quel équipement sans se soucier, parfois, de sa soudaine transformation triste en charge morte et en même temps être flexible en termes de poids / capacité. À la maison, la table était comme une alimentation de laboratoire. Et en général, dans le travail et la vie quotidienne n'a pas déçu. Cependant, pour une raison quelconque, un tel appareil évident n'était pas en vente. À une exception près, intitulée: "Vampire". J'ai aimé le concept et l'approche, mais ses caractéristiques, à savoir la puissance, n'étaient clairement pas suffisantes.
Le temps a passé, j'ai continué à «la ferme collective» diverses décisions au besoin. Cette situation commençait déjà à s'ennuyer. Au cours de toutes ces années, une compréhension très claire du concept de l'appareil souhaité s'est formée, et une «masse critique» de motivation s'est accumulée pour aller par vous-même! J'avoue que cela s'est avéré être très long et pas encore terminé.
Si le concept de complexité n'avait pas le mot du tout, alors avec la base des composants et les circuits, tout n'était pas si simple. Il fallait déterminer exactement ce qui allait devenir la base non seulement de cette version, mais aussi des éventuelles variations ultérieures. A la recherche de la solution la plus équilibrée, plusieurs prototypes ont été conçus et fabriqués, sur lesquels j'ai mené toutes les expériences imaginables et imaginables. Franchement, je n'ai pas perdu de temps à ce stade. Bien sûr, comme il l'a écrit dans l'introduction, cela mérite un article séparé. Le résultat de toutes ces itérations est ce qui est montré sur la photo ci-dessus et ci-dessous. En général, je suis satisfait!
Concept
Il s'agit d'un stockage d'énergie universel programmable avec deux onduleurs à haut rendement à l'entrée et à la sortie. Le tout est géré via une application mobile, ainsi que via une application sur PC. Rassurez immédiatement les adversaires de cette approche. Il existe une fonction pratique pour enregistrer des préréglages sur l'appareil avec une configuration via l'application, le travail ultérieur avec lequel est effectué avec un seul bouton et déjà sans aucune application. Dans la version de base, il peut accumuler environ 45 W * h d'énergie sous la forme de 4 cellules de type 18650. Beaucoup peuvent noter une capacité pas si élevée de la batterie interne, mais tel est le prix pour une taille et un poids adéquats. D'une manière ou d'une autre, grâce au connecteur spécial, vous avez la possibilité d'augmenter la capacité des unités externes ou des batteries du même type. La puissance de sortie n'est pas limitée et pendant une courte période peut dépasser considérablement 100 W, 50-75 W en continu en fonction de la température. Aux extrémités des deux côtés se trouvent les connecteurs les plus courants pour connecter tout et n'importe quoi.
Au fil du temps, je veux arriver à une API ouverte et vous permettre de changer non seulement les batteries intégrées, mais même certains composants;)
TTX:
- Sortie: 3 - 25 V / 0,01 - 10 A / 50-100 W selon la température
- Entrée: 4,5 - 25 V, IRM
- Capacité: ~ 45-50 W * h (13600 mAh) sous la forme de 4 x 18650 éléments
- Efficacité de chaque convertisseur 90-96%
- Fonctionne en mode de charge (par type d'onduleur)
- Capacité hypothétique d'augmenter la capacité à l'infini
- Bluetooth LE et microUSB pour le contrôle à partir d'un téléphone pour Android / iOS et PC
- Prise en charge de la charge rapide pour les deux entrées microUSB
- Prise en charge de la charge accélérée pour Apple et d'autres sorties
- Dimensions: 133x84x31 mm
- Poids: 300 grammes
Concept Accent
Initialement, l'objectif principal était l'efficacité. Tout dépendait d'elle. La quantité d'énergie pouvant être obtenue à la sortie avant le début de la surchauffe. Combien d'énergie précieuse sera perdue dans la chaleur lors de la conversion aux conditions de camp, où chaque gramme de la batterie compte et, bien sûr, affecte sa taille. En plus de l'efficacité, une grande attention est accordée aux bagatelles, car elles déterminent la qualité d'utilisation de l'appareil. Tout aussi importante était la grande précision des valeurs de sortie, qui n'était pas non plus manquée.
Bien sûr, malgré son excellente interface misérable TTX, il pourrait instantanément gâcher la "convivialité" de toutes les fonctions. En réalisant cela, je me suis également concentré sur ce moment, car j'étais sur le matériel sans regarder en arrière à l'époque.
Concept.Design
Ici, je ne peux pas dire exactement comment l'utiliser, seul le vol de vos pensées et de vos besoins déterminera sa place dans votre vie. Il est plus facile de donner quelques exemples.
Imaginons que vous soyez vidéaste. La vidéographie est une entreprise très énergivore et vous n'aurez pas assez de piles ordinaires pour l'appareil photo. Vous pouvez acheter une unité de marque portable coûteuse, qui, pensez-vous, se compose souvent de piles et / ou de prises ordinaires dans une prise. Et vous pouvez acheter un adaptateur de batterie standard bon marché avec un fil sur Ali et vous connecter à mon appareil! Même les batteries intégrées dans l'appareil seront 3 à 4 fois plus spacieuses qu'une batterie d'origine typique, mais ce n'est pas la force. Vous pouvez placer l'appareil sur la ceinture avec des batteries externes supplémentaires (ou le jeter dans un sac à dos), auquel cas l'apport d'énergie sera vraiment énorme.
Dans la nature, en connectant une batterie solaire, vous pouvez charger des batteries à partir d'un drone ou même d'une voiture, alimenter un ordinateur portable et charger le téléphone. Une énergie excessive chargera simultanément l'appareil lui-même pour l'avenir. Si vous l'avez quitté et que le soleil s'est couché, il continuera à fournir à votre équipement l'énergie provenant de "ses propres réserves", fonctionnant comme un onduleur. Les profils intégrés dans l'application simplifieront le chargement des batteries directement.
À la maison sur le bureau, il deviendra votre fidèle assistant dans vos aspirations de bricolage en raison de la puissance et de la précision élevées des valeurs de sortie. Un logiciel pour ordinateur, en plus des fonctions de base de gestion et de surveillance, vous permettra d'écrire même des scripts.
Dans les processus quotidiens omniprésents, ce sera une Powerbank indispensable et très fiable. Sa puissance est suffisante pour charger des ordinateurs portables, appareils photo, téléphones, tablettes, etc.
Connecteurs
Tous les connecteurs sont regroupés à la fois recevant d'une part et donnant de l'énergie du côté opposé. Au groupe hôte, vous pouvez vous connecter à la prise de courant, connecter les alimentations à partir d'un ordinateur portable, PSU à partir d'un ordinateur (câble d'alimentation du CPU), d'autres batteries, panneaux solaires, un générateur CC de vélo, générateur thermoélectrique, simplement charger à partir d'un téléphone, etc. En conséquence, tout ce que vous chargez et mettez sous tension est connecté aux sorties - les consommateurs.
Chaque connecteur n'a pas de sens à décrire, ils sont identiques, à la fois en entrée et en sortie. Certains points doivent encore être clarifiés, à savoir que les borniers intégrés sont choisis pour moins de confusion avec la polarité, où "+" est situé au centre et "-" sur les côtés. Deux connecteurs DC ronds à la sortie ont différentes épaisseurs de la broche centrale (2,1 et 2,5 mm). Il convient également de noter que deux microUSB à l'entrée prennent en charge la charge rapide, mais deux USB à la sortie ne sont plus là , mais pour cela, ils prennent en charge la charge accélérée pour Apple et les équipements d'autres fabricants. Il est probable que Quick Charge sera ajouté en mettant à jour le firmware plus tard, comme d'autres technologies de charge rapide, mais pas encore. Tous les connecteurs sont protégés contre l'inversion de polarité, en d'autres termes, au cas où vous confondriez le plus avec le moins. Voici la liste des connecteurs:
- Rond DC 5,5x2,1 / 2,5 mm
- Bornes enfichables pour fils dénudés
- Deux entrées microUSB avec QuickCharge
- Deux sorties USB (Apple 2.4 A, chargement de batterie USB )
- Molex 4 pin - comment alimenter le CPU sur la carte mère. Vous pouvez toujours trouver ce fil dans le bloc d'alimentation ATX grillé. Je l'ai trouvé simple et fiable.
Connecteurs Molex spécial
Une exception aux connecteurs entrants est un Molex. Dans le cas d'utilisation de base, ce connecteur est conçu pour connecter des batteries externes ou le même type de batterie en un nombre illimité. Cependant, dans le prochain article, je prévois de révéler toutes les caractéristiques techniques de l'appareil, et vous comprendrez à quel point ce connecteur est polyvalent et polyvalent, et le développement ultérieur de l'interface mettra à jour ses fonctionnalités.
Interface
Comme je l'ai fait allusion à l'appareil ci-dessus, seuls deux boutons et trois LED sont chargés d'indiquer l'état général ou le préréglage actuellement sélectionné. Si un bouton est responsable des fonctions générales et des préréglages, le second de l'arrêt d'urgence.
Il y a un peu plus d'options pour utiliser l'appareil que beaucoup et il est impossible de tout prévoir. Il était logique de mettre en œuvre la logique de base du travail et l'interface d'interaction avec l'appareil au niveau logiciel. Ainsi, je prévois de continuer à améliorer l'interface et les algorithmes à l'avenir en ajoutant de nouvelles fonctions en mettant à jour le logiciel. Oui, et vous devez comprendre que certains nécessitent le moyen d'interaction le plus simple et le plus abordable, tandis que d'autres ont besoin de fonctionnalités avancées professionnelles. Tout cela est facile à faire dans l'application.
Je détesterais quitter cette section sans une description détaillée de l'interface, du mobile et de l'application PC. Puisqu'il y a confiance et un peu de fierté, j'ai obtenu une interface fonctionnellement unique et non moins universelle sans fioritures, ce qui est idéal pour la plupart des scénarios d'application. Mais il n'y a aucun désir de transformer cette section en une instruction ennuyeuse. Pourtant, je ne peux pas donner une description très brève.
En démarrant l'application, vous accédez à l'écran principal, dans lequel vous pouvez manipuler les trois valeurs principales: tension (U), courant (I) et puissance (P). Notez que U est souligné sur l'écran, ce qui signifie que la tension est actuellement la tension cible, c'est-à -dire En le réglant, l'appareil prendra en charge la tension de sortie que vous définissez. Également avec courant et puissance. Si, en plus de la valeur cible, vous définissez les deux autres, ils seront la limite supérieure, la limite.
Permettez-moi de vous donner un exemple: vous avez un ordinateur portable, il est associé à la couleur rouge (par exemple, il a des éléments de conception en rouge). Vous devez passer à l'écran suivant, qui a exactement la même apparence, mais qui n'est pas décoré en vert, mais en rouge, ce qui correspond à la couleur de la LED sur l'appareil, qui à son tour est responsable de ce préréglage. Sur celui-ci, vous faites défiler la tension jusqu'à celle souhaitée, par exemple, 19,5 V. C'est tout. Vous pouvez immédiatement appliquer ce qui allume l'appareil ou simplement le fermer pour l'enregistrer automatiquement en tant que préréglage rouge. Lorsque vous devez recharger, appuyez simplement sur un bouton pour sélectionner un préréglage correspondant à la LED rouge sans la participation du téléphone.
Développement ultérieur
Puisque j'ai initialement posé la conception modulaire non seulement du fer, mais aussi du logiciel, cela me permettra de faire au moins quelques variations. Il y aura certainement une variation avec la livraison d'alimentation USB-C. Je veux vraiment faire une version compacte sans piles, comme une alternative bon marché à une alimentation de laboratoire avec la possibilité de programmer, peut-être même dans une configuration multi-phases / multi-canaux. Sur la base du conseil existant, évidemment, sera prof. révision avec augmentation de la puissance et de la tension jusqu'à 36 V, sans égard au coût.
C'est tout pour l'instant. J'espère que ça vous a plu!
Je tiens à exprimer mes remerciements spéciaux pour les recommandations sans compromis et urgentes en écrivant cet article
maiorovx