Halo, Habr! Saya ingin berbicara tentang visi saya tentang sumber energi portabel universal yang dapat diprogram. Bagaimana saya sampai pada hal ini, untuk apa proyek berakhir dalam perangkat keras, mengapa diperlukan dan opsi aplikasi, serta pengembangan lebih lanjut. Satu artikel jelas tidak akan cukup, oleh karena itu, dengan minat pada proyek ini, artikel berikutnya akan dikhususkan untuk momen pengembangan dan solusi yang digunakan secara detail lengkap. Saya meminta potongan, saya benar-benar ingin memberi tahu Anda tentang proyek saya!
Dalam materi ini saya ingin membagikan tidak hanya deskripsi dan tujuan perangkat, tetapi juga komponen ideologis yang memotivasi saya dalam penciptaan ini. Oleh karena itu, saya ingin meminta maaf terlebih dahulu kepada pembaca, yang mungkin terlihat memiliki volume tertentu dari materi ini. Saya hanya tidak bisa menulis sebaliknya.
Kejadian
Saya yakin bahwa suatu hari umat manusia akan dapat menemukan solusi terpadu untuk transfer energi, tetapi sejauh ini kami berada di kebun binatang dengan berbagai standar. Ya, Pengiriman Daya USB-C belum di mana-mana dalam teknologi portabel seperti yang kita inginkan, tetapi itu tidak akan menjadi obat mujarab untuk yang paling canggih.
Saya menginginkan sumber email yang benar-benar universal dan fleksibel. energi. Sehingga para profesional di bidangnya dapat menemukan alat yang andal dan paling serbaguna untuk tugas mereka. Untuk memungkinkan bepergian dengan mengambil peralatan apa pun tanpa khawatir, kadang-kadang, tentang transformasi tiba-tiba yang menyedihkan menjadi beban mati dan pada saat yang sama menjadi fleksibel dalam hal berat / kapasitas. Di rumah di atas meja itu seperti laboratorium PSU. Dan secara umum, dalam pekerjaan dan kehidupan sehari-hari tidak mengecewakan. Namun, untuk beberapa alasan, perangkat yang jelas tidak dijual. Dengan satu pengecualian, berjudul: "Vampir." Saya menyukai konsep dan pendekatannya, tetapi karakteristiknya, yaitu kekuatan, jelas tidak cukup.
Waktu berlalu, saya melanjutkan ke “pertanian kolektif” berbagai keputusan sesuai kebutuhan. Situasi ini sudah mulai membosankan. Selama bertahun-tahun, pemahaman yang sangat jelas tentang konsep perangkat yang diinginkan telah terbentuk, dan "massa kritis" motivasi telah terakumulasi untuk pergi dengan cara ini sendiri! Saya akui, ternyata sangat panjang dan belum selesai.
Jika konsep kompleksitas tidak memiliki kata sama sekali, maka dengan basis komponen dan sirkuit semuanya tidak begitu sederhana. Itu perlu untuk menentukan dengan tepat apa yang akan menjadi dasar tidak hanya untuk versi ini, tetapi juga kemungkinan variasi berikutnya. Dalam mencari solusi yang paling seimbang, beberapa prototipe dirancang dan diproduksi, di mana saya melakukan semua percobaan yang mungkin dan tidak terpikirkan. Terus terang saya tidak menyisihkan waktu pada tahap ini. Tentu saja, ketika ia menulis dalam pendahuluan, ini layak mendapatkan artikel terpisah. Hasil dari semua iterasi ini adalah apa yang ditunjukkan pada foto di atas dan di bawah. Secara umum, saya puas!
Konsep
Ini adalah penyimpanan energi universal yang dapat diprogram dengan dua inverter efisiensi tinggi pada input dan output. Semua ini dikelola melalui aplikasi seluler, serta melalui aplikasi pada PC. Segera meyakinkan lawan dari pendekatan ini. Ada fungsi yang mudah untuk menyimpan preset pada perangkat dengan konfigurasi melalui aplikasi, pekerjaan selanjutnya yang dilakukan dengan satu tombol dan sudah tanpa aplikasi apa pun. Dalam versi dasar, ia dapat mengakumulasi sekitar 45 W * h energi dalam bentuk 4 sel dari tipe 18650. Banyak yang mungkin mencatat kapasitas baterai internal yang tidak terlalu tinggi, tetapi harga untuk ukuran dan berat yang memadai. Salah satu cara atau lain, karena konektor khusus, Anda memiliki fleksibilitas untuk meningkatkan kapasitas unit eksternal atau baterai dari jenis yang sama. Daya keluaran tidak terbatas dan untuk waktu yang singkat dapat secara signifikan melebihi 100 W, terus menerus 50-75 W tergantung pada suhu. Pada ujung di kedua sisi adalah konektor yang paling umum untuk menghubungkan apa pun.
Seiring waktu, saya ingin membuka API terbuka dan membiarkan Anda mengubah tidak hanya baterai bawaan, tetapi bahkan beberapa komponen;)
TTX:
- Output: 3 - 25 V / 0,01 - 10 A / 50-100 W tergantung pada suhu
- Input: 4,5 - 25 V, MRI
- Kapasitas: ~ 45-50 W * h (13600 mAh) dalam bentuk 4 x 18650 elemen
- Efisiensi setiap konverter 90-96%
- Bekerja melalui mode pengisian daya (berdasarkan jenis UPS)
- Kemampuan hipotetis untuk meningkatkan kapasitas tanpa batas
- Bluetooth LE dan microUSB untuk kontrol dari ponsel untuk Android / iOS dan PC
- Dukungan Pengisian Cepat untuk input microUSB
- Dukungan untuk pengisian dipercepat untuk Apple dan output lainnya
- Dimensi: 133x84x31 mm
- Berat: 300 gram
Konsep
Awalnya, tujuan utamanya adalah efisiensi. Semuanya tergantung padanya. Berapa banyak daya yang bisa diperoleh pada output sebelum overheating dimulai. Berapa banyak energi berharga yang akan hilang dalam panas ketika dikonversi ke kondisi kamp, di mana setiap gram baterai menghitung dan, tentu saja, mempengaruhi ukurannya. Seiring dengan efisiensi, perhatian besar diberikan kepada hal-hal sepele, karena mereka menentukan kualitas penggunaan perangkat. Yang sama pentingnya adalah akurasi tinggi dari nilai-nilai output, yang juga tidak ketinggalan.
Tentu saja, meskipun antarmuka TTX yang sangat baik, itu bisa langsung merusak "kegunaan" semua fungsi. Menyadari hal ini, saya juga berkonsentrasi pada momen ini, seperti dulu saya berada di perangkat keras tanpa melihat ke belakang pada saat itu.
Konsep. Desain
Di sini saya tidak bisa mengatakan dengan tepat bagaimana menggunakannya, hanya penerbangan pikiran dan kebutuhan Anda yang akan menentukan tempatnya dalam hidup Anda. Lebih mudah untuk memberikan beberapa contoh.
Bayangkan Anda seorang videografer. Videografi adalah bisnis yang sangat intensif energi, dan Anda tidak akan mendapatkan cukup baterai biasa untuk kamera. Anda dapat membeli unit bermerek portabel yang mahal, yang, ingatlah, sering terdiri dari baterai dan / atau colokan biasa ke dalam outlet. Dan Anda dapat membeli adaptor baterai standar murah dengan kawat di Ali dan terhubung ke perangkat saya! Bahkan baterai yang terpasang di dalam perangkat akan 3-4 kali lebih luas dari baterai asli yang khas, tetapi ini bukan kekuatannya. Anda dapat menempatkan perangkat di sabuk bersama dengan paket baterai eksternal tambahan (atau melemparkannya ke dalam ransel) yang dalam hal ini pasokan energi akan sangat besar.
Di alam, dengan menghubungkan baterai matahari, Anda dapat mengisi baterai dari drone atau bahkan mobil, menyalakan laptop dari itu, dan mengisi baterai telepon. Energi berlebih akan secara bersamaan mengisi daya perangkat itu sendiri untuk masa depan. Jika Anda meninggalkannya, dan matahari terbenam, ia akan terus menyediakan energi untuk peralatan Anda dari "cadangan sendiri", bekerja sebagai UPS. Profil bawaan dalam aplikasi akan menyederhanakan pengisian baterai secara langsung.
Di rumah di desktop, ia akan menjadi asisten setia Anda dalam aspirasi DIY Anda karena daya tinggi dan akurasi nilai-nilai output. Perangkat lunak untuk komputer, selain fungsi dasar manajemen dan pemantauan, akan memungkinkan Anda untuk menulis skrip genap.
Dalam proses sehari-hari di mana-mana, itu akan menjadi Powerbank yang sangat diperlukan dan sangat dapat diandalkan. Kekuatannya cukup untuk mengisi daya laptop, kamera, ponsel, tablet, dll.
Konektor
Semua konektor dikelompokkan baik menerima di satu sisi, dan memberi energi di sisi yang berlawanan. Untuk grup host, Anda dapat terhubung ke stopkontak, menghubungkan catu daya dari laptop, PSU dari komputer (kabel daya CPU), baterai lainnya, panel surya, generator sepeda DC, generator thermoelectric, hanya mengisi daya dari telepon, dll. Dengan demikian, segala sesuatu yang Anda akan kenakan biaya dan daya terhubung ke output - konsumen.
Setiap konektor tidak masuk akal untuk dijelaskan, keduanya identik, baik pada input maupun pada output. Beberapa poin masih perlu diklarifikasi, yaitu, blok terminal built-in dipilih untuk kurang membingungkan dengan polaritas, di mana "+" terletak di tengah, dan "-" di sisi. Dua konektor DC bundar pada output memiliki ketebalan pin pusat yang berbeda (2,1 dan 2,5 mm). Perlu juga dicatat bahwa dua microUSB pada input memiliki dukungan untuk Quick Charge, tetapi dua USB pada output tidak lagi ada, tetapi untuk itu, mereka mendukung pengisian yang dipercepat untuk Apple dan peralatan dari produsen lain. Kemungkinan Quick Charge akan ditambahkan dengan memperbarui firmware nanti, seperti teknologi pengisian cepat lainnya, tetapi belum. Semua konektor dilindungi dari polaritas terbalik, dengan kata lain, jika Anda mengacaukan plus dengan minus. Berikut daftar konektornya:
- Putaran DC 5.5x2.1 / 2.5 mm
- Terminal push-in untuk kabel telanjang
- Dua input microUSB dengan QuickCharge
- Dua Output USB (Apple 2.4 A, Pengisian Baterai USB )
- Molex 4 pin - cara menyalakan CPU pada motherboard. Anda selalu dapat menemukan kabel ini dari PSU ATX yang terbakar. Saya merasa sederhana dan dapat diandalkan.
Konektor Molex khusus
Pengecualian untuk konektor yang masuk adalah satu Molex. Dalam kasus penggunaan dasar, konektor ini dirancang untuk menghubungkan paket baterai eksternal atau jenis baterai yang sama dalam jumlah yang tidak terbatas. Namun, pada artikel berikutnya saya berencana untuk mengungkapkan semua fitur teknis perangkat, dan Anda akan memahami betapa serbaguna dan serbaguna konektor ini, dan pengembangan lebih lanjut dari antarmuka akan memperbarui fungsinya.
Antarmuka
Seperti yang saya mengisyaratkan pada perangkat di atas, hanya dua tombol dan tiga LED yang bertanggung jawab untuk menunjukkan status umum atau pra-pilih yang dipilih saat ini. Jika satu tombol bertanggung jawab untuk fungsi umum dan preset, maka yang kedua untuk berhenti darurat.
Ada sedikit lebih banyak pilihan untuk menggunakan perangkat daripada hanya banyak dan tidak mungkin untuk meramalkan semuanya. Adalah logis untuk menerapkan logika dasar kerja dan antarmuka interaksi dengan perangkat di tingkat perangkat lunak. Jadi, saya berencana untuk terus meningkatkan antarmuka dan algoritma di masa depan dengan menambahkan fungsi baru dengan memperbarui perangkat lunak. Ya, dan Anda harus memahami bahwa beberapa memerlukan cara yang paling sederhana dan terjangkau untuk berinteraksi, sementara yang lain membutuhkan fitur canggih profesional. Semua ini mudah dilakukan dalam aplikasi.
Saya benci meninggalkan bagian ini tanpa penjelasan terperinci tentang antarmuka, aplikasi seluler, dan aplikasi PC. Karena ada rasa percaya diri dan sedikit kebanggaan bahwa saya mendapatkan antarmuka yang unik secara fungsional dan tidak kalah universal tanpa embel-embel, yang ideal untuk sebagian besar skenario aplikasi. Tetapi tidak ada keinginan untuk mengubah bagian ini menjadi instruksi yang membosankan. Meski begitu, saya tidak bisa memberikan deskripsi yang sangat singkat.
Mulai aplikasi, Anda sampai ke layar utama, di mana Anda dapat memanipulasi tiga nilai utama: tegangan (U), arus (I) dan daya (P). Perhatikan bahwa U ditekankan pada layar, yang berarti bahwa tegangan saat ini adalah tegangan target, mis. Dengan mengaturnya, perangkat akan mendukung tegangan output yang Anda atur. Juga dengan arus dan daya. Jika, selain nilai target, Anda mengatur dua lainnya maka mereka akan menjadi batas atas, batas.
Biarkan saya memberi Anda sebuah contoh: Anda memiliki laptop, itu terkait dengan warna merah (misalnya, ia memiliki elemen desain yang terbuat dari merah). Anda perlu menggesek ke layar berikutnya, yang terlihat persis sama, tetapi didekorasi bukan dalam warna hijau, tetapi dalam warna merah, yang sesuai dengan warna LED pada perangkat, yang pada gilirannya bertanggung jawab atas pengaturan awal ini. Di atasnya, Anda menggulir tegangan ke yang diinginkan, misalnya, 19,5 V. Itu saja. Anda dapat segera menerapkan apa yang menyala pada perangkat atau hanya menutup yang secara otomatis menyimpannya sebagai prasetel merah. Ketika Anda perlu mengisi daya, hanya dengan menekan tombol pilih preset yang sesuai dengan LED merah tanpa partisipasi telepon.
Pengembangan lebih lanjut
Karena saya awalnya meletakkan desain modular tidak hanya besi, tetapi juga perangkat lunak, ini akan memungkinkan saya untuk membuat setidaknya beberapa variasi. Pasti akan ada variasi dengan Pengiriman Daya USB-C. Saya benar-benar ingin membuat versi yang ringkas tanpa baterai, sebagai alternatif yang murah untuk PSU laboratorium dengan kemampuan untuk memprogram, bahkan mungkin dalam tata letak multi-fase / multi-saluran. Berdasarkan papan yang ada, jelas, akan menjadi prof. revisi dengan peningkatan daya dan tegangan hingga 36 V, tanpa memperhatikan biaya.
Itu saja untuk saat ini. Saya harap Anda menikmatinya!
Saya ingin menyampaikan terima kasih khusus saya untuk rekomendasi yang tak kenal kompromi dan mendesak dalam menulis artikel
maiorovx ini