龙虾-低功率自行车供应电池

7833年

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龙虾-低功率自行车供电电池

不久前,我买了一个自行车灯,附带这个USB A插头。它是安装了一个尼龙搭扣带和它的使用舒适度相当不错。然而,几个月后,USB连接器开始松动和腐蚀。这种糟糕的连接使灯光闪烁,最终在骑自行车时熄灭。从那时起,我决定对整件事进行过度设计。

我想要一个易于拆卸/安装的电池,带有耐候性连接器。后来我想. .我还想要:

  • 电池可以通过USB C进行充电
  • 整个系统应该是可扩展的模块和
  • 每个部件都应该比较容易修复->尽量避免粘胶
  • 我想重复使用“旧”电池组的电池

结果是什么?

  • 4个模块->一个电池包,一个固定/安装机构,一个包含状态显示的分配模块,最后一个模块是刚刚得到了XT60连接器而不是USB A连接器的自行车灯。(很快,红色背光也将成为LOBSTER的一部分,所以另一个模块->共5个)

附件

供应

  • 3 d打印/零件制造
  • XT60公母连接器(3公、4母)
  • M5螺母和16mm长(8x)圆柱螺钉
  • 螺母和圆柱螺钉(2x16mm, 5x12mm, 1x8mm)
  • 瞬间按钮(我使用了一个类似的按钮:亚马逊)任何都行,但CAD文件就是为这些而设计的
  • 防水头开关(我拿到的是MTS-101+MZ)
  • USB-C女性沥青
  • 电池状态监视器(阿里巴巴全球速卖通
  • 锂离子电池充电电路(阿里巴巴全球速卖通
  • 锂离子电池+ BMS(我从旧电池包中回收的)(2个18650型电池)
  • 电线
  • 2芯电缆(用于连接各模块)

构建工具和材料:

  • 胶水(用于将分离的塑料件粘合在一起)
  • 砂纸
  • Woodfiller
  • 底漆和颜色(与自行车内胎接触的部分我也用了橡胶喷漆)
  • 螺丝起子
  • 烙铁

第一步:免责声明和其他提示

对于一些地方,我使用XT60连接器的螺丝稍微太长了(我使用了我有的)。所以我决定在一些连接器上钻一个小洞。这并不是我的计划,我只是在构建过程中遵循了流程。
此外,当我写这个Instructable,我看到,我有时遗漏了小步骤(焊接两根电线到XT60连接器)(如果他们真的缺失,在指示的意义上是不清楚的,请通知我)

如有任何遗漏的说明、零件、工具或解释,请及时通知我,我将不胜感激。谢谢!:)

小贴士:

  • 在组装任何东西之前,想想XT60的极性。保持一致性,这样你就不必考虑交换引脚,甚至可以为系统创建更多的模块。
  • 如果它不像你希望的那样适合,再磨一点。

第二步:(可选)拆卸旧电池

因为它是防水的,所以很难打开。如果你做类似的事情,确保不要损坏里面的电池。同时避免电池受热过多。

我做了2节电池,对于第一个,我取出了库存BMS和使用一个新的。对于第二支(图),我只保留了BMS的股票和大部分的屏蔽。

小心那些电池。刺伤、短路、加热或以任何方式增加过多的外力都可能导致火灾。

第三步:打印所有零件

每个文件应该打印一次。为提供足够的机械强度,应考虑零件的印刷方向。

我添加了虚拟图片来显示我打印零件的方向。

我的打印设置:

  • 材质:PLA(品牌:bq)
  • 层:0.2
  • 喷嘴:0.4
  • 周边:3
  • 固体层
    • 上图:2毫米
    • 底部:2毫米
  • 填充密度:20%


请原谅其他未加工部分的照片丢失。

步骤4:(可选)后期处理和绘制部件

到目前为止,我还不是一个经验丰富的喷雾器画家。所以我不会提供如何做到这一点的说明,但我会简短地解释我做了什么:

  1. 粗砂光
  2. 应用木填料/木腻子填补任何洞的文物印刷。
  3. 再次喷砂
  4. 第一次底漆
  5. 轻微的砂光
  6. 更多的引物
  7. 油漆
  8. 抛光

有许多人发布教程如何处理你的印刷品。对我来说,这是第一次“适当地”后处理我的部分,并试图使他们成为一个产品。(一切顺利,我学到了很多)

第五步:USB C充电

有了USB C为电池组充电的能力,所有设备都有相同充电器的梦想又近了一步。
USB-PD允许终端设备告诉充电器它想要多少伏特和安培。这是由CC引脚上的电阻控制的。
在我们的案例中,我们将使用一个5.1kOhm的下拉电阻来获得5V@1.5A的功率交付

除电源输出设置外,还应焊接VBUS和GND的电缆。确保你的电缆不要太短,但也不要太长,因为电池组可能太拥挤。

最好是把零件拼在一起,看看有多少空间。

步骤6:组装电池包

  1. 船体长正面有一个小洞。首先,我们必须把USB-C连接器从上一步进入这个洞。理想情况下,任何缝隙都用硅胶或胶水密封。这也使连接器更加健壮,因为它的每个设计都不太紧。
  2. 雪橇必须粘在电池床上。注意雪橇有一个“向上”的方向。例如,雪橇的一侧更宽,这样当雪橇和底座一起时就更容易了。
  3. 线路:从XT60连接器和电池的电线都有孔。焊接他们相应地(+/-)充电器电路电池端(即输出端口)。USB-C连接器(VBUS、GND)的线缆连接到充电器电路的输入端。
  4. 将充电电路安装到床上(如图所示)。我用了硅胶,所以很容易再次取出。
  5. 把XT60连接器正确地放到它的地方(注意,它可能有点棘手,以适应它通过洞在船体。
  6. 把M3螺母放回原位。床的左右两侧有一个螺钉孔。沿着它,你可以找到一个口袋M3螺母。这是需要的,因为它是唯一的材料可以抓住的螺丝)
  7. 将船体和主体滑动在一起。留意一下所有的电线。它们可能会四处移动,因此不可能用雪橇把各个部分组装在一起。也许用一些工具把电线移开)
  8. M3螺钉(16mm)
  9. 我建议用硅密封船体和主体的接触点,以防止水进入电池区域。

我连接的充电器电路有一个微型usb连接器端口。它是不需要的,理想情况下是在使用电路板之前拆除(拆焊)。然而,您可能会遇到的唯一问题是,它是在组装期间的方式和事实,您有一个更少的空间内的包。

步骤7:组装底座

安装由一个底座,雪橇,3个安装“环”和电子室组成。
此外,电子室有主体、挂钩和盖子。

我认为安装是不言自明的。(如果不让我知道)只是因为它是更容易在第一次组装,我不会在你完成它的组装之前粘上电子室。

底座的电路非常简单。它只是一个开关,将直线从正极或负极分开。你可以先把电路焊接起来,然后再把所有东西装好。注意,在输出端使用了两芯电缆,并在末端有一个XT60公连接器。另外,在焊接输出电缆之前,通过盖子的孔馈电它。(是的,这是一个设计缺陷)

当一切连接,我将开始与M3螺母以下的XT60洞(有一个小口袋),然后XT60(公)连接器。现在安装开关,用防水帽从外面固定。
最后,将电缆固定在“电缆夹”中。在腔室的底部有2个口袋用于M3螺母用于螺钉。

现在你也可以把钩子放到位了。我建议通过一个8mm M3螺钉从侧面馈电,并在上面放一个螺母。然后从后面推钩子,把螺丝放进钩子上的孔里。
用钳子把弹簧压紧放到位。这里有两个乳头,可以用来冲刺。一个在舱底,一个在钩子上。最后,喂一个长M3螺杆通过孔(即在钩上)的腔。使用另一个M3螺母。螺丝的存在是为了松开挂钩(这样电池就可以拆卸了),M3螺母是为了微调休息挂钩的位置。(还要确保M3螺丝不掉出)

用来隐藏电子设备的盖子是通过中心顶部孔和里面的螺母安装的。我会先插入螺丝并附上螺母(松的,即为盖子的叉留出一些空间),然后插入盖子,然后拔出螺丝并拧紧(拉紧螺丝的混合)

最后可以将腔体粘在底座上,并从底部使用另一颗M3螺钉将XT60接头固定到位。

旁注:我没有胶水腔和安装在一起。我只是用M3螺钉把所有东西固定在一起。这似乎效果很好。

步骤8:组装分发服务器

  1. 首先,三个子部分需要粘在一起。你可以拿我的照片作为参考,看看它应该是什么样的。(请记住,它是安装在管子上的,所以“底部”曲线应该有点平)
  2. 添加所有XT60(母头)连接器的电线,按钮以及电池充电显示。*我使用了不同颜色的电线,所以我安装时只需要连接相同颜色的电线。
  3. 将M3螺母放入口袋。每个XT60连接器有一个口袋和螺丝孔。
  4. 从按钮开始,用相应的螺母从里面拧紧。(这有点棘手,你可能需要你的钳子。)同时,把电线拉到大开口。
  5. 通过XT60连接器的电线,并将连接器放在他们的地方,用螺丝拧紧他们。
  6. 通过大开口滑动显示屏,把它推到最后的位置。
  7. 稍微往下推,加入一些硅胶,再往上推。确保硅胶在神游器里。或者,你可以用胶水把显示器粘在合适的位置,但用硅酮更容易更换它,以防损坏。
  8. 根据线路图把所有的电线焊接在一起。
  9. 盖子的安装方式与底座的电路室类似。尽管,盖子是由外部固定的,即由螺丝头固定。

*确保电线足够长,这样它们就能伸到大开口和稍远的地方。因为我建议在箱子安装好后将所有部件焊接在一起。

第九步:骑上自行车

我认为安装到自行车的系统是不言自明的。把M5螺母放在口袋里,把零件放在自行车管上,拧紧安装系统的第二部分。

第十步:好的和坏的(résumé)

好:

  • 由于它的内部模块化结构,它可能适合各种自行车。所有你需要设计自己,将是“安装环”。
  • 如果某些部件损坏了,修复起来比较容易(很少粘胶)
  • 整体非常模块化。例如,只需使用另一个分配器模块并将电缆布线到需要的地方,就可以为额外的灯供电。
  • 基本上完成了我在项目中的所有目标。

缺点:

  • 不像我想的那么容易修复。(这是可能的,但在某些地方你必须把整个东西拆开)
  • 组件的某些部分设计得不是很好。(就像电子室的盖子)
  • 安装上的XT60连接器(电池应该安装的连接器)能够轻微旋转。这将导致电池不能完全连接/滑动,除非你将连接器向后旋转。
  • 这个钩子不象预期的那样完全工作/不象预期的那样平滑。但它的工作原理。然而,XT60连接器非常牢固,甚至可能不需要钩子。

  • 安装电子室盖有一个电缆孔,因此电缆必须通过孔馈电,在焊接电缆之前。

  • 如果有其他电源消耗者处于激活状态,电池显示将不能正常工作。(这是显而易见的,但值得一提)

其他:

重要的是使电池组尽可能防水。这可以用硅密封所有的间隙来实现。你不想直接让电池短路吧!如果在系统的其他地方有短路(例如,在BMS之后,这远没有直接短路电池那么糟糕)

通过这个项目,我学到了很多东西,从设计交互机械零件(从零开始)到3D打印零件的后期加工和喷漆。总的来说,这对我来说是一个很好的组合。随着时间的推移,我可能会改进龙虾的某些部分。也许有人会对这些感兴趣:D

    步骤11:常见问题解答

    为什么设计在螺孔上使用“盖”?

    这些零件是为3D打印设计的。因此,零件在机械强度的背景下有一个弱方向。但另一方面是首选的印刷方向,因为悬垂和所需的支撑材料。盖在那里,所以螺旋头不会把(打印)层分开,而是压缩层下面。

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      6个评论

      0
      BoggedZero

      7个月前

      特殊项目。
      3卧式自行车,照明和旗帜是关键设备。我尝试了从小型太阳能电池板到共享电源连接的所有东西,这些东西会让一个鲁布·戈德堡(Rube Goldberg)的粉丝摸不着头脑。我现在有了大量的电缆、充电器和太多不同品牌的灯具——似乎你永远不可能两次找到相同的型号(!),而且没有一个底座是兼容的。
      我最欣赏的是你在整篇文章中分享你的想法、挑战和改进建议。
      仅仅创造3D打印的工作是值得的价值,加上电子和涉及到这个阶段的工作量,非常令人印象深刻。
      我通常只是下载文件,看看构建是什么样的。龙虾的概念结合了我一直在修补的多个想法,然后是一些,并在光年前执行。我只是想花点时间说声谢谢。非常酷的项目,解决了一个真正的挑战。好吧,至少对我来说是这样,但我怀疑只有我一个人在挑战“让灯开着”;)

      0
      hiasl

      7个月前的回复

      谢谢你的好意。很高兴听到这对我以外的人有用。
      谢谢分享你的故事:)

      0
      Eleyone

      7个月前

      伟大的设计和伟大的工作!一个可能的改进是使用XT30连接器。它们更薄,能够容纳足够的安培供你使用;)

      0
      hiasl

      7个月前的回复

      谢谢!是的,关于安培,几乎任何连接器都适合:D
      谢谢你的建议!

      0
      robertsteel

      问题7个月前

      那么,光明在哪里呢?

      0
      hiasl

      7个月前

      好一个。还没有光的照片。我在介绍步骤中增加了2(开/关)。

      一般来说,它并不特别。刚刚将USB A更换为XT60公接头。还有一些热缩管。