Super Capacitor Powered Raspberry Pi Laptop: 5 Steps

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Կախված այս նախագծի նկատմամբ ընդհանուր հետաքրքրությունից, ես կարող եմ ավելացնել ավելի շատ քայլեր և այլն, եթե դա օգնում է պարզեցնել որևէ շփոթեցնող բաղադրիչ:

Ինձ միշտ հետաքրքրել է տարիների ընթացքում ի հայտ եկող նոր կոնդենսատորի տեխնոլոգիան և մտածել, որ հաճելի կլինի դրանք որպես զվարճանքի մարտկոցի տեսքով կիրառելը: Կային շատ տարօրինակ խնդիրներ, որոնց ես հանդիպեցի դրա վրա աշխատելիս, քանի որ դրանք նախագծված չեն այս հավելվածի մտքում, այլ ցանկանում էին կիսվել իմ պարզած և փորձարկվածով:

Սա ավելի շատ ընդգծում է բջջային հավելվածում գերհզոր կոնդենսատորների բանկից էներգիա լիցքավորելու և ուժը հանելու դժվարությունները (թեև որքան ծանր է, բայց այդքան էլ բջջային չէ …):

Առանց ստորև բերված հիանալի ձեռնարկների, սա չէր կայանա:

• www.instructables.com/id/Lets-learn-about-Super-Ca…-Supercapacitors- ի մասին խորը տեղեկատվություն
• www.instructables.com/id/How-to-Make-Super…-Լիցքավորման և լիցքաթափման միացում կառուցելու ձեռնարկ
• Ես կփորձեմ ավելի շատ քանդել, քան ես օգտագործել եմ, եթե կարողանամ գտնել դրանք/հիշել դրանք:

• Եթե ունեք որևէ ձեռնարկ, որը, ձեր կարծիքով, տեղին է, տեղեկացրեք ինձ, որպեսզի կարողանամ այն նետել այստեղ:

Հիմնական պատճառները, որ ես ուզում էի փորձել սա են.

• Ամբողջական լիցքավորումը SECONDS- ում (ներգրավված բարձր հզորությամբ այս համակարգը սահմանափակում է րոպեները… ապահով):
• Հարյուր հազարավոր լիցքավորման ցիկլեր առանց դեգրադացիայի (ավելի քան մեկ միլիոն ճիշտ պայմաններում):
• Շատ խորշ տեխնոլոգիա, որը կարող է իր ճանապարհը գտնել մարտկոցների հիմնական արդյունաբերության մեջ:
• Շրջակա միջավայրի շահագործման պայմանները: Այստեղ օգտագործվող կոնդենսատորների համար +60C- ից -60C ջերմաստիճան:
• Լիցքավորման արդյունավետությունը> 95% է (մարտկոցները միջինում <85% են)
• Ինձ հետաքրքիր են դրանք:

Այժմ էլեկտրաէներգիայի հետ աշխատելու համար երբևէ անհրաժեշտ նախազգուշացման համար … Չնայած այն հանգամանքին, որ V 5 Վ ցածր լարման դեպքում վնասվածքի հավանականությունը շատ քիչ է, բայց հզորության անհավանական քանակությունը, որը կարող են թողնել գերհզոր կոնդենսատորները, կառաջացնի այրվածքներ և ակնթարթորեն տապակել բաղադրիչները: Առաջին հոդվածում նշված էր տալիս է հիանալի բացատրություն և ապահով քայլեր: Ի տարբերություն մարտկոցների, տերմինալների լիովին կարճացնելը պայթյունի վտանգ չի ներկայացնում (չնայած դա կարող է կրճատել գերկոնդենսատորի կյանքը ՝ կախված մետաղալարերի չափիչից): Իրական խնդիրներ կարող են ծագել, երբ չափից ավելի լարում (լիցքավորում նշագծված առավելագույն լարման միջով), որտեղ գերկոնդենսատորները կփչանան, «կպայթեն» և կմահանան ծխագույն խառնաշփոթի մեջ: Այրահեղ դեպքերը կարող են լինել այն դեպքում, երբ կնիքը բավականին բարձր է թռչում:

Որպես օրինակ, թե որքան էներգիա կարող է արձակվել, ես 16 բալանոց պղնձե մետաղալարն ամբողջությամբ լիցքավորված բանկի վրայով գցեցի 5 Վ լարման ժամանակ (իհարկե պատահաբար) և թեթևակի կուրացա, երբ մետաղալարն այրվում էր սպիտակ և կանաչ բռնկումով: Մեկ վայրկյանի ընթացքում այդ 5 սմ երկարությամբ մետաղալարն ԱՎԵԼԻ Է: Հարյուրավոր ուժեղացուցիչներ անցնում են այդ մետաղալարով մեկ վայրկյանից պակաս ժամանակում:

Ես տեղավորվեցի նոութբուքի վրա ՝ որպես հարթակ, քանի որ շուրջս պառկած էր մի Raspberry Pi, մի ալյումինե ճամպրուկ, մի կրպակի ստեղնաշար և մի 3D տպիչ ՝ նախատիպը տեղադրելու համար: Սկզբում գաղափարն այն էր, որ այս նոութբուքը կառուցվի այնպես, որ այն կարողանա աշխատել 10-20 րոպե նվազագույն ջանքերով: Theամպրուկի մեջ իմ լրացուցիչ սենյակի առկայության դեպքում չափազանց գայթակղիչ էր փորձել ավելի շատ դուրս մղել այս նախագծից ՝ ավելի շատ գերհզոր կոնդենսատորների մեջ սեղմելով:

Ներկայումս օգտագործելի էներգիայի քանակը գտնվում է ՄԻԱՅՆ 3.7V 2Ah լիթիում -իոն մարտկոցի հզորության ներքո: Մոտավորապես 7Wh էներգիա: Ոչ ցնցող, բայց դատարկից 15 րոպեից պակաս լիցքավորման ժամանակ, այն առնվազն հետաքրքիր է:

Unfortunatelyավոք, կոնդենսատորների պահեստավորված էներգիայի միայն մոտ 75% -ը կարող է դուրս հանվել այս համակարգով … Շատ ավելի արդյունավետ համակարգ անպայման կարող է ներդրվել ՝ 1 Վ կամ ավելի ցածր լարման հոսանք քաշելու համար: Ես պարզապես չէի ուզում այլևս գումար ծախսել դրա վրա, ինչպես նաև, որ 2 Վ լարման տակ կոնդենսատորներում թողնում է ընդամենը մոտ 2 Վտժ էներգիա ՝ ընդհանուր 11 Վտժ ընդհանուրից:

Օգտագործելով ցածր էներգիայի 0.7-5V դեպի 5V փոխարկիչ (efficiency 75-85% արդյունավետություն) ես կարողացա լիցքավորել իմ 11Wh բջջային հեռախոսի մարտկոցը 3% -ից մինչև 65% `օգտագործելով կոնդենսատորների բանկը (չնայած հեռախոսները չափազանց անարդյունավետ են լիցքավորման մեջ, որտեղ 60-80 մուտքային էներգիայի % -ը փաստացի պահվում է):

Այս նախագծում օգտագործվող մասերի համար, հավանաբար, ավելի լավ մասեր կան օգտագործելու, քան ես ունեի ձեռքի տակ: Բայց ահա դրանք են.

• 6x գերհզոր կոնդենսատորներ (2.5V, 2300 Farad - մեքենայի վերականգնման արգելակման համակարգից: Կարող եք գտնել Ebay- ում և այլն)
• 1x Ազնվամորի Պի 3
• 1x 5V սնուցվող էկրան (ես օգտագործում եմ 5.5 դյույմ AMOLED էկրան ՝ HDMI կառավարման տախտակով)
• 2x ATTiny85 միկրոհսկիչ (ես կներառեմ ծրագրավորումը)
• 2x 0.7V-5V դեպի հաստատուն 5V 500mA DC-DC կերպափոխիչներ
• 4x 1.9V-5V դեպի հաստատուն 5V 1A DC-DC կերպափոխիչներ
• 1x ճամպրուկ
• 3x 6A PWM ունակ mosfets
• 2x 10A Schottky դիոդներ
• 10x ալյումինե T- անցքի շրջանակ (հոդերով և այլն, կախված է նրանից, թե ինչ եք ուզում օգտագործել իրերը տեղում պահելու համար)
• կրպակի ստեղնաշար
• 20W 5V արեւային վահանակ
• USB միկրո USB մալուխներ
• HDMI մալուխ
• Հիմնական էլեկտրական բաղադրիչների և նախատիպերի տախտակների տեսականի:
• շատ 3D տպագիր մասեր (ես կներառեմ.stl ֆայլերը)

Այս մասերը հեշտությամբ կարող են փոխանակվել ավելի համապատասխան/արդյունավետ մասերի համար, բայց սա այն է, ինչ ես ունեի ձեռքի տակ: Բացի այդ, չափման սահմանափակումները կփոխվեն, թե ինչ բաղադրիչներ են ընտրվում:

Եթե դիզայնի վերաբերյալ որևէ կարծիք ունեք, մի հապաղեք մեկնաբանություն թողնել:

Քայլ 1: Ուժի բնութագրերը

Գաղափար տալու համար, թե ինչ պետք է ակնկալել էներգետիկ առումով, երբ կոնդենսատորներն օգտագործում են մի բանի համար, որի համար նրանք հաստատապես նախատեսված չէին

Երբ կոնդենսատորի բանկի լարումը շատ ցածր է ընկնում (1.9 Վ), ATTinys- ը ծրագրված է այնպես, որ այն չի միացնում համակարգի որևէ բաղադրիչ: Սա պարզապես ապահովելու համար, որ բաղադրիչները չեն ձգում որևէ էներգիա, երբ չեն կարող հետևողականորեն աշխատել ցածր լարման դեպքում:

Այս համակարգը աշխատում է DC-DC կերպափոխիչների միջոցով `կոնդենսատոր բանկից 4.5V- ից մինչև 1.9V լարման մակարդակներում:

Մուտքի լիցքավորման լարումը կարող է լինել 5 Վ -ից մինչև 5.5 Վ (ոչ ավելի, քան 5 Ա 5,5 Վ -ում): 5V 10A կամ ավելի բարձր հզորության ադապտերները կվնասեն mosfet- ը և կայրեն այն PWM լիցքավորման կես արագությամբ:

Կոնդենսատորների լիցքավորման բնութագրերով, լոգարիթմական/էքսպոնենցիալ լիցքավորման արագությունը լավագույնը կլինի, քանի որ ավելի լիցքավորմանը մոտենալիս ավելի դժվար է դառնում էներգիան մղելը… ATTiny ինչ -ինչ պատճառներով: Ինչ -որ բան, որը ես պետք է նայեմ ավելի ուշ …

Լրիվ մշակման հզորությամբ, մոտավոր աշխատաժամանակը 1 ժամ է: Պարապ, 2 ժամ:

LowRa ստացողի օգտագործումը կրճատում է կյանքը ևս 15%-ով: Արտաքին լազերային մկնիկի օգտագործումը կրճատում է կյանքը ևս 10%-ով:

Ստորին կոնդենսատորի բանկի լարումը = ավելի քիչ արդյունավետություն ՝ փոխակերպելով 5 Վ էներգիայի բաղադրիչների: Մոտ 75% 2 Վ կոնդենսատորի լիցքավորման դեպքում, երբ փոխարկիչներում շատ էներգիա է կորչում որպես ջերմություն:

Միացված լինելով ՝ նոութբուքը կարող է անվերջ աշխատել ՝ օգտագործելով 5.3V 8A ադապտեր: Օգտագործելով 2A ադապտեր ՝ համակարգը պահանջում է լիարժեք լիցքավորում ՝ անսահմանափակ օգտագործման համար միացնելուց առաջ: ATTiny PWM լիցքավորման արագությունը կազմում է էներգիայի ներմուծման միայն 6.2% -ը, երբ կոնդենսատորի բանկը 1.5 Վ կամ ավելի ցածր է ՝ գծայինորեն բարձրանալով մինչև 100% լիցքավորման արագություն ՝ ամբողջ լիցքավորմամբ:

Այս համակարգը ավելի երկար ժամանակ է պահանջում ավելի ցածր հզորության ադապտեր օգտագործելու համար: Լիցքավորման ժամանակը 2 Վ -ից մինչև 4,5 Վ առանց կոնդենսատորի բանկից ոչինչ հոսող:

• 5.2V 8A ադապտեր `10-20 րոպե (սովորաբար մոտ 13 րոպե):
• 5.1V 2A ադապտեր `1-2 ժամ: Քանի որ դիոդները նվազեցնում են լարումը մոտ 0.6 Վ -ով, որոշ ադապտերներ `ճշգրիտ 5 Վ -ով, երբեք ամբողջությամբ չեն լիցքավորի այս համակարգը: Այնուամենայնիվ, դա լավ է, քանի որ ադապտորը բացասաբար չի ազդի:
• 20W արևային վահանակը լիարժեք արևի տակ 0.5-2 ժամ է: (փորձարկման ընթացքում շատ տարբերություններ):

Կա կոնդենսատորների օգտագործման բնածին խնդիրը, երբ դրանք իրենց լիցքը շատ երկար չեն պահում, որքան մոտ եք առավելագույն լարման:

Առաջին 24 ժամվա ընթացքում կոնդենսատորների բանկը ինքնաբերաբար լիցքաթափվում է 4.5 Վ -ից մինչև 4.3 Վ: Հետո հաջորդ 72 ժամվա ընթացքում կամաց -կամաց կնվազի մինչև բավականին կայուն 4.1 Վ: ATTinys- ը, զուգորդված փոքր ինքնալիցքավորման հետ, կնվազեցնի լարումը օրական 0,05-0,1 Վ-ով ՝ առաջին 96 ժամից հետո (երկրաչափականորեն ավելի դանդաղ, քանի որ լարումը մոտենում է զրոյի): Երբ 1.5 Վ և ցածր կոնդենսատորների լարման լարումը նվազում է օրական մոտ 0.001-0.01 Վ ՝ կախված ջերմաստիճանից:

Այս ամենը հաշվի առնելով ՝ պահպանողական մոտավոր արժեքը կլինի 0.7 Վ լարման արտահոսք ~ 100 օրվա ընթացքում: Ես այս նիստը թողեցի 30 օր և դեռ մնացի 3.5V- ից մի փոքր ավելի:

Այս համակարգը կարող է անվերջ գործել առանց արևի ուղիղ ճառագայթների:

* * * ՆՇՈՄ. Բարեբախտաբար, mosfet- ի վերահսկիչ լիցքի արագությունը ինքն իրեն կբարձրացնի ~ 2% բարձր, երբ հոսանքը միացված է այս լարման վրա կամ ավելի ցածր, ինչը թույլ կտա դանդաղ լիցքավորում: Ես դեռ չեմ հասկացել, թե ինչու է դա տեղի ունենում, բայց դա բախտավոր բոնուս է:

Ես ստիպված էի ամբողջությամբ լիցքավորել և լիցքաթափել կոնդենսատորների բանկը 15 անգամ, նախքան դրանք քիմիապես հավասարակշռված և արժանապատիվ լիցք պահելը: Երբ ես առաջին անգամ կցեցի դրանք, ես չափազանց հիասթափված էի պահված լիցքի չափից, բայց այն շատ ավելի լավ է դառնում առաջին 15 ամբողջական լիցքավորման ցիկլերի ընթացքում:

Քայլ 2: Pi Power Controller

Pi- ն միացնելու և անջատելու համար ես ստիպված էի էներգիայի վերահսկիչ տեղադրել 4 DC-DC փոխարկիչով և mosfet- ով:

Lyավոք, Pi- ն քաշում է մոտ 100mA նույնիսկ անջատված վիճակում, այնպես որ ես ստիպված եղա ավելացնել mosfet- ը `ամբողջովին անջատելու համար այն: Էլեկտրաէներգիայի վերահսկիչի գործողության դեպքում միայն m 2 մԱ -ն վատնում է լիարժեք լիցքավորման ժամանակ (~ 0.5 մԱ ցածր լիցքավորման դեպքում):

Ըստ էության, վերահսկիչը կատարում է հետևյալը.

1. Կարգավորում է կոնդենսատորներում 2.5 Վ -ից ցածր լարման մակարդակը `լիցքավորման ընթացքում գերլարումից խուսափելու համար:
2. Չորս DC-DC (յուրաքանչյուրը ՝ առավելագույնը 1 Ա, ընդհանուր 4 Ա) քաշում է կոնդենսատորներից 4.5 Վ-ից մինչև 1.9 Վ կայուն 5,1 Վ-ի համար:
3. Կոճակը սեղմելով ՝ mosfet- ն թույլ է տալիս հոսանքը հոսել դեպի Pi: Մեկ այլ մամուլ անջատում է իշխանությունը:
4. ATTiny- ն հետևում է կոնդենսատորների լարման մակարդակին: Եթե չափազանց ցածր է, mosfet- ը հնարավոր չէ միացնել:

Արծաթագույն կոճակը, երբ սեղմվում է, ցույց է տալիս կոնդենսատորի բանկում մնացած ուժը: 10 -ը թարթում է 4.5V- ում, իսկ 1 -ը `2.2V- ում: Արևային վահանակը կարող է լիցքավորվել մինչև 5 Վ և այդ մակարդակում թարթում է 12 անգամ:

Կոնդենսատորի լարումը կարգավորվում է կանաչ սկավառակի 2.5V կարգավորիչներով, որոնք արյունահոսում են ցանկացած ավելորդ էներգիայի: Սա կարևոր է, քանի որ արևային վահանակը պասիվ կերպով լիցքավորում է կոնդենսատորները 10 Ա դիոդի միջոցով ուղղակիորեն մինչև 5.2 Վ, ինչը դրանք գերլիցքավորելու է:

DC-DC փոխարկիչներն ունակ են ապահովել մինչև 1 Ա յուրաքանչյուրը և փոփոխական կայուն լարման ելք են: Օգտագործելով կապույտ պոտենցիոմետրը վերևում, լարումը կարող է սահմանվել ձեր պահանջած ցանկացած մակարդակի: Ես դրանք սահմանեցի 5.2 Վ -ի վրա, որը մոտ 0.1 Վ ընկնում է մոսֆեթի միջով: Մեկը մյուսներից ամենափոքր բարձր լարման ելքն է և չափավոր տաքանալու է, բայց մյուսները կկարողանան կառավարել Pi- ի հոսանքի հոսքերը: Բոլոր 4 փոխարկիչները կարող են կոնդենսատորի ամբողջական լիցքավորմամբ կառավարել մինչև 4 Ա հզորություն, կամ ցածր լիցքով ՝ 2 Ա:

Փոխարկիչները լրիվ լիցքավորմամբ ձգում են m 2mA հանդարտ հոսանք:

Կից ներկայացված է Arduino- ի էսքիզը, որը ես օգտագործում եմ ՝ ATTiny- ի միջոցով կատարելու համար (ավելացվել են բազմաթիվ գրառումներ): Կոճակը կցված է ընդհատմանը `ATTiny- ը քնից հանելու և Pi- ն հզորացնելու համար: Եթե էներգիան չափազանց ցածր է, հոսանքի LED- ը թարթվում է 3 անգամ, և ATTiny- ը նորից քնում է:

Եթե կոճակը երկրորդ անգամ է սեղմվում, Pi հոսանքը անջատված է, և ATTiny- ը նորից քնում է մինչև հաջորդ կոճակը սեղմելը: Սա օգտագործում է մի քանի հարյուր նանո ուժեղացուցիչ քնի ռեժիմում: ATTiny- ն ավարտվում է 500 մԱ DC DC փոխարկիչով, որը կարող է ապահովել 5V հաստատուն 5V 5V-0.7V լարման ճոճանակից:

Էլեկտրաէներգիայի կացարանը նախագծվել է TinkerCAD- ի վրա (ինչպես և մնացած բոլոր 3D տպումները) և տպագրվել:

Շրջանի համար տե՛ս կոպիտ գծված սխեմատիկ պատկերը:

Քայլ 3: Լիցքավորման համակարգ

Լիցքավորման վերահսկիչը բաղկացած է երեք մասից.

1. Կառավարիչի միացում, որը վարում է ATTiny- ը
2. Մոսֆեթներ և դիոդներ (և օդափոխիչ ՝ հովացման համար)
3. Ես օգտագործում եմ 5.2V 8A պատի լիցքավորիչ ՝ նոութբուքը սնուցելու համար

Վերահսկիչի միացումն արթնանում է ամեն 8 վայրկյանը մեկ ՝ լիցքավորման նավահանգստում գետնին միացման ստուգման համար: Եթե լիցքավորման մալուխը միացված է, օդափոխիչը միանում է, և սկսվում է լիցքավորման գործընթացը:

Երբ կոնդենսատորների բանկը ավելի ու ավելի է մոտենում լրիվ լիցքավորմանը, մոսֆետը կառավարող PWM ազդանշանը գծայինորեն ավելանում է մինչև 100% միացված 4.5 Վ -ով: Թիրախային լարման հասնելուց հետո PWM ազդանշանն անջատված է (4.5V): Հետո սպասեք մինչև սահմանված ստորին սահմանի հասնելը ՝ նորից լիցքավորումը սկսելու համար (4.3 Վ):

Քանի որ դիոդները լիցքավորման լարումը նվազեցնում են 5.2 Վ-ից մինչև 6 4.6 Վ, տեսականորեն ես կարող եմ լիցքավորիչը թողնել 24/7 աշխատող, իսկ լարման սահմանը `4.6-4.7 Վ: Լիցքավորման մինչև լիցքավորման ժամանակը լրիվ կամ մոտ է մոտ <1 րոպե լիցքավորում և 5 րոպե լիցքաթափում:

Երբ լիցքավորման մալուխն անջատված է, ATTiny- ը նորից քնում է:

Մոսֆեթները Ebay- ից են: Նրանք կարող են շարժվել 5V PWM ազդանշանի միջոցով և կարող են աշխատել մինչև 5 Ա յուրաքանչյուրի համար: Սա դրական գծի վրա է `օգտագործելով երեք 10A schottky դիոդ` պատի լիցքավորիչին հետադարձ հոսքը կանխելու համար: Կրկնակի ստուգեք դիոդի կողմնորոշումը ԱՌԱ պատի լիցքավորիչին միանալուց առաջ: Եթե սխալ կողմնորոշված է, որ հոսանքը հոսում է կոնդենսատորներից դեպի պատի լիցքավորիչ, ապա լիցքավորիչը շատ տաքանում է և հավանաբար հալչում է, երբ միանում է նոութբուքին:

5 Վ օդափոխիչը շարժվում է պատի լիցքավորիչով և սառեցնում մյուս բաղադրիչները, քանի որ դրանք շատ տաքանում են կես լիցքավորվածից ցածր:

5.2V 8A լիցքավորիչի միջոցով լիցքավորումը տևում է ընդամենը մի քանի րոպե, որտեղ 5V 2A լիցքավորիչը տևում է ավելի քան մեկ ժամ:

PWM ազդանշանը դեպի mosfet թույլ է տալիս միայն 6% էներգիայի միջոցով 1.5V կամ ավելի քիչ գծային բարձրանալ մինչև 100% մինչև 4.5V լրիվ լիցքավորման դեպքում: Դա պայմանավորված է նրանով, որ կոնդենսատորներն ավելի ցածր լարման դեպքում հանդես են գալիս որպես փակուղի, սակայն երկրաչափականորեն ավելի դժվար են լիցքավորվում, որքան մոտենում եք հավասարմանը:

20 Վտ հզորությամբ արևային վահանակը վարում է փոքր 5.6 Վ 3.5 Ա USB լիցքավորիչի միացում: Սա ուղղակիորեն 10 Ա դիոդի միջոցով սնվում է կոնդենսատորների բանկին: 2.5 Վ կարգավորիչները թույլ չեն տալիս կոնդենսատորները գերլիցքավորումից: Ավելի լավ է համակարգը երկար ժամանակ չթողնել արևի տակ, քանի որ կարգավորիչները և լիցքավորիչի միացումը կարող են բավականին տաքանալ:

Տե՛ս կից Arduino Sketch- ը, մեկ այլ վատ գծված սխեմայի սխեմա և. STL ֆայլեր ՝ 3D տպված մասերի համար:

Բացատրելու համար, թե ինչպես է միացումն իրար միացված, լիցքավորման վերահսկիչը ունի մեկ գիծ, որը պետք է ստուգի լիցքավորիչից մուտքային լարման առկայությունը և մեկ գիծ դեպի mosfet մոդուլների pwm կապերը:

Mosfet մոդուլները հիմնավորված են կոնդենսատորի բանկի բացասական կողմով:

Այս միացումը չի անջատվի, եթե օդափոխիչը միացված չէ կոնդենսատորների բացասական կողմից լիցքավորիչի մուտքի բարձր կողմին: Քանի որ բարձր կողմը գտնվում է դիոդների և մոսֆետների հետևում, շատ քիչ էներգիա կծախսվի, քանի որ դիմադրությունը գերազանցում է 40k դիմադրությունը: Օդափոխիչը բարձր կողմը ներքև է քաշում, մինչ լիցքավորիչը միացված չէ, բայց հոսանքը այնքան չի խլում, որ այն իջեցնի լիցքավորիչը միացված վիճակում:

Քայլ 4. Կոնդենսատորների բանկ + Օգտագործված լրացուցիչ 3D տպագրություններ

Օգտագործվող կոնդենսատորներն են 6x 2.5V @ 2300F գերհզոր կոնդենսատորներ: Դրանք դասավորված են 2 հավաքածուում `3 շարքով` զուգահեռաբար: Սա գալիս է 5V @ 3450F բանկ: Եթե ամբողջ էներգիան հնարավոր լինի դուրս բերել կոնդենսատորներից, դրանք կարող են ապահովել W 11 Վտ / ժ էներգիա կամ 3.7 Վ 2.5 Ա / ժ Li-ion մարտկոց:

Տվյալների թերթիկի հղում ՝

Հավասարումները, որոնք ես օգտագործել եմ հզորությունը և հետագայում առկա վտ ժամերը հաշվարկելու համար.

(C1*C2) / (C1+C2) = Ctotal2.5V 6900F+2.5V 6900F (6900*6900) / (6900+6900) = 3450F @ 5V Օգտագործելով 4.5V- ից 1.9V առկա ներուժի 3450F կոնդենսատորներում ((C* (Vmax^2)) / 2) - ((C * (Vmin^2)) / 2) = ouոուլ ընդհանուր ((3450 * (4.5^2)) / 2) - ((3450 * (1.9^2)) / 2) = 28704JJoules / 3600 վայրկյան = Watt ժամեր 28704 /3600 = 7.97 Wh (տեսական առավելագույն հասանելի հզորություն)

Այս բանկը շատ մեծ է: 5 սմ բարձրություն x 36 սմ երկարություն x 16 սմ լայնություն: Այն բավականին ծանր է, երբ ներառում եմ իմ օգտագործած ալյումինե շրջանակը … Մոտ 5 կգ կամ 11 ֆունտ, չհաշված ճամպրուկը և մնացած բոլոր ծայրամասային սարքերը:

Ես միացրել եմ կոնդենսատորի տերմինալները ՝ օգտագործելով 50 Ա տերմինալային միակցիչներ, որոնք զոդվել են 12 չափիչ պղնձե մետաղալարով: Սա խուսափում է տերմինալների դիմադրող նեղուցից:

Օգտագործելով ալյումինե T-bar շրջանակ, նոութբուքը աներևակայելի ամուր է (չնայած նաև ՇԱՏ ծանր): Բոլոր բաղադրիչները պահվում են տեղում, օգտագործելով այս շրջանակը: Նոութբուքում զբաղեցնում է նվազագույն տարածք ՝ առանց պատյանում ամենուր անցքեր բացելու:

Այս նախագծում օգտագործվել են 3D տպագիր բազմաթիվ կտորներ.

• Կոնդենսատոր բանկերի սեփականատերերը լիքն են
• Կոնդենսատոր բանկի սեփականատեր bracers
• Կոնդենսատորի կրողներ `ներքևում
• Դրական և բացասական կոնդենսատորային տերմինալների միջև տարանջատիչ
• Ազնվամորի Pi ամրացնող ափսե
• Վերին ծածկոցներ ստեղնաշարի և կոնդենսատորների համար (միայն գեղագիտության համար)
• AMOLED էկրանի պատյան և ծածկ
• AMOLED կառավարման վահանակի ամրակ
• HDMI և USB մետաղալարերի ուղեցույցներ ՝ Pi- ից վերահսկիչ ցուցադրելու համար
• Կոճակի և LED ափսեի վերին մուտքը էներգիայի կառավարման համար
• մյուսները կավելացնեն դրանք տպելիս

Քայլ 5: Եզրակացություն

Այսպիսով, քանի որ սա պարզապես հոբբի էր, ես հավատում եմ, որ այն ապացուցեց, որ գերհզոր կոնդենսատորները կարող են օգտագործվել նոութբուքի սնուցման համար, բայց, հավանաբար, չպետք է չափի սահմանափակումների համար: Այս նախագծում օգտագործվող կոնդենսատորների հզորության խտությունը ավելի քան 20 անգամ պակաս խիտ է, քան Li-ion մարտկոցները: Բացի այդ, քաշը անհեթեթ է:

Ասածս այն է, որ սա կարող է ունենալ տարբեր օգտագործումներ, քան սովորական նոթբուքը: Օրինակ, ես օգտագործում եմ այս նոութբուքը հիմնականում արևային լիցքավորմամբ: Այն կարող է օգտագործվել անտառում ՝ առանց շատ անհանգստանալու «մարտկոցը» լիցքավորելու և լիցքաթափելու մասին օրական մի քանի անգամ: Ես փոքր -ինչ փոփոխել եմ համակարգը սկզբնական կառուցումից ի վեր, որպեսզի գործի մի կողմում միացնեմ 5v 4A վարդակից, որպեսզի անտառում սենսորները ստուգելիս լիցքավորեք և հեռախոսներ լիցքավորեք: Քաշը դեռ ուսերի մարդասպան է, չնայած…

Քանի որ լիցքավորման ցիկլը շատ արագ է, երբեք չպետք է անհանգստանաք էներգիայի սպառման մասին: Ես կարող եմ այն միացնել 20 րոպե (կամ ավելի քիչ ՝ կախված ընթացիկ մակարդակից) ցանկացած վայրում և լավ լինել մեկ ժամից ավելի ինտենսիվ օգտագործման համար:

Այս դիզայնի մեկ թերությունն այն է, որ անցորդի համար դա շատ կասկածելի է թվում … Ես դա հասարակական տրանսպորտով չէի ընդունի: Գոնե ամբոխի մոտ չօգտագործել: Մի քանի ընկերներ ինձ ասել են, որ պետք է այն դարձնեի մի փոքր ավելի «սպառնալիքային»:

Բայց, ընդհանուր առմամբ, ես զվարճացա այս նախագիծը կառուցելիս և շատ բան սովորեցի, թե ինչպես կիրառել գերակոնդենսատորների տեխնոլոգիան ապագայում այլ նախագծերի համար: Բացի այդ, ճամպրուկի մեջ ամեն ինչ տեղավորելը 3D հանելուկ էր, որը չափազանց հիասթափեցնող չէր, նույնիսկ բավականին հետաքրքիր մարտահրավեր:

Եթե հարցեր ունեք, տեղեկացրեք ինձ: