Porady

DIY – Jak zrobić boxa mechanicznego 18650? Część pierwsza


Zapewne wielu z was zastanawiało się jak zrobić sobie własnego moda. W nowej serii artykułów, poinstruuję co i jak.

Uwaga – Tzw. Disclaimer:

Te artykuły przeznaczone są dla ludzi, którzy wiedzą o co chodzi w elektronice i elektrotechnice – o znajomości prawa Ohma nawet nie wspominam, bo jest to absolutna podstawa pracy z MOD-ami, warto wiedzieć chociażby :

1) Jak się lutuje komponenty

2) Jak działają połączenia akumulatorów

3) Co to jest MOSFET czy też Tranzystor N-MOS i do czego służy

Większość tych rzeczy wytłumaczę tutaj – ALE absolutnie proszę wszystkich czytelników o rozsądek. Jak mówi stare powiedzenie: „Jeśli się nie znasz, to nie wykonujesz, bo życie ryzykujesz i czas swój marnujesz”.

Jeżeli ktoś jest absolutnie zielony, wszystko to co opiszę wykonuje na własną, nieprzymuszoną odpowiedzialność i jest świadomy tego, że został ostrzeżony. Prąd to nie zabawka.

Zaczynamy

Box mechaniczny to najprostsza forma zasilania – Box dostarcza moc w oparciu o Prawo Ohma, dostarczając jej tyle ile wylicza się ze wzoru:

P = u^2/R

Gdzie P to Moc wyrażana w Wattach [W], U to napięcie wyrażane w Woltach [V] a R to rezystancja (Opór) [R] – w wypadku tego zasilania, będzie to po prostu oporność grzałki.

Trzeba pamiętać, że rezystancja nie może być zbyt niska – w przeciwnym wypadku ugotujemy akumulatory. Żeby uniknąć nieprzyjemności z tym związanych, wystarczy wyliczyć maksymalną bezpieczną rezystancję grzałki, również z jednego ze wzorów prawa Ohma :

R = U/I

I jest to prąd, podawany w Amperach [A]. Maksymalny prąd rozładowania akumulatorów jest zazwyczaj znany – przykładowo jeżeli popatrzymy na AWT 40A, oznaczenia mówią nam, że PRODUCENT OBIECUJE (Ale może kłamać !!) nam 40 Amperów prądu rozładowania w fazie pierwszej, czyli do rozładowania całkowitego.

Teraz, kiedy mamy już podstawy, pora wziąć się za grubszą rurę. Do sklepu po części, biegiem marsz!

W sklepie…

Do wykonania boxa potrzebne nam będą (Wyposażenie może różnić się zależnie od modelu boxa jakiego zaprojektujemy – nie każdy lubi to czy tamto.)

  • Koszyk na Akumulatory 18650 (Można też zastosować np. 26650, jednak na te ogniwa nikt nie produkuje koszyków sklepowo, można je nabyć tylko u domowych konstruktorów, żadna fabryka ich nie robi.)
  • Tranzystor N-MOS – czyli MOSFET. Najpopularniejszym modelem jest IRLB3034PBF – o tranzystorach wspomnę potem.
  • Obudowa – tutaj kwestia gustu. Plexi, drewno, stal, każdy kto co lubi.
  • Głowica – Konektor, lub w budżetowej wersji w nagłych wypadkach starczy nam głowica od e-papierosa EGO po wyjęciu przycisku i elektroniki
  • Przycisk – nie musi być jakiś specjalny – wystarczy praktycznie każdy. Kwestia gustu.
  • Kable – zalecałbym zakupić dwa rodzaje, kable cieńsze i grubsze. Cieńsze posłużą do wysterowania tranzystora, a grubsze do łączeń.
  • Opcjonalnie woltomierz, kwestia gustu i praktyczności.

Tranzystory, co po co?

tranzystorNormalnie przyciski których używamy na co dzień zazwyczaj są przystosowane do małych prądów – rzędu maksymalnie dwóch Amperów. W wypadku kiedy nakarmimy go większym prądem, przycisk staje się rezystorem, opornikiem – z racji jego rezystancji wewnętrznej, przez co zaczyna się grzać, a finalnie pali sobie styki i przestaje działać.

Żeby uniknąć konsekwencji takiego występku, używa się tranzystorów N-MOS. Tranzystor wygląda bardzo charakterystycznie :

Trzy nóżki to kolejno od lewej : Bramka, Dren i Źródło. Metalowa płytka z dziurką u góry to to samo co Dren – zazwyczaj ucina się środkową nóżkę, a wyjście drenu łapie właśnie przy owej płytce, dla wygody.

Tranzystor N-Mos ma specyficzne działanie – „Puszczamy nim prąd naokoło, omijając przycisk”. Przycisk daje tylko sygnał w obecności tego elementu, nie biorąc jednak na siebie prądu – szczęśliwy, żywy przycisk.

Główne parametry na jakie się patrzy w tranzystorach N-MOS do zastosowania w boxach to Próg Otwarcia Bramki (Napięcie minimalne i maksymalne przy którym bramka przepuszcza prąd) oraz Moc i Prąd maksymalne.

Połączenia akumulatorów – hulaj dusza

Z racji tego, że wszystko warto poprzeć schematem, teraz przyjrzymy się typowi połączenia akumulatorów który do trafi do boxa.

Do wyboru są dwa sposoby – Połączenie Szeregowe i Połączenie Równoległe.

bateria do e-papierosaZaprezentuję to na bateriach AA 1,5V – każda z baterii na obrazku ma 1,5V napięcia, jednak sposób połączenia je różni.

Pierwszy sposób połączenia to łączenie równoległe. W ten sposób uzyskujemy prąd będący sumą prądów rozładowania wszystkich ogniw:

Az = A1 + A2 + A3 +A4

Ponadto sumuje się ich pojemność.

Jednak napięcie w układzie pozostaje niezmienne.

U = 1,5V.

Drugi sposób, połączenie szeregowe – sumuje nam napięcia:

U = U1 + U2 + U3 + U4

Jednak ma to swoją wadę – prąd rozładowania jest równy prądowi najsłabszego ogniwa.

Jeśli połączymy szeregowo ogniwa o prądach rozładowania 30A, 40A, 10A i 2A, układ będzie posiadał prąd rozładowania 2A.

Co wybrać ?

Z elektrotechniki wynika specyficzny fakt – im większe napięcie, tym mniejszy prąd, i mniejsze straty owego prądu. W tym wypadku można pokusić się o boxa szeregowego.

Jednak, połączenie szeregowe ma istotną wadę – zużycie nie rozkłada się równomiernie na akumulatory. Najbardziej zawsze będzie obrywał akumulator najmocniej już „napoczęty” – i to on będzie do wymiany jako pierwszy. Akumulatory do takiego połączenia powinny być jak najlepiej zbalansowane.

Trzymajcie się ciepło drodzy czytelnicy – w następnej części artykułu jeszcze tylko trochę projektowania i materiałoznawstwa, a potem tylko konstrukcja i nic poza uciechą z nowej zabawki

Trudne? Niezrozumiałe? Ciężkie? Dajcie znać w komentarzach. Pomożemy wam zrozumieć to co trzeba.