WiFi路由器2.0版DIY迷你UPS

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简介:DIY迷你UPS for WiFi路由器V2.0

关于:我是一个DIY爱好者的激情和电力工程师的职业。我的大部分作品都与太阳能和Arduino有关。除了电子产品外,我还喜欢3D打印,木工和用二手材料制作工艺品…

大流行的COVID-19病毒的爆发迫使公司继续实行离家工作政策,以保持社会距离和业务连续性。现在我们越来越多的人在家工作,这意味着你家的WiFi网络比以往任何时候都重要。

任何有固定线路连接的人都会知道,只要停电,他们的WiFi就会下降。如果您正在通过Zoom、WebEx或MS团队参加一个重要的会议/网络研讨会,并且由于断电而中断,那么这会很烦人。

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◆您可以访问我的网站:https://www.opengreenergy.com/

为了在断电时保持互联网不中断,您有以下解决方案

解决:

1使用传统的UPS(体积大、成本高)

2迷你UPS(轻便便宜)

我已经发布了一个关于DIY迷你UPS,但是用户报告了一些问题。在这本教程中,我将指导你如何为你的路由器做一个强大的UPS。

特征:

1重量轻(200克)

2输出:12V/2A

三。备份时间长达2小时

4使用2 x 3400毫安时18650电池

5电池电压显示

63D打印外壳

用品:

所需组件:

1TP4056充电器(亚马逊/邦古德)

2升压变换器(亚马逊/邦古德)

三。2S楼宇管理系统(亚马逊/邦古德)

4发光二极管(亚马逊)

5直流插孔-母(亚马逊/邦古德)

6直流插座外螺纹(亚马逊/邦古德)

7翘板开关15*21mm(亚马逊)

818650电池(邦古德)

9二极管1N5822(亚马逊/邦古德)

1020 AWG电线(亚马逊/邦古德)

11热缩管(亚马逊/邦古德)

12电压表:(亚马逊/邦古德)

13电工胶带(亚马逊/邦古德)

14.双面胶带:(亚马逊/邦古德)

使用的工具:

1.烙铁(亚马逊/邦古德)

2热胶枪(亚马逊/邦古德)

三。钢丝切断机(亚马逊/邦古德)

4剥线机(亚马逊/邦古德)

53D打印机(亚马逊/邦古德)

6热风枪(亚马逊/邦古德)

7Nitecore充电器(邦古德)

第一步:工作原理?

电路的工作非常简单,在正常情况下,电源由12V直流适配器供电,为2x18650电池充电,并为路由器供电。当主电源发生故障时,电池中储存的能量被用来为路由器供电。电压表显示屏用于显示蓄电池电压水平。两个二极管1N5822用于阻断反向电流。

在示意图中,两个18650电池串联在一起,然后连接到2S BMS板上,在充放电过程中提供保护。

正极端子输入直流插孔通过肖特基二极管(1N5822)连接到输出直流插孔的正极端子。

直流适配器的12伏输入电源通过5.5毫米直流插孔连接到TP5100模块的输入端子。TP5100充电模块的输出端子连接到电池组。

蓄电池正极通过翘板开关连接到升压变换器LM2587 IN正极,负极直接连接到升压变换器IN负极。

升压转换器LM2587 Out+端子通过肖特基二极管(1N5822)连接到输出直流插孔的正极端子,Out-端子直接连接到直流插孔的负极端子。

电压表正极端子连接到升压转换器IN+,负极端子连接到IN-。


免责声明:请注意,您使用的锂离子电池可能非常危险。我不能为任何财产损失、损坏或生命损失负责。本教程是为那些谁有丰富的知识可充电锂离子技术。如果你是新手,请不要尝试。注意安全。

第二步:准备18650电池

首先,用一个好的充电器给两个18650电池充电。我用的是NITECORE充电器。

使用干净的布清洁18650蓄电池的端子,如果需要,可以使用细砂纸。

在所有四个端子上涂少量助焊剂。

然后将两个电池串联起来。将两个蓄电池并排放置,一个蓄电池正极端子应朝向另一个蓄电池负极端子。你可以看到上面的图片供你参考。然后用3M双面胶带把它们粘在一起。

步骤3:连接BMS板

在两个蓄电池的中点(正极和负极端子的连接处)焊接一根粗线(20 AWG)

将黑色导线焊接到第一个蓄电池的负极端子上,将红色导线焊接到第二个蓄电池的正极端子上。

在将电线焊接到BMS板之前,将所有焊盘涂上锡,以确保焊接接头良好。

电池组中点的红色导线连接到BMS MB端子。

红色导线连接到BMS B+,黑色导线连接到B-。

最后,将红色导线连接到BMS P+端子,黑色导线连接到BMS P-端子。这两个端子将用于对电池组进行充电或放电。

步骤4:隔离电池组

保护电池组免受金属对金属接触是非常重要的,这对您的安全非常重要。

包装电池组的最好方法是使用PVC热收缩包装.

把热缩膜剪成你电池的尺寸(记住在末端留一点多余的,因为你想把它包在角落里)。然后用热风枪在表面加热,直到包裹物紧紧地包裹住电池。

由于没有热收缩包装,我用电工胶带把电池包包起来。

包装电池组后,用万用表检查端子电压。如果蓄电池处于完全充电状态,则电压必须高于8伏。

步骤5:准备TP5100为2S电池组充电

TP5100是一个充电管理模块,适用于为单/双锂电池(4.2V/8.4V)充电。

该板的默认设置适用于为单芯(4.2V)锂电池充电。要设置为双电池(8.4V)充电,您必须短接名为“set”的焊盘。

在烙铁头上涂上少量焊料,然后短接两个焊盘。

步骤6:准备充电状态指示灯

TP5100充电模块有一个板载双色LED(红色和蓝色)指示充电状态。但目标是led应该在外壳外部可见。幸运的是,该模块还有一些焊盘,用于连接输入端旁边的外部双色LED(公共阳极)。您可以使用普通阳极双色LED或使用两个LED(红色和绿色)

我用了两个3mm的LED代替了普通的阳极双色LED。

首先,如上图所示,将LED的两个阳极弯曲成直角。然后根据所需长度修剪腿部,并将其焊接在一起。

将红色导线焊接到红色LED阴极,绿色导线焊接到绿色LED阴极,黄色导线焊接到公共阳极。我已经用24AWG连接线的LED腿。为了牢固连接和保护焊接接头,请使用热缩管。

最后将端子线焊接到充电模块TP5100的3个焊盘上。

第7步:准备直流插座

直流插座用于从直流适配器向UPS(12V输入)供电,并向路由器(12V输出)供电。

清洁直流插孔的端子,然后在端子上涂上少量助焊剂。助焊剂的主要用途是通过清洁和去除任何氧化物和杂质来制备焊接用金属表面。当金属暴露在空气中时会形成氧化物,这可能会妨碍良好焊点的形成。

在焊接端子线之前,用少量的焊料将它们焊接起来。

将红色导线焊接到直流插孔的正极端子上,黑色导线焊接到负极端子上。

使用热缩管隔离暴露的焊接接头。

第8步:准备肖特基二极管

在这个项目中,我们将使用两个肖特基二极管,以防止反向电流流动。你也可以使用通用二极管,但使用肖特基二极管的主要原因是,他们有一个较低的正向压降比通用二极管。

二极管的负极由其上的银环表示。

用钳子修剪二极管的两个支脚,然后焊接两条电线。

然后,如上图所示,将热缩管安装到终端接头上。

1N5822二极管的数据表附在下面供您参考。

步骤9:准备翘板开关

该开关用于蓄电池组和升压转换器输入端子之间。

将电线焊接到翘板开关通常是非常困难的,因为焊料不容易粘到金属端子上。为避免这种情况,在焊接端子线之前,先涂上少量助焊剂。

在翘板开关的端子和要焊接的导线上涂少量焊料。

在外露的导电部件上始终使用热缩管。

步骤10:准备电压表

我在这个项目中使用的电压表显示器有3根导线。红色和黑色导线用于给仪表供电,第三条导线(黄色)用于测量电压,从而允许更大的测量范围。

在我们的例子中,我们只测量电池组电压,因此不需要使用第三根导线。你可以把红黄线的焊盘短接在一起。

然后将显示器连接到18650电池进行检查。

注:你可以买一个二线制电压表代替三线制对于这个项目。

步骤11:准备直流输出插孔

现在您必须准备适配器,将UPS输出连接到路由器输入。首先,检查路由器的规格,以确认插孔的尺寸(套管尺寸)和尖端极性。您的路由器将有一个小的图表,表明它所期望的极性;应注意遵守这一点,因为不正确的电源可能会损坏设备。

在我的例子中,插孔的大小是5.5毫米,尖端的极性是正的。根据尺寸,订购两个外螺纹直流插孔。然后将红线焊接到尖端(较小的),将黑线焊接到套管。

第12步:外壳设计

为了给一个很好的商业产品外观,我设计了一个这个项目的外壳。我使用Autodesk Fusion 360来设计外壳。所有部件的尺寸都是用游标卡尺测量的,然后在设计时也考虑到了同样的优德体育问题。

外壳由两部分组成:

1主体

2盖

主体的设计基本上适合包括电池在内的所有部件。盖用于盖住主体开口。

第13步:3D打印外壳

我用了我的Creality CR-10S打印机和1.75毫米的灰色和红色PLA灯丝来打印零件。我花了大约3个小时来打印主体,花了大约1.5个小时来打印顶盖。

我的设置是:

打印速度:60mm/s

层高:0.2mm(0.3也可以)

填充密度:25%

挤出机温度:200摄氏度

床温:60摄氏度

从下载STL文件Thingiverse公司

第14步:使用热定形嵌件

螺纹黄铜插入可以是一个伟大的方式来增加我们的3D打印外壳的寿命,因为我们将在4个角落4个螺丝,以确保顶盖。螺纹嵌件通常为黄铜,内有预成型螺纹。

在安装插入件之前,让烙铁加热3-5分钟。这将确保您必须使用最小的力来安装插入件。铁的顶端加热黄铜,软化塑料。按下将插入件推入零件中,一旦冷却,它就锁定到位。

步骤15:将输入直流插孔连接到TP5100

将5.5毫米内孔直流插孔安装到3d打印机柜插槽。

然后将直流插孔的端子线焊接到TP5100的输入端子上,如上图所示。红线是正极,黑线是负极。

步骤16:安装部件

将直流插孔、摇臂开关和电压表显示单元安装到3D打印外壳中提供的插槽中。

使用热胶安装充电状态LED和电压表。

同样地,安装TP5100充电板,电池组,和LM2587升压转换器使用热胶。

注:按照示意图完成所有连接后,才能安装充电板、电池组和升压转换器。

第17步:接通电路

将一个二极管正极端子焊接到TP5100的正极端子上,将负极端子焊接到输出直流插孔的正极端子上。同样地,第二个二极管正极端子连接到升压转换器输出正极端子,负极端子连接到直流插孔正极端子。为了避免将两根粗电线连接到直流插孔端子时受到任何损坏,我做了一个连接点(用黄色热缩管覆盖)。

TP5100正极端子连接到蓄电池组的正极端子和翘板开关的一个端子上。负极端子连接至升压转换器和电池组负极端子。摇臂开关的另一端连接到正极中的增压转换器。

电压表显示正极连接到升压转换器IN+,负极连接到IN-。

我建议把随附的原理图打印出来,并按照它制作电路。在连接输入直流适配器之前,请仔细检查所有连接。

注:示意图中红色线和黑色线分别代表正极和负极。

步骤18:设置升压转换器输出

将电线连接到升压转换器的输入和输出螺旋端子后,必须设置输出电压。

将万用表放在输出端,调整微调电位计,直到电压达到12伏。

第19步:关闭顶盖

最后,放置顶盖并固定拐角处的4个螺钉。

我用了3米x 8毫米的螺丝来固定盖子。外壳中的反沉孔与螺钉头完全吻合。我用内六角扳手拧紧螺丝。

切勿过度拧紧螺钉,否则外壳可能会开裂或断裂。

第20步:最终测试

最后一步是测试UPS,将12V适配器插孔插入输入插孔。现在你会注意到红色会发光,表示电池正在充电。您可以随时从输出侧的电压表显示屏上检查准确的蓄电池电压。

电池充满电后,将前面步骤中准备好的直流插孔电缆插入输出端的母插孔。电缆的另一端将连接到路由器电源输入端口。

打开开关,路由器状态指示灯开始亮起,几分钟后,您的路由器就可以提供互联网服务了。在这个阶段,你可以拔下输入直流适配器,你会注意到路由器仍然工作完美。在这种情况下,您可以检查备份时间。我已经检查了我的路由器(12V/1.5A),备份时间超过2小时。

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43讨论

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罗伯斯特斯佩

问题4周前

我很高兴能建造这个!我没有一个三维打印机,但这似乎是最好的借口,因为我一直想要一个跳进去。你能告诉我成品的尺寸吗?这样我就知道要买的最小尺寸的3d打印机了?谢谢你,继续精彩的工作!

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斯莱格诺

11天前答复

其120x90x27mm
取决于你想要的是哪种类型的3d打印机,一个简单便宜的打印机(<100英镑)可能无法打印,因为他们往往有小床(如90x90x120mm)。
我拥有的Ender 3 Pro有一张235x235x250mm的打印床,价格相对便宜,大约在150-200英镑之间

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斯莱格诺

7周前

我订购了15x10的翘板开关,它们太小了,放不下这个洞?它们应该是21x15吗?

0
斯莱格诺

7周前回复

可以确认,21x15是正确的尺寸

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OpenGreenergy公司

7周前回复

你说得对。我非常抱歉。

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太空牛仔

7周前

这能升级到4或6安培吗?

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Aaaecm公司

两个月前

很漂亮很好教。介绍得很好。简洁明了。我也学到了一些东西。螺纹黄铜插件对我来说是个启示。所以可能的应用程序!我迟早会和好的。谢谢你发帖。

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OpenGreenergy公司

8周前回复

很高兴我的指导能帮助你学到新东西。

1
阿尔多11

两个月前

这是一个可指导的杰作,清楚,做得好,易于理解。谢谢您。

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OpenGreenergy公司

8周前回复

很高兴你喜欢我的指导。谢谢您。

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巴拿马杰克

两个月前

我更熟悉铅酸充电技术,所以请原谅我的问题,如果这是显而易见的,但。。。。
要作为实际的UPS工作,需要打开开关。在开关打开的情况下,升压变换器将吸收一些电流——即使它的输出电压设置低于通过电压,并且没有通过二极管——那么充电控制器如何正确地确定锂离子的充电状态呢?如果我理解正确,当充电电流下降到一定水平充电控制器停止充电电池。但是由于一些电流也会流向升压转换器,充电控制器会认为电池仍然需要更多的充电,对吗?

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巴拿马杰克

2个月前回复

经过进一步的思考,我附上了你的电路标记,我认为这是正确的隔离电池,以确保它正常充电。我已经添加了一个额外的正常二极管(另一个可能是必需的),以确保传入的12伏电压下降到足够的适当的升压模块操作(大多数需要一个最小的差异保持),并在电池中的另一个升压连接。
如果您想保持12伏直通的效率,另一个选择是配置一个晶体管/MOSFET,在12伏(即外部电源)可用/感测时断开电池以增强连接。我还没有研究过这个问题,但是需要一个足够快的开关操作来确保输出没有断电,即使是几毫秒。

1
巴拿马杰克

2个月前回复

否则,这是一个伟大的指导,并感谢您花时间张贴它。

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鹰嘴豆

两个月前

我打算做些实物。
我认为最好是把电压表的黄线接到12伏的输出端。这使得过放电锂离子蓄电池更加安全。

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tcs79系列

问题8周前

嗨,了不起的项目和说明。你能告诉我是否可以输入110v电压吗?对我的项目将更容易,如果它收到110v充电电池,当电源故障时,它假设保持通电。谢谢。

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OpenGreenergy公司

8周前回答

谢谢您。
这也适用于110V输入。使用110V AC至12V DC适配器。
路由器本身也提供这种类型的适配器。

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如果有一个2S的BMS,可以只使用一个简单的降压转换器,而不是TP5100获得8.4V?

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OpenGreenergy公司

2个月前回复

你可以用它。