Bộ nguồn phòng thí nghiệm di động 200W & Sạc dự phòng PD 100W

Tại sao mình lại làm dự án này?

Mình cần một bộ nguồn phòng thí nghiệm di động mạnh mẽ, tích hợp khả năng sạc USB-C hiện đại. Nói ngắn gọn thì trên thị trường chẳng có tùy chọn nào vừa đáp ứng được dòng DC biến thiên công suất lớn, vừa hỗ trợ các chuẩn Power Delivery mới nhất cả. Vậy nên, mình tự chế một cái!

Đây là bộ nguồn DC di động hiệu năng cao 200W, kiêm sạc dự phòng 100W USB-C, sử dụng pack pin Li-ion Molicel 4S tùy chỉnh. Thiết bị trang bị bộ hạ áp/tăng áp SK150Pro (cho phép điều chỉnh CV/CC chính xác từ 0.5V đến 40V) và mô-đun sạc nhanh hai chiều IP2368 100W.

Danh sách linh kiện

• Pin: 4x viên pin Molicel 21700 4500mAh (đấu nối tiếp 4S).

• BMS: Mạch quản lý pin Lithium-Ion 4S 30A.

• Mô-đun DC biến thiên: SK150Pro 150W CNC Buck-Boost Power Supply.

• Mô-đun USB-C: IP2368 100W Bidirectional Fast Charging Module.

• Công tắc nguồn: Công tắc bập bênh DPST chịu tải cao.

• Đầu ra: 2x Cọc cắm Banana 4mm.

• Dây dẫn: Dây silicon 16 AWG chịu nhiệt, độ dẻo cao.

• Màn hình chính: Đồng hồ LCD đo dung lượng/điện áp pin.

• Đèn báo nhanh: Thanh LED chỉ báo dung lượng pin 4S.

• Chân đế cao su: 4x đế cao su hình nón (12mm x 7mm) chống trượt.

• Phụ kiện vỏ: Ốc cấy đồng M4 (M4x8mm) và vít M4.

Hướng dẫn đấu nối

1. Bước 1: Lõi pin: Đặt 4 viên Molicel 21700 vào đế pin in 3D. Gắn mạch BMS 30A cố định lên trên. Đấu nối tiếp (4S) các viên pin. Hàn dây cân bằng và dây nguồn chính vào BMS theo sơ đồ chuẩn.

2. Bước 2: Công tắc chính & Cầu chì: Lấy dây nguồn từ BMS (P+ và P-). Dây dương nối qua cầu chì rồi vào công tắc. Dây âm nối trực tiếp vào công tắc.

3. Bước 3: Mô-đun USB-C (IP2368): Hàn dây nguồn của IP2368 vào ngay đầu vào của công tắc (phía nguồn pin). Việc này giúp cổng USB-C luôn bật để sạc điện thoại ngay cả khi tắt nguồn chính.

4. Bước 4: Màn hình & Bộ nguồn: Hàn dây các màn hình LCD/LED vào đầu ra của công tắc. Nối tiếp dây từ đầu ra công tắc vào chân VIN+/VIN- của module SK150Pro.

5. Bước 5: Cọc đầu ra: Dùng dây tiết diện lớn nối VOUT+/VOUT- của SK150Pro vào 2 cọc Banana 4mm.

Lưu ý: Không gian bên trong rất chật, hãy cắt dây ngắn nhất có thể. Kiểm tra cực tính bằng đồng hồ vạn năng trước khi đấu nối pin để tránh chập mạch.

Thiết lập an toàn cho SK150Pro

Để bảo vệ pin và vỏ in 3D, hãy cài đặt các thông số sau trong menu Cd00:

• LUP (Ngắt điện áp thấp) 12.0V: Ngắt nguồn khi pin xuống 3.0V/cell để tránh làm hỏng pin.
• OTP (Bảo vệ quá nhiệt) 75°C: Đặt thấp hơn mức 95°C mặc định để tránh chảy nhựa.
• OAH (Bảo vệ quá dung lượng) 3.8Ah: Ngắt sau khi xả 3.8Ah để giữ lại 15% pin an toàn.
• POn (Trạng thái khi bật) OFF: Đảm bảo đầu ra là 0V khi mới khởi động.

Hướng dẫn in 3D

• Chất liệu: Bắt buộc dùng PETG, ABS, hoặc ASA. Không dùng PLA vì nhiệt độ linh kiện sẽ làm vỏ bị biến dạng.
• Tường (Walls): 3 đến 4 lớp để đảm bảo độ cứng cho lỗ ốc cấy.
• Infill: 20% đến 25% dạng Gyroid.
• Supports: Chỉ cần hỗ trợ cho lỗ lắp màn hình hiển thị và hốc cầu chì phía sau.