Nguồn sạc cho Pedal Guitar

Giới thiệu

Đây là bộ nguồn sạc, được thiết kế để cung cấp 9VDC cho các bàn đạp guitar tiêu chuẩn. Nó được cấp nguồn bởi một cặp pin LiPo 13400 (có thể thu hồi từ các vape 'dùng một lần' đã qua sử dụng), cùng với bảng mạch sạc và tăng áp tích hợp (dựa trên chip sạc an toàn TP4056). Hiện tại tôi đang thử nghiệm xem bộ nguồn này sẽ cấp điện cho bàn đạp tuner chromatic của tôi trong bao lâu - ít nhất là vài giờ, tôi sẽ báo cáo lại khi có số liệu chính xác hơn. CẬP NHẬT: bàn đạp vẫn hoạt động sau mười lăm giờ kết nối với bộ nguồn (chỉ dùng pin). Chắc chắn các bàn đạp khác có thể tiêu thụ nhiều điện hơn một bàn đạp tuner chromatic đơn giản, nhưng đối với mục đích của tôi, tôi tuyên bố chiến thắng. Vui lòng cho tôi biết kinh nghiệm của bạn với các bàn đạp khác!

Bạn sẽ cần

• Các bộ phận in 3D (xem phần In 3D bên dưới)
• Pin LiPo: mẫu này được thiết kế để chứa hai pin LiPo 13400, dễ dàng lấy từ các vape 'dùng một lần' đã qua sử dụng. Mặc dù kích thước của các cell pin được sử dụng thay đổi đáng kể, các vape thương hiệu 'Elf Bar' sử dụng cell pin 13400. Nếu bạn có các cell pin có kích thước khác, bạn có thể điều chỉnh các tham số trong tệp OpenSCAD được cung cấp, tệp này sẽ tạo ra các tệp STL có kích thước phù hợp cho bạn. Các cell pin được kết nối song song (2P) để kéo dài tuổi thọ pin.
• Bảng mạch sạc/tăng áp tích hợp: cái này làm hết mọi việc nặng nhọc. Bảng mạch tôi sử dụng cực kỳ rẻ (18 xu) từ AliExpress, và được gọi là "Lithium Li-ion 18650 3.7V 4.2V Battery Charger Board DC-DC Step Up Boost Module TP4056 DIY Kit Parts". Mặc dù tên gọi hơi ngớ ngẩn, nhưng nó là một bảng mạch rất hữu ích, bao gồm cổng sạc USB-C, mạch sạc/xả an toàn dựa trên TP4056 và mạch tăng áp đầu ra có thể điều chỉnh, tất cả trên một PCB nhỏ (23,5mm x 18mm). Với mức giá rẻ so với chi phí vận chuyển, bạn nên mua một vài cái cho các dự án. Đây là liên kết tôi đã mua, mặc dù bạn chắc chắn có thể tìm thấy bảng mạch tương tự ở nơi khác - xem hình ảnh cận cảnh bảng mạch để đảm bảo bạn đang lấy đúng loại.
• Cáp đầu ra: tôi tình cờ có một số cáp có jack cắm DC được đúc sẵn từ bộ đổi nguồn tường bị cắt ra từ một dự án khác. Bạn có thể tự làm cáp của riêng mình, hoặc cắt lấy từ bộ đổi nguồn tường cũ. Lỗ cáp và bộ phận giảm căng được thiết kế cho cáp tròn có đường kính ngoài 3,5mm. Điều này có thể được điều chỉnh trong tệp OpenSCAD được cung cấp nếu cần. Jack cắm hình trụ là loại tiêu chuẩn 5,5mm x 2,1mm.
• Dây nối: bạn sẽ cần một ít dây nối để nối các pin với bảng mạch. Với chiều dài ngắn và dòng điện thấp, cỡ dây không quá quan trọng, nhưng sẽ hữu ích nếu nó linh hoạt. Tôi đã sử dụng một số dây nối nhiều sợi mà tôi có sẵn; trong trường hợp khẩn cấp, tôi đoán việc cắt bỏ hai đầu của một vài dây cáp kiểu DuPont cũng sẽ hoạt động tốt.
• Ốc vít: nắp được gắn vào thân vỏ bằng ốc vít tự ren M3. Những loại này rẻ và hoạt động tốt cho các dự án mà vỏ không cần mở quá thường xuyên (cuối cùng thì ren tự ren sẽ bị mòn nếu mở và đóng thường xuyên). Tôi đã sử dụng ốc vít tự ren M3x8, nhưng bất kỳ loại nào lên đến khoảng M3x12 đều hoạt động tốt. Bạn có thể sử dụng ốc M3 không tự ren, nhưng sẽ khá vất vả.

Ngoài các thành phần này, bạn sẽ cần một vài công cụ: thiết bị hàn, đồng hồ đo đa năng kỹ thuật số, súng keo nến và tua vít Phillips nhỏ.

In 3D

Không có đối tượng nào yêu cầu hỗ trợ nếu in ở hướng được cung cấp. Có một cây cầu nhỏ cho cổng USB-C, nhưng hầu hết các máy in sẽ xử lý được điều này mà không cần hỗ trợ. In các mục sau:

• Thân vỏ (pedalpsu_case.stl): phần thân chính của vỏ
• Bộ giảm căng (pedalpsu_strainreliever.stl): bộ giảm căng cho cáp đầu ra 9VDC
• Nắp vỏ (pedalpsu_lid.stl): nắp cho vỏ
• Khớp nối dây (pedalpsu_junction): những cái này là tùy chọn nhưng khá tiện dụng. Tôi xoắn tất cả các dây dương lại với nhau, hàn chúng, sau đó xịt một ít keo nến vào khớp nối và ấn nó vào các đầu lộ ra. Nó trông giống như một nút dây nhỏ. Gọn gàng và tốt hơn băng dính, và ít rắc rối hơn ống co nhiệt. Bạn sẽ cần hai cái nếu bạn định sử dụng chúng.

Đi dây và Lắp ráp

Trước khi bắt đầu: Sạc đầy từng cell pin LiPo trước khi kết nối chúng với nhau - nếu không, bạn sẽ không đạt được dung lượng pin đầy đủ.

• Hàn một đoạn dây ngắn (khoảng 40mm) vào mỗi cực B+ và B-. Lý tưởng nhất là bạn nên sử dụng dây màu đỏ cho B+ và dây màu đen cho B-. Màu sắc không quan trọng, miễn là bạn nhất quán. Hãy cẩn thận không đảo ngược cực của kết nối pin! Luồn các dây này từ phía trên của bảng mạch (mặt có cổng USB) và hàn ở mặt dưới. Cắt bỏ phần dây thừa bằng kìm cắt hoặc tương tự (kéo, bấm móng tay).
• Hàn dây (lý tưởng là màu đỏ) vào các cực dương của pin
  • Lưu ý: Tôi thường đặt một ít băng Kapton lên mối nối lộ ra sau khi đã hàn. Điều này không hoàn toàn cần thiết, nhưng là một thói quen tốt và có thể giúp bạn tránh làm hỏng các bộ phận của mình một cách vô tình.
• Hàn dây (lý tưởng là màu đen) vào các cực âm của pin
  • Xem ghi chú về băng Kapton ở trên.
• Đặt các cell pin vào khe của chúng (xem ảnh bên trong). Gom ba dây dương lại với nhau (một từ mỗi cell pin LiPo và một từ B+ trên bảng mạch), và cắt chúng có cùng độ dài với một chút độ chùng. Tuốt khoảng 10mm lớp cách điện khỏi mỗi đầu. Kiểm tra lại cực của cell pin trước khi kết nối. Xoắn các đầu lại với nhau và hàn để cố định. Cách điện cho mối nối (bằng cách sử dụng một trong các Khớp nối dây như mô tả trong phần In 3D, hoặc một miếng băng dính hoặc ống co nhiệt.
• Gom ba dây âm lại với nhau (một từ mỗi cell pin LiPo và một từ B- trên bảng mạch), và cắt chúng có cùng độ dài với một chút độ chùng. Tuốt khoảng 10mm lớp cách điện khỏi mỗi đầu. Kiểm tra lại cực của cell pin trước khi kết nối. Xoắn các đầu lại với nhau và hàn để cố định. Cách điện cho mối nối (bằng cách sử dụng một trong các Khớp nối dây như mô tả trong phần In 3D, hoặc một miếng băng dính hoặc ống co nhiệt.
• Điều chỉnh điện áp: chuyển đồng hồ đo đa năng của bạn sang chế độ điện áp DC (nếu không tự động điều chỉnh, chọn dải 20V sẽ hoạt động tốt nhất). Đặt các đầu dò vào các cực - và +, và điều chỉnh vít chỉnh cho đến khi đạt được 9V. Xoay theo chiều kim đồng hồ sẽ giảm điện áp đầu ra, xoay ngược chiều kim đồng hồ sẽ tăng lên.
• Dùng keo nến dán bộ giảm căng vào vị trí - một ít keo nến lên bề mặt trên của mặt bích, sau đó ấn nó xuyên qua lỗ từ bên trong.
• Luồn cáp đầu ra DC qua bộ giảm căng từ bên ngoài. Tuốt khoảng 30mm lớp vỏ ngoài ở đầu, và khoảng 10mm lớp cách điện khỏi mỗi dây bên trong. Luồn dây từ chân trung tâm của jack cắm hình trụ qua cực - trên bảng mạch, và dây từ chân bên ngoài của jack cắm hình trụ qua cực + trên bảng mạch. Bộ nguồn mà tôi đã cắt cáp ra là loại có cực dương ở trung tâm, nghĩa là tôi phải cắm dây màu đỏ vào cực -, và dây màu đen vào cực +. Rất khó chịu.
• Cố định bảng mạch: xịt một ít keo nến lên bệ đỡ được cung cấp cho bảng mạch sạc/tăng áp, tránh xa lỗ cổng USB. Ấn bảng mạch vào bệ đỡ sao cho cổng USB-C thẳng hàng gọn gàng với lỗ. Một vài lần xịt keo nến xung quanh các cạnh của bảng mạch sẽ cố định nó vào vị trí, mặc dù hãy cẩn thận để keo không dính vào cổng USB.
• Cố định cáp đầu ra DC: kéo cáp DC ra qua bộ giảm căng, để lại một chút độ chùng bên trong vỏ. Xịt một cục keo nến lên cáp bên trong vỏ, sao cho nó cũng chạm vào thành vỏ và bộ giảm căng. Điều này sẽ ngăn cáp bị kéo ra ngoài và làm hỏng bảng mạch của bạn một cách vô tình.
• Cố định các cell pin LiPo: đặt mỗi cell pin vào khe của nó một cách vừa vặn (xem ảnh bên trong), và đảm bảo không có gì nhô lên khỏi cạnh trên của các khe. Bóp một ít keo nến vào hai bên của mỗi cell pin để cố định nó vào vị trí.
• Cố định các mối nối dây: Tôi khá cẩn thận, vì vậy tôi đặt chúng vào các khoảng trống ở phía đối diện của mặt sau pin, sau đó dán chúng vào vị trí. Điều này giúp ngăn ngừa mọi khả năng chập điện của pin, và cũng giảm khả năng dây bị di chuyển.
• Đậy nắp vào và vặn chặt ốc.

Bây giờ bạn đã sẵn sàng để chơi nhạc!