Voeding voor de Fancy Helm(en) met LiPo cellen

De 'Fancy Helm' was oorspronkelijk ontworpen om met een 9V-batterij gevoed te kunnen worden. Gebruik in de praktijk wijst echter uit dat een 9V-blok vrij snel uitgeput en verhit raakt. Om een langer en duurzamer verbruik voor de helm te kunnen bieden, zou een oplossing met oplaadbare LiPo cellen wenselijk zijn.

Een serieschakeling van twee 18650 LiPo cellen levert een nominale spanning van 7,4V. Deze spanning is voldoende als ingangsspanning voor de beide DC-DC convertoren in de 'Fancy Helm' die de werkspanningen van 12V voor de LEDstrip en 5V voor de besturingselektronica verzorgen.

LiPo cellen dienen bij gebruik beschermd te worden tegen overspanning, onderspanning en te hoge stromen. Gedurende het laadproces mag de spanning per cel niet hoger worden dan 4,2V. Een cel mag ook niet dieper ontladen worden dan 2,5V. Te hoge stromen (bijv. bij kortsluiting) zorgen voor te hoge warmteontwikkeling. Om deze bescherming te bieden, zijn kant-en-klare oplossingen verkrijgbaar. Een WH-2S80A Lithium Battery Charger is geschikt om twee in serie geschakelde LiPo cellen van een adequate bescherming te voorzien.

Soldeer een extra draad aan de lipjes die de twee cellen met elkaar verbinden in de batterijhouder. Deze draad vervolgens verbinden aan de connector mB op het WH-2S80A board. De zwarte draad van de batterijhouder (minpool van een LiPo cel) verbinden met connector B- op het WH-2S80A board. Tot slot de rode draad (pluspool LiPo cel) verbinden met B+ op het WH-2S80A board.

Vanuit P+ en P- gaan vervolgens 2 draden naar de elektronica in de helm (P+ naar pos. voedingsingang en P- naar neg. voedingsingang) en 2 draden naar een connector voor de 9V oplader.

Het board kan vervolgens tegen de batterijhouder gelijmd worden.

wh-2s80 with wiring diagram

Materiaallijst:

Opladen van de cellen kan door een spanning van 9V aan te bieden aan de aansluitingen P+ en P- op het WH-2S80A board. Een externe bron om deze spanning met een voldoende hoge laadstroom aan te bieden kan gemaakt worden door een 12V, 5A voeding link te verbinden met een mini-360 buck converter. Deze laatste kan de 12V gelijkspanning omlaag brengen naar 9 V bij een constante uitgangsstroom van 1,8A en een piek van 3A.
Deze setup is gerealiseerd en getest. Het werkt, maar de belasting is eigenlijk te hoog voor de buck converter. Temperatuur wordt (te) hoog en de LiPo's worden met slechts ca 2A geladen, i.p.v. de 4A die ze aankunnen.

Mogelijke alternatieven zouden kunnen zijn:

Boxes.py ElectronicsBox link

Dimensies 12V-voeding: 85x58x32 mm excl. ruimte voor uitvoer el. draden.
Dimensies net-entree: 27x20x17 mm excl. ruimte voor el. draden aan te solderen.

  • projects/voeding_helm.txt
  • Last modified: 12/04/2024 23:58
  • by ron