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Create Date : 2015/10/13, Modified Date : 2015/10/13, Revision : 1.

* 배터리 관련 제작의 경우 가열, 잘못된 회로, 잘못된 부품및 재료 사용, 충격 , 파손등으로 인한 폭발, 발화, 발열등 위험성이 있으므로 안전에 유의하셔야 합니다. 본 포스트 내용의 파워뱅크는 개인 실험장비 제작을 목적으로 제작 되었습니다. 본 포스트 내용을 인용, 모방, 참고하여 제작시 발행하는 모든 문제 사항 및 재산상의 손실에 대해서는 본 포스트 발행/제작자는 어떠한 책임도 지지 않습니다.


필자는 전자공작을 하면서 아두이노와 전자회로, 모터, LED 등을 테스트 할수 있는 이동식 파워뱅크가 있다면 좀더 편리할것 같다는 생각을 가지고 있었습니다. 얼마전 20~25Ah 정도 용량의 배터리 팩을 구매를 하게 되면서 가변 전압이 출력 되는 파워 뱅크를 제작 해보기로 하였습니다. 직접 제작하는 것이니 주변에서 구할수 있는 재료와 수가공이 가능한 나무판을 이용하여 가방 넣어 다닐수 있는 크기의 전압을 조절 회로를 내장한 파워뱅크를 만들어 보았습니다.



나무로 만들어 보는 가변 출력 리튬 인산철 파워뱅크.



1. 준비물


필자는 타 배터리들에 비해 폭발, 발화의 위험성 적은 리튬인산철 배터리를 구입하여 주변에서 비교적 손쉽게 구할수 있는 재료를 활용해 파워 뱅크를 제작을 진행 하였었습니다. 필자가 제작에 사용한 재료는 아래와 같습니다.

좌측상단 : 20~25Ah 파우지형 리튬 인산철 배터리팩 4장
우측상단 : 절연테이프, 캡톤테이프
좌측중단 : 포장용 PE폼 (택배 포장에 있던것을 활용하였습니다.) 
우측중단 : 3mm MDF 나무판 
좌측하단 : 전선
우측하단 : 5A DC-DC Step Down 컨버터, 3A DC-DC mini Step Down 컨버터, 릴레이모듈, 16A 리튬인산철 4S BMS 보호회로, 10A VA메타 2개, 15A 퓨즈, 5A pptc 퓨즈, usb 커넥터 2개, 바나나 소켓 1쌍, DC 소켓 2개, 3단 스위치, 가변저항


필자가 사용한 파워뱅크 재료입니다.



2. 절연, 전극 타공, 배터리 결선.


우선 배터리의 초기 전압을 측정한후에 배터리를 충전 하였습니다. 배터리를 충전후 병렬로 연결하여 2~3일 방치해 셀간 밸런싱을 해주는것이 일반적이지만 필자는 보유하고 있는 B6 충전기의 밸런스 충전 기능을 이용하여 밸런싱을 하기로 하고 작업을 진행 하였습니다.

우선 배터리 전극에 터미널 단자를 이용해 결선을 할수 있도록 타공을 한후에 배터리 테두리에 캡톤 테이프를 붙여 1차 절연을 한후 절연테이프를 붙여 2차절연을 작업을 수행하였습니다.

그리고 터미널 단자와 awg14 정도의 전선을 사용하여 4장의 배터리 팩을 직렬로 연결(4S, 12V)후 awg20~22 정도의 전선을 사용하여 밸런스 단자 선을 전극에서 뽑아 주었습니다.

결선을 마친다음 전극및 나머지 테두리 부분역시 캡톤테이프와 절연테이프를 사용하여 절연작업을 하였습니다. 


테두리 절연 및 결선 작업을 하였습니다.



​3. 배터리팩 제작.


파우치 배터리 셀을 4S팩으로 만들기위해 PE폼을 활용하기로 하였습니다. 포장용 완충재로 사용되는것이니 만큼 주변에서 쉽게 구할수 있고 완충및 절연 효과도 얻을수 있어 이것을 사용였습니다. 


포장용 PE폼의 경우 내열성이 없기 때문에 고출력 뱅크에는 적합하지 않지만 필자가 제작할 파워뱅크는 전자공작에 파워소스로 출력은 DC-DC 컨버터 출력 
MAX 5A, 직접출력 MAX 15A 정도의 저출력 파워 뱅크이므로 PE폼과 절연테이프를 사용하여 배터리팩을 제작하였습니다.


절연테이프, PE폼을 활용하여 배터리팩을 제작하였습니다.



​4. 밸런스 충전.


배터리팩 제작을 마친후 셀간 밸런스를 어느정도 맞추기 위해 B6 충전기의 밸런스 충전 모드로 낮은 전류를 설정하여 충전을 진행하였습니다. 


B6의 밸런스 충전모드로 충전을 하였습니다.



​5. 케이스 제작.


파워뱅크의 케이스는 수가공이 비교적 어렵지 않은 MDF 나무판을 사용하여 제작하였습니다. 3mm 나무판재를 커터칼의 뒷면을 이용해 길을 내여준후 여러번 그어서 재단하였습니다. (P커터를 사용하면 좀더 손쉬운 재단이 가능할것 같았습니다만 제작시 필자는 P커터를 보유하고 있지 않았기 때문에 일반 커터칼을 사용하였습니다.)

재단된 나무판을 에폭시 접착제로 접합하여 케이스를 형태를 만들었습니다.


케이스는 MDF 나무판을 사용하였습니다.



​6. 전면 조작 패널 제작.


커넥터 스위치 전압계등 조작이 가능하게 해주는 부분인 전면 조작판넬은 재단된 MDF 나무판에 각 부품 모양에 맞게 구멍을 뚫은후 글루건과 부품의 볼트 너트 결합으로 장착 하였습니다.

그후 BMS보호회로 컨버터 회로 릴레이 모듈, 역류방지 다이오드,퓨즈 부품을 전선으로 납땜해서 연결하여 전면 조작 판넬을 완성하였습니다.

전원 스위치는 3단 스위치를 사용하였습니다. 상단 직접출력 MAX15A, 중단 OFF, 하단 DC-DC 가변출력이 되도록 구성하였습니다.


전면 조작패널의 모습입니다.



​7. 배터리팩 장착 및 조작 패널 결합.


MDF 나무판으로 제작된
 케이스에 배터리팩을 배치한후 칸막이를 넣어 앞쪽에 회로 부분을 설치한 다음 전면 조작 패널을 에폭시 접착제를 이용하여 접합 하였습니다.


전원을 넣어 중간테스트 해본결과 정상적으로 동작하는것을 확인할수 있었습니다.


배터리팩과 전면 조작 패널을 케이스에 결합하였습니다.



​8. 상단 덮개 제작 및 결합.


케이스 윗쪽에 덮개는 파워뱅크의 앞쪽에 배치된 회로에서 발생할수 있을 발열을 배출 하기 위하여 방열구를 타공하였습니다. 


내부 회로 유지보수및 퓨즈 교체등이 가능해야 하므로 탈부착이 가능하도록 볼트를 사용하여 결합되도록 하였습니다. 볼트는 절연체인 플라스틱 볼트를 사용하였습니다.


상단 덮개는 탈부착이 가능하도록 플라스틱 볼트로 결합하였습니다.



​9. 활용예시.


필자는 제작한 파워뱅크를 아두이노 보드와 같은 전자회로의 파워소스 및 모터 동작테스트, LED 동작 테스트 등에 활용하고 있습니다. 


5v 출력 채널 및 가변 파워 출력채널이 있어서 회로 테스트 시에 로직 전압및 1~12v 범위에서 부품에 맞는 전압 출력 설정이 가능하고 VA 메타가 사용되는 전류량까지 표시해주고 있어서 상당히 유용하게 사용하고 있습니다.


파워뱅크를 전원으로 아두이노와 스텝모터를 구동하는 모습입니다.



마치며......


가변
전압 출력 및 VA 메타 표시기가 있는 파워뱅크를 제작하고 사용해보니 전자공작 취미생활은 전원 장치가 있는 곳에서만 가능하다는 제약에서 벗어날수 있었습니다.

또, 여기에 더해서 파워뱅크와 같이 사용할수 있는 납땜인두 등을 조합하여 사용한다면 더욱더 많은 것을 할수 있을것 같다는 생각이 들었습니다.

파워뱅크 제작함으로써 장소의 제약을 받지않고 틈틈히 전자공작 취미생활을 즐기수 있게되어 더욱더 많은것들을 만들어 보고싶은 욕구가 생기는것 같습니다.


- 2015.10.13 불의날에 프미케 -


* 본 포스트의 원문은 프미케의 낙서장(http://pmice.tistory.com)에서 작성되었습니다.


Posted by 프미케

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  1. 유광호 2018.06.17 13:05 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    또 들렸습니다. 시도하고 정리하고 나눠주는 프미케님의 글을 보니 재미도 있고 감사합니다.

    얼마전 인터넷에서 Power Regulator KIT를 구매해서 조립하여 보았습니다. 조립설명서가 없어 대충의 지식으로 납땜하고 변압기를 별도 구매하고 냉각팬을 구해 조립하였는데... 불행히도 일부 조립시험방법에 문제가 있어 IC가 손상을 입은것 같습니다. 이후 공급처와 연락하며 이런 저런 시도는 해보고 있는데... 아무래도 해외 직구이다 보니 한계가 있습니다. 우쩔까 고민중입니다.ㅎㅎ

    • BlogIcon 프미케 2018.06.17 16:43 신고  댓글주소  수정/삭제

      이상있는 IC를 찾으신것이라면 디바이스마트, 아이씨뱅큐, 엘레파츠, IC114,등 전자부품 쇼핑몰에 칩에 있는 마킹으로 검색하시면 같은 칩을 구입하실수 있지 않을까요?