파워뱅크를 만들어 보자

- 방전률이 높은 배터리를 이용하는 작업은 화재, 폭발의 위험이 있습니다. 충분한 지식을 가지고 있더라도, 잠깐의 부주의로 사고가 발생할 수 있습니다. 사고는 본인의 책임입니다. 

소재로 시작된 만들기

일전에 어머님의 전동휠체어 배터리를 만들어서 교체하고 나서, 기존 사용하던 배터리가 굴러다니는 상황이 되었다.  사실 이번에 사용한  배터리 말고도 5개가 더 있다.  이런 저런 고민을 하다가 파워뱅크를 만들어 보기로 결심했다. 

전동휠체어 배터리는 일반 납산배터리와 달리 충방전에 좀더 특화된 딥사이클용 배터리이다. 딥사이클용 배터리가 일반 납산배터리보다 좋은 점들은 아래와 같다.

( 아래의 장점은 인터넷에서 찾은 내용이며 내열, 전기전도성은 내가 테스트 불가능하다. )

- 일반 납산배터리보다 방전 성능이 탁월하다. ( 90%)
- 일반 납산배터리보다 충전 속도가 빠르다.
- 내열성 및 전기전도성이 우수하다.
- 싸이클 성능이 우수하다.
- 일반 납축전지보다 수명이 길다. ( 일반 2~3년 , 딥사이클 4년이상)

대략 장점을 살펴보면 파워뱅크를 제작해서 사용하기에는 적합하다.

* 특정 딥사이클 배터리는 외형은 납산배터리와 거의 비슷해보이나 리튬인산철배터리셀로 구성되어 있다. 

필요 모듈 구매

어마무시한 파워뱅크를 만들것이 아니라, USB 충전 포트가 있고 5.5파이의 출력 단자를 가지는 간단한 것을 만들기로 기획했다. 배터리 잔량이 표시되고, 저전압 차단 기능을 가지도록 구상했다. 알리에서 폭풍 검색을 통하여 필요한 모듈을 구매하였다.

먼저 배터리 잔량과 USB 충전 포트를 한번에 해결할 수 있는 모듈을 찾았다. 가격도 어마무시하게 착했다.

[ 배터리 잔량 표시 모듈 ]

배터리 잔량 표시 모듈은 대략 이천원 정도면 집까지 배송되었다.

그 다음 준비한 모듈을 저전압 보호 모듈 찾았다. 알리에서 모듈을 검색하면서 매번 느끼는 것은 내가 재료를 사서 만들어도 판매하는 제품들 보다도 싸게 만들수 없다는 점이다. 

[ 저전압 보호 모듈 ]

저전압 보호 모듈은 여러 종류가 있는데, 이 모델은 가변저항을 이용하여 차단되는 저전압을 변경할 수 있는 모델이다. 가급적이면 전압이 고정되어서 보호하는 회로 보다는 전압을 변경 가능한 것이 좋다.  이 모듈은 천원 정도면 집까지 배송된다. 이번에 만드는 파워뱅크는 사용성을 고려해 볼때 최대 5A 정도로 부하가 커버 가능한 설계를 하였다. (실제로는 3A 정도 쓸듯 하다.)

구매한 모듈들은 각각 테스트를 진행하였다. 

[ 잔량 표시기 테스트 ]

특히 저전압 보호 모듈을 11V를 기점으로 On/Off 가 되도록 가변 저항을 조절하였다.

[ 저전압 보호 모듈 테스트 ]

위에 소개한 모듈 이외에 5.5파이 단자를 몇개 더 구했다. 5.5파이 단자는 여분이 항상 있도록 구매해둔다.

배선이 특별히 어려운 것은 아니지만 이 글을 읽는 사람들을 위해서 하나 그려 보았다. 배선도는 아주 간단하다. 

[ 파워뱅크 배선도 ]

제작하기

크게 어려운 것은 없다. 먼저 배터리를 이동하기 쉽도록 바닥판과 손잡이 부분을 만들었다. 바닥판은 배터리 크기와 동일하게 자른다.  

[ 바닥판 ]

바닥판에 배터리를 올렸을 경우 고정이 안되기 때문에 측면판을 만들었다. 

[ 측면판 ]

이렇게 자른 3조각을 목공접착제를 바르고 고정했다. 

[ 양생중 ~~ ]

목공용 접착제가 굳은 후에는 피스를 찔러 넣어 두었다. 아무래도 배터리 무게가 무거운지라 피스 없이는 힘을 못 받을듯 하다. 

그 다음으로 손잡이와 바닥판을 연결하는 부분을 만들었다. 

역시 목공용 접착제로 붙이고 나중에 피스를 찔러 넣었다. 특히나 위의 사진에서 세로로 세운 부분은 힘을 많이 받는 부분이다. 

손잡이 이외의 부분은 검정색으로 락카칠을 하였다. 배터리를 올려 놓은 모양새는 아래와 같다. 

[ 생각보다 무거운 파워뱅크 ]

모듈들을 담아 놓을 케이스를 하나 만들어야 했고, 3mm 합판을 이용하기로 했다. 먼저 상판에 모듈이 배치될 위치를 그렸다. 

[ 그림을 그린 곳은 사실상 뒷면 임 ]

필요한 곳에 구멍을 뚫고 모듈들을 끼워 넣었다. 저전압 보호 모듈은 그냥 뒷면에 고정하는 형태 이다.

[ 대략 얼기설기 ]

그리고 미리 만들어둔 바닥쪽면과 합체 하였다. 

[ 컨트롤 패널 완성? ]

마지막으로 배터리와 연결하면 된다. 

[ 파워 뱅크 완성 !! ]

끝으로

이 물건은 내가 사용할 것은 아니며, 캠핑을 좋아하는 지인에게 선물을 줄 예정이다.  12V용 출력은 전등이나 전기장판을 켜는데 사용할 것으로 추측된다.  

- 2024-04-17 추가

아직 지인에게 전달하기 전이라 필요한 것들을 추가로 만들어 주기로 했다. 먼저 집에 LED 모듈이 있어서 이를 이용하여 거치형 등을 하나 만들었다. 

[ 나름 깔 맞춤했다 ]

[ 고정용 노브도 만들고... ]

[ 요런식으로 파워뱅크와 결합한다 ]

[ 켠 상태 ]

LED 모듈이 크지 않아서 아주 아주 밝은 형태는 아니다. 저 모듈은 12V에서  0.35A 정도의 부하가 걸리는 모듈이다.  판매자는 이 LED 모듈의 소비 전력이 25W라고 소개하였으나 현실은 5W 수준이다.  현재 알리에서 주문한 12V 전기 장판이 있는데 이것이 지인을 만나기 전에 배송되어 온다면 장판 역시 개조해서 함께 전달할 예정이다. 

- 방전률이 높은 배터리를 이용하는 작업은 화재, 폭발의 위험이 있습니다. 충분한 지식을 가지고 있더라도, 잠깐의 부주의로 사고가 발생할 수 있습니다. 사고는 본인의 책임입니다.