Monitor de laptop movido a bateria reaproveitado: 7 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Para o meu primeiro instrutível, vou fazer algo que sempre quis. Mas, primeiro, uma breve história de fundo.

Meu laptop por 7 anos finalmente quebrou e eu não tive escolha a não ser comprar um novo. O velho laptop já havia passado por vários pequenos reparos, então me ocorreu que eu poderia tirar qualquer coisa dele sem problemas de quebrar algo útil.

Sempre quis um segundo monitor para facilitar o trabalho. Isso apresentou a oportunidade perfeita para conseguir um e satisfazer o DIYer em mim.

Então, sem mais delongas, aqui estão as instruções para fazer um monitor portátil alimentado por bateria!

NOTA: Verifique as fotos para obter instruções mais detalhadas e notas sobre a construção!

Etapa 1: A tela: peças, ferramentas e montagem

Peças e Fontes

- Tela de laptop antigo (para este projeto, o número de série da tela é N156B6-L05)

- Placa controladora LCD / LED LVDR do varejista online (link do AliExpress)

- Fonte de alimentação 12V 2A com conector cilíndrico (link AliExpress)

Ferramentas

- Chaves de fenda de precisão para parafusos pequenos.

conjunto

Para assumir a forma de tela do laptop, basta seguir as instruções específicas para o seu dispositivo. Eu segui os passos neste vídeo. Infelizmente, nenhuma foto foi tirada durante esta etapa, exceto o resultado final.

Depois que a tela for removida, procure o número do modelo. Ele se encontra na parte de trás do painel.

Assim que o número de série for encontrado, procure uma placa controladora LVDR que seja compatível com a tela. Eu escolhi um com uma porta VGA e uma porta HDMI. Tudo o que falta fazer neste ponto é testar se o controlador e a tela funcionam, e funcionou!

Observe que a maioria dos controladores são, por padrão, alimentados por uma fonte de alimentação de 12V. O controlador que tenho pode ser alimentado por qualquer lugar de 6,0 V a 15,0 V conforme testado.

Foi aqui que decidi fazer este monitor com bateria também, e é isso que faremos na Etapa 2.

Etapa 2: Fonte de alimentação: peças, ferramentas e montagem

Peças e Fontes

- Bateria antiga do laptop (para extrair as células de íon de lítio e placa de proteção)

- Fonte de alimentação do controlador de tela ou uma placa de proteção de terceiros (link Aliexpress)

- Fios

Ferramentas

- Ferro de soldar, chumbo de solda e fluxo

- Chave de fenda de cabeça chata

- Opcional: um kit de ferramentas de alavanca, para extrair as células de íons de lítio

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Como o laptop não pode mais ser usado, a bateria é praticamente inútil. No entanto, as células de íon-lítio ainda poderiam ser úteis se ainda estivessem adequadamente carregadas. Além disso, os pacotes de energia do laptop são projetados com uma placa de proteção de carga para garantir que as baterias não sejam sobrecarregadas ou insuficientemente carregadas.

Para recuperar essas peças, bastou abrir o power pack, tomando cuidado para não danificar as células ou a placa controladora. E como o pacote de energia em si é inútil, simplesmente fui em frente e destruí seu invólucro no processo. Se você tiver acesso às ferramentas do pry, use-as, pois são muito melhores. No meu caso, usei uma chave de fenda e uma pequena faca para abrir o pacote de energia

Assim que as células e a placa saíram, testei as baterias com um multímetro. Você deseja salvar todas as células com voltagem acima de 3,0V. Você ainda pode usar células com leitura de 2,5 V ou mais. No entanto, as células que leem menos de 2,0 V estão essencialmente mortas.

A partir dessas informações, todas as células ainda estão funcionando, mas precisam ser carregadas o mais rápido possível.

Como a voltagem nominal (a.k.a. a média) de uma célula de íon-lítio é 3,7 V, isso significa que 3 células serão suficientes para alimentar o monitor. Isso significa que a placa controladora do pacote de força é perfeitamente adequada para a tarefa, já que não só foi projetada para lidar com 3 células, mas também tem um perfil estreito para caber no gabinete.

Etapa 3: O Caso: Peças, Ferramentas e Montagem

Peças e Fontes

- Painéis de acrílico, cortados no tamanho de acordo com as dimensões da tela. Pedido online de um fornecedor local, pré-cortado. Dimensões para combinar com a tela (veja abaixo)

- Parafusos M2 (50 mm de comprimento), com porcas e arruelas correspondentes. Loja de ferragens ou online

- Espaçadores de plástico, 3 cm. Eles serão cortados no tamanho certo mais tarde. Loja de ferragens ou online

Ferramentas

- Chave de fenda

- Ferramenta rotativa (Dremel) com brocas e ferramentas de corte adequadas.

- Alicate

- Opcional: ferramenta de marcação e corte em acrílico

conjunto

Todas as telas de computador são feitas com tamanhos padrão. Por exemplo, tenho tela de 15,6 "com dimensões de 34,54 cm x 19,43 cm. No entanto, esse tamanho é apenas para a tela em si, e não leva em consideração as bordas da tela onde estão os suportes e outras partes. Portanto, certifique-se Se você cortou os painéis corretamente (ou os pré-cortou corretamente, como eu fiz), você deve absolutamente medir você mesmo as dimensões do monitor. para o monitor de 15,6 "usado aqui, as dimensões acabaram sendo 36,0 cm x 21,0 cm.

Acabei então pedindo chapas de acrílico de 3mm, com as seguintes propriedades:

- Transparente: 1 pc 23 cm x 38 cm (para a frente)

- Preto: 1 pc 23 cm x 38 cm (para trás)

- Preto: 2 peças 1 cm x 38 cm (para suportar o monitor)

- Preto: 2 peças 1 cm x 21 cm (para suportar o monitor)

- Preto: 2 peças 3 cm x 38 cm (para os painéis laterais)

- Preto: 2 peças 3 cm x 23 cm (para os painéis laterais)

Cometi um pequeno erro e encomendei peças de 1 cm x 23 cm, em vez de 1 cm x 21 cm. Eu contornei esse problema cortando eu mesmo o excesso com uma ferramenta de marcagem e corte de acrílico, e ele se encaixou perfeitamente. Em uma nota lateral, marcar e furar é melhor feito com o papel protetor ainda nos painéis, para evitar arranhões desnecessários e facilitar a marcação com uma caneta ou lápis.

Usei então as peças de suporte longas (as de 1 x 38 cm) e marquei todos os pontos 0,5 cm de uma extremidade e 0,5 cm de um lado. A partir dessas marcas, foram feitos furos com a broca, começando com a menor broca disponível que tenho, e progredindo pelos tamanhos até que um diâmetro de 2,0 mm seja feito.

Furos adicionais são feitos para fixar a placa controladora com parafusos adicionais, usando a mesma técnica de perfuração.

Um dos painéis laterais precisa ser cortado para que as portas da placa do controlador e o teclado de ajuste possam ser acessados.

Finalmente, é hora de colocar tudo junto!

Etapa 4: juntando tudo: tela, quadro e caixa

Assim que tudo estiver pronto, a construção real pode começar.

Orifícios foram feitos nas peças laterais finas. As peças superior e inferior precisavam de dois orifícios, um em cada extremidade. Furos adicionais podem ser perfurados posteriormente para obter mais suporte.

As peças laterais eram um pouco mais complicadas, pois os orifícios tiveram que ser colocados para apoiar a placa e uma luz indicadora de LED. Os orifícios foram perfurados simetricamente para que a montagem final parecesse limpa e profissional. Além disso, as placas foram usadas para colocar os furos de forma adequada.

A peça superior e a tela são então colocadas no painel frontal transparente. Depois de posicionadas corretamente, as outras peças pequenas foram posicionadas e presas temporariamente ao painel frontal, e então usadas como guias para perfurar a frente.

Os parafusos M2 são então usados para prender tudo junto, usando os espaçadores de plástico para garantir o encaixe correto. Os espaçadores são cortados no comprimento certo para garantir que a tela tenha 3,0 cm de espessura ao terminar.

Se você gostaria de usar o monitor agora sem bateria, esta etapa está quase no fim (e se assim for, você pode pular para a página Toques Finais).

Um pedaço de papelão fino é colocado na parte de trás do monitor para garantir que a folha branca não seja danificada quando as placas de circuito e as baterias forem colocadas.

Finalmente, as placas são colocadas em suas posições adequadas de acordo com as posições dos parafusos. Isso protege as placas e torna menos provável que se soltem.

Etapa 5: Juntando Tudo: Baterias e Quadro de Proteção

As baterias foram conectadas umas às outras com fios e solda, e então as pontas livres dos fios à placa de proteção. A placa de proteção possui pontos onde as baterias devem ser conectadas para carregá-las adequadamente. Clique aqui para obter um diagrama de circuito sobre como conectar as baterias. NOTA: O link anterior para o esquema da bateria acima parece estar morto agora, então estou postando um novo link para o novo esquema aqui. Outras atualizações são discutidas no final desta seção.

Os terminais de carregamento do circuito de proteção são então conectados à fonte de alimentação da placa LVDS para fornecer energia à bateria e permitir o carregamento das baterias.

Depois de uma carga, testei se o conceito funciona ligando o monitor com a energia da bateria, e funcionou. No entanto, durante o teste real de uso do monitor, o monitor não ligava. Após a inspeção, vi que um não estava mais carregando. Então, substituí a bateria descarregada por uma sobressalente que estava por perto. Além disso, verifiquei duas vezes as conexões com o circuito de proteção.

Infelizmente, após um segundo teste completo, algumas das baterias ainda estavam totalmente descarregadas, levando-me a acreditar que a placa LVDS era o problema. Então, removi o conector cilíndrico, montei-o diretamente no circuito de proteção e conectei-o à placa LVDS por meio de cabos onde costumava ser conectado. Isso funcionou maravilhosamente bem, já que as baterias agora carregam corretamente e a placa LVDS obtém sua energia das baterias ou da fonte de alimentação.

Fiz então um cabo com 4 fios e um conector PHR de 4 pinos, que corresponde ao da placa LVDS. Isso foi então usado para conectar o terminal positivo da placa de proteção ao terminal de 12 V da placa LVDS e da mesma forma com os terminais de aterramento. Isso permite que a placa seja alimentada pela bateria, bem como carregue-a com uma fonte de alimentação de 12 V enquanto alimenta a tela. Após o teste, funcionou sem problemas. ATUALIZAÇÃO 19 de abril de 2021

Já faz um tempo desde que visitei este Instructable, e percebi que não dei nenhuma das atualizações prometidas. Aqui vamos nos…

Seguindo a sugestão nos comentários (obrigado ao Copper Dog), decidi ver se adicionar mais células em paralelo resolveria. Isso tornaria a resistência interna geral da bateria menor, o que significa que uma corrente máxima maior pode ser fornecida para a mesma tensão, estabilizando assim a saída de energia e evitando a cintilação do laptop. Resultado final: funciona! A tela não liga e desliga mais quando precisa ser carregada; apenas desliga. Além disso, isso faz com que a tela tenha um tempo de execução mais longo. A desvantagem é que agora está um pouco mais pesado.

Etapa 6: Teste

Como as baterias foram carregadas antes da instalação, esperava que a tela ligasse assim que a soldagem fosse concluída. Porém, como não foi o caso, liguei a tela com a fonte de alimentação de 12 V por alguns minutos, durante os quais a tela acendeu imediatamente.

Enquanto esperava que as baterias carregassem um pouco, conectei meu laptop à tela com um cabo HDMI e funcionou perfeitamente.

Depois de esperar 5 minutos, retirei o carregador para ver se as baterias funcionavam, e funcionou! Em seguida, desliguei a tela e vi que ela ainda estava sendo ligada, pois a luz interna liga-desliga ainda está acesa. Agora estou encontrando o tempo que a tela permaneceria em seu modo de espera antes de realmente desligar.

Decidi então testar quanto tempo as baterias duram com uma carga completa. Como as baterias não são novas, não esperava uma longa duração. No entanto, fiquei agradavelmente surpreso que as baterias podem alimentar a tela por cerca de 45 minutos.

Em uma nota interessante, eu também medi a voltagem nas baterias enquanto elas estavam descarregando. Percebi que quando a luz de fundo da tela era ligada, a leitura da tensão descia para cerca de 0,7 V abaixo da leitura quando a luz de fundo estava desligada. Além disso, a placa de proteção desligaria a energia da tela em 9,7 V entre as baterias. Depois disso, a tensão sobe para 10,4 V, ligando a tela novamente. Essa é uma questão a ser tratada posteriormente, mas basta dizer que, por enquanto, as baterias devem ser carregadas quando a tela desligar.

Em suma, este é um projeto de sucesso e deve ser facilmente reproduzido.

Etapa 7: retoques finais e recomendações

Embora as tampas laterais estejam prontas para serem instaladas, optei por não colocá-las ainda. Por enquanto, isso tornará o uso da tela e seus ajustes mais fáceis.

Algumas melhorias já me ocorreram e logo farão parte do monitor:

- Um indicador de carga controlado por Arduino e controlador de carga. O indicador é basicamente um LED de 3 cores controlado pelo Arduino. O controlador de carga é para garantir a vida útil máxima para a bateria. As baterias de íon-lítio são carregadas mais 10% do que o nível da bateria antes de carregar, ou seja, se a bateria estiver com 60%, então ela deve ser carregada até 70% antes de ser desconectada.

- Um suporte para tripé, para estabilizar ainda mais o monitor, prendendo-o a um tripé.

- Orifícios para os botões do teclado LVDS e os botões de substituição correspondentes para alterar os da própria placa. No momento, não há necessidade de usar o teclado, mas pode haver alguns casos em que pode ser útil.

- Usando mais porcas para prender os parafusos no painel frontal da tela e nas peças de suporte. As porcas evitarão que os parafusos caiam quando o painel traseiro for removido. Isso também significa que os comprimentos do espaçador precisarão ser reajustados.