3D yazıcıyla basılan pil tutucular, hobi elektronik projelerinde oldukça işe yarayan parçalardır. Hazır pil yuvaları her zaman istenen ölçüde, hücre sayısında veya mekanik formda bulunamayabilir. Böyle durumlarda AA, AAA, C tipi, 18650 gibi silindirik piller için uygun bir pil tutucu ya da adaptör tasarlamak veya hazır STL dosyalarından yararlanmak pratik bir çözümdür.
Bu yazıda Thingiverse üzerinde paylaşılan dört farklı pil tutucu ve pil adaptörü tasarımı incelenmiştir.
Modellerin ortak noktası, basit görünmelerine rağmen günlük elektronik işlerinde gerçek bir ihtiyacı çözmeleridir.
Bazıları doğrudan pil yuvası olarak, bazıları ise taşıma kapağı veya boyut adaptörü olarak kullanılabilir.
3D baskı ile elektronik proje parçası üretmek isteyenler için SMD DIP çevirici PCB çizimleri gibi küçük yardımcı parçalar da benzer şekilde atölyede zaman kazandırabilir.
1 Esnek Yaylı Pil Tutucu Tasarımı
İçerik
Bu tasarım, farklı boyutlardaki silindirik piller için 3D yazıcıda basılabilen esnek pil tutucular üretmek amacıyla hazırlanmış. En dikkat çeken tarafı, klasik metal yay yerine gövdenin kendi içinde oluşturulan plastik esnek yay yapısını kullanmasıdır.
Tasarımın mantığı oldukça pratik: Pil yuvasının bir tarafında esneyebilen plastik bir yay bulunur. Bu yay yaklaşık 1-2 mm kadar esneyerek pilin rahat takılıp çıkarılmasını sağlar. Böylece ayrı bir metal yay takmadan, tamamen 3D baskı ile pil tutucu oluşturulabilir.
Bu yapı özellikle tek hücreli veya farklı hücre sayısına göre özelleştirilebilen pil yuvaları için kullanışlıdır. Elektronik projelerde sık sık farklı pil ölçülerine ihtiyaç duyuluyorsa, parametreli tasarım mantığı büyük kolaylık sağlar.
- Entegre plastik yay yapısı vardır
- Metal yay gerektirmez
- Pilin kolay takılıp çıkarılması için esnek yapı kullanılır
- Farklı silindirik pil ölçülerine uyarlanabilir
- Hobi elektronik projelerinde özel pil yuvası üretmek için uygundur
Bu tarz esnek parçalar basılırken PLA yerine PETG veya ABS gibi biraz daha tok ve esnek malzemeler tercih edilebilir. PLA ile de baskı alınabilir; ancak yay bölgesi uzun süreli kullanımlarda daha kolay yorulabilir.
2 AA Pili C Tipi Pil Yerine Kullanmak İçin Adaptör
İkinci tasarım, AA boyutundaki pilleri C tipi pil kullanan cihazlarda mekanik olarak kullanabilmek için hazırlanmış bir adaptördür.
Burada amaç elektriksel bir dönüştürücü yapmak değil, AA pilin daha büyük C pil yuvasına fiziksel olarak oturmasını sağlamaktır.
AA ve C piller genellikle aynı nominal gerilim değerine sahiptir; ancak C tipi pilin kapasitesi ve akım verme kabiliyeti genellikle daha yüksektir.
Bu yüzden bu adaptör, düşük akım çeken cihazlarda geçici veya pratik bir çözüm olarak düşünülmelidir.
Motorlu oyuncaklar, yüksek akım çeken lambalar veya uzun süre çalışan cihazlarda AA pil hızlı bitebilir.
| Özellik | Açıklama |
|---|---|
| Kullanım amacı | AA pili C tipi pil yuvasına fiziksel olarak uydurmak |
| Elektriksel dönüşüm | Yoktur, yalnızca mekanik adaptördür |
| Uygun kullanım | Düşük akımlı cihazlar ve geçici çözümler |
| Dikkat edilecek konu | AA pilin kapasitesi C pile göre daha düşüktür |
Bu adaptör, evde C pil bulunmadığında ama AA pil bulunduğunda işe yarayabilir. Yine de aynı cihazda gerçek C pil ile AA adaptörü karıştırmak doğru değildir. Farklı kapasitedeki piller birlikte kullanıldığında zayıf pil ters şarj olabilir, sızıntı veya hasar riski oluşabilir.
Pil türleri ve kullanım farklarıyla ilgilenenler için 18650 pil nedir yazısı da lityum iyon hücreler tarafında temel bilgiler sunar.
3 Esnek Pil Tutucular (2 ve 3 Hücreli)
Üçüncü tasarım, ilk esnek yaylı pil tutucu fikrinin çok hücreli kullanım için geliştirilmiş halidir.
Birden fazla pili aynı sıraya yerleştirmek, tek pilli tasarıma göre bazı mekanik sorunlar oluşturur.
Özellikle yay baskısı arttığında pillerin birleşim noktasından yukarı doğru kalkması ve yuvadan çıkmaya çalışması mümkündür.
Bu nedenle 2 ve 3 hücreli bölmeler için pilin yalnızca uçlardan değil, gövde boyunca daha dengeli tutulması gerekir.
Tasarım bu ihtiyaca yönelik olarak çok hücreli pil bölmeleri oluşturmak için hazırlanmıştır.
- 2 hücreli ve 3 hücreli pil bölmeleri için uygundur
- Esnek pil tutucu fikrini çok hücreli kullanıma taşır
- Pillerin orta noktadan yukarı kalkma sorununa çözüm arar
- Seri veya paralel bağlantılı küçük pil paketleri için kullanılabilir
- Özel proje kutularına entegre edilebilir
Birden fazla pil kullanılan devrelerde yalnızca mekanik tutucunun sağlam olması yetmez. Pillerin aynı tip, aynı doluluk seviyesi ve mümkünse aynı marka/model olması gerekir. Seri bağlı pillerde zayıf hücre tüm paketin davranışını etkileyebilir.
Bu tip pil yuvaları, küçük taşınabilir elektronik devrelerde, LED aydınlatmalarda, sensör kutularında ve prototip güç kaynaklarında kullanılabilir. Baskıdan sonra pil temas noktalarına uygun iletken plaka, yay veya kablo lehimlenerek elektriksel bağlantı tamamlanmalıdır.
4 AA, AAA, 18650 ve Benzeri Piller İçin Koruyucu Kapaklar
Dördüncü tasarım doğrudan pil yuvası değil, pilleri taşırken veya saklarken uçlarını korumaya yarayan kapaklardan oluşur. AA, AAA, 18650 ve benzeri silindirik piller için hazırlanmıştır.
Bu tip kapaklar özellikle çantada, takım kutusunda veya çekmecede yedek pil taşıyanlar için faydalıdır. Özellikle 18650 lityum iyon pillerin uçlarının metal parçalarla temas ederek kısa devre olması ciddi risk oluşturabilir. Basit bir plastik kapak bile bu riski azaltır.
Tasarımın hedefi, aynı tip pillerde küçük ölçü farkları olsa bile kapağın sıkıca tutunabilmesidir. Bu yüzden esnek kanatçık yapısı önemlidir. Kaynakta ABS ile basıldığı ve esneklik açısından kanatçıkların bu malzemeyle daha iyi çalıştığı belirtilmiştir.
| Pil Tipi | Kullanım Amacı |
|---|---|
| AA | Yedek kalem pillerin uçlarını koruma |
| AAA | Küçük pillerin çantada dağılmasını ve temasını önleme |
| 18650 | Lityum iyon hücrelerde kısa devre riskini azaltma |
| Diğer silindirik hücreler | Ölçüye göre uyarlanmış koruyucu kapak kullanımı |
18650 gibi yüksek enerji yoğunluklu piller taşınırken mutlaka izole şekilde saklanmalıdır. Bu kapaklar tek başına profesyonel pil kutusu yerine geçmez; ancak kısa devre riskini azaltan pratik bir yardımcı parçadır. Daha güvenli taşıma için piller ayrıca plastik kutu içinde saklanabilir.
Pil güvenliği ve pil paketleriyle uğraşanlar için Li-ion, Li-Po ve LiFePO4 piller hakkında yazısı da temel pil bilgilerini tamamlar.
3D Baskıda Malzeme Seçimi
Pil tutucu ve pil kapağı gibi parçalar yalnızca dekoratif değildir; sıkıştırma, esneme ve temas noktalarını taşıma gibi mekanik görevleri vardır. Bu yüzden malzeme seçimi önemlidir.
- PLA: Kolay basılır, ancak yaylı ve esneyen parçalarda uzun ömürlü olmayabilir
- PETG: Daha tok ve esnektir, pil tutucular için çoğu zaman iyi tercihtir
- ABS: Esnek kanatçık ve kapak yapılarında avantaj sağlayabilir
- Nylon: Dayanıklı ve esnektir, ancak baskısı daha zordur
Metal temas noktaları 3D baskı parçanın kendisinden beklenmemelidir. Baskı yalnızca mekanik taşıyıcı görevi görür. Elektriksel iletim için nikel şerit, bakır folyo, yay, pirinç plaka veya uygun pil kontakları kullanılmalıdır.
Kullanımda Dikkat Edilecek Noktalar
3D yazıcıdan çıkan pil tutucular, hazır ticari pil yuvaları kadar standart ve güvenli olmayabilir. Özellikle lityum iyon pillerle çalışırken kısa devre, ters bağlantı ve aşırı akım riski dikkate alınmalıdır.
- Pilin artı ve eksi yönü mutlaka işaretlenmelidir
- 18650 hücrelerde açık metal uçlar korunmalıdır
- Farklı kapasitedeki piller aynı devrede karıştırılmamalıdır
- Seri bağlı pillerde aynı tip ve benzer dolulukta hücreler kullanılmalıdır
- Temas noktaları gevşek bırakılmamalıdır
- Yüksek akım çeken devrelerde baskı parçasının ısınmadığı kontrol edilmelidir
Kısa Değerlendirme
Thingiverse üzerindeki bu dört model, 3D yazıcının elektronik atölyesinde ne kadar işe yarayabileceğini gösteren güzel örneklerdir.
Esnek yaylı pil tutucular özel pil yuvası ihtiyacını karşılar. AA-C adaptör, düşük akımlı cihazlarda geçici çözüm sunar.
Çok hücreli bölmeler küçük pil paketleri için kullanışlıdır. Pil kapakları ise özellikle yedek pil taşıma güvenliğini artırır.
Bu tasarımlar doğrudan basılıp kullanılabilir; ancak en iyi sonuç için kullanılan pilin gerçek ölçüsü, baskı toleransı, malzeme esnekliği ve elektriksel temas yöntemi mutlaka kontrol edilmelidir.
1. “Flexing battery holders with integrated spring” tasarımına aittir. thingiverse.com/thing:456900
2. “Yet Another AA to C Battery Adapter” tasarımına aittir. thingiverse.com/thing:1719966
3. “Flexing battery holders with 2- and 3-cell compartments” tasarımına aittir. thingiverse.com/thing:941081
4. “Battery caps for AA, AAA, 18650 and other cell types” tasarımına aittir. thingiverse.com/thing:137582
